排水管网设计中管材的选择

2006年第32卷第8期　　　　工业安全与环保

　　　　　　　　　August2006IndustrialSafetyandEnvironmentalProtection

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排水管网设计中管材的选择

曾祥文　熊昌贵

(中钢集团武汉安全环保研究院　武汉430081)

摘　要　排水管网使用的各类排水管材种类繁多,性能差异较大。根据排水管材的材质、性能分析,对常用几种排水管材进行了技术经济比较。以实际工程为例,　　关键词　排水管网　管材　选择

TheSelectionofPipeMaterialsofNet

X(SINOSTEEResearchInstitute　Wuhan430081)

Abstract　Thereareindrainagepipenetandthepropertiesaredifferent.Inthispaperseveralkindsofcommonlyparedintechnicalaspectaccordingtoanalysisonthequalityandpropertiesofpipes.Takingthepracticalasexample,thedesignmethodsfordrainagepipesunderdifferentworkingconditionsandgeologicalconditionsaredescribed.

Keywords　drainagepipenet　pipematerials　selection

1

国内现有的排水管材　

很长时间以来,市政排水和建筑室外排水的管材大多采

强,使用寿命可达50年以上,但价格略高。国外已广泛使用,给水压力管大多采用d1000以下管道。无压管已有

d3600直径的实例。广州市d2500玻璃钢夹砂排水管顶管成

用混凝土管、钢筋混凝土管和铸铁管等,它们重量重、接口多,接口一般采用水泥接口,使用较长时间后,90%以上的管道存在渗漏问题,而新建排水管道也有30%出现同样问题,从而造成地下水污染。

国内市政排水应用较多的新型管材有玻璃钢夹砂管、高密度聚乙烯管、钢筋混凝土衬胶管和硬聚氯乙烯管(多用于室内建筑给排水)等,国外发达国家已普遍使用塑料管。目前国内生产的排水管材有以下品种。

1.1

功穿越珠江,大口径的玻璃钢夹砂管是一种性价比较高的管材,很有发展前途。

1.4

高密度聚乙烯管(HDPE)　

目前用于污水的PE管主要有2种产品,一种是钢骨架

螺旋缠绕双壁波纹管,环刚度SN10、管径800～2000、长度一般12m,可采用热熔螺旋对接、电热熔焊接、哈夫件连接;另一种是高密度聚乙烯(HDPE)双壁波纹管。

HDPE管内壁光滑、耐腐蚀性好、柔韧性好、重量轻,采用

　混凝土管和钢筋混凝土管(PCP)

这两种管道制作方便,造价低,在排水管道中应用广泛,

热熔粘接性接口,对管道基础要求低,环刚度有SN4与SN8两级、管径200～1200、长度一般12m,600～800口径的管价格低于玻璃钢夹砂管,它为新型实用性管材。

1.5

但存在抗渗性能差,管节短,接口多和搬运不便等缺点。混凝土管内径不大于600mm,长度不大于1m,适用于管径小的无压管;钢筋混凝土管口径一般在500mm以上,长度在1～3m,其接口形式有承插式、企口式和平口式。

1.2

硬聚氯乙烯双壁波纹管(PVC-U或UPVC)　

PVCU管内壁光滑,不易结垢,水头损失小,耐腐蚀性

钢筋混凝土管衬胶管(RCP)　

市场上新出现的钢筋混凝土管衬胶管,除具有混凝土管

好,柔韧性好,重量轻,加工连接方便,采用橡胶圈承插柔性接口,对管道基础要求低。但管材强度低,性质脆,抗外压和冲击性差。多用于小口径,如城市住宅内部使用的管道。室外管道的安装,一般不宜埋在城市车行道下。

塑料管以PVCU和PE塑料管为主,我国许多城市塑料管已有大量应用。2005年,在全国新建、改(扩)建工程中,度有一定差别。

参考文献

1　张自杰.环境工程手册水污染防治卷.北京:高等教育出版社,

1996

(收稿日期:20060313)

的造价低的特点,同时兼备塑料管内壁光滑摩阻小、耐腐蚀性好的优点,采用橡胶圈承插柔性接口,密封性能较好。

1.3

　玻璃钢夹砂管(RPM)

玻璃钢夹砂管重量轻,运输安装方便、摩阻小、耐腐蚀性

的Fe2+和Fe3+形成的絮体对有机物的吸附作用效果明显,

酸性越强产生的絮体越多,有机物的去除效果越明显。

(5)粉末活性炭对有机物的去除作用主要是吸附。从试验结果看不同pH值条件下粉末活性炭的吸附容量大致相同,活性炭吸附CODCr的容量在140～240mg/g,不同水质浓

30

建筑给水60%采用塑料管,城市供水管(DN400mm以下)

