PVC―U管材在农村饮水安全工程中的应用
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摘要本文根据PVC-U管材的优点并结合施工经验，简要介绍了该类管材在农村饮水安全工程中的应用情况，为今后类似工程的施工提供借鉴与参考。
关键词PVC-U管材农村饮水安全工程应用
1 前言
2010年10月，阳春市春湾水利电力管理所启动资金1769.34万元修建小水坡4座，小型过滤池4座、深水井1座（包括修建抽水泵房）、清水池3座（50m3的三座），水塔1座（150 m3）及供水管网铺设和管道附属建筑物，管道全长76725米,解决38948人口的饮用水困难。2011年7月,松柏水利电力管理所启动457.592696万元新建引水管道、矩形清水池一座，新建抽水泵房一座、一体化净水设备一套及铺设供水管道，管道全长32370米。它们采取在自然村附近的山谷筑引水坡引水至水池，然后利用自有水头供水至供水点的形式，或采取在水量充足的河流引水至水池，经过消毒、沉淀、过滤等一系列的处理后再将水输送至供水点的形式。水池一般修建在较高地势，利用自然高差形成的水压将干净卫生的水质通过引水和输水管道输送到居民点各用水户，工程所覆盖的受益面大，工程效益相当显著。但是供水管网的投资大约要占整个工程建设总投资的65%以上，因此正确使用管道材料对确保满足供水管网对工作压力、流量、流速的要求，保证供水水质，便利管道施工和降低工程造价都具有十分重要的意义。笔者结合自己近两年在阳春市农村饮水安全工程中探索到的一些施工经验，谈一谈PVC-U管在农村饮水安全工程中应用的浅见。
2 PVC-U管材的优点
PVC-U管材属硬聚氯乙烯制品，与传统的金属给水管和混凝土供水管相比，它具有如下特性：
2.1质量轻，运输方便，易施工。PVC-U管材密度仅为铸铁管的1/5，混凝土管的1/3。因此，在装运和施工时劳动强度相对较低，而且这种管材比其它传统管材更易连接和安装。2.2管材价格低廉。PVC-U管材的产品价格仅为同规格、同长度传统管材的30～50%。
2.3低摩阻，流动能耗小。PVC-U管材内壁光滑，糙率n值为0.008～0.009之间，输水能力可比同等管径的铸铁管提高20%以上，比混凝土管提高40%以上。2.4材质卫生，对水质无污染。PVC-U管材在输水过程中不结垢，不滋生藻类和其他微生物，不会对水质产生二次污染。
2.5耐腐蚀，使用寿命长。PVC-U管材具有良好的耐腐蚀性，不受潮湿水份和土壤酸碱度的影响，相关资料表明其野外使用寿命可长达50年以上。
2.6具有良好的水密性。PVC-U管材不论是采用粘接还是橡胶圈连接形式安装，均具有良好的水密性。
2.7维修容易。PVC-U管材质量轻、易安装、易拆卸、易更换，不仅维修简单、方便，而且维修费用仅为传统管材的30%。
3 PVC-U管道的铺设与安装
管道的铺设安装过程一般分为：开挖沟槽→将管材放入沟槽→管道连接→沟槽部分土方回填→管道试压→沟槽全部土方回填等工序。
3.1管道连接：管道连接是工程质量控制的重点，PVC-U管材接口有胶圈接口、胶水粘接接口和法兰连接接口三种形式。橡胶圈接口方式是在管材的一端通过自动扩口机扩成带凹道的承口，放上柔性橡胶密封圈，另外―根管材未扩口的一端插进装好密封围的承口里完成连接。胶水粘接口方式是在2根未扩口的管材的端口外表涂抹上专用胶水，然后与端口内表涂抹了专用胶水的直通相承插完成连接。法兰连接口方式是管材与传统管道、蝶阀、闸阀、流量计等连接时，管材被连接的一端与PVC-U法兰接好后再与其通过螺丝紧固连接的方式。管道在跨越下水道或其他管道时，一般都使用金属管，这时塑料管与金属管采用法兰连接，阀门前后与管道的连接一般采用法兰连接形式。
3.2管道的支管开叉：一般PVC-U管支管开叉是通过安装三通、四通或立式止水栓等配件来进行开叉，在施工时可加一个马鞍形配件半个二合三通 ，并用U形螺栓卡紧。
