關于城鎮(zhèn)黑臭（未達標）水體綜合治理工程管材選用標準的探討

魏小軍

中山市水務工程建設管理中心 廣東 中山 528400

黨的十八大以來，黨中央尤其提高了生態(tài)文明建設工作的重視程度，提出了建設一河兩岸、萬里碧道、長江大保護等治水、治河理念。我國許多城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村的流域水環(huán)境很不理想，河涌兩岸樹綠水清已成為廣大人民群眾的美好期待。因此加快水環(huán)境治理已成為許多省、市改善生態(tài)環(huán)境的重要工作。學者陳勝兵、王勁松、張懷玉、陳樂平等[1]通過對我國城鎮(zhèn)黑臭（不合格）水體綜合治理中管道結(jié)構(gòu)和功能性疾病的研究，無論是實心壁管、球墨鑄鐵管、鋼筋混凝土管還是HDPE管，排水滲透問題的程度都不盡相同，這與城鎮(zhèn)黑臭水體的處理不符。另外，應根據(jù)各地區(qū)的實際情況合理選擇配管，相關的排水管應滿足抗?jié)B要求，補充相關排水管抗?jié)B性指標和密封性條款及閉水試驗允許滲水量的建議要求，為日后排水管標準修訂工作提供參考。本文討論了中山市未達標水體綜合整治工作中遇到的管道材料的選擇，擬定管道選擇的基本原理，為相關人員提供參考，以改善項目管理工作。

1 我國現(xiàn)行排水管標準和規(guī)范概述

當前，我國在城市污水處理方面已建立了非常全面的標準體系，例如城市雨污水排放管網(wǎng)技術(shù)、管網(wǎng)設計、建設和維護。其中，城市排水管包含13個產(chǎn)品標準和3個設計標準，如表1所示。通過制定和執(zhí)行這些標準，將為促進我國城市水域綜合管理、保護生態(tài)環(huán)境、提高經(jīng)濟質(zhì)量和效益提供有效的促進作用。

表1 現(xiàn)行市政排水管相關標準

2 管材種類及優(yōu)缺點

2.1 PE實壁管特點

PE管是聚乙烯塑料管，是最為基礎的一種塑料管材，最常見的有低密度聚乙烯管、中密度聚乙烯管及高密度聚乙烯管。這類管材因其可焊接性強、抗環(huán)境應力開裂性高等應用優(yōu)勢被廣泛應用于城市雨污水管網(wǎng)建設之中。具體如下：

（1）使用壽命長——基于特定的溫度和壓力，其安全使用壽命可達50年左右。

（2）較強的耐腐蝕性——除了氧化劑以外，對許多其他化學物質(zhì)也具有較強的耐腐蝕性，并且沒有電化學腐蝕。

（3）良好的耐磨性——在耐磨性方面是鋼管的5倍，特別是在輸送沙泥漿時。

（4）衛(wèi)生標準高——在管道生產(chǎn)過程中不會產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)，對解決城市二次水污染具有較為理想效果。

（5）耐沖擊性好——其韌性和耐沖擊度都較好，同時還具有較強的耐沖擊度，直接利用管道進行加壓時，不會對管道帶來破裂的影響。

（6）出色的連接性——管道材料高熱熔強度使安裝過程中的焊接變得容易，并且不會受在活動載荷作用而破裂。

（7）施工性能好——管道質(zhì)輕，便于施工，具有較為簡便的施工工藝，工程造價低。

2.2 球墨鑄鐵管特點

除了管壁薄，重量輕，抗沖擊性強，延展性高和易于安裝外，鑄鐵拼接管還有其他應用優(yōu)勢。（1）從材料的角度來看，材料成本不是太高，因為是在中頻爐加溫退火后，再襯以水泥外壁而成。（2）球墨鑄鐵管壁厚較大、單支長度6米可以減少接口。（3）球墨鑄鐵排水管比鑄鐵排水管具有更高的強度和可塑性，使用后不會被地面車輛壓碎，降低了維護成本。

因此球墨鑄鐵管不但在國外普遍采用，此外，它在我國也得到了很好的廣告宣傳和使用。在我國許多地區(qū)，球墨鑄鐵管已普遍用于中，小直徑供水管以及中，低壓管網(wǎng)（通常在6MPa以下使用）。球墨鑄鐵管運行安全可靠，破損率低，施工維護方便快捷，具有優(yōu)良的防腐性能。它也可以用于非開挖的施工作業(yè)，通常用于橫跨河流，道路和建筑物的管道施工。使用由鋅鋁合金制成的特殊外部噴涂工藝可以多次提高管道的耐腐蝕性，通常用于高腐蝕性土壤的施工中。

缺點是通常不用于高壓管網(wǎng)（6MPa以上）中。由于管體較重，因此必須使用機器進行安裝。壓力測試后，發(fā)生漏水，需要挖開所有管道，將管道升高到可以插入夾具的高度，并且需要安裝夾具以防止泄漏。

