劉裕新 陳天祥 李建勇 劉漢昌 董明才
（濟(jì)南市自來(lái)水工程公司）

　　城市給水工程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)就管網(wǎng)的建設(shè)，而城市供水管網(wǎng)的固定資產(chǎn)要與整個(gè)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(shù)的改進(jìn)和提高都是十分重要的。具有很大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
　　多年來(lái)我國(guó)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(lái)，逐漸采用了球墨鑄鐵管及（預(yù)應(yīng)力）自應(yīng)力鋼筋混凝土管。濟(jì)南地區(qū)基本也和全國(guó)一樣，鑄鐵管大約占整個(gè)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(lái)在國(guó)內(nèi)剛剛引進(jìn)和發(fā)展起來(lái)的化學(xué)建材，隨著它的推廣和應(yīng)用逐漸被人們所認(rèn)識(shí)和接受，在供水行業(yè)，經(jīng)過(guò)幾年的探索總結(jié)，其應(yīng)用范圍和數(shù)量已越來(lái)越廣泛。1989年4月中國(guó)水協(xié)在青島召開的專業(yè)會(huì)議上，充分肯定了UPVC管在給水工程中的應(yīng)用價(jià)值，并于1993年列其為今后我國(guó)供水工程優(yōu)選管材。
　　我公司1985年承擔(dān)了西薩摩亞王國(guó)的供水建設(shè)工程的設(shè)計(jì)，經(jīng)考察后決定選用沈陽(yáng)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(yīng)用，認(rèn)識(shí)到了這種管材的優(yōu)越性，于1989年即正式在濟(jì)南市推廣應(yīng)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(zhǎng)度100m以上工程，均需采用UPVC管，對(duì)UPVC管在濟(jì)南地區(qū)的應(yīng)用推廣起了決定性的作用。
　　UPVC管材重量輕、搬運(yùn)裝管方便、勞動(dòng)強(qiáng)度低、施工進(jìn)度快，節(jié)省了工時(shí)、車輛、機(jī)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(yīng)用的范圍的不斷擴(kuò)展，先后選用了沈陽(yáng)久利塑料管材有限公司、常州增強(qiáng)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(dá)200余km，使用介質(zhì)范圍除自來(lái)水的輸配水管及用戶進(jìn)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(yùn)裝管方便、勞動(dòng)強(qiáng)度低、施工進(jìn)度快，節(jié)省了工時(shí)、車輛、機(jī)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(yīng)用的范圍不斷擴(kuò)展，先后選用了沈陽(yáng)久利塑料管材有限公司、常州增強(qiáng)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(dá)200余km，使用介質(zhì)范圍除自來(lái)水的輸配水管及用戶進(jìn)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(yīng)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(jìn)戶管；從高新技術(shù)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(jì)南市普及到山東省內(nèi)，并逐漸向國(guó)內(nèi)其他省市推廣?，F(xiàn)就實(shí)際感受，變一下對(duì)UPVC管的評(píng)價(jià)。

一、幾種管材比較

　　表1為對(duì)我國(guó)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(shè)地下，一般情況下大約運(yùn)行10年左右，就因管內(nèi)壁結(jié)垢而大大影響輸水能力。目前解決結(jié)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(diǎn)是增加管道重，縮小 了管內(nèi)徑，降低了輸水設(shè)計(jì)能力，因而增加了工程投資；二是對(duì)敷設(shè)的管線進(jìn)行清洗，我國(guó)有些城市的自來(lái)水公司已自制或引進(jìn)了清垢機(jī)械，其缺點(diǎn)是清垢時(shí)需城市管網(wǎng)局部停水，且費(fèi)用高。而UPVC管具有不怕堿、酸腐蝕的特性，克服了鑄鐵管所無(wú)法解決的內(nèi)結(jié)垢 及鋼管外防腐等問(wèn)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(diǎn)。計(jì)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(zhǎng)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(guò)水?dāng)嗝婷娣e； χ------濕周

