污水处理项目输水管线管材比选

1、常用管材
目前国内外时常使用的埋地输水压力管道管材主要有钢管(SP) 、球墨铸铁管(DIP)、预应力钢筋混凝土管(PCP)、聚乙烯塑料管(PE 管)、玻璃纤维增强热固树脂夹砂管(RPMP)等五种管材。

(1)钢管(SP)
最大直径可达DN4000mm。

制作钢材普通采用Q235 —A 碳素结构钢，直径小于DN2000mm 的钢管可用螺旋缝埋弧焊管，大于
DN2000mm 的钢管普通为直缝埋弧焊管。

管道通常长度为2~12m 。

这种管材在大口径、长距离输水管道中应用得最多。

埋地钢管本身不耐腐蚀，必须对其进行外壁涂层和内壁内衬的防腐措施，因此其使用寿命在很大程度上取决于管材的内外防腐层的材料种类和品质及施
工质量。

钢管的外防腐普通采用环氧煤沥青防腐层，防腐材料的创造技术和防腐层的制作经验已经相当成熟。

过去大口径钢管的内防腐基本上都采用机械喷涂的水泥砂浆防腐层。

由于无毒环氧磁漆的浮现和其防腐技术的完善，近几年采用无毒环氧磁漆作为钢管内防腐层的输水管道工程越来越多。

上述两种钢管内防腐技术都已经处于成熟阶段。

钢管的主要优点是：1)敷设方便，适应性强，可埋设穿越各种障碍；2)输水安全性高；3)可不停水焊补漏缝，检修方便且所需时间短。

主要缺点是管材价格和管道综合造价较高、需要进行防腐处理及电化学防腐处理、用钢量大、现场焊接、防腐影响施工进度。

(2)球墨铸铁管(DIP)
球墨铸铁管是由经过球化和孕育处理的优质铁水用离心铸造工艺生产，其强度比钢管高，延伸率大于10%，抗腐能力比钢管强。

目前球墨铸铁管的沥青外涂层和水泥砂浆内衬的制作多数厂家均在生产线上完成，且球墨铸铁管采用的是柔性接口或者法兰连接，不需要进行现场焊接和防腐处理，施工方便。

管道标准长度为6m、5m、5m 、4m。

这种管材相对于别的管材在价格上的特点是小口径和大口径管道价格较高，中间口径的管道价格较低，所以在输水管道中大量采用DN400mm~DN1200mm 球墨铸铁管。

球墨铸铁管的主要优点是：1)输水安全性高；2)安装和检修方便；3)有标准配件，可用于配件及支管较多的管段。

缺点是同规格管道分量较钢管重，造价相对较高。

(3)预应力钢筋混凝土管(PCP)
预应力钢筋混凝土管由于造价比钢管和球墨铸铁管都低，采用承插式胶圈接口，施工比较方便，因此这种管材过去在中小城市得到了广泛应用，但随着各城市对输水安全性要求的不断提高，目前其使用率呈下降的趋势。

管道标准长度为5m 、4m 、3m。

预应力钢筋混凝土管的优点是抗腐蚀能力强，不需做内外防腐处理。

使用寿命长，管材价格较低，施工比较方便。

缺点是： (1)单根管道分量大，运输和检修不方便，检修所需时间长； (2)发生爆管等严重事故的几率较高； (3)管接口处容易漏水； (4)无标准配件，不宜使用在配件及支管较多的管段。

(4) PE 管
a.PE 管材流通能力大，经济上合算。

PE 管内壁光滑，不结垢，内表面当量绝对粗糙比值是钢管的1/20，相同管径、相同长度、相同压力下的PE 管其流通能力要比钢管大30%摆布，因此经济优势明显。

优异的物理性能。

中密度聚乙烯性能介于高、低密度聚乙烯两者之间，既保持了高密度聚乙烯的刚性、强度，也有很好的柔性、耐蠕变性，而且较高密度聚乙烯更有热熔连接性能优良的特点，有利于塑料管的安装。

与金属管道相比，PE 管道可减少工程投资三分之一摆布，可盘卷的小口径管材，可进一步降低工程造价。

b.PE 管材耐腐蚀，使用寿命长，在我国沿海地区，地下水位偏高，土地湿度大，使用无缝钢管必须防腐及做安装阳纹外向锤炼，且寿命惟独30 年，而PE 管可耐多种化学介质的侵蚀，不需防腐处理。

