HDPE塑料波纹管在公路等工程中的应用

随着新材料的开发与推广应用，越来越多的城市工程系统应用了HDPE塑料波纹管等新型材料，这类管子具有粗糙系数小、公路工程能力强、重量轻、耐腐蚀、耐低温和耐磨性好等优点，可以缩短施工周期、降低工程造价和提高管道系统的安全性。

2004年建设部发表公告明确要求在市政工程公用管网中给水和公路工程领域推广使用塑料管材。文中分析HDPE塑料波纹管等塑料管材在市政公路工程中的应用效果，对其过流能力和经济性做出评价，供同行参考。

一 、HDPE塑料波纹管的特点

高密度聚乙烯(HDPE)塑料波纹管是以HDPE为主要原料加入必要的添加剂，经挤出成型方式加工而成的具有波纹结构的管材，外壁为等距排列的环形中空波纹结构的管材。

HDPE塑料波纹管具有下列特点或优点：

1)环形波纹结构，具有刚柔兼备的优良力学性能，环刚度大，柔韧性好，抗压、耐冲击;

2)管道内壁平滑，流体摩阻小，输流量大。输送液体时摩擦阻力明显小于混凝土管，在同等使用条件下输水量可比同内径的混凝土管提高40%，因此可用小口径HDPE缠绕管替代大口径水泥管;

3)中空肋骨结构，重量轻，运输、施T便捷，降低施工费。直径1 000 I'nlTl、环刚度8 kN/mz的HDPE塑料波纹管材约90 kg/m，足混凝土管的1/8，便于搬运和施工，不需要搬运吊装设备;

4)连接方便，接头密封性好，长期运行质量可靠，无泄漏。安全町靠采用电热熔带或热收缩带连接技术，施工快捷，连接质量高，接头强度大，可确保管内污水不外漏，减少施工时问和费用;

5)化学性质稳定，耐腐蚀，无毒无污染，属环保管材;

6)耐低温，耐磨性好，埋地使用寿命长，在不受阳光紫外线直射的条件下，使用年限可达50年以上;

7)具有较好的柔韧性，抗沉降性能好。

二、HDPE塑料波纹管与钢筋混凝土管的比较

1、技术性能比较

强度和刚度同样外压负荷下，HDPE塑料波纹管柔性管管壁内的应力较小，它和周围的回填土共同承受负载，即管道与回填土之间由于力的相互传递，以及变形的互相协调，使二者结合成一个高度有机的整体结构，但必须保证回填土的密实度大于85%。埋地 HDPE塑料波纹管在合理的刚度下，完全可以达到使用要求。

2、 过流能力

1)参数选择。由于高密度聚乙烯塑料波纹管内壁平滑，流体摩擦阻力小，管壁的粗糙系数一般为咒=0.009;考虑到接头及管件连接处的水力损失，系统水力损失计算采用粗糙系数咒=0.010。钢筋混凝土圆管满流时的粗糙系数取竹=0.013，非满流时粗糙。

3、管道的铺设安装

1)HDPE塑料波纹管施工流程：开挖沟槽一砂垫层(根据地质情况而定)一下管一接口一砖砌检查井一闭水一回填土。

2)钢筋混凝土管施工流程：开挖沟槽一碎石砂垫层一支基础模板一捣基础一养护一下管一稳管一接口一养护一砖砌检查井一闭水一回填土。

4、接口的密封性

HDPE塑料波纹管部分采用橡胶密封圈承插或热熔焊接方式连接，接头的强度高于管道本体的强度，町确保污水不外漏，并可适应地基小均匀沉降。而钢筋混凝土管的接口形式刚性连接，管道稍有位移(如土壤不均匀沉降)，连接处就可能被破坏，而形成渗漏。

5、使用寿命和耐腐蚀性

市政公路工程管道输送的是雨水和污水，雨水在流经路面时常常是呈酸性或碱性，生产污水往往足具有强腐蚀性的工业公路工程，这样就要求公路工程管材必须有一定的耐腐蚀性。HDPE塑料波纹管是以惰性高密度聚乙烯制成，除少数强氧化剂外，可耐多种化学介质的侵蚀;此外，它也不会促进藻类细菌或真菌生长;同时，它还具有很好的耐磨性，在它与钢管的耐磨性对比试验表明，HDPE 管道的耐磨性为钢管的4倍。而钢筋混凝土管属碱性材料，必然会受到污水中酸性物质的腐蚀，影响其使用寿命。

三、HDPE塑料波纹管的优点分析

1)在相同管径下，HDPE塑料波纹管的过流能力比传统钢筋混凝土圆管的过流能力高40%左右。

2)在满流情况下，HDPE塑料波纹管过流能力达到佰00的传统钢筋混凝土圆管的98%以上。

3)在非满流情况下，HDPE塑料波纹管的过流能力达到帕00钢筋混凝土管过流能力的95%～99%以上。适当调整水力坡降，相应HDPE 管就可以替代大一规格的钢筋混凝土圆管。

4)管径不大于100时，若埋深小于2.5m，大多数情况下混凝土管的铺设单价要比HDPE塑料波纹管低;若埋深大于2.5m，则混凝土管的铺设单价增长加快，比HDPE塑料波纹管要高出5%～22%。管径大于100时，任一埋深HDPE塑料波纹管的铺设单价都比混凝土管高得多，此时需综合考虑其他因素，决定是否用HDPE塑料波纹管代替传统管材。

HDPE塑料波纹管以其质量轻、施工快速、输水能力强、抗震性好、综合造价低、无渗漏、使用寿命长等特点，将在市政公路工程工程中广泛使用。