據(jù) 1996 年首次全 國(guó)城市市政公用設(shè)施普查，運(yùn)行的城市排污管網(wǎng)總長(zhǎng)度 119738．65 公里，其中有 70％以上的是上世紀(jì)八十年代以前鋪設(shè)的。其主要材質(zhì)是混凝土管、鑄鐵管、陶土管以及用磚石砌成的暗渠，目前大多己年久失修，管道腐爛、接頭滲漏極為嚴(yán)重，管道破損、塌陷、堵塞時(shí)有發(fā)生。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我 國(guó) 90％以上的城市水環(huán)境惡化，95 ％以上 的城市地下水不符合水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) ，排污管道的滲漏是最大的污染源之～。2004 年建設(shè)部發(fā)表公告明確要求在市政工程公用 管網(wǎng)中給水和排水領(lǐng)域推廣使用塑料管材，上海市有關(guān)部門(mén)率先于 1998年作出了 “推廣市政埋地排水塑料管，淘汰水泥排水管”的規(guī)定，廣州市 2003 年 6 月 1 日起在全市污水管
網(wǎng)工程中推廣使用塑料管材。現(xiàn)在，HDPE 雙壁波紋管等塑料管材被廣泛用于市政排水工程中。
1 H D PE 雙壁波紋管的優(yōu)勢(shì)
HDPE 雙壁波紋管是 以 HDPE 為主要原料加入必要的添加劑，經(jīng)擠出成型方式加工而成的具有波紋結(jié)構(gòu)的管材，內(nèi)壁光滑，外壁波紋，內(nèi)外壁是中空且緊密熔接的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。它的剛性大，耐壓強(qiáng)度高于同等規(guī)格之普通光身塑料管；重量是同規(guī)格普通塑料管的一半，便于施工，波紋結(jié)構(gòu)能加強(qiáng)管道對(duì)土壤負(fù)荷抵抗力，便于連續(xù)敷設(shè)在凹凸不平 的地面上；工程造價(jià)比普通塑料管降低1／3；接口密封性、耐腐性、絕緣性、內(nèi)壁光滑、使用壽命均比普通塑料管優(yōu)越 。
2 HD PE 雙壁波紋管的優(yōu)良特性
現(xiàn)市政排水工程現(xiàn)普遍使用的是鋼筋混凝土管 (剛性管)和 HDPE 雙壁波紋管 (柔性管)下面從這兩大類管進(jìn)行對(duì)比分析 。
2．1技術(shù)性能比較
2．1．1 強(qiáng)度和剛度
受外壓負(fù)荷時(shí)，柔性管在受壓破壞之前有較大的變形，而剛性管則不明顯。鋼筋混凝土管屬于剛性管，通常被視為一個(gè)獨(dú)立的承力結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度上須承受全部的內(nèi)、外力；同樣外壓負(fù)荷下，HDPE 雙壁波紋管柔性管管壁內(nèi)的應(yīng)力較小，它和周圍的回填土共同承受負(fù)載，即管道與回填土之間由于力的相互傳遞，以及變形的互相協(xié)調(diào)，使二者結(jié)合成一個(gè)高度有機(jī)的整體結(jié)構(gòu)，但必須保證同填土的密實(shí)度大于 85％。因此，埋地HDPE 雙壁波紋管不需要和鋼筋混凝土管一樣的強(qiáng)度和剛度，在合理的剛度下，完全可以達(dá)到使用要求 。此外由于HDPE 雙壁波紋管具有柔韌性，當(dāng)發(fā)生地震等突發(fā)性的地質(zhì)災(zāi)害時(shí)，也能將管道的破壞損失降為最小，提高了市政排水管道抗震、減災(zāi)的能力 。
2．1．2 水力特性比
