劉裕新 陳天祥 李建勇 劉漢昌 董明才
（濟南市自來水工程公司）

　　城市給水工程的一個重要環(huán)節(jié)就管網(wǎng)的建設，而城市供水管網(wǎng)的固定資產(chǎn)要與整個給水企業(yè)固定資產(chǎn)的70——80%左右。因此，供水管網(wǎng)的合理布置、管材的選用、安裝技術的改進和提高都是十分重要的。具有很大的經(jīng)濟和社會效益。
　　多年來我國給水行業(yè)一直沿用傳統(tǒng)的鑄鐵管及鋼管做為供水管道。近年來，逐漸采用了球墨鑄鐵管及（預應力）自應力鋼筋混凝土管。濟南地區(qū)基本也和全國一樣，鑄鐵管大約占整個城市管網(wǎng)的90%，70年代以后部分地使用了鋼筋混凝土管及球墨鐵管。硬制裁聚氯乙烯（UPVC）管是近幾年來在國內(nèi)剛剛引進和發(fā)展起來的化學建材，隨著它的推廣和應用逐漸被人們所認識和接受，在供水行業(yè)，經(jīng)過幾年的探索總結，其應用范圍和數(shù)量已越來越廣泛。1989年4月中國水協(xié)在青島召開的專業(yè)會議上，充分肯定了UPVC管在給水工程中的應用價值，并于1993年列其為今后我國供水工程優(yōu)選管材。
　　我公司1985年承擔了西薩摩亞王國的供水建設工程的設計，經(jīng)考察后決定選用沈陽久利塑料有限公司的管徑為DN225mm的管材約26km。隨著我們不斷的應用，認識到了這種管材的優(yōu)越性，于1989年即正式在濟南市推廣應用，并正式行文規(guī)定：在城市用戶管道工程中，凡施工在DN100mm長度100m以上工程，均需采用UPVC管，對UPVC管在濟南地區(qū)的應用推廣起了決定性的作用。
　　UPVC管材重量輕、搬運裝管方便、勞動強度低、施工進度快，節(jié)省了工時、車輛、機械，從而降低了工程成本，自1989年我們首次用了江陰化工塑料廠生產(chǎn)的UPVC管材及管件用于城市給水管道工程后，隨著應用的范圍的不斷擴展，先后選用了沈陽久利塑料管材有限公司、常州增強塑料廠、保定塑料有限公司等廠家的產(chǎn)品，選用口徑由DN15mm到DN560mm達200余km，使用介質(zhì)范圍除自來水的輸配水管及用戶進戶管外，還承接了萊州市輸鹽鹵管道DN560mm30km，常州金壇DN300mm和DN225mm18km輸鹽管道。
　　UPVC管材重量輕、搬運裝管方便、勞動強度低、施工進度快，節(jié)省了工時、車輛、機械，從而降低了工程成本，自1989年我們首次用了江陰化工塑料廠生產(chǎn)的UPVC管材及管件用于城市給水管道工程后，隨著應用的范圍不斷擴展，先后選用了沈陽久利塑料管材有限公司、常州增強塑料廠、保定塑料有限公司等廠家的產(chǎn)品，選用口徑由DN15mm到DN560mm達200余km，使用介質(zhì)范圍除自來水的輸配水管及用戶進戶管外，還承接了萊州市輸鹽鹵管道DN560mm30km，常州金壇DN300mm和DN225mm18km輸鹽鹵管道。
　　在推廣應用的范圍上，也已從城市供水管網(wǎng)的輸水干管道到配水管、到進戶管；從高新技術開發(fā)區(qū)到居民住宅小區(qū)；從最小管徑DN15mm到最大管徑DN560mm輸送介質(zhì)已從供水管道發(fā)展到輸鹽鹵管道，從地理范圍上已從濟南市普及到山東省內(nèi)，并逐漸向國內(nèi)其他省市推廣?，F(xiàn)就實際感受，變一下對UPVC管的評價。

