3.3 污水管网
污水管网主要涉及污水收集管,目前国内污水收集管类型主要为钢筋混凝土管、预应力钢筋混凝土管、F型钢筋混凝土管、F型钢筋混凝土管、钢管、球墨铸铁管和埋地高密度聚乙烯给水管道(简称HDPE给水管),各种管道具体特点简述如下:
3.3.1 钢筋混凝土管
钢筋混凝土排水管采用防水混凝土内配钢筋,经过振捣而成。根据埋设深度、管径大小和生产工艺不同,有平口式、企口式、承插式及普通型、悬辊式、离心式、PH型、和丹麦管型。多用于无内压或者低压输水。其自重大、用钢量大、抗裂性较弱,内壁粗糙度系数为n=0.013~0.014。
3.3.2 预应力钢筋混凝土管
预应力钢筋混凝土管利用先张法、后张法对环向钢筋、纵向钢筋进行张拉,使混凝土内部产生预应力,从而提高管材承载力。具有节约管材、抗震性好、使用寿命长等特点,根据生产工艺分为一阶段管和三阶段管。由于震动挤压(一阶段)工艺制造的管道所产生的预压应力在混凝土蒸养固结过程中的应力损失达20%~30%,且不稳定,故国外大多数国家已不生产和应用。目前,设计选材基本以管芯缠丝(三阶段)工艺管为主。它多用于有压水的输送,管径范围d400-2000,承压能力为0.2~1.2Mpa,粗糙系数n=0.013~0.014。管道采用承插式橡胶圈密封连接,柔性接口能较好适应软土地基。
3.3.3 F型钢筋混凝土管
它是一种改进型钢筋混凝土管,主要用于顶管。其钢筋的配比量比一般的钢筋混凝土管大,混凝土标号比一般的钢筋混凝土管高。目前生产的管径范围为d600-d2200。
F型钢筋混凝土管为承插接口,接口处采用楔形橡胶圈,接口形式克服了平口管接口的缺点,接口可靠性高,整体性好。F型钢筋混凝土管的承口用钢板卷制,镶嵌在管端;插口与管体一期浇注成型。D1500以上口径的F管采用芯模振动工艺成型,d1350以下口径的F管采用离心工艺成型。F管适用于曲线顶管,也适用于长距离顶管,即使在流动性砂砾土中也可使用。
3.3.4 F型钢筋混凝土管
埋地塑料排水管根据材料和结构形式分,共有10余种管材,其中绍兴地区常用的有5种,分别为PVC-U双壁波纹管、PVC-U加筋管、HDPE双壁波纹管、HDPE缠绕结构壁管、玻璃纤维增强塑料夹砂管(RPM管)。
1、 PVC-U双壁波纹管:PVC-U双壁波纹管是以硬聚氯乙烯为主要原料加工生产的,管外壁为梯形或弧形波纹状肋,内外壁波纹间为中空的异型结构壁管材。管道采用承插式橡胶圈密封连接。根据管道环刚度可分为S1(≥4KN/m2)和S2(≥8KN/m2)2种型号。硬聚氯乙烯管材采用挤出工艺成型时,由于受原材料加工性能的限制一般管径都在600mm范围内。该管材主要用于大开挖施工的无压重力流污水管道工程。该型管材生产厂家众多,但厂家良莠不齐,产品总体质量一般。
2、PVC-U加筋管:PVC-U加筋管是以硬聚氯乙烯为主要原料加工生产的,管外壁经环形肋加强的异型结构壁管材。该管材具有较好的抗冲击性和抵抗外部荷载的能力(环刚度≥8KN/m2)。管道采用承插式橡胶圈密封连接。硬聚氯乙烯管材采用挤出工艺成型时,由于受原材料加工性能的限制一般管径都在600mm范围内。该管材主要用于大开挖施工的无压重力流污水管道工程。
3、 HDPE双壁波纹管 :HDPE双壁波纹管是以高密度聚乙烯为主要原料,采用挤出工艺生产的双壁波纹管,其最大管径可达1200mm。管道采用承插式橡胶圈密封连接或哈夫外固件连接。根据管道环刚度可分为SN2(≥2KN/m2)、SN4(≥4KN/m2)及SN8(≥8KN/m2)3种型号。该管材主要用于大开挖施工的无压重力流污水管道工程。
