摘要：本文對不同材質的城市排水管道的使用性能做了介紹，并進行對比，希望能為城市道路排水設施的設計以及施工提供一些參考。

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　　我國社會經濟的蓬勃發展，使得城市化進程加快，相應的也出現了一些問題，尤其是水資源的貧乏。造成水資源貧乏的主要因素是水體污染，目前我國水體出現污染的主要原因是生活和工業廢水未經處理就進行排放。因此在城市建設時要注意設計完善的排水系統來解決道路積水問題。系統工序為收集→輸送處理→再利用→排放。科學技術的發展，為城市道路排水管道提供了較大的選擇空間，各類新型管材不斷涌現。本文注重對不同管材進行比較，并做出了分析，希望對設計和施工有參考意義。

　　一 、城市道路排水設施常見管道材質

　　當前，城市道路排水設施中選擇的管道材質較常見的有：金屬材質、混凝土材質、陶土材質、玻璃鋼夾砂材質以及塑料材質。

　　(1)金屬材質：有鋼管和鑄鐵管以及球墨鑄鐵管等。選擇金屬材質管道的原因有管節較長、抗壓性強、抗震性強以及施工便利等;但金屬材質的管道難以有效抗蝕、生產成本高。金屬材質管因其抗壓性好，主要用于污水泵站和穿公路、 鐵路等重要交通線路以及壓強較大的排水管道等。

　　(2)混凝土材質：有素混凝土管道和一般鋼筋混凝土管道以及自應力鋼筋混凝土管道、預應力混凝土管道等。選擇其的原因主要有工藝簡潔、鋼材使用量少、抗壓性能高、成本小、工藝成熟。

　　(3)陶土材質：陶土材質的管道制作原料是可塑性扛火粘土，對其上釉后再進行燒制，多為承插管，承插時使用多個管道完成連接，選擇其的原因是抗蝕性能好，常用于酸性廢水排放中。不足之處是容易破損，多年前應用廣泛，目前很少應用。

　　(4)玻璃鋼夾砂材質：樹脂是制造玻璃鋼夾砂管道的主要原料，玻璃纖維增強其性能，以石英砂為主料的全新復合材質用于填充。選擇其的原因是耐蝕能力強、可耐高溫和高寒、材質較輕、運送便捷、管節較長、接頭較少、抗高壓、施工便利、應用環境廣泛等。不足之處有成本較大、易出現接口漏水。

　　二、排水管道材質的發展方向

　　我國當前建設的城市排水系統中使用的管道材質多為混凝土，抗腐蝕能力較弱，工業化導致排放的污水中含有酸堿因子增加，大大減少混凝土材質管道的使用年限，維修更加頻繁，重復投資變大，對交通也造成一定阻礙。而且加大了污水泄露危險，泄露的污水流入地下水，將會損傷使用地下水的居民健康，更加劇了我國水資源貧乏，所以混凝土管道必將被替換。科學技術的進步，出現多種材質的管道，目前新材質管道已滿足大范圍推廣的要求。

　　應用面積最大的新材質管材是HDPE管。其由西方發達國家在20世紀80年代被研發出來。聚乙烯是制作HDPE管的重要原材料，并運用獨特的技術以及結構將管道強度有效增加，當前生產此類管道的工藝以及使用技術已經趨向成熟。按照結構規格將其分為兩類，一類為管徑小造價低的雙壁波紋管，一類是管徑大造價高的纏繞增強管。

　　HDPE原料制作雙壁波紋管時只需一次擠壓，管道為雙層結構，梯形的外部界面結構中空，內部界面平滑。連接管道時一般有兩種方法，橡膠圈承插以及熱熔帶。雙壁波紋管的徑寬不超過DN1200，耗費HDPE原料較少。中空壁纏繞管使用HDPE壓制矩形管坯，并通過纏繞以及焊接制成，其連接形式為熱熔帶。該管道管徑寬大，比徑寬一樣的雙壁波紋管原料耗費少，造價小。