一、幾種管材比較

　　表1為對我國目前普遍采用的幾種管材的特性比較，可以看出UPVC管的優(yōu)越性比較明顯。

二、UPVC管的優(yōu)越性

　　1、普通鑄造鐵管理設地下，一般情況下大約運行10年左右，就因管內(nèi)壁結垢而大大影響輸水能力。目前解決結垢的措施有兩種。一種是施工前管內(nèi)壁做水泥沙漿襯里，此辦法缺點是增加管道重，縮小 了管內(nèi)徑，降低了輸水設計能力，因而增加了工程投資；二是對敷設的管線進行清洗，我國有些城市的自來水公司已自制或引進了清垢機械，其缺點是清垢時需城市管網(wǎng)局部停水，且費用高。而UPVC管具有不怕堿、酸腐蝕的特性，克服了鑄鐵管所無法解決的內(nèi)結垢 及鋼管外防腐等問題?，F(xiàn)把同管徑的UPVC管和鑄造鐵管的流量、流速做一比較，看其在輸水能力和節(jié)約能源方面的優(yōu)點。計算公式為：
　　管道頭損失=沿程水頭損失H
　　H=iL
　　式中：i----水力坡降；L----管線長度。
　　i=λ(l/d)·(v²/2g)
　　λ---水力摩陰系數(shù)，dj--管道內(nèi)徑。

　　由謝才系數(shù) c=(8g/λ)^0.5 ,可得λ＝8g/C²

　　根據(jù)曼寧公式 c=(R^1/6)/n
　　式中：n----粗糙系數(shù)；R---水力半徑，且R=ω/χ
　　　　　ω----過水斷面面積； χ------濕周

　　根據(jù)以上兩式可做以下比較。
　?。?）公稱直徑相同，長度相同的UPVC管和鑄管，當水頭損失相同時（水力坡度相同時）即：
i_UPVC·L=i_鑄·L，管道的流量見表2

　　由此可見，UPVC管輸水量從理論上講至少比使用鑄鐵管增加20%
　?。?）當管徑相同，長度相同，要求輸送的流量也相同時，水力坡度的變化及用電量見表3
由上表可見，UPVC管和鑄鐵管在輸送同一流量時，其水力坡降從理論上講，降低30%以上，從而節(jié)約電能的效果也是顯而易見。

　　通過上述兩種對比，盡管從理論上，而且在僅考慮水力坡降的情況下得出的（和實際情況有一定的出入），但UPVC管的節(jié)電效果是不容置凝的。
　　2、在實際施工操作中，由于質(zhì)輕，采用柔性接口等特點，其優(yōu)越性也很突出。
　?。?）首先在土方開挖上，由于PUVC管采用了膠圈柔性接口，所使用的工具及操作人員在溝槽內(nèi)活動范圍小，溝槽的底寬只要管徑加0.5m即可滿足施工要求。減少了開槽土方量，而鑄造鐵管的接口采用傳統(tǒng)的油麻、石棉、水泥接口，每個接口均需需挖工作坑，從而增加土方的開挖及施工序。
　　（2）UPVC管的比重在1.35至1.46之間。以鋪裝1條DN300mm管為例，全部人工操作，每根鑄造鐵管6m自重為531kg，需使用機械抬管，而UPVC管僅為73kg，兩人即可操作。所造成的勞動強度和節(jié)省機械班，降低工程成本的差別是顯而易見的。
　　（3）在操作上由于采用了柔性接口，免除了普通鑄鐵管安裝時接口傳統(tǒng)的4填8打的工作方法從下管到對口安裝，UPVC管所投入的人力比之鑄造鐵管可節(jié)省30——160%左右（見表4）。

