蒋寒梅
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摘要：我国社会经济的快速发展，污水污染现象日趋严重，国家开始逐步重视节能减排、污水处理以及雨污水分流工作，但管网养护工作重视程度不高，只有对城市排水管网管理工作进一步优化，才能有助于城市排水的设施充分发挥出作用，并减少城市水环境的污染，利于可持续发展进程的推进以及经济社会的建设。
关键词：市政工程；给排水管网；新型管材
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，如在钢筋混凝土管应用中，其虽然造价便宜、生产简单；然在实际应用中，其存在以下问题：
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 综合造价比较
经济性是给排水管道设计应用的重要指标，其直接关系着市政给排水项目的建设质量和城市服务效果。一方面，合理投入资金成本，能为项目材料设备选择和技术应用提供物质支撑，另一方面，结合管材应用环境，就其经济效益进行考虑，可避免工程项目造价施工，实现质项目质量与效益的协调。
为进一步探究不同管材物理性能与造价的关系，结合成都市管网检测布置情况，就钢筋混凝土管、球墨铸铁管、防腐蚀带立筋缠绕管、玻璃钢夹砂管、钢筋混凝玻璃钢复合管的经济属性展开对比。
结合成都市管网检测布设情况来看，防腐式带立筋缠绕管、玻璃钢夹砂管在项目施工中的安装费用较低，而钢筋混凝土管、球墨铸铁管、钢筋混凝玻璃钢复合管的安装费用较高。结合本地地区地质情况、给排水管网运行维护、使用年限等因素，对于d1000以上的管材，建议使用钢筋混凝土管，而对于d1000以下的管材，使用防腐式带立筋缠绕管。
3 管道设计关键——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
3.2.1 管侧土综合变形模量计算
管侧土综合变形模量的大小对于管道侧向压力具有重大影响。在管侧土综合变形模量评定计算中，设计人员应在考虑回填土土质类型的基础上，就填土密度、基槽两侧原状土的土质情况进行具体分析，此外，工作人员还需考虑管道外径与管道中心处沟槽宽度的关系，然后系统化的进行管侧土综合变形模量计算，满足观测填土需要。
3.2.2 管顶竖向土压力标准值测定
市政给排水管道应用中，管道受管顶竖向土压力作用较为明显，这是因为在完成管道敷设后，其不仅要承受上部覆土的压力，而且需承受一定路面荷载压力。在竖向土压力标准值计算中，重点考虑上部覆土因素。其中，覆土容重、深度、管道外径是应先管道上部覆土压力的三个重要因素。在实际计算中，覆土深度、管道外径通过测量获得，而覆土的容重需要考虑土质类型等信息。通常，给排水管道工作人员会按照《给排水工程管道结构设计规范》对管顶竖向土压力进行测定计算。
3.2.3 管顶可变荷载
管顶可变荷载主要来源于地面堆积荷载和过往车辆荷载。在实际实践中，设计人员不仅要考虑可变荷载准永久值系数，而且需要分析车轮荷载传递到管顶部位的竖向压力标准值，此外，还需结合管道的管径做进一步深化和计算。需要注意的是，给排水管道项目施工中，一旦覆土的深度超过了3m，那么在管顶可变荷载计算中，上部车辆的荷载可考虑不计。
3.2.4 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。
4 结语
新型管材应用对于市政给排水项目建设质量具有较大影响，能有效地改变传统管材利用形式，提升便捷程度和水的流通性能。新时期，市政建设人员只有充分认识到各种管材的应用形式和技术特征，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.