2.3 鋼筋混凝土管

鋼筋混凝土排水管被廣泛應用于公共設施排水系統(tǒng)中，作為內(nèi)襯層被固定鑲嵌在管體內(nèi)壁上。鋼筋混凝土排水管經(jīng)過離心、徑向擠壓、立式芯模振動制管等多種工藝制造，強化硬度、確保抗壓能力。鋼筋混凝土排水管不僅用于排水系統(tǒng)，還用于農(nóng)業(yè)灌溉，化學工業(yè)，天然氣，采礦等領域。鋼筋混凝土排水管的廣泛使用與其自身優(yōu)勢有關。（1）鋼筋混凝土具有質(zhì)量好，較低的制造成本等優(yōu)勢。（2）鋼筋混凝土排水管生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)速度快，可以滿足客戶的迫切用料需求。（3）高硬度、強水壓是鋼筋混凝土排水管最大的應用優(yōu)勢，使用后不會因水壓過大而損壞，安全系數(shù)非常高。（4）具有較為合理的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，組合連接的能力好，減少了泄露的發(fā)生率，使整體的嚴密性得到保障。（5）鋼筋混凝土的排水管具有內(nèi)部光滑的特性，能夠很好的確保其管內(nèi)暢通，同時，不會由于雜質(zhì)的積累而出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。

混凝土管不僅價格便宜，還具有較好的抗壓能力、較高的強度、較好的抗?jié)B性，同時，也有較高的生產(chǎn)效率。

2.4 HDPE管材

HDPE管材是由具有高結(jié)晶度的非極性熱塑性樹脂制成，因此管材本身具有出色的耐熱性和耐寒性。同時由于其具有較好的化學耐久性，硬度、強度以及機械性能也較好。介電特性和耐環(huán)境應力開裂性也良好。具有以下優(yōu)點：（1）HDPE管道必須具有一定的壓力，選用的材料一般都具有分子量高、機械性能好的特點。（2）從化學結(jié)構(gòu)的角度來看，HDPE管具有很高的分子量，因此其耐磨性非常高，并且其耐磨性優(yōu)于碳鋼、不銹鋼和其他材料。（3）HDPE管是常規(guī)鋼管和PVC飲用水管的替代產(chǎn)品

HDPE管主要用于：市政供水系統(tǒng)，建筑內(nèi)部供水系統(tǒng)，地下室內(nèi)供水，住宅供水系統(tǒng)，工廠區(qū)，舊管道維護，水處理管道系統(tǒng)，園藝，灌溉等行業(yè)的水管等。中密度聚乙烯管道僅適用于輸送人造氣體，天然氣和液化石油氣。

2.5 幾類管材綜合對比

表2 四類管材性能及經(jīng)濟性分析

3 管材選用原則探討分析

以污水系統(tǒng)提質(zhì)增效為目標，管材選擇在確保管材質(zhì)量和安全可靠運行的前提下，項目應綜合具體地質(zhì)條件、地下水位、地下水腐蝕性、管道埋深、地面荷載、納管污水性質(zhì)、區(qū)域管材供應以及結(jié)合現(xiàn)場的施工條件進行綜合考慮，因地制宜確定選擇河涌的管材選用，并嚴格按規(guī)范要求做好管道的接口、基礎、回填處理，以及非塑料類管材的防腐處理。結(jié)合幾類管材綜合對比，通過反復的研究探討，初步擬定一般情況下管材選用標準建議如下：（1）當管徑小于400mm時，建議優(yōu)先采用PE實壁管。（2）管徑400≤DN≤600mm時，建議優(yōu)先采用球磨鑄鐵管。（3）當管徑大于600mm時，可使用球磨鑄鐵管和鋼筋混凝土管。（4）對于地質(zhì)條件較差的管段，以及城市主要道路和公路下管段，優(yōu)先采用球墨鑄鐵管。（5）涌內(nèi)掛管采用球墨鑄鐵管。（6）涌內(nèi)埋管可采用HDPE管并用混凝土包封。（7）如果采用頂管施工法進行管道安裝，最好的管道材料應是鋼筋混凝土管或球墨鑄鐵頂管。（8）PE實壁管是采用拖曳法施工時最理想的管型。（9）如果水壓高，則可以使用PE管或球墨鑄鐵管。（10）地下水腐蝕性較強或排放有腐蝕性水時，優(yōu)先選用PE實壁管。

4 結(jié)束語

城鎮(zhèn)未達標水體整治工程項目管線路由長，地質(zhì)情況復雜多變，特別是珠三角地區(qū)多為沖積平原，整體地質(zhì)情況較差，因此管材的選用對項目的成敗具有重要的意義，整個項目作業(yè)面非常有限，特別是沿河涌邊上居民房屋較多，施工難達極大，協(xié)調(diào)難達極大，在工程實施中必須確保管材的正確選用，不僅有利于施工，有利于保證工程質(zhì)量、更是對管材使用年限有嚴格的要求。因此對管材選用要在充分調(diào)研的基礎上，做出最好的決策。