HDPE双壁波纹管的性能与应用

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1、HDPE 双壁波纹管的性能和应用1、排水管材使用现状及应用趋势目前，国家已将“节能减排”作为国民经济可持续发展的重要战略来抓，投入重金进行 城市污水处理。湖南省从今年开始的“三年行动计划”就将投入百多亿资金对各地市县污水 进行集中处理。在城市污水处理项目中排水管道的选择至关重要，直接关系到污水处理的效 果。过去，国家对排污管网的重视不够，95%以上排水管道系统使用的管材是混凝土管、钢 筋混凝土管、铸铁管，因此类管材施工工序较复杂、管道接口数目较多、接头处难以密封， 防渗漏不易及时处理，且容易破损老化，日积月累会造成道路地基下沉，污水渗漏，导致土 质污染、水源污染；在雨水季节导致雨水流入处理厂内

2、，枯水季节污水外流，无法很好的收 集污水。因此，采用具有良好的耐压、质轻、耐腐蚀、环保型管材已成为当务之急。随着塑料管材生产技术的不断发展，以及塑料管材与传统管材（如混凝土管、铸铁管等） 相比所具有的优越性能逐渐被人们所接受，国家有关部门相继制定了有关限制淘汰落后产 品，推广使用新型环保产品的产业政策。在建设部2002 年发布的关于淘汰落后的产品， 推广使用新型建材的文件中明确提出，1200mm以下口径的埋地排水管优先选用双壁波纹 管，超过1200mm可使用玻璃夹砂管、聚乙烯缠绕增强管和中空壁缠绕管等管材。2004年 建设部发布了推广应用和限制禁止使用技术（建设部公告2004218 号）公告，

3、一些 省份的配套文件也相继制定，对排水用水泥管、铸铁管进行了限制使用及淘汰的相关规定。 在我国的市政工程中，新型塑料管材的应用发展非常迅速，新型塑料管材的使用成本与传统 管材接近甚至更低。在众多的塑料管道中，究竟应该选择哪一种类型的管材，要根据各国资源状况，工程的 技术要求及城市规划等条件不同而有所差别。但从综合角度来看，由于HDPE （聚乙烯）双 壁波纹管所具有的明显优势，世界上大多数国家及在我国沿海城市，排水排污管中应用最多 的还是HDPE聚乙烯双壁波纹管。尤其是美国，甚至都有专门的聚乙烯波纹管协会（CPPA）, 由此也可以看出聚乙烯波纹管在应用中的优越性。2、HDPE 双壁波纹管的性能特

4、点HDPE 双壁波纹管，其内壁光滑，外壁带有与轴线垂直的系列中空波纹，结构独特，且 具有优越的力学、物理、化学性能，在市政排污工程、农田灌溉工程、输水工程、电信工程 等领域得到广泛应用，并被列为建设部科技成果重点推广项目。HDPE 双壁波纹管在实际应用中还具有质轻坚韧、耐压、耐冲击、耐酸碱、不易破裂、 汲水性优、搬运方便、施工容易、可缩短工期等其他管材所不具备的性能特点：（1）抗外压能力强：外壁呈环型波纹状结构，大大增强了管材的环形刚度，从而增强了 管道对土壤负荷的抵抗力，双壁波纹管属柔性管道，依靠管土体系共同承受外部荷载，不需 要和刚性混凝土管一样的强度和刚度，在合理的刚度下，完全可以达到使

5、用要求，这已经被 国内外大量的工程实践所证实。（2）施工便捷：重量轻，管重仅为0.940.96g/cm3,是目前所有埋地管材中最轻的材质， 可大大降低运输费用和安装时的吊装费用；长度大（接头少,搬运和连接都比较方便；由于 HDPE 双壁波纹管质量远轻于水泥管材，非常容易承插，所以大大缩小了施工难度；并且 HDPE双壁波纹管最短为6米一根，而水泥管为2米一根，大大缩短工期。对于管沟和基 础的要求低，连接方便施工快捷；在城市拥挤的地区、在地质恶劣的地区(如底下水位高、 地基松软)双壁波纹管埋地排水管的这方面优点更明显。(3) 摩阻系数小，流量大：内壁光滑，粗糙度K值不超过0.01mm,钢管球墨铸铁

6、管 K=0.06mm,金属管道经过十年运行，K值将增至5-10倍，而HDPE材料的分子表面不带正、 负电荷，水中带电荷的杂质就不会附着在管壁上形成水垢，所以流量很大。同等管径条件下 HDPE双壁波纹管比金属管道要大1/4以上。(4) 具有良好的密封性能，不渗漏，能有效控制地下水资源的污染。(5) 良好的耐低温，抗冲击性能：HDPE双壁波纹管正常的工作温度在-40C到60C之 间，工作温度区间很宽，在零下30C的严寒中也能正常施工。PE的抗冲击强度是塑料管道 中(PVC，PP，ABS, PB等)最佳，其冲击强度为PVC的6倍，是PP的4倍。(6) 化学性能稳定：其化学分子无极性，化学性能稳定极好