　　上表所映的DN400mm的管道全部人工下管對口，不借助機械，而DN400mm以上其反差更大，更有體現(xiàn)出這一優(yōu)越性。
　?。?）UPVC管由于其縱向具有一定的韌性，在施工中可以利用其連接后管道的柔性下管的方法。如在1993的我們承接的萊州輸鹽鹵管道施工中，由于段溝槽位置正在海灘邊，溝槽開挖后海水浸漫特別嚴重，施工正值嚴冬，無法在溝內(nèi)下管連接，施工人員采用了在溝槽上進行牽扯引對品，同時裝完20余根DN560mmPVC管，再沿管線溝槽的自然彎曲狀，慢慢入槽，在敷設完畢，經(jīng)最后現(xiàn)場試壓證明，完全符合質(zhì)量要求。
　?。?）關于UPVC管承受內(nèi)壓的問題，在GB10002.1國際中有明確規(guī)定，設計允許公稱內(nèi)壓為0.63和1.0MPa兩種規(guī)格。一般廠家對管材出廠試驗內(nèi)壓要超過設計還很多。如沈陽久和和江陰化工塑料廠分別對ND560mm和DN110mmPVC管進行5MPa破壞性壓力試驗，他們還可根據(jù)客戶的不同要求，生產(chǎn)不同壓力級別的UPVC管道2000余公里，根據(jù)供水試驗壓力要求，全部都能達到驗磅標準，在進入正常供水運行中，截止目前尚未發(fā)現(xiàn)一例因管材質(zhì)量和安裝質(zhì)量造成的爆管現(xiàn)象。所以我們的感受是：UPVC管比鑄鐵管及其它材質(zhì)的管道工程質(zhì)量更易保證。
　　在萊州施工輸鹽鹵管道工程中，建設單位所要求的試壓標準是1.2MPa，且兩小時不準落磅，對我們來說尚屬首次，在3kmDN560mm管道施工中，按施工程規(guī)程嚴格要求，完工后30km管線分17段磅驗，一次成功，達到了標準標準，證明了施工質(zhì)量和UPVC管的優(yōu)越可靠性。

三、綜合經(jīng)濟比較

　　UPVC管的經(jīng)濟造價，是同行業(yè)普遍關注的焦點，通過幾年來的應用，可以從以下幾個方面進行工程經(jīng)濟造價的比較。
　　1、管材價格比較
　　表5為濟南地區(qū)鑄造鐵管市場價格和沈陽久利價格選擇同口徑等壓力（0.6MPa）級別的管材比較。

　　2、工程綜合價格比較
　　UPVC管與鑄鐵管工程費用相比有以下特點為。
　?。?）人工費低，由于當前安裝UPVC管還沒有統(tǒng)一定額，根據(jù)我們的實踐經(jīng)驗，安裝UPVC管耗用工時，約為鑄鐵管1/5至1/2。
　?。?）輔助材料消耗少，僅為鑄鐵管的1/10左右。
　?。?）機械費用相對降低。
　　綜合造價對比見表6

　　從表6中可以看出UPVC管與鑄鐵管安裝的綜合造價，除主材費在DN500以上高于鑄鐵管外，其他幾項費用均低于鑄鐵管費用，它的綜合造價率見表7。

　　如前述，在相同管徑的情況下，UPVC管較鑄鐵管輸水能力提高20以上，如采用低一檔規(guī)格的UPVC管來替代相同輸水能力的鑄鐵管其工程綜合造價還應有相應的降低。
　　UPVC管在城市給水工程中所獨有的優(yōu)越性是明顯的，進一步推廣、使用必須會促進給水事業(yè)的發(fā)展，但是在現(xiàn)有城市給水管網(wǎng)中，歷史所形成的管網(wǎng)材質(zhì)是以金屬材料為主體，尤其是鑄鐵管占了相當比例，如何解決UPVC管與原有管道的連接過渡是擺在供水行業(yè)的現(xiàn)實問題。我們感到在實際應用中，投入了大量人力物力，不斷改進、完善、逐步研制成了我們的自己的UPVC管的專用系列管件，效果較好，做到了技術上過關、結構簡單、經(jīng)濟合理。由于使用方便，尤其在搶修管道中發(fā)揮了極大作用，提高了社會效益，如1992年我們在濟南市經(jīng)七路拓寬工程中，新敷設DN315UPVC管被市政公司挖掘機挖斷，造成該地區(qū)大面積停水，在現(xiàn)場組織搶修時采用我們研制的UPVC管專用管件進行連接，前后只用半個小時即恢復送水。目前我們正在進一步研制改進，使其更規(guī)范化、標準化、系列化。
　　在應用這種新型化學建材的過程中，我們不斷總結經(jīng)驗，密切與生產(chǎn)廠家建立信息網(wǎng)絡，提高出建議，提供反饋意見，形成產(chǎn)銷工程聯(lián)合體，現(xiàn)已與沈陽、常州、江陰、保定等廠家建立了密切的合作，共同聯(lián)手，為化學管材的推廣應用而努力。