在水力特性比方面，HDPE 雙壁波紋管內(nèi)壁光滑，輸送液體時(shí)摩阻力小于混凝土管。HDPE 雙壁波紋管的內(nèi)壁曼 寧系數(shù)為 n=O+009 1．01，而鋼筋混凝 土管 n=O．013"---0．014，在相同使用條件下，HDPE 雙壁波紋管的水量比鋼筋混凝土管提高 15％~ 30％。HDPE 雙壁波紋管與鋼筋混凝土管的流量對(duì)比見(jiàn)表 1。
2．1．3接 口的密封性
HDPE 雙壁波紋管部分采用橡膠密封圈承插或熱熔焊接方式連接，接頭的強(qiáng)度高于管道本體的強(qiáng)度，可確保污水不外漏 ，并可適應(yīng)地基不均勻沉降。而鋼筋混凝土管的接口形式剛性連接，管道稍有位移 (如土壤不均勻沉降) ，連接處就可能被破壞，而形成滲漏。同時(shí)HDPE雙壁波紋管每根管長(zhǎng)可達(dá) l0 米以上，接口少，發(fā)生滲漏的機(jī)率也少。
2．1．4使用壽命和耐腐蝕性
市政排水管道輸送的是雨水和污水，雨水在流經(jīng)路面時(shí)常?；虺伤嵝曰驂A性，生產(chǎn)污水往往是具有強(qiáng)腐蝕性的工業(yè)排水，這樣就要求排水管材必須有一定的耐腐蝕性。HDPE雙壁波紋管是以惰性高密度聚乙烯制成，除少數(shù)強(qiáng)氧化劑外，可耐多種化學(xué)介質(zhì)的侵蝕，土壤中存在 的化學(xué)物質(zhì)不會(huì)對(duì)管道造成任何降解作用；聚乙烯 是電的絕緣體，因此不會(huì)發(fā)生腐爛、生銹或電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象；此外，它也不會(huì)促進(jìn)藻類細(xì)菌或真菌生長(zhǎng)；同時(shí)，它還具有很好的耐磨性，在它與鋼管的耐磨性對(duì)比試驗(yàn)表明，HEPE 管道的耐磨性為鋼管的 4倍。而鋼筋混凝土管屬堿性材料，必然會(huì)受到污水中酸性物質(zhì)的腐蝕，從而影響其使用壽命。再者 HDPE 雙壁波紋管有良好的低溫抗沖性，因此聚乙烯的低溫脆化溫度極低，方便冬季施工，可在 一60"0 ～+60℃范圍內(nèi)安全使用，國(guó)外的一些實(shí)踐證明，埋地 HDPE 雙壁波紋管的壽命，可長(zhǎng)達(dá) 50 年。
2．1．5管道的鋪設(shè)安裝
(1)HDPE 雙壁波紋管施工流程：開(kāi)挖溝槽一砂墊層(根據(jù)地質(zhì)情況而定)一接 口一下管一磚砌檢查井一閉水一回填土。
(2)鋼筋混凝土管施工流程 ：開(kāi)挖溝槽一碎石砂墊層一支基礎(chǔ)模板一搗基礎(chǔ)一養(yǎng)生一下管一穩(wěn)管一接口一養(yǎng)生一磚砌檢查井一閉水一回填土。從上面施工流程中可看出鋼筋混凝土管比HDPE 雙壁波紋管多幾道工序，而且鋼筋混凝土管還要等到其混凝土基礎(chǔ)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度 的 70％后才能進(jìn)行下道工序，這樣必然延長(zhǎng)了施工周期，從而延緩了施工進(jìn)度。
2．2 經(jīng)濟(jì)分析
目前，HDPE 雙壁波紋管材料價(jià) 格 比相應(yīng)的鋼 筋混凝土管高些，但在正確設(shè)計(jì)和合理施工的情況下，采用塑料埋地排水管 的工程綜合造價(jià)常常低于鋼筋混凝土管。它們的經(jīng)濟(jì)性能方面的對(duì)比分析見(jiàn)表 2：
3特殊情況下施工的應(yīng)用優(yōu)越性
