在給水工程中,管道工程投資在工程總投資中占很大的比例,而管道工程總投資中,管材費用約占50%左右。因此,對于給水系統(tǒng)的設計，管材的選用是一個重要的環(huán)節(jié)。只有合理選擇給水管材，才能確保管道水管無二次污染、使用性能良好、使用壽命長和方便施工。管道材料一旦質量不好，將導致使用過程中漏水、滲水，其危害較大又很難處理。文中主要通過分析管材的類型及技術性能探討在給水系統(tǒng)設計中合理選用管材應考慮的因素。

　　1、給水管材的類型及技術性能

　　鋼管

　　鋼管管材一般采用Q235B(A3)碳素鎮(zhèn)靜鋼，在國內(nèi)鋼管的應用歷史較長,范圍較廣。鋼管的優(yōu)良性能表現(xiàn)為：機械強度好,在抗拉、抗彎、耐沖擊、耐震動等方面有優(yōu)勢;運行安全可靠，鋪設方便,可埋設穿越各種障礙，適應性強,;其接口形式可采用焊接或法蘭方式,事故時搶修快捷;此外，管道可就近設廠加工,單位管長自重較輕,運輸及施工比較方便,但必需作內(nèi)外防腐，經(jīng)內(nèi)外防腐后,壽命長;還可不停水焊補漏縫。

　　不足之處：

　　(1)需要進行防腐處理，造價較高。埋地鋼管易受腐蝕,必須對其內(nèi)、外壁作防腐涂層。一般當鋼管的埋地敷設長度大于500m時,還需作陰極保護。正確選擇鋼管的內(nèi)、外壁涂層并采取陰極保護,可使其使用壽命大大延長,使用年限能達30年或更長;

　　(2)鋪設接頭較多。鋼管一般在工廠制作,因受運輸及裝卸條件的限制,每節(jié)鋼管的長度一般為5～10 m,因此在現(xiàn)場敷設時鋼管的接頭較多。由于現(xiàn)場施工的接頭焊接及內(nèi)、外防腐涂層的施工質量較難以達到工廠制作的質量要求,往往會對鋼管的安全運行及使用壽命帶來影響。

　　球墨鑄鐵管

　　鑄鐵管按材質可分為灰口鑄鐵管和球墨鑄鐵管。灰口鑄鐵管口徑不大、材質不穩(wěn)定,事故較多,在輸水工程中基本不采用。

　　球墨鑄鐵管的優(yōu)良性表現(xiàn)為：具有較高的抗拉強度和延伸率,而且具有較好的韌性、耐腐蝕、抗氧化、耐高氣壓等性能,故被廣泛運用于輸水、輸氣及其他液體的輸送。球墨鑄鐵管采用橡膠圈接口,柔性較好;管外壁采用噴涂瀝青或噴鋅防腐,內(nèi)壁襯水泥沙漿防腐，出廠已做好內(nèi)外防腐,耐腐蝕性優(yōu)于鋼管;又因其施工方便,不需要在現(xiàn)場進行焊接及防腐操作,加上產(chǎn)量及口徑的增加、管配件的配套供應等,已在國內(nèi)得到廣泛應用。

　　不足之處：同口徑管道自重較鋼管、玻璃鋼管重,運輸相對困難，造價較高。

　　預應力鋼筋混凝土管

　　預應力鋼筋混凝土管的優(yōu)良性能表現(xiàn)為：耐腐蝕性能好,無需內(nèi)外防腐;PCP管均為承插式膠圈柔性接頭,可敷設在未擾動的土基上,施工方便。PCP管管材價格低廉,自20世紀60年代以來,為較多城鎮(zhèn)給水工程所采用。

　　不足之處：

　　1)管材強度及額定工作壓力均較鋼管、鋼套筒預應力混凝土管(PCCP)差;(2)承插接口加工精度較難保證,PCP管若在軟土地基上敷設,管道豎向起伏較多時，需做好管道基礎,否則易引起管道不均勻沉降,造成管道承插口處膠圈的滑脫并導致漏水;

　　(3)無標準配套及轉換管件,需特殊加工,因而在配水管網(wǎng)中很少采用;

　　(4)自重大,運輸、安裝及故障時搶修困難。

　　預應力鋼筒混凝土管

　　預應力鋼筒混凝土管PCCP管的優(yōu)良性能表現(xiàn)為：PCCP連接均采用鋼制承插口膠圈柔性接頭。鋼制承插口與管芯鋼筒焊接,PCCP-E設有凸出承口,現(xiàn)場敷設方便,接口的抗?jié)B漏性能好,加上管材價格比金屬管便宜,因此,已得到較多應用。

