关于城镇黑臭（未达标）水体综合治理工程管材选用标准的探讨

魏小军

中山市水务工程建设管理中心 广东 中山 528400

党的十八大以来，党中央尤其提高了生态文明建设工作的重视程度，提出了建设一河两岸、万里碧道、长江大保护等治水、治河理念。我国许多城镇、乡村的流域水环境很不理想，河涌两岸树绿水清已成为广大人民群众的美好期待。因此加快水环境治理已成为许多省、市改善生态环境的重要工作。学者陈胜兵、王劲松、张怀玉、陈乐平等[1]通过对我国城镇黑臭（不合格）水体综合治理中管道结构和功能性疾病的研究，无论是实心壁管、球墨铸铁管、钢筋混凝土管还是HDPE管，排水渗透问题的程度都不尽相同，这与城镇黑臭水体的处理不符。另外，应根据各地区的实际情况合理选择配管，相关的排水管应满足抗渗要求，补充相关排水管抗渗性指标和密封性条款及闭水试验允许渗水量的建议要求，为日后排水管标准修订工作提供参考。本文讨论了中山市未达标水体综合整治工作中遇到的管道材料的选择，拟定管道选择的基本原理，为相关人员提供参考，以改善项目管理工作。

1 我国现行排水管标准和规范概述

当前，我国在城市污水处理方面已建立了非常全面的标准体系，例如城市雨污水排放管网技术、管网设计、建设和维护。其中，城市排水管包含13个产品标准和3个设计标准，如表1所示。通过制定和执行这些标准，将为促进我国城市水域综合管理、保护生态环境、提高经济质量和效益提供有效的促进作用。

表1 现行市政排水管相关标准

2 管材种类及优缺点

2.1 PE实壁管特点

PE管是聚乙烯塑料管，是最为基础的一种塑料管材，最常见的有低密度聚乙烯管、中密度聚乙烯管及高密度聚乙烯管。这类管材因其可焊接性强、抗环境应力开裂性高等应用优势被广泛应用于城市雨污水管网建设之中。具体如下：

（1）使用寿命长——基于特定的温度和压力，其安全使用寿命可达50年左右。

（2）较强的耐腐蚀性——除了氧化剂以外，对许多其他化学物质也具有较强的耐腐蚀性，并且没有电化学腐蚀。

（3）良好的耐磨性——在耐磨性方面是钢管的5倍，特别是在输送沙泥浆时。

（4）卫生标准高——在管道生产过程中不会产生有毒有害物质，对解决城市二次水污染具有较为理想效果。

（5）耐冲击性好——其韧性和耐冲击度都较好，同时还具有较强的耐冲击度，直接利用管道进行加压时，不会对管道带来破裂的影响。

（6）出色的连接性——管道材料高热熔强度使安装过程中的焊接变得容易，并且不会受在活动载荷作用而破裂。

（7）施工性能好——管道质轻，便于施工，具有较为简便的施工工艺，工程造价低。

2.2 球墨铸铁管特点

除了管壁薄，重量轻，抗冲击性强，延展性高和易于安装外，铸铁拼接管还有其他应用优势。（1）从材料的角度来看，材料成本不是太高，因为是在中频炉加温退火后，再衬以水泥外壁而成。（2）球墨铸铁管壁厚较大、单支长度6米可以减少接口。（3）球墨铸铁排水管比铸铁排水管具有更高的强度和可塑性，使用后不会被地面车辆压碎，降低了维护成本。

因此球墨铸铁管不但在国外普遍采用，此外，它在我国也得到了很好的广告宣传和使用。在我国许多地区，球墨铸铁管已普遍用于中，小直径供水管以及中，低压管网（通常在6MPa以下使用）。球墨铸铁管运行安全可靠，破损率低，施工维护方便快捷，具有优良的防腐性能。它也可以用于非开挖的施工作业，通常用于横跨河流，道路和建筑物的管道施工。使用由锌铝合金制成的特殊外部喷涂工艺可以多次提高管道的耐腐蚀性，通常用于高腐蚀性土壤的施工中。

缺点是通常不用于高压管网（6MPa以上）中。由于管体较重，因此必须使用机器进行安装。压力测试后，发生漏水，需要挖开所有管道，将管道升高到可以插入夹具的高度，并且需要安装夹具以防止泄漏。

