淺談鋼絲網骨架聚乙烯復合管在城市供水工程中的應用
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摘 要：鋼絲網骨架聚乙烯復合管是以高強度鋼絲和聚乙烯為原材料，以纏繞成型的高強度鋼絲為芯層，以高密度聚乙烯塑料為內、外層，而形成整體管壁的一種新型復合結構壁壓力管材。該文介紹了鋼絲網骨架聚乙烯復合管的特點及其在吉林省磐石市應急供水工程中的設計應用。
關鍵詞：供水工程 塑料 鋼絲網骨架聚乙烯復合管
中圖分類號：TU991 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）04（a）-0045-02
隨著科學技術不斷進步，越來越多的新型材料被開發利用，目前城鎮供水工程常用的室外給水管材包括預應力混凝土管、鋼管、球墨鑄鐵管、玻璃鋼管、聚乙烯管和鋼絲網骨架聚乙烯復合管等。鋼絲網骨架塑料復合管道是一種性能優異的新型管道，現在已經被廣泛應用于油田、化工石化企業、電廠、城市供水、市政燃氣、海水利用管路等各領域，適用于長距離埋地用供水、輸氣管道系統。鋼絲網骨架塑料復合管是一過改良的新型的鋼骨架塑料復合管，采用了優質的材質和先進的生產工藝，使之具有更高的耐壓性能。同時，該復合管具有優良的柔性。這種管材又稱為SRTP管。這種新型管道是用高強度過塑鋼絲網骨架和熱塑性塑料聚乙烯為原材料，鋼絲纏繞網作為聚乙烯塑料管的骨架增強體，以高密度聚乙烯（HDPE）為基體，采用高性能的HDPE改性粘結樹脂將鋼絲骨架與內、外層高密度聚乙烯緊密地連接在一起，使之具有優良的復合效果。因為有了高強度鋼絲增強體被包覆在連續熱塑性塑料之中，因此這種復合管克服了鋼管和塑料管各自的缺點，而又保持了鋼管和塑料管各自的優點。
1 鋼絲網骨架聚乙烯復合管主要特點
（1）克服了塑料管的快速應力開裂現象，由于鋼、塑這兩種材料的結構是復合而成的，所以不會發生塑料管難以克服的快速應力。而且其獨特之處在于內外HDPE層之間螺旋纏繞的高強度鋼絲增強體。當鋼絲網骨架聚乙烯復合管受到內壓時，中間鋼絲網是主要承載體，可以使管材承受較高的內壓，相應的可以降低管材管壁的厚度。
（2）具有超過普通純塑料管的強度、剛性、抗沖擊性，類似于鋼管的低線膨脹系數和抗蠕變性等特點。
?。?）重量輕，安裝方便，管道連接采用電熱熔接頭，抗軸向拉伸能力強，連接技術成熟可靠，管件品種規格開發齊全，可與其他各種管道、閥門設備連接。
（4）雙面防腐，具有與塑料管相同的防腐性能，且使用溫度和耐腐蝕性能高，導熱系數低。
?。?）結構優良，管材的增強骨架與內外層塑料互相包容成為一個整體，無內外層塑料與增強體剝離之憂。
?。?）內壁光滑，不結垢，管種經道水頭損失比鋼管低30%。
?。?）管材整體按使用壽命50年設計。
?。?）可通過調整鋼絲直徑、塑料層的厚度等，制造不同壓力等級的管材。
2 鋼絲網骨架聚乙烯復合管在供水工程中的應用
2.1 工程概況
吉林省磐石市應急供水工程位于磐石市朝陽山鎮境內，工程利用郭大院水庫和趙家街水庫兩座現有水庫以及兩座水庫到集中攔河壩之間的區間泉水聯合向磐石城區供水。工程主要由取水口、供水管線、凈水廠組成，設計供水量1.8萬t/d。
