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1、新型管材在市政排水管网中的设计及运用探索摘要：随着建筑工程业的发展，新型建材在建筑工程中的应用也越来越广泛，并且取得了非常显着的效果，故在本文中主要对新型管材在市政排水管网中的设计及运用进行了详细的分析与探讨，以供参考。关键词：新型管材；市政排水管；设计及运用中图分类号：TU99文献标识码：A一、概述近年来为适应市政排水管发展的需要出现了许多新的排水管材,本文就以其中比较典型的几种管材从技术及经济性上进行比较:工程中常用的塑料管道到2012年，塑料管道在全国各类管道中市场占有率已达到50%以上。塑料管在公共工程中主要应用在都市给水管网、都市排水管网、都市燃气管网三大领域。在都市供水
2、管网中使用的塑料管品种主要有：PVC-U、PE、RPM和钢塑复合管;都市排水管网中使用的塑料管品种主要有：PVC-U、HDPE、RPM和FRPP等;二、管道设计关键――环刚度选择环刚度是塑料埋地排水管(新型管材均可认为是塑料排水管)抗外压负载能力的综合参数,为了保证塑料埋地排水管在外压负载下安全工作,7环刚度的选择是设计中的关键之一。如果管材的环刚度太小,管材就可能会发生变形过大或者出现压屈失稳而破坏的现象。如果管材的环刚度太大、太高,就会在施工时使用比较大的截面惯性矩来进行计算,这就会使得所用材料的过多,成本就会相应的提高。外压的负载较为复杂,其主要有土壤的重量与地面发生的静负载
3、、车辆路过时发生的动负载。塑料埋地排水管道的承受负载机理也比较复杂,因为塑料管属于柔性管,在外压负载下管材和周围的土壤(回填材料)产生‘管土共同作用’。换句话说,是管材和周围土壤(回填材料)共同来承受外压负载。决定塑料埋地排水管铺设后能否正常工作的,“负载”、“管材”和“土壤(回填)”三个参数都很重要,而且相互影响。所以环刚度的选择不仅取决于外压负载的情况还取决于铺设后管道周围土壤(回填材料)的情况。根据世界各国的经验,塑料埋地排水管在外压负载下是否能够安全使用的因素中,铺设情况是最主要的。如果铺设情况比较好,环刚度较低的管材也不会有很大变形;反之,如果铺设情况不好,即使用环刚度比
4、较高的管材也可能变形过大和出现压屈失稳。但是,要保证铺设情况良好并不是都能做到的事,同时也是需要成本的。结合以往施工及设计经验,我们建议在设计塑料埋地排水管时尽量选择较高的环刚度。直径在500mm以下塑料埋地排水管:一般要选择环刚度8KN/�的,7只有在地质条件好又没有运输车辆负载的采用环刚度4KN/�的。直径在500mm～1200mm的塑料埋地排水管:尽量选择环刚度8KN/�的,如果选择环刚度8KN/�以下的要经过结构设计计算(变形验算,压屈失稳计算)并严格控制铺设施工的质量(管道基础、回填材料、分层夯实等)。直径800mm以上的塑料埋地排水管:重要工程推荐使用环刚度较高(环刚度
5、8KN/�以上)的金属增强复合缠绕管和玻璃钢夹砂管。如果使用环刚度较低(环刚度8KN/m2以下)的热塑性塑料管,务必要经过结构设计计算(变形验算,压屈失稳计算)并严格控制铺设施工的质量(管道基础、回填材料、分层夯实等)。同时,施工必须确保回填质量,回填土密实应符合下列规定:主管区的回填土密实度不应小于95%(按轻型击实标准,下同)；管道宽度以外次管区的回填土密实不应小于90%。三、新型管材在市政排水中的应用（一）HDPE双壁波纹管。高密度聚乙稀(HighDensityPolyethylene,即HDPE)双壁波纹管是一种具有环状波纹结构内壁光滑的新型排水管,其优点相对混凝土管而言是
6、重量轻,强度大,能达到较高的环刚度,一般为4kN/m2~87kN/m2,能承受一定的荷载,能满足市政道路上使用的承载条件;管壁光滑,粗糙系数小,水力条件好,过流能力大;耐腐蚀性强,使用寿命长;多采用柔性承插接口,安装连接简便,可抵抗地基不均匀沉降;管道单根长度大,施工安装简单,施工周期短,施工费用较低。（二）塑料缠绕管。塑料缠绕管是近年来出现的一种新技术,它是经过特殊的挤出缠绕成型工艺加工而成的结构壁管,产品由内层为PE层、中间层为经涂塑处理的金属钢带层、外层为PE层的三层特殊结构构成。该管道制作成型以后管道强度大大提高,环刚度普遍可以达到8kN/m2,还可以根据施工实际情况要求将
7、管道环刚度提高到10kN/m2~12kN/m2或更高环刚度。该管道制作可在工厂内,也可以根据实际情况在现场制作。因该管道制作需采用缠绕工艺,故管径普遍偏大,管道内径尺寸普遍大于800,该管材具有一般塑料管材重量轻、耐腐蚀、施工安装简单等优点,还有一般塑料管材所不具备的高环刚度,但该管材缺点也十分明显,塑料缠绕管管材价格相对塑料管及混凝土管要高出一些,会导致工程总投资增加。（三）夹砂玻璃钢管。7夹砂玻璃钢管主要以玻璃纤维作为增强材料,以树脂为基体制成,是钢筋混凝土管道较