2.3 钢筋混凝土管

钢筋混凝土排水管被广泛应用于公共设施排水系统中，作为内衬层被固定镶嵌在管体内壁上。钢筋混凝土排水管经过离心、径向挤压、立式芯模振动制管等多种工艺制造，强化硬度、确保抗压能力。钢筋混凝土排水管不仅用于排水系统，还用于农业灌溉，化学工业，天然气，采矿等领域。钢筋混凝土排水管的广泛使用与其自身优势有关。（1）钢筋混凝土具有质量好，较低的制造成本等优势。（2）钢筋混凝土排水管生产工艺简单，生产速度快，可以满足客户的迫切用料需求。（3）高硬度、强水压是钢筋混凝土排水管最大的应用优势，使用后不会因水压过大而损坏，安全系数非常高。（4）具有较为合理的钢筋混凝土结构，组合连接的能力好，减少了泄露的发生率，使整体的严密性得到保障。（5）钢筋混凝土的排水管具有内部光滑的特性，能够很好的确保其管内畅通，同时，不会由于杂质的积累而出现堵塞现象。

混凝土管不仅价格便宜，还具有较好的抗压能力、较高的强度、较好的抗渗性，同时，也有较高的生产效率。

2.4 HDPE管材

HDPE管材是由具有高结晶度的非极性热塑性树脂制成，因此管材本身具有出色的耐热性和耐寒性。同时由于其具有较好的化学耐久性，硬度、强度以及机械性能也较好。介电特性和耐环境应力开裂性也良好。具有以下优点：（1）HDPE管道必须具有一定的压力，选用的材料一般都具有分子量高、机械性能好的特点。（2）从化学结构的角度来看，HDPE管具有很高的分子量，因此其耐磨性非常高，并且其耐磨性优于碳钢、不锈钢和其他材料。（3）HDPE管是常规钢管和PVC饮用水管的替代产品

HDPE管主要用于：市政供水系统，建筑内部供水系统，地下室内供水，住宅供水系统，工厂区，旧管道维护，水处理管道系统，园艺，灌溉等行业的水管等。中密度聚乙烯管道仅适用于输送人造气体，天然气和液化石油气。

2.5 几类管材综合对比

表2 四类管材性能及经济性分析

3 管材选用原则探讨分析

以污水系统提质增效为目标，管材选择在确保管材质量和安全可靠运行的前提下，项目应综合具体地质条件、地下水位、地下水腐蚀性、管道埋深、地面荷载、纳管污水性质、区域管材供应以及结合现场的施工条件进行综合考虑，因地制宜确定选择河涌的管材选用，并严格按规范要求做好管道的接口、基础、回填处理，以及非塑料类管材的防腐处理。结合几类管材综合对比，通过反复的研究探讨，初步拟定一般情况下管材选用标准建议如下：（1）当管径小于400mm时，建议优先采用PE实壁管。（2）管径400≤DN≤600mm时，建议优先采用球磨铸铁管。（3）当管径大于600mm时，可使用球磨铸铁管和钢筋混凝土管。（4）对于地质条件较差的管段，以及城市主要道路和公路下管段，优先采用球墨铸铁管。（5）涌内挂管采用球墨铸铁管。（6）涌内埋管可采用HDPE管并用混凝土包封。（7）如果采用顶管施工法进行管道安装，最好的管道材料应是钢筋混凝土管或球墨铸铁顶管。（8）PE实壁管是采用拖曳法施工时最理想的管型。（9）如果水压高，则可以使用PE管或球墨铸铁管。（10）地下水腐蚀性较强或排放有腐蚀性水时，优先选用PE实壁管。

4 结束语

城镇未达标水体整治工程项目管线路由长，地质情况复杂多变，特别是珠三角地区多为冲积平原，整体地质情况较差，因此管材的选用对项目的成败具有重要的意义，整个项目作业面非常有限，特别是沿河涌边上居民房屋较多，施工难达极大，协调难达极大，在工程实施中必须确保管材的正确选用，不仅有利于施工，有利于保证工程质量、更是对管材使用年限有严格的要求。因此对管材选用要在充分调研的基础上，做出最好的决策。