此外，它也不会促进藻类、细菌或者真菌生长，使用寿命达50 年。

抗应力开裂性好：PE 管具有低的缺口敏感性，高抗剪切强度的段异的抗痕能力，耐环境应力性非常突出。

低温抗冲击性好：PE 管的低温脆化温度极低，可在-60 摄氏度温度范围内安全使用。

c.PE 管材连接方便，施工简单，方法多样。

PE 管管体轻，搬运方便，焊接轻易，焊接口少，当管线较长时可使用盘管敷设PE 管沟要求远比钢管沟要求低，而且当施工条件受限制时，可采用电熔焊接。

密封性好。

PE 管本身采用熔接连接，本质上保证了接口材质，结构与管体本身的同一性，实现了接头与管材的一体化。

其接口的抗拉强度与爆破强度均高于管材本体，可有效反抗内压力产生的环向应力轴向应力。

因此，与橡胶圈类接应或者其他机械接头相比，不存在接应扭
曲造成的泄露危（wei ）险，密封性能十分良好。

维修方便，可以不停水、气 维修和安装。

此外，可采用管沉入的方法在水底铺设，大大降低了施 工难度和工程费用。

(5)玻璃纤维增强热固树脂夹砂管(RPMP )
玻璃纤维增强热固树脂夹砂管俗称夹砂玻璃钢管， 是近十几年国 内才发展起来的一种新型管材， 国外也在 70 年代才开辟应用。

RPMP 的管壁结构：内外层为玻纤增强树脂，中间为砂层的多层复合管。

成 型工艺实用长纤维在内模上缠绕创造和用短纤维在外模内离心创造 两种。

缠绕创造 RPMP 最大管径可达 DN4000mm ，采用承插式胶圈密 封柔性接头；离心工艺创造 RPMP 最大管径为 DN2400mm 采用套筒 式胶圈密封柔性接头。

管道标准长度为 12m 、6m 。

但是此种管材价格较高， 且管材刚度较低， 为了避免管道在埋设 过程中产生径向变形， 管道安装对回填土要求高。

安装时要求按其安 装规范制作管道基础和管道两侧的同步回填， 分层夯实。

回填土中不 能含有超限值的大砾石、 冻土块和砖头等硬杂物体， 以免损坏夹砂玻 璃钢管外层。

2、管材比较
五种管材的主要特性见下表。

工作
压力 (kg/cm 2) 最大
管径
(mm)
生产与应用
使 用
年
限
接口 形式 优 点
缺 点
名 称
钢管球
墨铸铁管
预应力钢筋混凝土管
PE 管设计
确定
2600
设计
确定
800
设计
确定
10
10
12.75
焊
接、
法兰
接口
承
插、
法兰
接口
承插
橡胶
圈接
口
热熔
接口
4
5
5
5
1.可工厂或
者现场制
作。

