孟昭辉 王新硕 张晨
北京北排水务设计研究院有限公司 北京 100068
[摘要]：近年来，新的工艺技术为市政工程项目带来新的机遇。这些新工艺新材料解决了传统市政工程存在的安全隐患问题，但是同时新工艺材料的出现也给现有的市政工程带来新的挑战。给排水管网设计施工是市政工程项目建设的重要内容，深化新型管材的设计应用，能在解决传统管材技术短板的基础上，提升管材可塑性、施工便捷性和供排水效果。
[关键词]：市政给排水；管网；新型管材
引言
在传统的给排水工程施工项目中，由于工艺材料以及制造技术的限制，导致传统使用中的管材在质量以及性价比方面存在一定的缺陷。而随着现代工艺技术的创新发展，新的材料的出现，也为市政给排水工程带来新的管材，新的生机。
1新型管材综述
1.1传统管材应用问题
在以往给排水管道建设中，钢筋混凝土管的应用较多，这些管材在长期使用中容易发生一系列质量问题：其一，钢筋混凝土管道的雨污分流不彻底，在实际应用中，其内壁糙率较大，容易被化学物质腐蚀，受此影响，管道存在较为严重的破裂、渗漏问题，严重时会引起路面下沉。其二，钢筋混凝土管道自重较大，为便于运输，其管节较短，接口较多，然而受地质条件等因素的影响，其容易出现结构性和功能性损坏等问题，如管口错位、堵头残墙未打通等。
1.2新型管材应用形式
新经济形态下，人们对于城市给排水管网建设质量提出了较高要求，新型管材的应用范围也在进一步扩大。从给排水管网建设过程来看，金属管、塑料管、玻璃钢夹砂管、钢筋混凝土玻璃钢复合管是较为常见的四类新型管材。
1.2.1金属管
金属管是当前市政管网建设的重要形式，其不仅包含了球墨铸铁管，而且涉及钢管的设计及应用。从管材应用效果来看，金属管的质地较为坚硬，故而具有良好的抗压、抗震、防渗透能力；同时金属管的内壁较为光滑，糙率较小，这使得金属内部发生腐蚀、堵塞的概率相对较低；此外，金属管的单节程度加大，接头较少，需要注意的实现，相比于其他管材，金属管的安装费用较高。
1.2.2塑料管
市政给排水项目塑料管类型多样，其主要应用类型有硬聚氯乙烯管、硬聚氯乙烯管双壁波纹管、聚乙烯双壁波纹管，此外，聚乙烯缠绕结构壁管、聚丙烯缠绕结构壁管等的应用也较为普遍。给排水项目应用中，此类管材的管内壁较为光滑，糙率较小，且耐腐性能较为突出。相比于金属感，塑料管的质量较轻，安装费用较低，且安装过程较为方便。
1.2.3玻璃钢夹砂管
玻璃钢夹砂管是给排水系统管网选择的一种特殊形态，给排水项目施工中，该管材的应用优势表现在以下层面：其一，管材内壁光滑，糙率小且密封性良好，同时娇小的质量使得管材安装费用较低；其二，相比于其他管材，玻璃钢夹砂管本身具有良好的耐腐性能，在酸性或者碱性土壤中，该管材也可直接辐射，施工过程较为简单，其三，相比于金属管，抗压能力不足是玻璃钢夹砂管的主要缺陷，这要求给排水施工人员在项目建设中，应做好玻璃钢夹砂管基础处理和回填土质量保证，实现管材质量的有效保证。
1.2.4钢筋混凝土玻璃钢复合管
钢筋混凝土玻璃钢复合管是综合钢筋混凝土管及玻璃钢夹砂管的优势而形成的一种全新管材；该管材制作中，其选择玻璃钢层作为防腐防渗内层，然后在外层设置混凝土承压结构，有效地提升了管材的整体抗压能力。给排水应用中，糙率小、耐腐性能突出是该材料应用的主要优势，不足之处在于钢筋混凝土承压结构的使用使得管材自重较大，安装费用较高。
2市政给排水管材选用原则
2.1管道卫生原则
