淺析玻璃鋼夾砂管在排水壓力管道中的應用

摘 要:隨著現今管材技術的不斷發展,玻璃鋼夾砂管作為一種新型管道材料不斷的被認可,本文從分析玻璃鋼夾砂管的材質性能著手、并結合工程實例闡述了該管材與傳統管材相比較的優缺點。
關鍵詞:玻璃鋼夾砂管;排水壓力管道; 新型管材;經濟比較;大口徑塑料管材;推廣和應用
  一、前言
   隨著城市建設步伐的加快,城市規模不斷的擴大,市政排水系統服務的區域不斷的擴張,排水壓力管的使用也趨于頻繁?,F今排水壓力管材采用較為普遍的有預應力鋼筋混凝土管、鑄鐵管、球墨鑄鐵管和鋼管。然而預應力鋼筋混凝土管和鑄鐵管存在高爆管率,球墨鑄鐵管和鋼管存在造價高等缺點。目前國內的管材已從過去的單一性向多元型發展,玻璃鋼夾砂管作為一種新型管道材料增添了設計的靈活性。
   玻璃鋼夾砂管是二十世紀七十年代在上出現的一種新型管道,是目前國內外逐漸推廣使用的一種柔性非金屬復合材料管道,具有重量輕、剛度好、阻力小、抗腐蝕能力強等特點,由于市政排水管網費用占整個排水系統工程投資比重大,因此對于管材的選擇應具有科學性、合理性。玻璃鋼夾砂管在城市排水壓力管道中的應用尚屬起步階段,目前上海等地污水處理項目已經成功應用。
  二、玻璃鋼夾砂管與傳統管材比較具有以下優點:
  1、強度高,具有優良的力學、物理性能
   各種材料管道的有關性能
   性能 玻璃鋼 鋼管 鑄鐵管 C30砼管 UPVC管
  密度(g/cm3) 1.8 7.85 7.2 2.4 1.4
  環向拉伸強度( Mpa) 330 480 150 2.1 60
  軸向拉伸強度( Mpa) 160 61 137 2.1 60
   比強度(MPa) 183 27.2 20.8 0.9 42.9
   通過以上比較可以看出玻璃鋼夾砂管是彈性若固性材料,由于它有纖維纏繞層,降低了它的脆性,應而提高了承受荷載的能力,變形時不產生裂紋,抗滲漏性能強。
  2、重量輕,運輸安裝方便
   玻璃鋼夾砂管道比重小、管壁薄、相同長度的玻璃鋼夾砂管的重量約是鋼管重量的30%,砼管的8%-10%,且單管長,接頭少,因此運輸方便,且易于施工。
   3、耐腐蝕性能好,且使用壽命長
   玻璃鋼夾砂管具有特殊的耐化學腐蝕能力,受客觀存在于內部介質的腐蝕,受外部土壤的侵蝕影響小,另外就管道的使用壽命而言,玻璃鋼夾砂管的使用年限約為50年,鋼管為15年,預應力砼管25年,也就是說采用玻璃鋼夾砂管,基礎設施投資省。
   4、管道內壁光滑,水頭損失小,可以節省能源或縮小管徑,降低造價
   玻璃鋼夾砂管內表內非常光滑,粗糙系數n=0.0084,而新的無縫鋼管的內壁粗糙系數n=0.011,鋼筋砼管的內壁粗糙系數n=0.013,所以在運行過程中與其它管材相比,玻璃鋼夾砂管的水頭損失小,所以在相同的動力消耗情況下,輸送相同的流量,玻璃鋼夾砂管的管徑?。欢捎孟嗤墓軓?,玻璃鋼夾砂管的輸水能力大,反之若采用相同管徑的管道輸送相同流量的液體,它所需的動力能耗低,列表如下:
   三、工程實踐
   在寧波某化工區排污壓力管道工程,考慮到化工園區的特殊性,結合實際情況,在該工程中管材采用了玻璃鋼夾砂管,承插式接口,砂墊層基礎。在施工中,該管材充分體現了易操作、進度快、高效率的特點,而且經過試運行后,受到了較好的評價。如今隨著廠家的普及和先進設備的引進,玻璃鋼管道的價格更加趨于合理。在實際工程中,對玻璃鋼夾砂管和其它相關管道的價格進行了經濟比較。
   玻璃鋼夾砂管材與金屬管材的價格比較(元/m)
   注:鋼管價格包括內外防腐及陰極保護費用
   由上表可以看出,玻璃鋼夾砂管比金屬管材更加趨于經濟。特別是大口徑管道,玻璃鋼夾砂管更加顯示出價格的優越性。
   四、注意事項
   玻璃鋼夾砂管選用時一定注意管材的剛度,許多問題往往是由管材的剛度引起的。另外還要重視管材的質量,需在管材加工過程中,嚴格控制樹脂和玻璃纖維等的技術指標。在施工中應對管道基礎的回填料及覆土厚度進行嚴格控制,應保證管頂30厘米以內不得有大于10厘米的塊體,并確保覆土70厘米以上和符合一定的壓實度方可允許車輛通行。
   同時玻璃鋼夾砂管的管道配件品種少,也給該管材的應用帶來了一定的限制。
   五、總述
   一般情況下,采用玻璃鋼夾砂管,不僅可節省基礎設施費,而且可大量節省運行費。如果將維護、換管等因停產所造成的損失考慮進去,所節省的費用就更為可觀了。因此在排水壓力管道工程中(特別在工業區)采用玻璃鋼夾砂管是具有一定的可行性、經濟性、方便性。另外隨著其它建材價格的上漲,生產玻璃鋼管道企業規模的擴大,成本降低帶來的價格下降以及綜合造價和運行成本劃算的概念日益突現使節能降耗、安全可靠的玻璃鋼管道填補了中大口徑塑料管材的空白,提升了排水工程中的材料檔次,理應在排水系統中大力推廣和應用。