2.国
内采用普
遍，引滦
入津、大连
引碧工程
等。

3.深圳东深
三期配套工
程采用焊接
钢管最大口
径达
DN2800mm。

1. 国内生产
( 邯郸、山
东、本溪、
首钢)。

2. 国内生产
最大口径
DN2600 (太
原)；国外生
产(日本)。

3. 北京水源
九厂引进日
本DN2600
管道。

1. 国内生产
厂家有长
春、大连、
北京等。

2. 应用较广
泛。

1. 国内生产
厂家有长
春、山东、
江苏等。

2. 应用逐年
增多。

1.管材强度、工作
压力均高，运行
安全可靠。

2.敷设方便，适应
性强，可埋设穿
越各种障碍。

3.分量轻，经内外
防腐后，寿命长。

1.使用年限长。

2. 防腐能力较钢
管强，但仍需防
腐处理。

3.有标准配件，适
用于配件及支管
较多的管段。

4.抗拉强度大、抗
弯强度大及延伸
率大。

1.抗腐蚀能力强，
不需做内外防腐
处理，使用寿命
长。

2.节约钢材。

3.价格便宜。

1.抗腐蚀能力强，
不需做内外防腐
处理，使用寿命
长。

2. PE 管材连接方
便，施工简单，
方法多样。

3. 承受外荷载能
1. 需要进行内
外防腐处理，同
时进行电化学
防腐。

2.造价较高。

3.用钢量大。

4. 不适宜承受
较大的外荷载。

1. 重量较钢管
大。

2.造价高。

1. 承插接口加
工精度要求高，
如果间隙不均
将影响密封。

2. 不宜使用支
管较多的管段。

3.自重大、运输
较艰难，检修时
间长。

1. 机械强度较
低、容易受到人
为的损坏。

2. 在较高温度
下其耐压强度
会降低;温度过
低将导致其变
脆。

3.没有导电性， 给管道的探测 定 位 带 来 一 定 艰难。

1. 不利于冬季
施工。

2. 管 道 安 装 对
回填土要求高。

五种管材的主要技术特性见下表：
管材项目
抗腐蚀能
力 机械性能
抗水锤能
力
粗糙系数
使用寿命
适应地形 变化能力
施工安装
对基础要
求
钢管
较强 (涂防腐 层后) 较好
最强
n=0.010 (瓷漆防 腐)
n=0.0125 (砂浆防 腐) 较长
较强 内、外防 腐麻烦 较低 球墨 铸铁管
较强
好
较强
n=0.0125 长
强 运输麻 烦 较低 预应力 钢筋混 凝土管
较强
较好
较强
n=0.0125
长
较强 运输、吊 装艰难 低 PE 管
强
较好
强
n=0.01
长
较强 运输、吊 装方便 低 RPMP 管
强
较好
较强
n=0.01
长
较强
施工
严格
高
比较结果
PE 管好
球墨铸铁管好
钢管好
PE 管、RPMP 管好
钢管最差
相仿
PE 管好 预应力钢筋混凝
土管、 PE 管好
结合管材的技术性能比较， 参照有关调查资料， 在输水工程的运
力高，抗内压能 力 高 于 钢 筋 砼 管。

4 分量轻。

1.耐腐蚀， 使用寿
命长。

2.分量轻、施工方
便，维修费用低。

3.水力条件好， 节
能。

4. 长期输水内壁
不结垢，能保持
好的输水能力。

1. 国内生产
厂 家 有 大
庆、连云港、 5 河北。

0 2.“ 引 松 入 长 ” 供 水 工
程使用过口
径 DN1500。

承插 接口
4000 6--20 橡胶 圈密 封
RPM P 管
行中安全性最高的是钢管、 PE 管及球墨铸铁管， 夹砂玻璃钢管次之， 最差的是预应力钢筋混凝土管。

因此，从输水安全性上考虑，小口径 长距离输水管道的首选管材普通是钢管、 PE 管及球墨铸铁管，其次 是夹砂玻璃钢管， 目前很少选用预应力钢筋混凝土管。

因此从这一点 来说，五种管材优劣顺序为：钢管、 PE 管、球墨铸铁管、 RPMP 管、 预应力钢筋混凝土管。

污水输水管线(鹿乡至双营子回族乡)采用压力流方式输水，需 输送远期 4500m 3/d 的污水量，污水输水管线总长度为 7.7km 。

以此 来考虑以上几种管材作为本工程输水管线最为经济的管径。

3、管材确定
综合特性比较、 技术比较和经济比较， 结合本工程的实际情况以 及经济管径因素， 在上述五种管材中， 应选用在输水工程中使用经验 成熟、可靠性较高(预应力钢筋混凝土管被排除)、价格较为合理的
预应力钢筋 混凝土管(万 元／ km ) 38.94 41.12 48.07 51.40 500 63.40 71.69
球墨铸铁管 (万元／ km )
36.18 444 560 67.07 78.50 104.73 146.03
RPMP 管
(万元／ km )
39.76 461 51.59 542 678 74.67 99.82
钢管(万元 ／km )
64.15 72.86 81.07 87.81 96.02 133.10 156.17
pe 管(万元 ／km )
41.28 574 70.26 96.71 118.19 174.44 264.16
管径
DN200 DN250 DN300 DN350 DN400 DN500 DN600
管材。

因此，本工程输水管线管材选择应主要从PE 管和球墨铸铁管中选择。

本工程输水管道为降低工程投资，施工应尽量在秋收后到大冻前，即10 月~11 月这段时间进行，且有可能进入到12 月份，施工工期较短，时间紧、任务重。

因此，本工程需选择施工较为方便的管材。

PE 管管材较轻，运输吊装方便，回填土中不能含有超限值的大砾石、冻土块和砖头等硬杂物体，秋冬季施工有些路段回填土可能需要经过筛选；PE 管相较球墨铸铁管管材较轻，运输吊装方便；因此针对于本工程，就施工难易、施工进度快慢及施工安装费用多少来说，PE 管较好。

通过上述论证，结合污水输水管线场地地质条件，本工程最终确定选用安全性高，适应性较强，施工和检修较为方便，使用经验较为成熟的PE 管作为本工程的污水输水管线管材。