浅析玻璃钢夹砂管在排水压力管道中的应用

摘 要:随着现今管材技术的不断发展,玻璃钢夹砂管作为一种新型管道材料不断的被认可,本文从分析玻璃钢夹砂管的材质性能着手、并结合工程实例阐述了该管材与传统管材相比较的优缺点。
关键词:玻璃钢夹砂管;排水压力管道; 新型管材;经济比较;大口径塑料管材;推广和应用
  一、前言
   随着城市建设步伐的加快,城市规模不断的扩大,市政排水系统服务的区域不断的扩张,排水压力管的使用也趋于频繁。现今排水压力管材采用较为普遍的有预应力钢筋混凝土管、铸铁管、球墨铸铁管和钢管。然而预应力钢筋混凝土管和铸铁管存在高爆管率,球墨铸铁管和钢管存在造价高等缺点。目前国内的管材已从过去的单一性向多元型发展,玻璃钢夹砂管作为一种新型管道材料增添了设计的灵活性。
   玻璃钢夹砂管是二十世纪七十年代在上出现的一种新型管道,是目前国内外逐渐推广使用的一种柔性非金属复合材料管道,具有重量轻、刚度好、阻力小、抗腐蚀能力强等特点,由于市政排水管网费用占整个排水系统工程投资比重大,因此对于管材的选择应具有科学性、合理性。玻璃钢夹砂管在城市排水压力管道中的应用尚属起步阶段,目前上海等地污水处理项目已经成功应用。
  二、玻璃钢夹砂管与传统管材比较具有以下优点:
  1、强度高,具有优良的力学、物理性能
   各种材料管道的有关性能
   性能 玻璃钢 钢管 铸铁管 C30砼管 UPVC管
  密度(g/cm3) 1.8 7.85 7.2 2.4 1.4
  环向拉伸强度( Mpa) 330 480 150 2.1 60
  轴向拉伸强度( Mpa) 160 61 137 2.1 60
   比强度(MPa) 183 27.2 20.8 0.9 42.9
   通过以上比较可以看出玻璃钢夹砂管是弹性若固性材料,由于它有纤维缠绕层,降低了它的脆性,应而提高了承受荷载的能力,变形时不产生裂纹,抗渗漏性能强。
  2、重量轻,运输安装方便
   玻璃钢夹砂管道比重小、管壁薄、相同长度的玻璃钢夹砂管的重量约是钢管重量的30%,砼管的8%-10%,且单管长,接头少,因此运输方便,且易于施工。
   3、耐腐蚀性能好,且使用寿命长
   玻璃钢夹砂管具有特殊的耐化学腐蚀能力,受客观存在于内部介质的腐蚀,受外部土壤的侵蚀影响小,另外就管道的使用寿命而言,玻璃钢夹砂管的使用年限约为50年,钢管为15年,预应力砼管25年,也就是说采用玻璃钢夹砂管,基础设施投资省。
   4、管道内壁光滑,水头损失小,可以节省能源或缩小管径,降低造价
   玻璃钢夹砂管内表内非常光滑,粗糙系数n=0.0084,而新的无缝钢管的内壁粗糙系数n=0.011,钢筋砼管的内壁粗糙系数n=0.013,所以在运行过程中与其它管材相比,玻璃钢夹砂管的水头损失小,所以在相同的动力消耗情况下,输送相同的流量,玻璃钢夹砂管的管径小;而采用相同的管径,玻璃钢夹砂管的输水能力大,反之若采用相同管径的管道输送相同流量的液体,它所需的动力能耗低,列表如下:
   三、工程实践
   在宁波某化工区排污压力管道工程,考虑到化工园区的特殊性,结合实际情况,在该工程中管材采用了玻璃钢夹砂管,承插式接口,砂垫层基础。在施工中,该管材充分体现了易操作、进度快、高效率的特点,而且经过试运行后,受到了较好的评价。如今随着厂家的普及和先进设备的引进,玻璃钢管道的价格更加趋于合理。在实际工程中,对玻璃钢夹砂管和其它相关管道的价格进行了经济比较。
   玻璃钢夹砂管材与金属管材的价格比较(元/m)
   注:钢管价格包括内外防腐及阴极保护费用
   由上表可以看出,玻璃钢夹砂管比金属管材更加趋于经济。特别是大口径管道,玻璃钢夹砂管更加显示出价格的优越性。
   四、注意事项
   玻璃钢夹砂管选用时一定注意管材的刚度,许多问题往往是由管材的刚度引起的。另外还要重视管材的质量,需在管材加工过程中,严格控制树脂和玻璃纤维等的技术指标。在施工中应对管道基础的回填料及覆土厚度进行严格控制,应保证管顶30厘米以内不得有大于10厘米的块体,并确保覆土70厘米以上和符合一定的压实度方可允许车辆通行。
   同时玻璃钢夹砂管的管道配件品种少,也给该管材的应用带来了一定的限制。
   五、总述
   一般情况下,采用玻璃钢夹砂管,不仅可节省基础设施费,而且可大量节省运行费。如果将维护、换管等因停产所造成的损失考虑进去,所节省的费用就更为可观了。因此在排水压力管道工程中(特别在工业区)采用玻璃钢夹砂管是具有一定的可行性、经济性、方便性。另外随着其它建材价格的上涨,生产玻璃钢管道企业规模的扩大,成本降低带来的价格下降以及综合造价和运行成本划算的概念日益突现使节能降耗、安全可靠的玻璃钢管道填补了中大口径塑料管材的空白,提升了排水工程中的材料档次,理应在排水系统中大力推广和应用。