50%采用塑料管,村镇供水管道70%采用塑料管,建筑排水

1.0m。由于陶土管抗酸腐蚀,在世界各地广泛采用。接口

有承插式和平口式。

1.10

管道70%采用塑料管,建筑雨水管道50%采用塑料管,城市排水管道10%采用塑料管。预计到2010年,建筑给水75%采用塑料管,村镇供水管道80%采用塑料管,建筑排水管道

80%采用塑料管,城市排水管道塑料管使用率达到30%,城

大型排水管渠(箱涵)　

排水管道的预制管管径一般小于2m。当排水需要更

大的口径时,可建造大型排水渠道(箱涵),常用建材有砖、石、混凝土,一般多采用矩形、拱形等断面,主要在现场浇制、铺砌。

2

市排水管道(DN400mm以下)70%采用塑料管。

1.6

钢管　

钢管有较好的机械强度,耐高压,耐振动,重量较轻,单

对管材的一般要求　

在污水工程中,管道工程投资在工程总投资中占有很大

管长度大,接口方便,有较强的适应性,但耐腐蚀性差,防腐造价高。多用于大口径、高压处、受地质地形条件限制及穿越铁路河谷和地震区时。为保证整个管网系统的耐久性,一般污水管道中钢管宜少用。

1.7

的比例。50%左右。

,要求具有,:

(,以承受外部的荷载和

排水铸铁管　

排水铸铁管具有强度高、抗渗性好、、。

(2)排水管必须能抵抗污水中杂质冲刷和磨琢,也应有

震性强,且管节长,接头少。,。

1.8

　石棉水泥管

、表面光滑、重

抗腐蚀的功能,特别对有某些腐蚀性的工业废水。

(3)排水管必须不透水,以防止污水渗出或地下水渗入

量轻、长度大、。但石棉水泥管质脆、耐磨性差,管径多为50～600mm,长度为2.5～4.0m。我国产量不大,在排水工程中应用少。

1.9

而污染地下水或腐蚀其他管线和建筑物基础。

(4)排水管的内壁应平整光滑,使水流阻力尽量减小。(5)排水管应尽量就地取材,并考虑到预制管件及快速

陶土管　

陶土管由塑性粘土焙烧而成,带釉的陶土管内外壁光

施工的可能,减少运输和施工费用;其材质应满足设计确定的使用年限。

3

滑,水流阻力小,不透水性好,耐磨损,抗腐蚀。但质脆易碎,抗弯抗拉强度低,不宜敷在埋深较大的地方。另外管节短,施工不便。陶土管直径不大于600mm,其管长为0.8～

表1

性能使用寿命抗渗性能防腐能力承受外压施工难易施工方法主要接口形式粗糙度(n值)水头损失管材质量运输费用管材单价管道综合价对基础要求生产厂商

PCP管

RCP管

　管材的技术经济比较

国内市政排水管网比较常用的管材主要技术经济比较

见表1。

　管材综合技术经济比较

RPM管

HDPE管

PVCU管

钢管较短(约15年)

较强较弱

可深埋,能承受大外压方便大开挖、顶管

0.013(水泥内村)

较长(约20年)

较弱较强

可深埋,能承受较大外压较难大开挖、顶管

0.013～0.014

长强强

可深埋,能承受较大外压较难大开挖、顶管

0.009～0.01

长(约50年)

强强

较易变形,深埋管需较大环刚度

方便大开挖、顶管

0.009～0.01

长(约50年)

强强较易变形方便大开挖热熔粘接

0.009～0.01

长(约50年)

强强

受外压较差,易变形方便大开挖

0.009～0.01

承插式橡胶圈止水承插式橡胶圈止水套管橡胶圈止水

较大较大(密度约2.4)

较高最便宜最便宜较高多

较小较大(密度约2.4)

较高较贵较便宜较高相对较少

较小较小(密度约1.8)

较低较贵较贵较低多

承插式橡胶圈止水现场焊接钢性接口

较小较小(密度约1.4)

较低便宜便宜较低多

较大较大(密度约7.8)

较高较贵贵(需防腐时)

较低多

较小较小较低较贵较贵较低多

根据目前市场询价,在同等规格条件下,PVC管径(d300～800)范围内,同管径同环刚度的PVC

U管、U管、

管;从综合性价比来看,RCP管的优势较为明显;而PCP管在防腐性能、密闭性等方面不占优势;国家和地方已出台了一批限用或禁用混凝土管、钢筋混凝土管和铸铁管的文件。

2004年4月,建设部发布了《推广应用和限制禁止使用技术

RPM管、HDPE管的价格都比PCP管和RCP管的价格高,小HDPE管相对RMP管价格要低些,大管径范围内,RMP管相

对HDPE管要便宜。RPM管和HDPE管在技术性能上具有很大优势;PVC管的小管径浅埋优势大,但抗压能力较差,在埋深较深的地方管道容易受损,因此市面上无大管径的PVC