4、 HDPE缠绕结构壁管 :HDPE缠绕结构壁管以高密度聚乙烯为主要原料,采用缠绕工艺生产的结构壁管。为加强管道刚性,在轴向管壁截面为双壁工字型,其最大管径可达3000mm。管道采用热收缩套或电热熔带连接,接口施工质量检测有一定难度。根据管道环刚度可分为SN4(≥4KN/m2)、SN6(≥6KN/m2)及SN8(≥8KN/m2)及非开挖型4种型号。该管材既可用于大开挖施工的无压重力流污水管道工程,也可用于采用非开挖(牵引法)施工的无压重力流污水管道工程。
5、 玻璃纤维增强塑料夹砂管(简称RPM管):RPM管是以高强的玻璃钢作为内外增强层,中间以价廉的石英砂/树脂作芯层以提高管材刚度,再辅以韧性的、耐酸碱腐蚀的内衬层和满足工作环境要求的外保护层构成的复合管壁结构。RPM管可采用离心浇铸(HOBAS管)和缠绕工艺生产管材。采用离心浇铸工艺时,玻璃纤维采用短纤维;采用缠绕工艺时,玻璃纤维采用长纤维离心浇铸的RPM管最大管径可达2400mm,纤维缠绕的RPM管最大管径可达4000mm。管道采用承插式双O型橡胶圈密封连接或法兰连接。根据管道环刚度可分为SN5(≥5KN/m2)和SN10(≥10KN/m2)2种型号。该管材既可用于大开挖施工的无压重力流污水管道工程,也可用于承受一定内水压力的压力管道工程。此外,该管材还可应用于顶管工程。
以上5种埋地塑料排水管材具有水力条件好(n=0.009~0.01)、耐酸碱腐蚀、管道接口不易漏水、重量轻、施工方便等显著优点。它们都是典型的柔性管,可不设刚性基础,而以碎石、黄砂代替。因其按“管土共同作用”机理承受外压荷载作用,故回填土质要求较高(多要求采用黄砂或碎石屑),回填质量要求严格。
3.3.5 钢管
钢管是目前大口径埋地管道中运用最为广泛的管材,国内最大钢管直径可达DN4000。钢管钢材一般采用Q235A*B碳素镇静钢。选择采用作为污水压力管的钢管一般要求为成品管,其焊接形式有螺旋逢埋弧焊管和直缝埋弧焊管,后者适用于大于DN2000的钢管。钢管具有极好的强度、刚度,制成的管道可承受较高的内外压力,其制作和焊接技术已相当成熟。钢管在施工上也很方便,在地形复杂的地段,还可采用顶管技术进行施工。但钢管管材价格较为昂贵,且钢管内外壁均需防腐处理,长距离尚需采用阴极保护法防腐。
3.3.6 球墨铸铁管
球墨铸铁管是选用优质生铁,采用水冷金属型模离心浇注技术,并经退火处理,获得稳定均匀的金相组织,能保持较高的延伸率,故亦称可延性铸铁管。球墨铸铁管均采用柔性接口。连接口型式分为机械式、滑入式两种。机械接口型式又分为N1型、X型、S型三种,滑入式接口型式为T型。按系数K取值的不同,其标准壁厚分别为K8级、K9级、K10级、K12级。球墨铸铁管外壁采用喷涂沥青或喷锌防腐,内壁衬水泥砂浆防腐。由于其具有较高的抗拉强度和延伸率,而且具有较好的韧性、耐腐蚀性、抗氧化性、耐高压等优良性能,故被广泛运行于有压输水、输气等。球墨铸铁管在污水领域的应用还相对较少。
3.3.7 埋地高密度聚乙烯给水管道(简称HDPE给水管)
HDPE给水管以高密度聚乙烯为原材料,经挤出和特殊的成型工艺加工而成的新型管材,国内生产的最大管径可达1600mm。HDPE给水管主要采用热熔连接。HDPE给水管水力条件好、具有耐腐蚀、重量轻、施工方便等优点。目前在污水领域主要应用于非开挖牵引施工和小口径污水压力管道中。它是典型的柔性管,可不设刚性基础,而以碎石、黄砂代替。因其按“管土共同作用”机理承受外压荷载作用,故回填土质要求较高(多要求采用黄砂或碎石屑),回填质量要求严格。
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