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      管道知識

      HDPE高密度聚乙烯管與混凝土管管材的綜合性能與

      本文所述HDPE高密度聚乙烯管是指: 
      產品名稱:高密度聚乙烯(HDPE)纏繞增強管; 
      HDPE高密度聚乙烯管與混凝土管管材的綜合性能與
      采用標準:管材必須符合GB/T19472.2-2004規定的B型結構壁管;
      連接方式:采用承插式電熔連接方式的纏繞管材。
       本文所述混凝土管是指:
      HDPE高密度聚乙烯管與混凝土管管材的綜合性能與
      產品名稱:鋼筋混凝土管或預應力鋼筋混凝土管;
       采用標準:GB/50268;
       連接方式:承口式水泥連接或企口式水泥連接。
             
           建設部2008年技術公告【《建設領域推廣應用新技術管理規定》(建設部令第109號)、《建設部推廣應用新技術管理細則》(建科[2002]222號)和實施《建設事業“十一五”重點推廣技術領域》(建科[2006]315號)的要求,我部組織編制了《建設事業“十一五”推廣應用和限制禁止使用技術(第一批)》(以下簡稱《技術公告》,后附文件全部內容】:禁止使用水泥管作為雨污水管的材料。水泥管的生產是一個高能耗的過程,并造成大量污染。水泥管在生產和收集水、排放水的過程中產生大量的粉塵、顆粒及滲漏,易造成多次污染。混凝土水泥管屬于剛性管,采用水泥、沙石和鋼筋等按照一定比例混凝而成,該類產品屬于淘汰產品,由于其具有重量笨重、剛性硬脆、易老化、施工時對于地質要求高、接口質量差、維護頻率高、維護成本高、不益于環保、施工復雜等缺點。2008年建設部技術公告已明令禁止使用水泥管作為污水管的材料。
      (一)、        HDPE高密度聚乙烯管簡介
            HDPE高密度聚乙烯管是一種新型異形結構壁管材,采用高密度聚乙烯熱纏繞成型工藝制成。該產品是一種環保安全型產品,具有重量輕、承壓能力強、接口質量高、壽命長、耐腐蝕、環剛度高、施工方便等優點,廣泛應用于城市供水、排水、遠距離輸水及農田水利灌溉等工程。口徑從DN300-DN4000,管材重量輕,整體柔性好,是目前埋地排污排水首先的主要管材。但由于管材單體材料與傳統水泥管價格差距較大,所以個別用戶對使用HDPE高密度聚乙烯管的投資猶豫不決。事實上,在已經使用HDPE高密度聚乙烯管客戶反應都認為綜合造價差不多,我們提供以下幾項說明:
      1、在DN600-DN1600管徑之間,同等口徑的HDPE高密度聚乙烯管與水泥管的綜合單價比為1—1.3
      2HDPE高密度聚乙烯管的通流能力為水泥管的1.3倍以上,假若采用DN800的水泥管,那么采用HDPE高密度聚乙烯管則只需DN700(800/1.3)口徑。
      3HDPE高密度聚乙烯管連接方式簡單快捷,其施工進度大大提高,按正常條件只需要水泥管的30%施工時間,從而大量節省施工工時費用。
      4HDPE高密度聚乙烯管標準長度為6m,全部采用高密度聚乙烯原材料制作,管材重量輕,機械使用度大大降低。
      5HDPE高密度聚乙烯管放坡系數小,工作面小,管材可以在地面進行焊接,所以溝槽開挖量可以降低30%以上,從大大地節省工程費用。
      6HDPE高密度聚乙烯管能適應軟基等不均勻沉降地質的埋設,管道溝槽不需要基礎處理。
      7HDPE高密度聚乙烯管管材使用壽命超過50年,管道系統的壽命也超過50年,這是水泥管理論壽命2.5倍以上,基本上是一次投資即長期受益 ,無需維護費用。
      三、HDPE高密度聚乙烯管與鋼筋混凝土管的比較
       HDPE高密度聚乙烯管與混凝土管管材的綜合性能與
      1、強度和剛度
            HDPE高密度聚乙烯管屬于柔性管,在受外壓負荷時,柔性管與剛性管的承受負載的機理是完全不同;柔性管在受壓破壞之前可以有較大的彈性變形,而剛性管只能開裂損,同樣外壓負載下柔性管管壁內的應力較小,它和周圍的回填土共同承受負載,管土共同作用,因此,HDPE管不需要和剛性混凝土管一樣的強度和剛度,在合理的條件下,完全達到和超越使用要求,這一點已經被眾多歐洲國家和亞洲的新加坡和韓國的應用實踐所證實。
      2、水力特性比