城市供水管線分別利用郭大院水庫和趙家街水庫的原有的灌溉洞取水，管線分別沿拐子炕河左岸和草廟子河左岸階地的現有道路鋪設，郭大院支線途徑拐子炕村、向陽村至集中村附近的集中攔河壩，該段管線長8.541km。趙家街支線途徑張家爐村、草廟子村至集中村附近的集中攔河壩，該段管線長8.972km，兩條支線在集中攔河壩下游合成一根管線（后面稱總線），總管沿河左岸鋪設，從沈吉高速公路王永河大橋下穿過后進入凈水廠，總線長1.641km。集中攔河壩處水源采用單管引水，管線沿王永河左岸階地鋪設，在樁號J0+164.22m處開始與總線管線平行鋪設，兩條管線凈間距1.1m，管線從沈吉高速公路王永河大橋下穿過后進入末端調節池，管線長1.315km。
2.2 管材選擇
近年來，在給水工程中應用比較多的給水管，按管材分：第一類管材為鋼材管，如球墨鑄鐵管（DIP），該類管材糙率系數設計取值多為0.012;第二類管材為塑料管，如玻璃鋼管（RPM）、鋼絲網骨架聚乙烯復合管（SRTP）該類管材糙率系數設計取值多為0.01;第三類為水泥壓力管，如預應力鋼筒砼管（PCCP），該類管材糙率系數設計取值多為0.012。
鋼絲網骨架聚乙烯復合管特點前面已經做詳細介紹，其他常用管材的性能分別簡述如下。
（1）球墨鑄鐵管（DIP）。
球墨鑄鐵管具有鐵的本質、鋼的性能，具有與鋼管媲美的抗拉強度、抗彎強度、彈性系數。缺點是管材重量大，運輸和施工不方便，其綜合造價相對來說比鋼管便宜，與PCCP管價格差不多。
（2）預應力鋼筒砼管（PCCP）。
預應力鋼筒砼管管費用比三階段管略高，但由于管芯中間夾有一層1.5mm左右的薄鋼筒，抗滲性能好，同時管道接口為雙膠圈，輸水漏損小，管道承受內壓、外壓能力強，運行安全穩定，爆管率低，但管件略顯笨重。
?。?）預應力鋼筋混凝土管（PCP）。
管材自身防腐能力強，工程造價較低，對地質條件相對適應性較強。但承插接口的加工精度相對較低，管道滲漏損失相對較大，輸水安全性相對較差，管材重量較重，運輸、施工不太方便。由于該工程供水的重要性，不推薦該種管材。
（4）玻璃鋼管（RPM）。
玻璃鋼管管材強度高，密封性能好，重量輕，安裝快捷、方便，耐腐蝕，管道糙率低，水頭損失小，水量滲漏小。但管道本身承受外壓能力差，對基礎處理和回填施工技術要求較高，回填造價高，因此該工程不推薦使用。
2.3 管徑選擇
管線沿線地勢平順，中間無控制性高點，郭大院水庫死水位和趙家街水庫死水位到凈水廠站址高程有17～22m的水頭差，因此該工程具備重力流輸水的條件。對于重力流輸水，最經濟的設計方案是選擇適當的管材管徑，使水頭損失恰好等于地面高差。根據上述條件，經計算管材采用鋼絲網骨架聚乙烯復合管（SRTP）的管徑為470mm，選DN500mm;采用預應力鋼筒砼管（PCCP）的管徑為DN500mm，采用球墨鑄鐵管（DIP）的管徑為DN500mm。管道工作壓力均為0.4MPa。經綜合比選鋼絲網骨架聚乙烯復合管不僅價格最低，而且施工方便，減少人工勞動強度。因此該工程采用鋼絲網骨架聚乙烯復合管（SRTP）。
目前工程已經通水運行，管材的各項性能指標完全滿足工程要求。鋼絲網骨架聚乙烯復合管相比于其他管材有一定的優勢，建議大力推廣和使用。
參考文獻
[1] 傅江成.鋼絲網骨架塑料（聚乙烯）復合管的應用[J].山西建筑，2009（16）：166-167.
[2] 蔡文祥.鋼絲網骨架塑料復合管的制造及應用[J].石化技術，2017（10）：39-40.
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