埋地大口徑塑料排水管材選型比較

管材分類：

按材質分類（兩大類）：HDPE與PVC-U

按工藝分類：一次擠出成型與二次纏繞成型

一次擠出成型管材：PVC-U雙壁波紋管、PVC-U加筋管、HDPE雙壁波紋管

二次纏繞成型管材：

結構壁纏繞管A型管（內外壁均為平壁）——HDPE中空壁纏繞管、PVC-U纏繞式排水管、雙平壁鋼塑復合纏繞管。

結構壁纏繞管B型管（內壁平滑，外壁帶波紋狀）——HDPE增強纏繞管、鋼帶增強PE螺旋波紋管、PE塑鋼纏繞管

按增強環剛度方法分類：

提高材料彈性模量：選用不用材質作為管道材料（包括復合）——PVC-U≥3000MPa        HDPE≥750MPa   鋼材≥190000MPa

提高管材結構壁慣性矩（壁厚與結構高度）——設計空心結構、增加管材壁厚

技術經濟性比較要點：

環剛度、環柔性、軸向拉伸強度（纏繞管為接縫的拉伸強度）、耐腐蝕性能、接口連接強度

1、  環剛度：理論上講，所有管材生產工藝技術條件均能生產出產品設計需要的環剛度，管材環剛度與管材所用的材料的彈性模量與慣性矩成正比，因此，可以選用高彈性模量的材料保證管材的環剛度技術指標，如PVC-U比HDPE高4倍，鋼材比塑料高幾十倍甚至百倍以上。材料彈性模具越低，越不具備經濟優勢，如HDPE材質排水管市場低價竟爭的結果多數是以次充好，以回收塑料替代全新塑料，損害管材使用壽命，或降低管材結構高度與壁厚以節約材料，實際上就降低了管材的環剛度。

2、  環柔性：塑料管材屬于柔性管，柔性管材在外壓作用下，“管土共同作用”，管材安裝后允許5%的變形率，管材因經濟性能劣勢而使用回收塑料，韌性不足，可能發生脆性破壞。而鋼塑復合類型的管材，鋼材與塑料兩種材質熱膨脹系數差別很大，長期使用會出現鋼與塑料分層，鋼材彈性模量遠高于塑料，鋼材未變形而塑料層變形與鋼脫層分離，導致管材失穩。

3、  軸向拉伸強度：塑料排水管大的特點是柔性特征，允許一定程度的地質沉降，管材也相應變形而不至破壞管材。純HDPE材質管材（HDPE中空壁纏繞管），在兩個冷的（或者有一些溫度的）矩形管之間擠出熔接料，靠纏繞時的軸向推力和焊接料的熱量融化冷矩管的兩側而完成焊接過程，嚴格的講，這種焊接是非等溫熔接的，熔接料的熱量很關鍵，溶解量太少或溫度太低，都會因熱容量不足而產生假熔接現象，在加上熔接縫太長，熔接質量很難控制，熔接處易出現開裂、漏水現象、可靠性能差。鋼塑（PE）復合類管材，由于鋼材的彈性模量比塑料高約200倍，使用很少的塑料原料就能實現大口徑排水管環向抗壓的環剛度要求，因此標準要求管材壁厚薄，管材軸向抗拉伸性能就降低，即管材抗不均勻沉降性能遠遠不足，以至于管材不是因為環剛度不足，而是因為沉降性能不足被拉斷，導致柔性管材與回填土的管土共同作用失效產生坍蹋，甚至管材在裝缷即出現從纏繞連接縫處斷裂。PVC-U纏繞管采用的結構型材的兩端分別帶有T型嵌槽和T型嵌頭，PVC與PE材質性能區別是PVC可以常溫下使用膠水融溶粘接纏繞接縫，不受生產溫度與焊接壓力影響，纏繞接縫強度穩定一致，軸向拉伸強度更可靠。

4、  耐腐蝕性能：塑料排水管，無論是HDPE或PVC-U，輸送非特殊流體用強酸或強堿，耐腐蝕性能均為“優異”， 鋼與塑料熱膨脹系數不同，鋼塑復合脫層，增強環剛度的鋼板在常規工程環境中腐蝕風險相當大，長期使用易產生環向失穩。

5、  接口連接強度：主要考慮管口抗壓增強與抗拉強度或抗拉余量。HDPE通常采用熱熔焊接方式，焊接強度足夠，密封性優異，采用回用料管材或施工帶水作業非等溫焊接，則焊接強度一致性低，接口斷裂風險不可控。PVC-U纏繞管或承插口雙壁波紋管，一般采用橡膠圈密封的機械連接方式，施工時只要螺栓擰緊，密封有保證，承插口的承插長度留有佘量，允許有一定量的軸向拉伸，而不至連接斷裂。管材連接斷裂，導致管材外側回填土被管道內流水沖刷至掏空，是管材蹋陷的一大誘因。

附圖：

鋼塑復合類管材軸向拉伸強度不足斷裂——施工現場圖

HDPE中空壁纏繞管使用回填——脆性破壞 現場圖

HDPE纏繞波紋管回用舊料——脆性斷裂 現場圖

鋼塑復合管材——鋼與塑料熱膨脹系數不一致脫層 現場圖

鋼砼管腐蝕圖

PVC-U纏繞管 型材結構與纏繞接縫“T型”槽示意圖

HDPE中空壁纏繞管 纏繞熔接縫 示意圖

PVC-U結構壁纏繞管 工程案例：

深圳市地鐵一號線西鄉站（工程部位：市政道路主道DN1600*SN8）

深圳市地鐵三號線草埔站（DN2400*SN8 工程部位：市政道路主道）

深圳地鐵三號線布吉站（DN1600*SN8 雙管并排 工程部位：市政輔道）

深圳鹽田區明珠社區排洪管道（DN2400*SN8 工程部位 市政道路輔道）