市政給排水管網中新型管材的應用

姜濤

山東東碩建設工程有限公司 山東東營 257000

1 新型管材綜述

1.1 傳統管材應用問題

在以往給排水管道建設中，鋼筋混凝土管的應用較多，這些管材在長期使用中容易發生一系列質量問題，如在鋼筋混凝土管應用中，其雖然造價便宜、生產簡單；然在實際應用中，其存在以下問題：

其一，鋼筋混凝土管道的雨污分流不徹底，在實際應用中，其內壁糙率較大，容易被化學物質腐蝕，受此影響，管道存在較為嚴重的破裂、滲漏問題，嚴重時會引起路面下沉。其二，鋼筋混凝土管道自重較大，為便于運輸，其管節較短，接口較多，然而受地質條件等因素的影響，其容易出現結構性和功能性損壞等問題，如管口錯位、堵頭殘墻未打通等[1]。

1.2 新型管材應用形式

新經濟形態下，人們對于城市給排水管網建設質量提出了較高要求，新型管材的應用范圍也在進一步擴大。從給排水管網建設過程來看，金屬管、塑料管、玻璃鋼夾砂管、鋼筋混凝土玻璃鋼復合管是較為常見的四類新型管材。

（1）金屬管。金屬管是當前市政管網建設的重要形式，其不僅包含了球墨鑄鐵管，而且涉及鋼管的設計及應用。從管材應用效果來看，金屬管的質地較為堅硬，故而具有良好的抗壓、抗震、防滲透能力；同時金屬管的內壁較為光滑，糙率較小，這使得金屬內部發生腐蝕、堵塞的概率相對較低。

（2）塑料管。市政給排水項目塑料管類型多樣，其主要應用類型有硬聚氯乙烯管、硬聚氯乙烯管雙壁波紋管、聚乙烯雙壁波紋管，此外，聚乙烯纏繞結構壁管、聚丙烯纏繞結構壁管等的應用也較為普遍。給排水項目應用中，此類管材的管內壁較為光滑，糙率較小，且耐腐性能較為突出。相比于金屬感，塑料管的質量較輕，安裝費用較低，且安裝過程較為方便。

（3）玻璃鋼夾砂管。玻璃鋼夾砂管是給排水系統管網選擇的一種特殊形態，給排水項目施工中，該管材的應用優勢表現在以下層面：其一，管材內壁光滑，糙率小且密封性良好，同時嬌小的質量使得管材安裝費用較低；其二，相比于其他管材，玻璃鋼夾砂管本身具有良好的耐腐性能，在酸性或者堿性土壤中，該管材也可直接輻射，施工過程較為簡單，其三，相比于金屬管，抗壓能力不足是玻璃鋼夾砂管的主要缺陷，這要求給排水施工人員在項目建設中，應做好玻璃鋼夾砂管基礎處理和回填土質量保證，實現管材質量的有效保證。

2 綜合造價比較

經濟性是給排水管道設計應用的重要指標，其直接關系著市政給排水項目的建設質量和城市服務效果。一方面，合理投入資金成本，能為項目材料設備選擇和技術應用提供物質支撐，另一方面，結合管材應用環境，就其經濟效益進行考慮，可避免工程項目造價施工，實現質項目質量與效益的協調。

3 管道設計關鍵——環剛度選擇

3.1 環剛度的概念界定

對于室外給排水管道而言，其通常采用重力流無壓管的布置形式，在實際應用中，其需要承擔的荷載主要是外壓荷載，當外壓荷載超過設計標準時，管材會出現較大規模的變形，并產生壓屈失穩等問題，致使管道發生破壞。在管道設計中，針對管道環向抗變形能力，通過環剛度進行表達。該指標代表了管道抵抗外壓負載的能力，當環剛度越大時，表明管道抵抗環向變形的能力愈發突出[2]。

3.2 環剛度的具體計算

新時期，人們對于市政給排水管道建設的質量要求不斷提升，在環剛度計算中，應重點關注管側土綜合變形模量、管頂豎向土壓力標準值、管頂可變荷載作用、管道變形情況的有效計算。

（1）管側土綜合變形模量計算。管側土綜合變形模量的大小對于管道側向壓力具有重大影響。在管側土綜合變形模量評定計算中，設計人員應在考慮回填土土質類型的基礎上，就填土密度、基槽兩側原狀土的土質情況進行具體分析，此外，工作人員還需考慮管道外徑與管道中心處溝槽寬度的關系，然后系統化的進行管側土綜合變形模量計算，滿足觀測填土需要。在實際設計計算中，該指標多按照GB50332-2002、GB/T11836-2009、GB/T26081-2010等指標進行測定。項目設計中，一般要求經管道施工后，基槽兩側原狀土的密度保持在原土密度的95%以上，同時就管側土壓實程度而言，其壓實程度最低應控制在95%，這樣才能實現管道的有效保護，避免給排水管道過早損壞[3]。

（2）管頂豎向土壓力標準值測定。市政給排水管道應用中，管道受管頂豎向土壓力作用較為明顯，這是因為在完成管道敷設后，其不僅要承受上部覆土的壓力，而且需承受一定路面荷載壓力。在豎向土壓力標準值計算中，重點考慮上部覆土因素。其中，覆土容重、深度、管道外徑是應先管道上部覆土壓力的三個重要因素。在實際計算中，覆土深度、管道外徑通過測量獲得，而覆土的容重需要考慮土質類型等信息。通常，給排水管道工作人員會按照《給排水工程管道結構設計規范》對管頂豎向土壓力進行測定計算。

4 結語

新型管材應用對于市政給排水項目建設質量具有較大影響，能有效地改變傳統管材利用形式，提升便捷程度和水的流通性能。新時期，市政建設人員只有充分認識到各種管材的應用形式和技術特征，然后在考慮管材經濟性的同時，加大管材環剛度的選擇設計，這樣才能有效地提升管材設計及應用水平，繼而保證市政給排水項目建設質量，滿足城市居民的供排水需要。