7、。除少数强氧化剂外，大多 数化学介质对其不起破坏作用。一般使用环境的土壤、电力、酸碱因素都不会使该管道损坏。 不滋生细菌，不结垢，其过流面积不会随运行时间增加而减少。(7) 物理性能优越：具有适当的挠曲性，良好的动态断裂韧性KD值，抗震性特好。可 顺应地基不均匀沉降，是目前抗震性能最好的管道材料之一。这就意味着当地面下沉或发生 地震时，HDPE管能够产生抗性变形而不断裂。这一点远优于水泥管、铸铁管，也优于有明 显脆性的PVC管。(8) 使用寿命长：HDPE双壁波纹管的工作环境是埋在土里，不受紫外线的辐射，工作 温度不高，一般在12-28C之间，正常情况下使用寿命可保证在50年以上。聚乙烯原料只

8、 含有碳、氢两种元素，对环境无害，绿色环保！3、与传统排水管材的比较HDPE双壁波纹管质轻而坚韧，与传统排水管(铸铁管、混凝土管、陶管)相比，搬 运轻便、作业省力、接管快捷，是一种高效率的管材产品。在都市中由于生活空间狭小、人 群密集，传统的管材常因过于笨重及施工繁琐不便，导致工期进度缓慢与意外事件频繁。使 用HDPE双壁波纹管可一改传统管材弊端，达到理想的施工效率和经济效果。3.1施工工序比较1)混凝土管施工流程(见图1)幵挖沟權 安装模板砂石垫层浇筑基础混薙土接I I桂带 一 浇筑管座涓凝土一管道安装基础养生砌筑检查井闭水试验 回填止2) HDPE双壁波纹管施工流程(见图2)幵挖沟槽管道安

9、装接11駁理砌筑检杏井V回埴土闭水试验从上述工序流程比较可以看出，HDPE双壁波纹管减少了基础、管座混凝土的浇筑及 养生环节，开挖沟槽、安装管道、回填土可一气呵成，而混凝土管工艺流程复杂。同样一段 管道，HDPE双壁波纹管可大大缩短工期并可节省一定的工程费用。如是在雨季施工，沟槽如果早一天回填，安全系数就大些，晚一天回填，发生塌槽、泡 槽的可能性就大些，还会给施工单位带来很大的经济损失，如使用混泥土管道既要打通基， 还要打斜壁，每次打完之后，还要养生，等达到一定强度之后方可进行下一道工序，这样一 来工期相对就要延长，如果发生安全事故，后果更不堪设想。如果在冬季施工，因HDPE双壁波纹管是柔性材

10、料，耐低温性能好，在冬季施工更有 自身优点，它避免了低温施工对混泥土采取特殊保护措施及添加各种防冻剂。3.2综合造价比较HDPE双壁波纹管虽然单价上比混凝土管高，但从运输吊装、施工流程、施工效率等 方面进行综合比较，其造价整体上相当于混凝土管(见下表)。対;杵谴怖比较表|兀X-)DN300DNJOOHDFEi奴堕浹锁欝顶IIDNS00程iUf：肯DNeaoHDPE双坐竝统靑10工 2342, 78 15, 13225. 0010E. 00235,00595. 00人工钳3B-002. 60人工費127. 2915.502.600. 0018.600. 00184. 26153.38B96. 0

11、7S35. 50另有数据统计比较如下：1) 0300管道铺设单价比较对300的管道来说，若埋深小于2.5m, HDPE管和UPVC管的铺设单价都稍高于传 统钢筋混凝土管。而当埋深大于2.5m时，铺设单价为：混凝土管UPVC管HDPE管。2) 0600管道铺设单价比较对600的管道来说，在任一埋深下HDPE管的铺设单价都要比其他两种管材的要低。 埋深小于3m时，玻璃钢夹砂管混凝土管HDPE管，其中后两者的差别较小，仅3%左 右；埋深不小于3 m时，混凝土管玻璃钢夹砂管HDPE 管,混凝土管比HDPE管的铺设 单价高10%。玻璃钢夹砂管比HDPE管铺设单价高6%10%左右，且随着埋深增加差别 变小

12、。3) 0800管道铺设单价比较 对800的管道来说，埋深小于3m时，玻璃钢夹砂 管HDPE管混凝土管，玻璃钢夹砂管单价比HDPE管高12%左右，而混凝土管反而比 HDPE管低4%5%；埋深不小于3 m时，玻璃钢夹砂管混凝土管HDPE管，混凝土管 比HDPE管单价高5%7%，而玻璃钢夹砂管要比HDPE管高8%10%。4) 01000管道铺设单价比较01000管道铺设单价与前面几种管径有较大不同。任一埋深下铺设单价：玻璃钢夹砂 管HDPE管混凝土管，前两者的差价在8%12%之间，后两者的差价在9%22%之 间，且随着埋深的增加差价减小。由上可知，当管道直径小于等于800时，HDPE管的综合造价也

13、大致与混凝土管相当。再者，由于HDPE双壁波纹管内壁光滑，允许通过的流量比同口径的混凝土管要大。HDPE内表面粗糙系数为0.009，水泥管材内表面粗糙系数为0.014，同流量时，HDPE管材 可以比水泥管材小一到两个级。如设计为1500 口径的水泥管材可以用1400 口径的HDPE 替换。这其中隐含了可观的经济效益。4、结语在污水集中处理项目中，管道的选择至关重要，关系到污水收集的效果。污水不能较好 的收集，集中处理的设备再先进都没有实际意义，再多的资金投入都不能获得好的经济及社 会效益。HDPE双壁波纹管由于具有优良的水力特性、较强的地基适应性、较高的抗衰抗 腐蚀性，不但安装方便、施工简单、施工周期大为缩短，且可降低工程综合造价，其综合性 能远高于其它排水管材，被实践证明此是排污管道的首选材料。