城市改扩建给水管网管材的选择-最新资料

1、城市改扩建给水管网管材的选择随着经济的发展、城市规模的扩大、用水量的增加、用水普 及率的提高 , 很多的城市给水系统已经不能满足城市发展的需求 各城市都面临着给水管网系统改扩建问题。 改扩建又不同于新建 实际上,改扩包含了旧有管段的因素 , 又包括新管段的问题。 为给 水管网改扩建降低工程投资 , 技术经济的管材选用很重要。一、城市配水管常用管材及特点管材选择应从工程规模、 管径、工作压力、 工程地质、 地形、 外荷载状况、 施工条件、 工程工期和节约投资等方面进行综合分 析比较后确定。钢管（SP）、球墨铸铁管（DIP）、聚乙烯管（PE）、预应力钢筒混凝土管（PCCP都是城市给水工程中输水管线

2、普遍采用的管材，这些管材各自都有具有优势的适用范围 , 也有各自的缺陷。钢管 使用范围很广 , 但防腐要求高 , 防腐工程质量直接关系着输水工 程的寿命 ;球墨铸铁管中小口径得到广泛使用 ;PE 管水力特性好 , 小管径经济优势明显，大管径不经济；PCCP管重量较大，管材运输 和施工安装时相对较为困难 , 另外对管道基础也有相应的要求。（ 一） 钢管 Steel pipe（Sp）钢管分无缝钢管和焊接钢管 （ 有缝管 ） 两大类。按断面形状又 可分为圆管和异形管 , 广泛应用的是圆形钢管。无缝钢管是用钢锭或实心管坯经穿孔制成毛管 , 然后经热轧、冷轧或 冷拨制成 ,规格用外径 x 壁厚毫米数表示

3、 ,分热轧和冷轧 (拨)无 缝钢管两类 ;焊接钢管也叫焊管 , 是用钢板或钢带经过弯曲成型 , 然后经焊接制成 , 按焊缝形式分为直缝焊管和螺旋焊管。城市供水用钢管通常选用 Q235(中国普通碳素钢标准号)钢 板制作 , 钢管强度高 ,具有良好的韧性 ,管材及管件易加工。当内 壁采用水泥砂浆衬里时 ,其水力计算粗糙系数 n 值一般取 0.013( 曼宁公式 ) 。( 二 ) 球墨铸铁管 Due tile iron铸铁管包括灰口铸铁管 (GCIP) 和延性铸铁管 (DCIP) 。灰铁中 , 片状石墨对铁基质产生“割裂”作用,使之脆裂。 近年多数城市供水企业已不用灰口铸铁管。 球墨铸铁 是一种铁、

4、 碳、硅的合金 , 其中碳以球状游离石墨存在 , 消除对铁 基质产生“割裂”作用。延性铸铁管(DCIP)包括退火球墨铸铁管、铸态球墨铸铁管 ,铸态球墨铸铁管由于没有退火工序 , 性能不 及经退火的球墨铸铁管 , 已逐渐退出市场。退火球墨铸铁管即现今通称的球墨铸铁管 (DIP), 其主要特 点有：(1)具有较高的承压能力。可承受内水压力超过2.0MPa以上;(2) 具有良好的防腐性能 ;一般内防腐采用水泥砂浆衬里 , 外 防腐采用喷锌和煤沥青防腐漆 ;(3) 密封性好 ;(4) 接口为柔性 , 抗 震性能高；(5)球墨铸铁管通常有50100年的使用寿命，比化学 管材及钢管使用寿命长 ;(6) 大

5、口径球墨铸铁管管壁簿 , 承、插口 端容易变形 , 影响管道敷设 ;(7) 大口径球墨铸铁管的管件 , 铸造 难度大、相对价格高 ;(8) 中、小口径 DIP(DN100-DN2200), 在我 国已具备大批量生产能力 ,因而使用广泛 , 但大口径国内生产厂 很少 ,竞争力低。(三)聚乙烯管(PE管)建筑及埋地PE给水管应采用挤出成型的内外壁光滑的平壁 管给水用聚乙烯(PE)管材(GB/T13663)中管径自161000mm, 共 29 种规格 ; 公称压力有0.4MPa,0.6MPa,0.5MPa,1.0MPa,1.25MPa,1.6MPa 共 6个等级。PE管有PE63,PE80和PE10

