浅淡如何正确地选用市政埋地排水管道__墨水学术,论文发表,发表论(2)
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,一般采用承插式接口,橡胶圈密封。螺旋肋管管内壁光滑,外壁加强肋呈螺旋形,重量仅为平壁管重量的35%~50%,管材接口用特制的管接头粘接,价格较低,但刚度不及环形肋管。
2.2 埋地塑料排水管材的选择
2.2.1 一般情况下的选择
在达到同样的环刚度条件下,平壁管需要的材料比异型壁管多,特别是大口径排水管更是如此,用于排水管道价格较高。一般来说,埋地排水管道采用异型壁管较为经济。但在有内压的场合下,如泵站的压力管段,由于目前常用的几种异型壁管不能承受较大的内压,若选用塑料管材,应选用能承受内压的平壁管或玻璃钢夹砂管。在几种异型结构壁管中,双壁波纹管达到同等的还刚度所需的材料较少,价格较便宜。双壁波纹管有PVC-U和PE两种,在管径不太大时(一般600mm以下),选用PVC-U双壁波纹管比较经济;在管径较大时(一般≥600mm,≤1200mm),PVC-U双壁波纹管生产困难,且性能也难以满足要求,可采用PE双壁波纹管。在管道口径很大时,一般要采用缠绕成型的结构壁管或玻璃钢夹砂管。
玻璃钢夹砂管力学性能优良,在一些场合下应用有一定优势。当管道口径大、所受荷载大、承压高时,可考虑采用玻璃钢夹砂管。此外,在顶管施工场合,也可考虑采用玻璃钢夹砂管。
2.2.2 管材的环刚度及对环刚度的要求
荷载的大小是选择管材的重要依据。当荷载超过管道的正常使用荷载时,管道由于变形过大甚至破坏而不能使用。不同材料、不同型号、不同规格的管材其承载能力是不一样的,塑料排水管承受的是外压,用来评价塑料管材承载能力的重要参数是环刚度。
环刚度反映管材在荷载作用下抵抗变形的能力,ISO标准对环刚度的定义[2]为:
Sp=EL÷D3(1)
式中:Sp——环刚度(KN/m2);
E——材料的弹性模量;
I——惯性矩;
D——管环的平均直径。
用式(1)计算和控制环刚度比较困难,故实际采用实验的环刚度。在ISO9969和我国的国家标准《热塑性塑料管材环刚度的测定》(GB/T9647-2003)中,关于环刚度的试验计算方法是一致的:在两个平行的平板间压缩一段管材,测量在管直径方向变形达到3%时的作用力,按照下式计算管材的环刚度:
Sp=(0.0186+0.025Y/D)F÷LY(2)
式中:Sp——环刚度(kN/m2);
Y——试样的径向变形量(m);
F——相应于管材3%变形时的压力(KN);
D——管环的平均直径;
L——试样长度(m)。
在得到管道的环刚度后,根据《埋地聚乙稀排水管管道工程技术规程》(CECS164-2004),可计算管道管壁失稳的临界压力和外压荷载下管道的竖向变形量,核算环刚度十分满足要求。
根据工程实践,直径在500mm以下的塑料埋地排水管一般选择环刚度8kN/m2的管材,只有在地质条件好又没有运输车辆荷载的情况下可以考虑选用环刚度4kN/m2的管材,直径在500~1200mm的塑料埋地排水管应尽量选择环刚度8kN/m2的管材,如选择8kN/m2以下的则需要进行结构计算并严格控制施工质量[3]。
2.2.3 防渗要求对管材选择的影响
塑料管都具有良好的防渗性能,但不同材质的管材由于材料特性不同,在使用过程中发生变形、破坏导致渗漏的可能性的大小还是不一样的。PVC-U由于抗冲击性、耐应力开裂行较差,相对来说,易受外力破坏而发生渗漏;玻璃钢夹砂管尽管抗冲击性较好,强度高,但其柔韧性比聚烯烃管材差,如果基础处理不好,当发生地基不均匀沉降也易导致管材开裂和接口不严密发生渗漏[4];聚烯烃管管材由于抗冲击性、耐应力开裂性强,柔韧性好,在环刚度和强度满足要求的情况下,发生破坏而渗漏的可能性小些。此外,环刚度越大的管子发生变形、破坏的可能性越小。
在防渗要求较高的场合下,如地下水位高或排除污水,环刚度不易,要留有一定