浅谈钢丝网骨架聚乙烯复合管在城市供水工程中的应用
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摘 要：钢丝网骨架聚乙烯复合管是以高强度钢丝和聚乙烯为原材料，以缠绕成型的高强度钢丝为芯层，以高密度聚乙烯塑料为内、外层，而形成整体管壁的一种新型复合结构壁压力管材。该文介绍了钢丝网骨架聚乙烯复合管的特点及其在吉林省磐石市应急供水工程中的设计应用。
关键词：供水工程 塑料 钢丝网骨架聚乙烯复合管
中图分类号：TU991 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）04（a）-0045-02
随着科学技术不断进步，越来越多的新型材料被开发利用，目前城镇供水工程常用的室外给水管材包括预应力混凝土管、钢管、球墨铸铁管、玻璃钢管、聚乙烯管和钢丝网骨架聚乙烯复合管等。钢丝网骨架塑料复合管道是一种性能優异的新型管道，现在已经被广泛应用于油田、化工石化企业、电厂、城市供水、市政燃气、海水利用管路等各领域，适用于长距离埋地用供水、输气管道系统。钢丝网骨架塑料复合管是一过改良的新型的钢骨架塑料复合管，采用了优质的材质和先进的生产工艺，使之具有更高的耐压性能。同时，该复合管具有优良的柔性。这种管材又称为SRTP管。这种新型管道是用高强度过塑钢丝网骨架和热塑性塑料聚乙烯为原材料，钢丝缠绕网作为聚乙烯塑料管的骨架增强体，以高密度聚乙烯（HDPE）为基体，采用高性能的HDPE改性粘结树脂将钢丝骨架与内、外层高密度聚乙烯紧密地连接在一起，使之具有优良的复合效果。因为有了高强度钢丝增强体被包覆在连续热塑性塑料之中，因此这种复合管克服了钢管和塑料管各自的缺点，而又保持了钢管和塑料管各自的优点。
1 钢丝网骨架聚乙烯复合管主要特点
（1）克服了塑料管的快速应力开裂现象，由于钢、塑这两种材料的结构是复合而成的，所以不会发生塑料管难以克服的快速应力。而且其独特之处在于内外HDPE层之间螺旋缠绕的高强度钢丝增强体。当钢丝网骨架聚乙烯复合管受到内压时，中间钢丝网是主要承载体，可以使管材承受较高的内压，相应的可以降低管材管壁的厚度。
（2）具有超过普通纯塑料管的强度、刚性、抗冲击性，类似于钢管的低线膨胀系数和抗蠕变性等特点。
（3）重量轻，安装方便，管道连接采用电热熔接头，抗轴向拉伸能力强，连接技术成熟可靠，管件品种规格开发齐全，可与其他各种管道、阀门设备连接。
（4）双面防腐，具有与塑料管相同的防腐性能，且使用温度和耐腐蚀性能高，导热系数低。
（5）结构优良，管材的增强骨架与内外层塑料互相包容成为一个整体，无内外层塑料与增强体剥离之忧。
（6）内壁光滑，不结垢，管种经道水头损失比钢管低30%。
（7）管材整体按使用寿命50年设计。
（8）可通过调整钢丝直径、塑料层的厚度等，制造不同压力等级的管材。
2 钢丝网骨架聚乙烯复合管在供水工程中的应用
2.1 工程概况
吉林省磐石市应急供水工程位于磐石市朝阳山镇境内，工程利用郭大院水库和赵家街水库两座现有水库以及两座水库到集中拦河坝之间的区间泉水联合向磐石城区供水。工程主要由取水口、供水管线、净水厂组成，设计供水量1.8万t/d。
城市供水管线分别利用郭大院水库和赵家街水库的原有的灌溉洞取水，管线分别沿拐子炕河左岸和草庙子河左岸阶地的现有道路铺设，郭大院支线途径拐子炕村、向阳村至集中村附近的集中拦河坝，该段管线长8.541km。赵家街支线途径张家炉村、草庙子村至集中村附近的集中拦河坝，该段管线长8.972km，两条支线在集中拦河坝下游合成一根管线（后面称总线），总管沿河左岸铺设，从沈吉高速公路王永河大桥下穿过后进入净水厂，总线长1.641km。集中拦河坝处水源采用单管引水，管线沿王永河左岸阶地铺设，在桩号J0+164.22m处开始与总线管线平行铺设，两条管线净间距1.1m，管线从沈吉高速公路王永河大桥下穿过后进入末端调节池，管线长1.315km。
2.2 管材选择
近年来，在给水工程中应用比较多的给水管，按管材分：第一类管材为钢材管，如球墨铸铁管（DIP），该类管材糙率系数设计取值多为0.012;第二类管材为塑料管，如玻璃钢管（RPM）、钢丝网骨架聚乙烯复合管（SRTP）该类管材糙率系数设计取值多为0.01;第三类为水泥压力管，如预应力钢筒砼管（PCCP），该类管材糙率系数设计取值多为0.012。
钢丝网骨架聚乙烯复合管特点前面已经做详细介绍，其他常用管材的性能分别简述如下。
（1）球墨铸铁管（DIP）。
球墨铸铁管具有铁的本质、钢的性能，具有与钢管媲美的抗拉强度、抗弯强度、弹性系数。缺点是管材重量大，运输和施工不方便，其综合造价相对来说比钢管便宜，与PCCP管价格差不多。
（2）预应力钢筒砼管（PCCP）。
预应力钢筒砼管管费用比三阶段管略高，但由于管芯中间夹有一层1.5mm左右的薄钢筒，抗渗性能好，同时管道接口为双胶圈，输水漏损小，管道承受内压、外压能力强，运行安全稳定，爆管率低，但管件略显笨重。
（3）预应力钢筋混凝土管（PCP）。
管材自身防腐能力强，工程造价较低，对地质条件相对适应性较强。但承插接口的加工精度相对较低，管道渗漏损失相对较大，输水安全性相对较差，管材重量较重，运输、施工不太方便。由于该工程供水的重要性，不推荐该种管材。
（4）玻璃钢管（RPM）。
玻璃钢管管材强度高，密封性能好，重量轻，安装快捷、方便，耐腐蚀，管道糙率低，水头损失小，水量渗漏小。但管道本身承受外压能力差，对基础处理和回填施工技术要求较高，回填造价高，因此该工程不推荐使用。
2.3 管径选择
管线沿线地势平顺，中间无控制性高点，郭大院水库死水位和赵家街水库死水位到净水厂站址高程有17～22m的水头差，因此该工程具备重力流输水的条件。对于重力流输水，最经济的设计方案是选择适当的管材管径，使水头损失恰好等于地面高差。根据上述条件，经计算管材采用钢丝网骨架聚乙烯复合管（SRTP）的管径为470mm，选DN500mm;采用预应力钢筒砼管（PCCP）的管径为DN500mm，采用球墨铸铁管（DIP）的管径为DN500mm。管道工作压力均为0.4MPa。经综合比选钢丝网骨架聚乙烯复合管不仅价格最低，而且施工方便，减少人工劳动强度。因此该工程采用钢丝网骨架聚乙烯复合管（SRTP）。
目前工程已经通水运行，管材的各项性能指标完全满足工程要求。钢丝网骨架聚乙烯复合管相比于其他管材有一定的优势，建议大力推广和使用。
参考文献
[1] 傅江成.钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管的应用[J].山西建筑，2009（16）：166-167.
[2] 蔡文祥.钢丝网骨架塑料复合管的制造及应用[J].石化技术，2017（10）：39-40.
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