　　不足之處：管體自重較重,選用時應考慮從制管廠到工地的運輸條件及費用,還應考慮現(xiàn)場的地質情況及施工措施等因素。

　　UPVC塑料管

　　UPVC塑料管的優(yōu)良性能表現(xiàn)為:重量輕,運輸、施工方便,維修費用低;耐腐蝕,使用壽命長,通常可達50年;管壁光滑,C值146,水力條件好;采用膠圈接口,施工方便。小口徑(DN500以下)管道價格較其他管材低,在配水管道工程中應用逐步普及。

　　不足之處:管材強度較金屬管低,柔韌性較PE管差。

　　鋼骨架塑料(PE)復合管

　　鋼骨架塑料(PE)復合管的優(yōu)良性能表現(xiàn)為：耐腐蝕,不結水垢、不滋生微生物,無毒、潔凈,對水質無污染;使用壽命長,通常可達50年;具有良好的抗震、抗地基不均勻沉降性能;自重小,運輸及安裝方便;標準長度6～12 m,接口采用電熱熔連接或法蘭連接,接頭少,可減少滲漏機率;管壁光滑耐磨,C值149,水力條件好，輸水壓力損失小。

　　不足之處:管材造價比UPVC管高。

　　不銹鋼薄壁管襯里玻璃鋼復合管

　　不銹鋼襯里復合管是在玻璃鋼管內(nèi)襯薄壁不銹鋼管復合而成。不銹鋼襯里復合管的優(yōu)良性表現(xiàn)為:重量輕,運輸、施工方便,維修費用低;使用壽命長,可達50年;不銹鋼內(nèi)襯對母管材起到了內(nèi)壁防腐、提高強度及抗?jié)B能力,內(nèi)壁光滑,粗糙度在0.08～0.2微米，水力條件好;對水質無污染。

　　不足之處:管材造價高。

　　玻璃纖維增強熱固性樹脂夾砂管(RPMP)

　　具有比熱塑性料管更強的耐腐蝕性能和耐溫性能,其允許輸送水溫可達80℃;RPMP摩阻系數(shù)小,設計n值為0101,從而可降低水頭損,節(jié)約能耗;此外,由于不需做內(nèi)外防腐,質量輕,每節(jié)管長可選,運輸方便,施工快捷。

　　硬聚氯乙烯管(UPVC),聚乙烯管(PE)

　　塑料管的推廣應用主要以UPVC管和PE管為主。

　　塑料管的優(yōu)良性表現(xiàn)為：UPVC管材不導熱、不導電、阻燃。突出應用于高腐蝕性水質的管道輸送;PE管除具有UPVC管的優(yōu)點外,該管屬柔性管,對小口徑管可用盤管供應,運輸、敷設方便,連接時采用熱熔對接可將管道連接長達數(shù)百米進行彈性敷設。為此,可利用PE管的這種特性對已敷設的舊管道進行改造,即將PE管連續(xù)送入舊管道內(nèi)作為舊管道的內(nèi)襯，這種方法不僅施工方便,價格低廉,且可不進行路面開挖。

　　不足之處：當塑料管管徑在一定范圍使用時,與金屬管相比具有經(jīng)濟優(yōu)勢,但隨著管徑增大,經(jīng)濟性下降;其次,大口徑塑料管管件由于生產(chǎn)投資大,生產(chǎn)企業(yè)很少,容易造成管件與管材不配套,給工程施工帶來不便。

　　2、管材的選擇

　　技術性能鋼管、球墨鑄鐵管、不銹鋼玻璃鋼復合管等,均適合大口徑配水管道;球墨鑄鐵管、鋼骨架塑料(PE)復合管、玻璃鋼夾砂管、不銹鋼玻璃鋼復合管等,適合中間口徑配水管道;小口徑管材可選UPVC管、HDPE管及不銹鋼玻璃鋼復合管。

　　使用規(guī)律

　　中等口徑以上配水管道多采用球墨鑄鐵管、鋼管,小口徑管道多使用UPVC管、鋼骨架塑料(PE)復合管。玻璃鋼管、不銹鋼玻璃鋼復合管等新型管材在一般的工程中較少使用。

　　價格因素

　　大口徑配水管道采用玻璃鋼夾砂管、鋼管造價低;中小口徑采用玻璃鋼夾砂管、球墨鑄鐵管、鋼骨架塑料(PE)復合管、不銹鋼玻璃鋼復合管比較合適;小口徑管道宜使用UPVC管、HDPE管、不銹鋼玻璃鋼復合管。

　　3、結論

　　根據(jù)以上分析,在管材的選擇上,輸水管必須具有足夠的強度,以承受外部的荷載和內(nèi)部的水壓;必須能抵抗沖刷并具有抗腐蝕的能力,特別對某些地下水有腐蝕性的地區(qū);必須不透水,以防止管中水滲漏或地下水滲入;內(nèi)壁應平整光滑,使水流阻力盡量減小;應盡量就地取材,并考慮到預制管件及快速施工的可能,減少運輸和施工費用。因此，要綜合諸多因素，最終確定輸配水管網(wǎng)工程管材采用哪種管材。

　　來源：中國鋼結構資訊網(wǎng)