市政给排水管网中新型管材的应用

姜涛

山东东硕建设工程有限公司 山东东营 257000

1 新型管材综述

1.1 传统管材应用问题

在以往给排水管道建设中，钢筋混凝土管的应用较多，这些管材在长期使用中容易发生一系列质量问题，如在钢筋混凝土管应用中，其虽然造价便宜、生产简单；然在实际应用中，其存在以下问题：

其一，钢筋混凝土管道的雨污分流不彻底，在实际应用中，其内壁糙率较大，容易被化学物质腐蚀，受此影响，管道存在较为严重的破裂、渗漏问题，严重时会引起路面下沉。其二，钢筋混凝土管道自重较大，为便于运输，其管节较短，接口较多，然而受地质条件等因素的影响，其容易出现结构性和功能性损坏等问题，如管口错位、堵头残墙未打通等[1]。

1.2 新型管材应用形式

新经济形态下，人们对于城市给排水管网建设质量提出了较高要求，新型管材的应用范围也在进一步扩大。从给排水管网建设过程来看，金属管、塑料管、玻璃钢夹砂管、钢筋混凝土玻璃钢复合管是较为常见的四类新型管材。

（1）金属管。金属管是当前市政管网建设的重要形式，其不仅包含了球墨铸铁管，而且涉及钢管的设计及应用。从管材应用效果来看，金属管的质地较为坚硬，故而具有良好的抗压、抗震、防渗透能力；同时金属管的内壁较为光滑，糙率较小，这使得金属内部发生腐蚀、堵塞的概率相对较低。

（2）塑料管。市政给排水项目塑料管类型多样，其主要应用类型有硬聚氯乙烯管、硬聚氯乙烯管双壁波纹管、聚乙烯双壁波纹管，此外，聚乙烯缠绕结构壁管、聚丙烯缠绕结构壁管等的应用也较为普遍。给排水项目应用中，此类管材的管内壁较为光滑，糙率较小，且耐腐性能较为突出。相比于金属感，塑料管的质量较轻，安装费用较低，且安装过程较为方便。

（3）玻璃钢夹砂管。玻璃钢夹砂管是给排水系统管网选择的一种特殊形态，给排水项目施工中，该管材的应用优势表现在以下层面：其一，管材内壁光滑，糙率小且密封性良好，同时娇小的质量使得管材安装费用较低；其二，相比于其他管材，玻璃钢夹砂管本身具有良好的耐腐性能，在酸性或者碱性土壤中，该管材也可直接辐射，施工过程较为简单，其三，相比于金属管，抗压能力不足是玻璃钢夹砂管的主要缺陷，这要求给排水施工人员在项目建设中，应做好玻璃钢夹砂管基础处理和回填土质量保证，实现管材质量的有效保证。

2 综合造价比较

经济性是给排水管道设计应用的重要指标，其直接关系着市政给排水项目的建设质量和城市服务效果。一方面，合理投入资金成本，能为项目材料设备选择和技术应用提供物质支撑，另一方面，结合管材应用环境，就其经济效益进行考虑，可避免工程项目造价施工，实现质项目质量与效益的协调。

3 管道设计关键——环刚度选择

3.1 环刚度的概念界定

对于室外给排水管道而言，其通常采用重力流无压管的布置形式，在实际应用中，其需要承担的荷载主要是外压荷载，当外压荷载超过设计标准时，管材会出现较大规模的变形，并产生压屈失稳等问题，致使管道发生破坏。在管道设计中，针对管道环向抗变形能力，通过环刚度进行表达。该指标代表了管道抵抗外压负载的能力，当环刚度越大时，表明管道抵抗环向变形的能力愈发突出[2]。

3.2 环刚度的具体计算

新时期，人们对于市政给排水管道建设的质量要求不断提升，在环刚度计算中，应重点关注管侧土综合变形模量、管顶竖向土压力标准值、管顶可变荷载作用、管道变形情况的有效计算。

（1）管侧土综合变形模量计算。管侧土综合变形模量的大小对于管道侧向压力具有重大影响。在管侧土综合变形模量评定计算中，设计人员应在考虑回填土土质类型的基础上，就填土密度、基槽两侧原状土的土质情况进行具体分析，此外，工作人员还需考虑管道外径与管道中心处沟槽宽度的关系，然后系统化的进行管侧土综合变形模量计算，满足观测填土需要。在实际设计计算中，该指标多按照GB50332-2002、GB/T11836-2009、GB/T26081-2010等指标进行测定。项目设计中，一般要求经管道施工后，基槽两侧原状土的密度保持在原土密度的95%以上，同时就管侧土压实程度而言，其压实程度最低应控制在95%，这样才能实现管道的有效保护，避免给排水管道过早损坏[3]。

（2）管顶竖向土压力标准值测定。市政给排水管道应用中，管道受管顶竖向土压力作用较为明显，这是因为在完成管道敷设后，其不仅要承受上部覆土的压力，而且需承受一定路面荷载压力。在竖向土压力标准值计算中，重点考虑上部覆土因素。其中，覆土容重、深度、管道外径是应先管道上部覆土压力的三个重要因素。在实际计算中，覆土深度、管道外径通过测量获得，而覆土的容重需要考虑土质类型等信息。通常，给排水管道工作人员会按照《给排水工程管道结构设计规范》对管顶竖向土压力进行测定计算。

4 结语

新型管材应用对于市政给排水项目建设质量具有较大影响，能有效地改变传统管材利用形式，提升便捷程度和水的流通性能。新时期，市政建设人员只有充分认识到各种管材的应用形式和技术特征，然后在考虑管材经济性的同时，加大管材环刚度的选择设计，这样才能有效地提升管材设计及应用水平，继而保证市政给排水项目建设质量，满足城市居民的供排水需要。