高密度聚乙烯缠绕管在排水工程中的应用

　　刘荣旋（泉州市水质净化中心） 简德武（中国市政工程中南设计研究院厦门分院）

　　提 要：主要介绍了高密度聚乙烯（HDPE）缠绕管的特点及其它管道的综合比较，并通过工程实践说明其技术及应用的可行性。
　　Abstract： This paper introduces the characteristic of high density polethylene(HDPE)pipes and cheks the characteristic against the other pipes.The engineering practice indicates thefeasibility of the HDPE echnique and application.
　　关键词：高密度聚乙烯（HDPE）缠绕管 特点 应用
　　Keyworks:high density polyethylene(HDPE)pipes:characteristic;application

前 言：

　　在排水管网工程中，管材的选择是及其重要的一环，目前排水管网工程中应用的排水管主要有钢筋砼管、PVC管、高密度聚乙烯（HDPE）缠绕管及玻璃钢管。泉州市根据当地软弱地基的具体情况，经过比较，在排水管网建设中选用了高密度聚乙烯缠绕管（HDPE管），实践证明，HDPE管与其它类型管材相比，优点较多，特别适合于沿海地区的排水管网，是较现想的新型管材。
　　HDPE管作为成熟的产品，在国外早已得到了广泛的应用，在国内已引进有数条生产线。HDPE管属柔性管材，结构合理，工艺先进，具有环保、安全、节能等特点，特别是其特殊的同材质管道接口电熔焊接技术，可使管道系统实现零渗漏，可谓21世纪的绿色管道。

1、物理力学性能及特点

　　HOPE管是采用100％的高密度聚乙烯（HOPE）为原料，采用特殊挤出工艺在热熔状态下缠绕成管，同时熔接成整体制成的管道。管道密度为9.54KN／m3，弹性模量短期（1分钟）为800N／mm2，长期（50年）为150N／mm2，极限弯曲拉伸应力短期（1分钟）为16N/mm加，长期（50年）为9.6N／mm2，极限弯曲压缩应力短期（1分钟）为19.2N／mm2，长期（50年）为12.8N／mm2。其主要性能特点如下。
　　（1）水力条件好。由于HDPE管内壁表面光滑，管道的粗糙系数n＝0.009，按曼宁公式计算流量时，同等管径条件下，比砼排水管道过流量大30％，即选用HDPE管，其管道管径可比选用钢筋砼管缩小1－2个管道等级。
　　（2）密封性好，可实现零渗漏。由于管道连接可采用电熔焊接技术，使接口处的两段管完全熔为一体，保证了管道接口不会渗漏。
　　（3）生产的管径范围广。HOPE管目前可生产的管径范围为DN200－DN4000，比PVC管生产的管径范围要广（PVC管管径最大为DN600）。
　　（4）耐腐蚀、抗老化性能好。由于HDPE管的原材料为高分子成份的聚乙烯组成，它能有效地抵抗酸、碱、盐等介质的腐蚀和未经处理的工业废水和生活污水的侵蚀，其抗老化性能比PVC管好。
　　（5）柔韧性好。HDPE管属柔性管，延伸性能好，能适应地基较差条件下的施工及避免地基沉降对管道性能的影响，特别是在沿海地区，工程地质条件普遍较差，沉降严重，该种管材与其它管材相比，具有明显的优势。
　　（6）质量轻、安装方便，减轻了劳动强度，缩短了施工工期。
　　（7）强度高，使用寿命长。由于HDPE管是采用100％高密度聚乙烯在热熔状态下整体制成的管道，其整体性较好，化学性质稳定，强度高，使用寿命长，一般可达50年以上。

2、工程造价分析

　　HDPE管作为沿海地区排水管网系统的管材，其优越性是显而易见的。但是，在性能优越的同时，价格也是管材选用的重要因素。HDPE管在价格上比玻璃钢管低：与小管径的PVC管比，较PVC加筋管低，比PVC双壁波纹管略高，但PVC双壁波纹管管径范围小（≤500），各方面性能比HDPE管稍差：HDPE管比钢筋砼管价格高，但管材的选用应从技术和经济两方面作全面的比选。现选取某工程所用d1800钢筋砼排水管与DN1600HDPE管综合造价比较如下：

管材

项目　

钢筋砼管材 HDPE管材 备注 管径（mm） 1800 1600 管线长度（m）及埋深（m） 长度100m,埋深4.00 长度100m,埋深4.00 管材单价（元/m） 1300 2500 管材费用9元） 131300 237350 土方费用 56152 36392 回填土（砂）费（元） 64389 39161 回填表砂至管顶上50cm 基础费用（元） 74131 4489 铺设费用（元） 26563 46184 含利、税 总造价 352535 353477

　　由上表比较可见，HDPE管虽然管材价格较高，但工程总造价却与钢筋砼管基本持平，而其性能却远远高于钢筋砼管（特别是接口好，避免了渗漏）。

3、工程实例

　　泉州市宝洲污水处理厂配套管网工程结合工程具体情况采用此新型管材已取得成功。泉州市已有的污水管网大部分建在软弱地基上，地基易沉陷，从而造成已建钢筋砼排水管接口大量松脱，管道渗漏现象及其普遍，个别地段地基下沉近1．0米。因此在2002年利用国债建设污水处理厂配套管网时，经多方案比较，采用了HDPE管，该管材的应用克服了泉州市工程地质条件较差、地下水位高，管道施工困难、质量难于保证的缺点。整个工程总计应用了DN300--DN1400HDPE管约25km，工程施工工期较短，质量较好，工程投入运行后，得到了用户的广泛称赞；

4、结语

　　高密度聚乙烯（HDPE）缠绕管在泉州市污水管网中的成功应用，表明在沿海地区的污水管网工程中．HDPE管是非常理想的新型管材，它具有强度高、柔韧性好、水力条件好、密封性好、施工安装方便、工程周期短、工程造价适中的特点。随着人们对工程质量的日益重视及管道行业以塑代钢步伐的加快，HDPE管在排水管网建设中将会被广泛地推广使用。