3.3当铺设长距离输水管道时，应根据距离和地形的需要适当设置排气阀、排泥阀等，其重量不得由管道支撑，必须设置混凝土形式的刚性支墩。此外在管内水流产生推力的位置比如弯头、三通、四通、异径管等部位都应设置刚性止推墩以承受水流的推力。
3.4传统管道安装的管沟开挖只要求能把管道放入管沟和能进行封口即可，在没有松动原有土层时，可不用加压夯实垫层。而PVC-U管的管沟底部要求回填10 cm厚不含硬物的砂土，管道的侧面和上面均要求回填不含硬物(尤其是不能有带尖锐角的硬物)的砂土，管道上面回填的砂层厚度要达到20～30 cm，然后再放回填土。回填土要求分层回填，以保证管底和管侧面回填土的密实性，从而防止管道受力不均匀所引起的变形、接口破坏和漏水等。按规范要求沟槽开挖宽度为D+0.5 m，管顶覆土不小于0.7m。
4 安装和使用中必须注意的问题4.1在存放、安装PVC-U管材过程中不能让其接触化学酮类物质，否则它会发生溶胀或溶解。
4.2由于PVC-U管的热变形温度较低，其维卡软化温度仅在80℃左右，因此它不能在较高的温度条件下使用，一般要求PVC-U管材输送的水质温度不得超过45℃。
4.3应根据管道的压力等级来选择相应的PVC-U管材。一共有5个压力等级，即0～0.6 MPa，0.6～0.8 MPa，0.8～1.0 MPa，1.0～1.25 MPa，1.25～1.60 MPa。
4.4选择管径时要按压力等级、流量、流速、地理环境等因素综合考虑。通常从经济流速出发并结合其他因素来选择管径。管道的经济流速一般为1.0～1.8 m/s，通常取1.5 m /s左右。
4.5我国的PVC―U管材的生产厂家很多，虽然名称相同，但各厂家的原料配方却差别很大，导致粘接剂的成分与物理化学性能差别较大，对胶粘剂的选择就很重要，特别是在寒冷地区冬季施工所用的胶粘剂的选择更应小心，施工单位往往会忽视这个问题，只要是胶粘剂就用来粘接管道，结果是刚开始管道的接头处不渗漏，时间稍长就出现了漏水，甚至是大面积渗漏，原因就是没有使用与管材厂家配套的胶粘剂，导致管接头处不能完全粘接。
4.6由于PVC-U管配件及阀门的质量直接影响工程质量，因此必须选择质量好的管配件。目前，国内厂家生产的管配件规格不够齐全，尤其是能生产各种规格管配件的厂家很少。管材、管配件的标准也未能统一。目前使用的PVC-U管配件标准有日标、英标、ISO国际标准、GB 国标等。我们建议采用国标产品，这样便于与其他管材配套连接使用。
4.7当管道的坡度大于1:6（纵1横6）时，应浇筑防止管道下滑的混凝土防滑墩，并用管箍将管道锚固在防滑墩上。
4.8由于PVC-U管道具有膨胀系数大的特点，因此每间隔一段距离宜用胶圈接口的方法来补偿伸缩量。
4.9管道穿越（或跨越）河道、桥涵等构筑物以及在转角、变坡时需设支墩。
5管道的试压
5.1试压前的准备工作：在对管道进行试压前，首先应检查管道接口、支墩、回填土是否达到施工要求，管道能否正常排气和放水，同时对试压泵、压力表等检测设备也要加以检查。
5.2试压注意事项：
5.2.1必须在管道安装完毕，沟槽回填48小时后才能进行试压。
5.2.2管道严密性及强度试验必须采用水压试验法试压，严禁用气压试验代替水压试验。
5.2.3水压试验时管道最低点的试验压力不得超过管材及其配件的公称压力。5.2.4当管道长度超过1000m时应分成几段试压。
5.2.5在管道试压过程中应采取逐步升压的方法进行分级试压，直至其达到设计压力值时为止。
6 结论
PVC-U管材不仅具有质量轻、运输方便和价格低廉等优点，而且耐腐蚀、不结垢、能抑制细菌的生长，可有效防止管道中的二次污染，同时抗震和密封性能也很好。在农村饮水安全工程中使用这种管材既可以降低工程造价，又有利于保障水质和降低供水成本。
(作者简介：刘景明，男，汉族，湖北省咸宁市通城县塘湖镇黄袍荻田村，助理工程师，本科，从事水利水电工程建设。)
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