(1)頂管施工：2004 年 4 月完工的廣州市南洲路的污水管工程就是一個(gè)成功例子。工程要穿過(guò)一萬(wàn)畝果園的果林保護(hù)區(qū)，全長(zhǎng) 4．8 公里。原方案采用直徑 3 米的鋼筋混凝土管頂管施工，要求在 2004 年 7 月完工。由于管徑太大，需要進(jìn)口相應(yīng)的頂管設(shè)備，這將會(huì)使工期無(wú)法保證。如果改用盾構(gòu)法施工。每米單價(jià)超過(guò) 2 萬(wàn)元，工程造價(jià)將會(huì)失去控制。經(jīng)過(guò)專家的周密、嚴(yán)格、科學(xué)的論證后，方案改用玻璃鋼塑料管同流量下管徑可以小一級(jí)，只需 2．5 米，仍采用頂管施工現(xiàn)有設(shè)備也完全能夠勝任。除工期大為提前外，每米單價(jià)控制在 1．5 萬(wàn)元以內(nèi)，個(gè)別最高也不超過(guò) 1_7 萬(wàn)元，比使用鋼筋混凝土管大大控制了成本，總體效益理想。
(2)軟土地基施工：在管溝開(kāi)挖過(guò)程中，一方面要保證溝壁 的穩(wěn)定性 ，另一方面 更要保證管道基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，這樣才能防止地基不均勻沉降，導(dǎo)致管道變形。在軟土地基中一次性開(kāi)挖不宜過(guò)久，管溝暴露時(shí)間也不宜過(guò)長(zhǎng)，否則必然會(huì)引起管溝失穩(wěn)，具體表現(xiàn)為溝壁塌方、滑坡、移位、溝底上浮等。如果使用鋼筋混凝土管，一般有兩個(gè)方案，要么花大力氣降水，要么打支撐或大面積開(kāi)槽施工。否則不等管道基礎(chǔ)做好，溝槽就坍塌了，非常危險(xiǎn)。而 HDPE 雙壁波紋管管材輕便、基礎(chǔ)簡(jiǎn)單、連接方便、施工快捷的特點(diǎn)，便充分占有優(yōu)勢(shì)。開(kāi)槽之后，槽底及槽壁比較濕軟，此時(shí)簡(jiǎn)單處理一下槽底，趕快鋪米石及砂混合料，再用砂快速找平，將管子下到溝槽 內(nèi)，穩(wěn)管回填 ，和地下水搶時(shí)間，在坍塌 問(wèn)題沒(méi)發(fā)生之前，就完成 了回填工作。HDPE 雙壁波紋管的施工方案，較鋼筋混凝土管來(lái)說(shuō)，大大縮短了工程施工周期，降低了工程造價(jià)，同時(shí)工程質(zhì)量并沒(méi)有因?yàn)楣て诳s短而受到影響。
4 HD PE 雙壁波紋管的應(yīng)用前景
4．1排污管道市場(chǎng)需求量大
《國(guó)務(wù)院關(guān)于加強(qiáng)城市供水節(jié)水和水污染防治工作的通知》指出：2010 年所有城市的污水處理率應(yīng)不低于60％(目前要達(dá)到50％)，直轄市、省會(huì)城市、計(jì)劃單列市以及重點(diǎn)風(fēng)景旅游城市的污水處理率不低于 70％。《國(guó)家化學(xué)建材產(chǎn)業(yè) “十五”計(jì)劃和 2010 年發(fā)展規(guī)劃綱要》指出：2010 年我國(guó)埋地排水管道中，塑料管的使用量要達(dá)到 30％，“十五”期間國(guó)家將投資 1200 億元左右用于城市排水建設(shè)我國(guó)城市排水管網(wǎng)，平均每年新增管道長(zhǎng)度約 1萬(wàn)公里，每年新增塑排水管道 3000公里 以上 。
4．2市政排水管道更新改造潛力大一方面，舊有市政排水管道多采用混凝土管、陶土管、鑄鐵管、磚砌方渠等，滲漏嚴(yán)重，需要更新改造；另一方面，過(guò)去城市排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)的口徑普遍較小，相對(duì) 日益增長(zhǎng)的城市人口和城市不斷擴(kuò)大，徑流系數(shù)增大，顯然不能滿足排水要求需要更新改造。由此可見(jiàn) ，HDPE 雙壁波紋管 以其質(zhì)量輕 、施工快速、輸水能力強(qiáng)、抗震性好、綜合造價(jià)低、無(wú)滲漏、使用壽命長(zhǎng) ，將會(huì)得到各方優(yōu)先開(kāi)發(fā)和使用 ，市場(chǎng)前景十分看好。