在现代社会发展过程中，人们开始注重健康安全的生活理念，对于生活饮用水水质、给排水管道安全性的关注度不断提升。一般所应用的金属管材，当镀锌钢管内铁元素和空气、水内部氧气发生化学反应，给水管道内部极易产生铁锈。铁锈产物内含有大量微生物，对给排水管道内部水源造成污染影响，当人们饮用受污染的水源后，身体健康会受到严重威胁。对于室外排污管道来说，当管道耐久性或抗压性较弱时，将会导致管道出现断裂和破损问题，不仅对管道排污性能影响较大，还会对生态环境造成破坏影响。
2.2给排水管道性能
在选择给排水管道性能时，应当考虑的问题：1）在额定使用温度与压力条件下，机械强度要满足标准要求。2）管道管材对管内流动液体需要具备耐老化、减震与防腐蚀效果。3）管道性能应当包括节能环保效益。在经济快速发展的过程中，人们的生活水平得到了相应的提升，建筑项目对于环境质量、家装质量及美观性要求增加，该要求体现在建筑施工建设中表现为城市与家庭给排水性能与质量要求提升。建筑工程所用给排水存在性能或质量问题时，使用期间就会出现渗漏水问题，尽管渗漏水所致直接损失影响小，但是会增加间接经济损失。特别是建筑暗装给排水管道，出现水渗漏问题后，需要破除施工，凿开封闭水管的地面或墙体材料，修复后覆盖新材料。当暗敷给排水管道出现渗漏水问题后，不仅会增加人力物力浪费，还会导致人们生活不便，因此必须按照使用场景，合理选择管道管材。
2.3成本原则
在选择给排水管道管材时，不同管材价格差距较小时，优先选择性能高、卫生、便于安装操作的管道。在同等性能下，优先选择成本低廉的管道。在选择给排水管材时，最理想的管材应该具备性能良好、价格低廉、安装检修操作简便的优点。需要注意的是，给排水管道管材选取时，还应当注重施工因素。选择安装难度小的管道，能够更好地配合土建工程和装修工程，加快施工建设进度，减少返修率，降低施工造价成本。
3管道设计的环刚度选择
3.1环刚度的概念界定
对于室外给排水管道而言，其通常采用重力流无压管的布置形式，在实际应用中，其需要承担的荷载主要是外压荷载，当外压荷载超过设计标准时，管材会出现较大规模的变形，并产生压屈失稳等问题，致使管道发生破坏。在管道设计中，针对管道环向抗变形能力，通过环刚度进行表达。该指标代表了管道抵抗外压负载的能力，当环刚度越大时，表明管道抵抗环向变形的能力愈发突出。
3.2环刚度的具体计算
新时期，人们对于市政给排水管道建设的质量要求不断提升，在环刚度计算中，应重点关注管侧土综合变形模量、管顶竖向土压力标准值、管顶可变荷载作用、管道变形情况的有效计算。
3.3管道变形情况计算
给排水项目新型管材应用中，为保证给排水效率，避免管道在后期使用中出现破损，则设计阶段，还应在考虑变形滞后效应系数的基础上，就管道变形系数、管道环刚度等因素进行系统考虑，通常，管道变形滞后效应系数取1.5，而变形系数与管基础中心角有关。完成管道变形设计、计算后，需结合实际情况，对进场的管道进行检查，在实际检查中，应在完成外观、规格检查后，通过压缩试验机进行施压处理，确保管道使用满足项目环刚度设计标准，提升新材料应用的高效性、安全性。
结束语
综上所述，在市政给排水工程施工过程中，必须注重管道管材的选择问题。在新型管材选型时，应当确保其满足应用要求，便于施工操作与安装然后在考虑管材经济性的同时，加大管材环刚度的选择设计，这样才能有效地提升管材设计及应用水平，继而保证市政给排水项目建设质量，满足城市居民的供排水需要。
参考文献
[1]袁媛.新型管材在市政排水管网中的应用[J].建材与装饰,2018,561(52):28-29.
[2]杜平,肖开,张南.建筑给排水中新型管材的应用分析[J].建筑工程技术与设计,2018(10):3513.
[3]郭汉超.节能给排水技术在给排水工程设计中的运用浅述[J].建材与装饰，2019，28（10）：108-109.