公告》,明文规定推广采用城镇塑料排水管,禁止使用DN≤

500的平口、企口混凝土排水管。塑料排水管的特性及其优

势已开始被人们认识和接受。

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废水处理

挥发酚的蒸馏损失

张素荣

(江苏省通州市环境监测站　江苏通州226300)

摘　要　回收率实验表明,苯酚经预蒸馏后平均回收率在95%左右,损失率达5%。现提出应用经验系数0.95来修正蒸馏过程带来的损失,结果令人满意。　　关键词　挥发酚　蒸馏　损失

TheDistillationLossof

(Tongzhou,Jiangsu226300)

Abstract　Theexperimentoftherecoveryfractionofphenolicacidisabout95%andthelossef2ficiencyisabout5cangbyusingtheexperiencedcoefficient0.95tocorrectthedistillationloss.Keywords　v　　loss

无论是含酚工业废水还是清洁地表水,在挥发酚测定前都需要经过预处理来消除颜色、浊度和一些干扰测定的物质。目前,挥发酚的蒸馏方法采用《水和废水监测分析方法》中的规范方法,本文就挥发酚测定中蒸馏过程对回收率的影

4

响作初步探讨。

1

苯酚在蒸馏过程中的损失率　

按规范方法,分别取0、1.00、3.00、5.00、7.00、10.00、

15.00μg苯酚于蒸馏瓶中加水至250mL,加入甲基橙指示

　管材选择实例

以某工程为例。该工程为南方沿海某镇污水处理厂配

质和复杂地段、大口径的条件下,污水管较少采用。RCP管的多项性能与RPM管相当,RCP衬胶顶管施工技术要求低,但RPM管的工作井/接收井的投资相对稍低,RPM管外壁光滑,所需顶力小,施工工期短,故顶管选用RPM管。

4.3

套截污干管工程,管网总长34km,管径在0.3～1.3m,埋深在2.3～7.5m,污水输送有重力流和压力流2种。根据当地的总规、道路详规、工程地质水文情况结合政府对区域建成道路和环境影响的要求,确定管道施工的方法有:大开挖、支护开挖、顶管和围堰施工几种形式。通过技术经济分析决定:2m以下管道敷设采用大开挖,2～6m采用支护开挖,

6m以上采用顶管施工,管道穿河涌(宽5～40m)采用围堰

　压力管管材选用

对于压力管,目前采用较多的是钢管、RPM管等,综合考

虑管材价格、防腐价格和水泵扬程不高而内压不大的情况,压力管材选用内压0.6MPa的RPM管。

4.4

倒虹管管材选用　

工程涉及沿途管线需穿越多处河涌,一般埋深小于河涌

施工。要求管材按50年寿命考虑,原则上不采用混凝土管。

4.1

　开挖施工的管材选择

开挖施工的重力流管段原则上考虑PVC-U管、HDPE

U管在性能上与

沟底时采用倒虹管过河形式。倒虹管选择主要考虑抗浮性能和防渗性能。钢管、PCP管和RCP管抗浮性能较好,但钢管价格高,PCP管防渗性能较差。倒虹管过河时,若河涌较宽、管顶距沟底(供货商一般要求覆土大于管径70%、水利部门要求不小于1.5m)距离小,需要考虑抗浮时,管材建议选用RCP管;若倒虹管过河且管顶距沟底埋深大,能满足抗浮要求时,管材选择遵循开挖施工管材选择原则。

5

管、RPM管。d≤500mm的管道,PVC

500mm的管道采用PVC

HDPE管、RPM管相当,但在价格上相对低些,所以,d≤

U管。d=600～800mm的管道,

性能上HDPE管与RPM管都适合,HDPE管价格稍低,HDPE管对不良地质条件的适应性更强,因此d=600～800mm的管道宜采用HDPE管。

d≥900mm的管道,性能上HDPE管与RPM管、混凝土

　结语

随着技术的发展和材料的不断开发,管材的品种越来越

衬胶管都适合,HDPE管价格要高于RPM管和混凝土衬胶管,而且管径越大HDPE管的价格高得越多,因此,d≥

900mm的管道采用RPM管或混凝土衬胶管。4.2

多,选用的范围也越来越大,设计单位有很多的选择余地。排水管材的选择应满足安全要求,污水不渗出,地下水不渗入;具有一定的强度或柔性以防止沉降造成管道断裂,同时综合考虑经济合理性,为用户节省工程投资。

(收稿日期:20060425)

　顶管施工的管材选择

对于顶管施工的管材,一般可用钢管、RCP管、RPM管。钢管由于寿命短,内外防腐造价高,一般仅用于特殊地

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