　　根據(jù)以上兩式可做以下比較。
　　（1）公稱直徑相同，長(zhǎng)度相同的UPVC管和鑄管，當(dāng)水頭損失相同時(shí)（水力坡度相同時(shí)）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(dāng)管徑相同，長(zhǎng)度相同，要求輸送的流量也相同時(shí)，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(shí)，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(guò)上述兩種對(duì)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(shí)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(shí)際施工操作中，由于質(zhì)輕，采用柔性接口等特點(diǎn)，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(dòng)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(gè)接口均需需挖工作坑，從而增加土方的開挖及施工序。
　?。?）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(jī)械抬管，而UPVC管僅為73kg，兩人即可操作。所造成的勞動(dòng)強(qiáng)度和節(jié)省機(jī)械班，降低工程成本的差別是顯而易見的。
　?。?）在操作上由于采用了柔性接口，免除了普通鑄鐵管安裝時(shí)接口傳統(tǒng)的4填8打的工作方法從下管到對(duì)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(duì)口，不借助機(jī)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(yán)重，施工正值嚴(yán)冬，無(wú)法在溝內(nèi)下管連接，施工人員采用了在溝槽上進(jìn)行牽扯引對(duì)品，同時(shí)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(shè)完畢，經(jīng)最后現(xiàn)場(chǎng)試壓證明，完全符合質(zhì)量要求。
　　（5）關(guān)于UPVC管承受內(nèi)壓的問(wèn)題，在GB10002.1國(guó)際中有明確規(guī)定，設(shè)計(jì)允許公稱內(nèi)壓為0.63和1.0MPa兩種規(guī)格。一般廠家對(duì)管材出廠試驗(yàn)內(nèi)壓要超過(guò)設(shè)計(jì)還很多。如沈陽(yáng)久和和江陰化工塑料廠分別對(duì)ND560mm和DN110mmPVC管進(jìn)行5MPa破壞性壓力試驗(yàn)，他們還可根據(jù)客戶的不同要求，生產(chǎn)不同壓力級(jí)別的UPVC管道2000余公里，根據(jù)供水試驗(yàn)壓力要求，全部都能達(dá)到驗(yàn)磅標(biāo)準(zhǔn)，在進(jìn)入正常供水運(yùn)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(shè)單位所要求的試壓標(biāo)準(zhǔn)是1.2MPa，且兩小時(shí)不準(zhǔn)落磅，對(duì)我們來(lái)說(shuō)尚屬首次，在3kmDN560mm管道施工中，按施工程規(guī)程嚴(yán)格要求，完工后30km管線分17段磅驗(yàn)，一次成功，達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)，證明了施工質(zhì)量和UPVC管的優(yōu)越可靠性。

三、綜合經(jīng)濟(jì)比較

　　UPVC管的經(jīng)濟(jì)造價(jià)，是同行業(yè)普遍關(guān)注的焦點(diǎn)，通過(guò)幾年來(lái)的應(yīng)用，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行工程經(jīng)濟(jì)造價(jià)的比較。
　　1、管材價(jià)格比較
　　表5為濟(jì)南地區(qū)鑄造鐵管市場(chǎng)價(jià)格和沈陽(yáng)久利價(jià)格選擇同口徑等壓力（0.6MPa）級(jí)別的管材比較。

　　2、工程綜合價(jià)格比較
　　UPVC管與鑄鐵管工程費(fèi)用相比有以下特點(diǎn)為。
　?。?）人工費(fèi)低，由于當(dāng)前安裝UPVC管還沒有統(tǒng)一定額，根據(jù)我們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，安裝UPVC管耗用工時(shí)，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(jī)械費(fèi)用相對(duì)降低。
　　綜合造價(jià)對(duì)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(jià)，除主材費(fèi)在DN500以上高于鑄鐵管外，其他幾項(xiàng)費(fèi)用均低于鑄鐵管費(fèi)用，它的綜合造價(jià)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(lái)替代相同輸水能力的鑄鐵管其工程綜合造價(jià)還應(yīng)有相應(yīng)的降低。
　　UPVC管在城市給水工程中所獨(dú)有的優(yōu)越性是明顯的，進(jìn)一步推廣、使用必須會(huì)促進(jìn)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(dāng)比例，如何解決UPVC管與原有管道的連接過(guò)渡是擺在供水行業(yè)的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。我們感到在實(shí)際應(yīng)用中，投入了大量人力物力，不斷改進(jìn)、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(shù)上過(guò)關(guān)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)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(huì)效益，如1992年我們?cè)跐?jì)南市經(jīng)七路拓寬工程中，新敷設(shè)DN315UPVC管被市政公司挖掘機(jī)挖斷，造成該地區(qū)大面積停水，在現(xiàn)場(chǎng)組織搶修時(shí)采用我們研制的UPVC管專用管件進(jìn)行連接，前后只用半個(gè)小時(shí)即恢復(fù)送水。目前我們正在進(jìn)一步研制改進(jìn)，使其更規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。
　　在應(yīng)用這種新型化學(xué)建材的過(guò)程中，我們不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，密切與生產(chǎn)廠家建立信息網(wǎng)絡(luò)，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(yáng)、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(xué)管材的推廣應(yīng)用而努力。