            在水力特性方面,HDPE管由于內壁光滑,輸送液體時比摩阻力明顯小于混凝土管,HDPE管的內壁粗糙率為0.009,而混凝土管為0.013,因此,在相同的條件下,HDPE管的輸水量可比混凝土管提高30%,即:通流能力是水泥管材的1.3倍以上。實踐證明,在同樣的坡度下,采用直徑較小的HDPE管就可以達到要求的流量。同時水泥管在使用一段時間后,由于管壁裂縫、粗糙和氣隙常在管道內出現長草、根阻、積淤等現象,大大減小水泥管的通流能力,并且需要不斷維護。而HDPE高密度聚乙烯管不會出現這種情況。
      3、環保方面和密封性
          環保方面:水泥管的生產是一個高能耗的過程,并造成大量污染,同時在使用過程中容易受到根阻、酸堿腐蝕、沉降、破裂;在水泥管生產和收集水、排放水的過程中產生大量的粉塵、顆粒及滲漏,易造成二次污染。而HDPE高密度聚乙烯纏繞增強管不存在此類問題。 
          在密封性方面:HDPE管采用電熱熔連接,安裝操作速度快、無泄漏,而混凝土排水管在保證密封方面是比較困難的,國內絕大多數使用的平接口混凝土排水管在連接處只抹一圈混凝土,時間一長由于應力作用很難保證不泄漏。又因為其完全是剛性的連接,地基稍有松動或不均勻沉降,管道和連接處就有可能被破壞,從而造成管道堵塞影響排放和污水泄漏對地下水和土壤的污染,因此,國家有明文規定對水泥管的使用,建設部也明確要求淘汰水泥管,大力發展HDPE管材的使用。
      4、使用壽命
           使用壽命、耐腐蝕方面,高密度聚乙烯(HDPE)管的優點最為突出,埋地排水管生活污水和雨水常帶有腐蝕性(雨水流過地面時常常溶入腐蝕性物質),或成酸性或成堿性,生產污水如工業排水更是帶有強腐蝕性,HDPE管的耐腐蝕性遠勝于金屬管,也明顯優于混凝土管,同時,HDPE纏繞增強管的抗磨損性能也很好,在歐美等較早命名用HDE管的地區,HDPE管材的壽命已被充分證實超過50年,而混凝土管的設計壽命只有15年,實際使用則更短。并且水泥管需要經常性維護,通流能力差。
      5 使用鋪設安裝
          凡項目地處沿海地區的,通常地質條件差、地下水位高、管徑大、施工條件惡劣,采用水泥管將使施工難度加大,并且施工周期加長。(水泥管施工通常流程:管溝開挖→軟基處理→砼基礎→下管→管材水泥接口→90º至180º砼封包→砼保養→回填)。高密度聚乙烯(HDPE)管連接方式簡單快捷,其施工進度大大提高,按正常條件只需要水泥管的30%的施工時間,個別案例只有水泥管的20%不到的施工工期。 
          在鋪設安裝方面,HDPE高密度聚乙烯管采用電熱熔連接,對溝槽基礎要求低,敷設時不需要樁基等基礎,敷設粗沙即可,同時對基礎平整度要求很低,大大提高了施工進度, HDPE高密度聚乙烯管重量輕對機械的依賴度低,有效降低施工成本。 
         另外,HDPE高密度聚乙烯管相對來說單根管長度較長(一般為6米/根),是水泥管的二到三倍、接頭少。施工成本低、 工期快(是同等長度水泥管施工工期的十分之一)。HDPE同時高密度聚乙烯管抗不均勻沉降能力極強,這是水泥管材所不具備的。
      6 項目針對性
          本項目地處沿海地區,項目的地質條件存在不均勻沉降,需要柔性好且能較大幅度適應地質不均勻沉降能力的管材。國內已多家有HDPE材質管材的廣泛使用;并且標準,規范一應俱全,口徑規格從DN300mm到DN4000mm,選型方便,鑒于本工程地質條件差,存在不均勻沉降,并且需要有較快的施工進度,根據現場實際情況和設計要求采用。         
          該管材能夠有承受一定的彎曲拉伸能力。此種管材單個臺班施工每天施工可超過80米以上,符合施工工期緊的要求。 通過地面預焊,能夠有效克服水位高、塌方等施工等現象,有效降低施工難度,并能有效適應軟基不均勻沉降等特點,在確保工程質量的同時,保證有效的使用壽命。
      結論:綜合經濟性評價
           在綜合經濟性方面,高密度聚乙烯(HDPE)管的優勢正被越來越多的用戶所認識,顯然,HDPE管的價格比混凝土管高,但是國內外的實踐經驗證明,在正確設計和施工下采用高密度聚乙烯(HDPE)管的總工程造價常常低于傳統的混凝土排水管。而且其良好的人文環保價值理念超越了管材本身經久耐用等經濟價值理念。
       

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