摘要：通过崇州市晨曦大道施工实践，对新型管材HDPE管和传统钢筋混凝土管在力学性能、直接费用，以及对地质条件的要求等诸方面进行详尽对比，说明HDPE管在市政排水网中具有一定的优势。
Abstract: through the morning construction practice by chung road, HDPE tube and tube of new traditional reinforced concrete pipe in the mechanical properties, the direct costs, as well as to the geological conditions such as the requirement of the detailed contrast, explain the HDPE tube in municipal drainage nets is of certain advantages.
随着我国国民经济持续快速的发展，市政建设的规模也在不断扩大。作为城市重要的基础设施――市政排水管网也在不断发展和完善。传统的排水管材由于其本身固有的一些缺点，已经难以适应城市快速发展的需要。因此，近年来出现了如HDPE管等许多新型管材，这些管材无论是性能还是施工难易程度都优于传统管材。
HDPE管以高密度聚乙烯为原料，是一种具有环状波纹结构外壁和平滑内壁的新型塑料管材，由于管道规格不同，管壁结构也有差别。HDPE双壁波纹管的波纹外壁和一层光滑内壁一次熔结挤压成型的，管壁截面为双层结构，其内壁光滑平整，外壁为等矩排列的具有梯形中空结构的管材。具有优异的环刚度和良好的强度与韧性，重量轻、耐冲击性强、不易破损等特点，且运输安装方便。管道主要采用橡胶圈承插连接（也可采用热缩带连接）。由于双壁波纹管的特殊的波纹管壁结构设计，使得该管在同样直径和达到同样环刚度的条件下，用料（HDPE）最省。但受到生产工艺限制，目前国内生产的最大口径也只有DN1200，使得其推广受到一定的限制。
本文根据崇州市晨曦大道HDPE管的施工实践，拟从管材的物理性能、施工及造价诸方面和传统管材相比较，以说明HDPE管必将在排水工程中得到广泛应用。
一、物理力学性能比较 表－1
管类
项目 钢筋混凝土排水管 HDPE双壁波纹管 HDPE中空缠绕管 金属内增强聚乙烯（HDPE）螺旋波纹管 玻璃钢夹砂管
环刚度 ≥10KN/� 2～8KN/� 2～8KN/� 10.5～16KN/� 1.25～10KN/�
连接
密封性 水泥包封，易漏水，造成二次污染环境 套筒密封圈连接，若带水作业施工质量不易控制，漏水率高，且橡胶密封圈易老化（一般寿命15年）
热熔带连接，密封性好，不易漏水 热熔连接，密封性好，不漏水 双“O”密封圈承插连接或法兰连接，密封性好
水力
性能 （粗糙系数）0.013～0.014 （粗糙系数）
0.009～0.01 （粗糙系数）
0.009～0.01 （粗糙系数）
0.009～0.01 （粗糙系数）
0.008～0.01
环境
适应性 刚性管怕地质沉降，易受化学腐蚀 抗地质沉降能力强，耐酸碱等化学物腐蚀 抗地质沉降能力强，耐酸碱等化学物腐蚀 抗地质沉降能力强，耐酸碱等化学物腐蚀 有一定的抗沉降性，耐酸碱等化学物腐蚀
施工
特点 基础要求高，重量大，施工工具，人力多 对基础处理要求低，管道可弯曲性良好，重量为混凝土管的11% 对基础处理要求低，管道可弯曲性良好，重量为混凝土管的13% 对基础处理要求低，管道可弯曲性良好，重量为混凝土管的10% 对基础处理要求低，重量为混凝土管的10%
使用
寿命 ≤30年 ≥50年 ≥50年 ≥50年 ≥50年
产品
特点及
局限性 因是刚性管，很难适应较复杂的地理环境，且因性能影响很容易发生问题，后期的维护成本很高。 环刚度最高只能达到8KN/�的等级，另因是挤出工艺制造，管径最大1200MM以下,国内大多数厂家只能生产800MM以内的，所以这种管材使用范围目前受到限制。 受结构工艺影响，这种管材一般生产的环刚度都在≥8KN/�以下的，生产较高环刚度必须选用全新原料并加大管材壁厚，但这样管材成本非常高，所以存在以次充好的普遍情况，造成了恶劣影响。 因将钢的刚性和塑料的柔性两者巧妙的应用，有效解决了之前两种管材都存在的或没有柔性或刚性不足的问题，因最低生产工艺指标都远远高于现行的产品国家标准，所以采用这种管材不必担心以次充好质量不稳定。 管道采用纤维缠绕工艺，环刚度一般都在10KN/�以下，但也可根据实际的需要通过增加夹砂量来适当加大环刚度。
管材
安装
费用 安装费用高 连接用接头和密封圈计100元/个 连接用电熔带503元/个 指导安装不收取连接材料费 连接用接头和密封圈计100元/个
管道综合造价比较 表－2
管径 钢筋混凝土管 玻璃钢夹砂管 双壁波纹管 中空壁缠绕管 金属内增强波纹管
DN600 923.57元/m 1042.71元/m 1099.00元/m 1145.97元/m ――
DN800 1350.29元/m 1509.99元/m 1595.55元/m 1760.53元/m 1413.78元/m
DN1000 1890.55元/m 2010.75元/m ―― 2835.15元/m 1673.55元/m
DN1200 2042.66元/m 2583.28元/m ―― 3783.39元/m 3021.32元/m