6、0共3个强度等级，管材重量为950 960kg/m,环向弹性模量为:PE63 为 110MPa,PES为 200MPa,PE100 为260MPa 20C时环向最小要求强度 MRS,PE63为6.3MPa,PESO 为 8.0MPa;PE100为 10.0MPa。其相应的最大环向许可抗拉强度为 5.0MPa,63MPa,8.0MPa。DNC32mmt材主要用于建筑给水管道系统,PE63管材不宜用于 埋地给水管道，允许输送水温为0C40C。PE管具有热塑料管材耐腐蚀性能好，不产生输送水二次污染 和严密性强的特点。小管径的管材可用盘管供应 ,运输、敷设方 便。PE管采用热熔管件(小口径管)和热熔对

7、接连接，可用专用熔 接设备将管材在沟槽上部或场地上将管道连接成几十米甚至几 百米整体管道进行弹性敷设 , 不受施工现场地形变化的影响。 PE 管的这种特点使其应用领域扩展到 : 可采用浮运沉管法埋设水下 给水管道 ; 可采用定向钻进行不开槽施工埋设城镇给不管道 ; 还可将其用于更新城市修建的各种用途的SP CIP、PCP等须要改造的旧管道，也就是将PE管连续送入旧管道内作为旧管道和内 衬，由于PE管的水力摩阻系数小，不会影响旧管道的输送流量。 这种更新旧管道的施工目前已有各种专用设备和专业施工工程 公司。由于PE管具有上述突出优点，目前在给水工程中的应用在 国外已超过PVC-U管,在国内亦呈上

8、升趋势。(四) 预应力钢筒硅管预应力钢筒硅管是在带钢筒(薄钢筒的厚度约1.5mm左右) 的硅管芯上 , 缠绕一层或二层环向预应力钢丝 , 并作水泥砂桨保 护层而制成的管子。此种管材分两个类型 : 内衬式管 , 埋置式管。 前者采用离心工艺成型，口径偏小(DN?Q1200mm后者采用立式 振动工艺成型，口径偏大(DN?R1200mm)管径范围是 DN40A 4000mm最大可达 DN7600m。PCCPfc要特点有：承受内外压较高，由于PCCP有内衬钢 板，抗渗能力强，其结构能承受较高的内压，工作压力0.4 1.2MPa, 其预应力钢丝可根据工作压力进行设计 , 其抗外荷能力 也较强，一般可达8

9、m以上;(2)大口径PCCP采用双O型橡胶圈止 水, 承插口尺寸误差大 , 易发生接口漏水 ;(3) 不需作内外壁防腐 处理;(4) 配件(弯头、 排水三通、 排气三通 )采用通常的钢制配件 再在内外壁喷涂水泥砂浆，起到防腐作用；(5)自重大(如DN2000, 单根重 12t), 需做管道基础和修筑较高等级的施工运输临时便道 运输成本较高。二、管材选用要求1. 管道的工作压力。由于各种管材的材质不同 , 所承受的压 力不一 , 在管材的设计中因根据环境制定了不同的工作压力等 级。2. 管道铺设的环境状况。 管道铺设的环境应包括管道经过地 段的地理环境、 物理环境、 化学环境物的根对管道接口的破

10、坏作 用。3. 管道所承受的外部荷载以及管材本身刚度的强弱。4. 管材内壁表面的粗糙度 , 以及旧管材的结垢情况。5. 对输送水质应无不良影响。 一般城市供水仍以加氯消毒为 主要灭菌手段 ,为了避免在管道输送中受到二次污染 , 出厂水应 保持一定数量的余氯。因此 , 要求管材内壁具有耐腐蚀能力。同 时 , 也不会向水中析出有害物质。6. 便于施工、维护和事故抢修 , 也是在比选中应注意的一个 方面。7. 管材的生产标准有国际标准、国家标准、部颁标准、行业 标准和企业标准 , 产品有无国家标准往往是选材的一个标志。三、给水管网改扩建管材选择考虑改扩建管网工程实际,PCCP管因过于笨重运输和管基要 求高,不考虑使用，着重对PE管、钢管、球墨铸铁管管道进行技 术经济比较 , 综合造价比较如下图所示 :由图1可见,DN300为管材综合造价的“分水岭”。 根据城 市