　　選擇HDPE管材的原因是化學性穩定，抗蝕性能好，由于波紋以及纏繞管壁可有效增加其抗壓性能，加大了排水管抵抗土壤的荷載能力，即使管道遭受的壓力過大出現形變，但常為柔性形變，難以碎裂，荷載性能較大;流經排水管的液體摩擦力小，流動速度影響小，所以相同徑寬流過的液體量較大;HDPE管本自身重量小，與徑寬相同的混凝土材質管道相比僅是其自重八分之一，運送以及施工更便捷，施工中對大型吊裝裝置依賴性小，既有效降低工程造價，又減輕了施工人員安裝勞動力度，并節約施工時間;每節HDPE管最長為12m，單管較長，有效減少接頭，管道施工基礎標準較低，施工迅速，將工期壓縮到盡可能短，減小對交通的妨礙，將因施工導致的周邊環境以及人們生活、工作環境的破壞減小到最低。在工期較短而且建設條件較差的工程中優勢較為突出。

　　密度較大的聚乙烯是制造HDPE管道的主要原料，無毒性，不污染土壤，防止地下水受到污染，而且密度較大的聚乙烯可以進行回收，符合環保節能的標準;由于HDPE材質管道高度穩定的化學性能，埋于地下后使用年限將大于50年。選擇HDPE材質的排水管道要充分考慮柔性管道以及剛性管道各異的受壓機理，柔性管道承載較大的壓力會發生形變但不破裂。HDPE材質排水管被損傷的主要原因是四周回填的物質和剛性管道回填的物質相同，HDPE排水管在回填中易受到損傷，所以HDPE排水管回填時應嚴格把質量關。

　　70年代研發成功的玻璃鋼夾砂材質管道，是一種復合管材。其制作原理是將樹脂沙漿注入純玻璃鋼管內部，經結合成全新結構體。環氧樹脂以及玻璃纖維是該類管道的重要原材料，并結合細沙，使用聯系纖維以及加砂技術完成，管壁內部注入的樹脂砂漿用來加厚管道壁。玻璃鋼夾砂材質的管道重量輕，管徑相同的混凝土管是其二倍的重量。管道鋪設的基礎標準低，其敷設造價較小;樹脂是該類排水管主要材料，抗蝕性能極高，可以運送的污水種類極多;而且其抵抗嚴寒酷暑的性能強，在-30到80℃的環境下能長時間正常施工;保溫能力好，不易導熱，不易導電，可應用在電纜和通信線路復雜的地區;玻璃鋼夾砂排水管內側平滑，摩擦性能弱，可以有效降低流經管道時的壓力損失，節省泵送能源，減少長時間使用的成本投入;抵抗摩擦性能好，使用年限較長，通常超過50年;單節玻璃鋼夾砂排水管最長可達12m，相同長度的水泥管將比其多三分之二的接頭，連接的形式為承插，工藝簡單，減少吊裝投入，提升裝配速度，縮短工期。

　　即使玻璃鋼夾砂排水管相較于混凝土排水管柔性更好，但依然是剛性管道，路基出現不均勻下沉現象時其荷載為接口位置。封閉承插是其一般選用的連接形式，荷載過度時管道將出現縫隙，造成管道四周回填物質內滲，堵住排水管，排水管內部堵塞現象越來越嚴重，甚至造成路基塌陷，上述原因對玻璃鋼夾砂排水管的大范圍推廣造成阻礙。但其高抗蝕、受溫差影響小等優點，仍活躍在排水施工中。

　　比較兩者，HDPE排水管成本較小，應用范圍大，但由于其屬于柔性材質，有時不能完全替代剛性材質排水管。由于玻璃鋼夾砂排水管的性能(強度以及重量等)優于混凝土排水管，低于塑料排水管，用于某些特定地方或特定技術的排水施工中，如穿過河道和鐵路以及城市繁華地段排水主干道等。

　　三、結論

　　結合上面論述，城市內部建設道路排水系統時應選擇合適的排水管，將為工程質量、施工工期以及成本控制提供保障。HDPE材質排水管成本投入小，適用地基范圍廣，因此以后城市建設中道路排水系統尤其是軟土型地基，應將HDPE排水管作為首選，特定地方或特定技術中可結合玻璃鋼夾砂排水管完成施工。

　　參考文獻：

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