DN1500 2725.70元/m 3781.04元/m ―― 5447.11元/m 4331.38元/m
从上述比较中可以看出，部分管材的综合造价已经接近钢筋混凝土管造价，但新型管材的抗沉降性能、轻便性以及施工快速等优点是钢筋混凝土管无法比拟的。
HDPE管具有优异的化学稳定性，优良的耐候性，并具有良好的综合机械性能，其主要特点有：
1、抗压能力强。
HDPE管外壁呈环形波纹状结构，大大增强了管材的环刚度,从而增强了管道对土壤负荷的抵抗力。
2、摩阻系数小，沿程水力损失小。HDPE管的内壁摩阻系数为0.009，而钢筋混凝土管的内壁摩阻系数为0.013。因此，HDPE管比同口径的其他管材可通过更大的流量。换言之，同流量情况下，可采用口径较小的HDPE管。
3、施工便捷。由于HDPE管重量轻，搬运和连接都很方便，因而施工速度快。在工期紧和施工条件差的情况下，其优势更加明显。
4、化学稳定性佳，使用寿命长。HDPE分子没有极性，所以化学稳定性好，一般使用环境的土壤、电力、酸碱等因素不会使管道损坏。在埋地情况下，HDPE管使用年限可达50年以上。
5、适当的挠曲度。HDPE管属柔性管材，可抵御一定程度的地基不均匀沉降，管道接口严密，无渗漏。抗震能力优于钢筋混泥土管。
6、顺应时代要求，绿色环保。该管材符合国家环保要求，无污染，无毒害，且可重复回收利用。
二、土方费用计算（以100米计算）
1、HDPE双壁波纹管土方费用:
土方总费用:1+2+3=22407.544元
2、水泥承插管土方费用:
土方总费用:1+2+3=29449.544元
对比结果：HDPE双壁波纹管比水泥承插管节约百分之二十四。
三、施工费用计算（以100米计算）
1、HDPE双壁波纹管连接施工费用:
单价：2.8元/口
施工口数量:施工长度(100米)/管材长度(6米/根)=16.67个
施工费用总计:单价(2.8元/口)*施工口数量(16.67)=46.648元
2、水泥承插管连接施工费用:
单价：3.6元/口
施工口数量:施工长度(100米)/管材长度(2.5米/根)=40
施工费用总计:单价(3.6元/口)*施工口数量(40)=144元
对比结果：HDPE双壁波纹管比水泥承插管节约百分之六十八。
四、管材造价费用
1、HDPE双壁波纹管造价:
HDPE双壁波纹管单价：115.85元/米
总费用: HDPE双壁波纹管单价(115.85元/米)*100米=11585.000元
2、水泥承插管造价:
水泥承插管单价: 47.00元/米
总费用: 水泥承插管单价( 47.00元/米)*100米=4700元
综上计算，两种管材的施工总造价为:
1、HDPE双壁波纹管总造价:一+二+三=22407.544元+46.648元+11585.000元=34039.192元
2、水泥承插管总造价:一+二+三=29449.544元+144.000元+4700.000元=34293.544元
结论：虽然HDPE双壁波纹管材料费比水泥承插管材料费高，但是在比较上述三项费用中即可得出结论，两种管材工程总造价基本持平。
另外，除以上三项指标外，HDPE双壁波纹管比水泥承插管显出更多经济效益、社会效益和环保效益：
一、大大缩短工期和缩小施工难度
由于HDPE双壁波纹管质量远轻于水泥管材，非常容易承插，所以大大缩小了施工难度；并且HDPE双壁波纹管最短为6米一根，而水泥管为2.5米一根，大大缩短工期。
二、HDPE双壁波纹管对管基的要求较为宽松
由于水泥管材为刚性管，为保证承插效果，沟底必须处理平整，并且配有砼带形基础，要求施工人员有绝对的责任心。HDPE双壁波纹管为柔性管，对管基的要求较为宽松。
三、HDPE管对地面下沉或地壳变动不断裂
HDPE管的伸长率为钢管的20多倍，是PVC的六倍半，其断裂伸长率却非常高，延伸性很强。这就意味着当地面下沉或发性地震时地壳有变动的情况下，HDPE管能够产生抗性变形而不断裂。这一点远优于钢管，也优于有明显脆性的PVC管。
四、HDPE管的渗透率远低于水泥管材，低于2%，对地下水不会造成 二次污染
水泥管材无弹性，虽然配有胶圈，但密封效果差，特别是施工人员由于水泥管材较重，施工难度大，难以保证承插效果，导致胶圈失去作用，从而使管材渗透率提高。
五、HDPE管使用寿命长，50年以上
PE管的安全使期为50年以上，这一点已为国际标准和新国标所证明。水泥管理论上使用寿命20年，但是其为硅酸盐类，长期受到酸碱的腐蚀，寿命大大降低。全国各地均有水泥管材由于 污水 渗漏导致地面下沉，接口断裂，几年内就不得不更换的实例。
HDPE管内表面光滑，不带正负电荷，不结垢
水泥管材易结垢，结垢后，使管径缩小，影响排水流量。
HDPE质量轻，便于运输与安装，无损耗
水泥管材质量重，不便于运输与安装，并且在运输与安装时易损耗。
当管道通过流量、坡降及埋深相同时，HDPE可以比水泥管小一两个型号
HDPE内表面粗糙系数为0.009，水泥管材内表面粗糙系数为0.014，按照世界公认的谢才定律，进行同 流量计 算，HDPE管材可以比水泥管材小两个型号，而实际应用中，建议小一个型号即可。如设计为600口径的水泥管材可以用500口径的HDPE替换。
综上所述，HDPE管材运用在市政排水管网中是有一定优势的，随着科技水平的提高，HDPE管材的成本将进一步降低，全面替代传统管材将指日可待。
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