埋地大口徑塑料排水管材選型比較

管材分類：

按材質(zhì)分類（兩大類）：HDPE與PVC-U

按工藝分類：一次擠出成型與二次纏繞成型

一次擠出成型管材：PVC-U雙壁波紋管、PVC-U加筋管、HDPE雙壁波紋管

二次纏繞成型管材：

結(jié)構(gòu)壁纏繞管A型管（內(nèi)外壁均為平壁）——HDPE中空壁纏繞管、PVC-U纏繞式排水管、雙平壁鋼塑復(fù)合纏繞管。

結(jié)構(gòu)壁纏繞管B型管（內(nèi)壁平滑，外壁帶波紋狀）——HDPE增強(qiáng)纏繞管、鋼帶增強(qiáng)PE螺旋波紋管、PE塑鋼纏繞管

按增強(qiáng)環(huán)剛度方法分類：

提高材料彈性模量：選用不用材質(zhì)作為管道材料（包括復(fù)合）——PVC-U≥3000MPa        HDPE≥750MPa   鋼材≥190000MPa

提高管材結(jié)構(gòu)壁慣性矩（壁厚與結(jié)構(gòu)高度）——設(shè)計(jì)空心結(jié)構(gòu)、增加管材壁厚

技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較要點(diǎn)：

環(huán)剛度、環(huán)柔性、軸向拉伸強(qiáng)度（纏繞管為接縫的拉伸強(qiáng)度）、耐腐蝕性能、接口連接強(qiáng)度

1、  環(huán)剛度：理論上講，所有管材生產(chǎn)工藝技術(shù)條件均能生產(chǎn)出產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要的環(huán)剛度，管材環(huán)剛度與管材所用的材料的彈性模量與慣性矩成正比，因此，可以選用高彈性模量的材料保證管材的環(huán)剛度技術(shù)指標(biāo)，如PVC-U比HDPE高4倍，鋼材比塑料高幾十倍甚至百倍以上。材料彈性模具越低，越不具備經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，如HDPE材質(zhì)排水管市場低價(jià)竟?fàn)幍慕Y(jié)果多數(shù)是以次充好，以回收塑料替代全新塑料，損害管材使用壽命，或降低管材結(jié)構(gòu)高度與壁厚以節(jié)約材料，實(shí)際上就降低了管材的環(huán)剛度。

2、  環(huán)柔性：塑料管材屬于柔性管，柔性管材在外壓作用下，“管土共同作用”，管材安裝后允許5%的變形率，管材因經(jīng)濟(jì)性能劣勢而使用回收塑料，韌性不足，可能發(fā)生脆性破壞。而鋼塑復(fù)合類型的管材，鋼材與塑料兩種材質(zhì)熱膨脹系數(shù)差別很大，長期使用會出現(xiàn)鋼與塑料分層，鋼材彈性模量遠(yuǎn)高于塑料，鋼材未變形而塑料層變形與鋼脫層分離，導(dǎo)致管材失穩(wěn)。

3、  軸向拉伸強(qiáng)度：塑料排水管大的特點(diǎn)是柔性特征，允許一定程度的地質(zhì)沉降，管材也相應(yīng)變形而不至破壞管材。純HDPE材質(zhì)管材（HDPE中空壁纏繞管），在兩個(gè)冷的（或者有一些溫度的）矩形管之間擠出熔接料，靠纏繞時(shí)的軸向推力和焊接料的熱量融化冷矩管的兩側(cè)而完成焊接過程，嚴(yán)格的講，這種焊接是非等溫熔接的，熔接料的熱量很關(guān)鍵，溶解量太少或溫度太低，都會因熱容量不足而產(chǎn)生假熔接現(xiàn)象，在加上熔接縫太長，熔接質(zhì)量很難控制，熔接處易出現(xiàn)開裂、漏水現(xiàn)象、可靠性能差。鋼塑（PE）復(fù)合類管材，由于鋼材的彈性模量比塑料高約200倍，使用很少的塑料原料就能實(shí)現(xiàn)大口徑排水管環(huán)向抗壓的環(huán)剛度要求，因此標(biāo)準(zhǔn)要求管材壁厚薄，管材軸向抗拉伸性能就降低，即管材抗不均勻沉降性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，以至于管材不是因?yàn)榄h(huán)剛度不足，而是因?yàn)槌两敌阅懿蛔惚焕瓟?，?dǎo)致柔性管材與回填土的管土共同作用失效產(chǎn)生坍蹋，甚至管材在裝缷即出現(xiàn)從纏繞連接縫處斷裂。PVC-U纏繞管采用的結(jié)構(gòu)型材的兩端分別帶有T型嵌槽和T型嵌頭，PVC與PE材質(zhì)性能區(qū)別是PVC可以常溫下使用膠水融溶粘接纏繞接縫，不受生產(chǎn)溫度與焊接壓力影響，纏繞接縫強(qiáng)度穩(wěn)定一致，軸向拉伸強(qiáng)度更可靠。

4、  耐腐蝕性能：塑料排水管，無論是HDPE或PVC-U，輸送非特殊流體用強(qiáng)酸或強(qiáng)堿，耐腐蝕性能均為“優(yōu)異”， 鋼與塑料熱膨脹系數(shù)不同，鋼塑復(fù)合脫層，增強(qiáng)環(huán)剛度的鋼板在常規(guī)工程環(huán)境中腐蝕風(fēng)險(xiǎn)相當(dāng)大，長期使用易產(chǎn)生環(huán)向失穩(wěn)。

5、  接口連接強(qiáng)度：主要考慮管口抗壓增強(qiáng)與抗拉強(qiáng)度或抗拉余量。HDPE通常采用熱熔焊接方式，焊接強(qiáng)度足夠，密封性優(yōu)異，采用回用料管材或施工帶水作業(yè)非等溫焊接，則焊接強(qiáng)度一致性低，接口斷裂風(fēng)險(xiǎn)不可控。PVC-U纏繞管或承插口雙壁波紋管，一般采用橡膠圈密封的機(jī)械連接方式，施工時(shí)只要螺栓擰緊，密封有保證，承插口的承插長度留有佘量，允許有一定量的軸向拉伸，而不至連接斷裂。管材連接斷裂，導(dǎo)致管材外側(cè)回填土被管道內(nèi)流水沖刷至掏空，是管材蹋陷的一大誘因。

附圖：

鋼塑復(fù)合類管材軸向拉伸強(qiáng)度不足斷裂——施工現(xiàn)場圖

HDPE中空壁纏繞管使用回填——脆性破壞 現(xiàn)場圖

HDPE纏繞波紋管回用舊料——脆性斷裂 現(xiàn)場圖

鋼塑復(fù)合管材——鋼與塑料熱膨脹系數(shù)不一致脫層 現(xiàn)場圖

鋼砼管腐蝕圖

PVC-U纏繞管 型材結(jié)構(gòu)與纏繞接縫“T型”槽示意圖

HDPE中空壁纏繞管 纏繞熔接縫 示意圖

PVC-U結(jié)構(gòu)壁纏繞管 工程案例：

深圳市地鐵一號線西鄉(xiāng)站（工程部位：市政道路主道DN1600*SN8）

深圳市地鐵三號線草埔站（DN2400*SN8 工程部位：市政道路主道）

深圳地鐵三號線布吉站（DN1600*SN8 雙管并排 工程部位：市政輔道）

深圳鹽田區(qū)明珠社區(qū)排洪管道（DN2400*SN8 工程部位 市政道路輔道）