给水排水工程：管道材料和配件

给水管材可分为金属管材和非金属管材两大类。水管材料的选择，取决于水管承受的内外荷载、埋管的地质条件、管材的供应情况及价格等因素。

一、金属管

给水工程中使用的金属管主要为铸铁管和钢管。其他如铜管、合金管等多用于建筑给水的小口径管道。

1.铸铁管

铸铁管按材质可分为灰铸铁管和球墨铸铁管。

灰铸铁管有较强的耐腐蚀性，价格低廉，过去在我国被广泛应用于埋地管道。灰铸铁管的缺点是质地较脆，抗冲击和抗震能力较差，因而事故发生率较高，主要为接口漏水，管道断裂及爆管事故也占有一定比例。管道损坏不但造成了水的大量流失，也造成了相当大的经济损失，如某大城市的一次爆管事故就造成了约700万元的损失。灰铸铁管的另一缺点是重量大，约为同规格钢管的2倍。为防止管道损坏带来的经济损失，今后球墨铸铁管代替灰铸铁管已成为必然趋势；但从价格因素考虑，小口径管道仍可采用柔性接口的灰铸铁管，或选用较大一级壁厚的管道。

球墨铸铁管的机械性能比灰铸铁管有很大提高，其强度是灰铸铁管的数倍，抗腐蚀性能远高于钢管，且重量较轻，价格低于钢管。据国内调查统计，球墨铸铁管的事故发生率远小于灰铸铁管和钢管。在日本、德国等国家，球墨铸铁管被广泛应用，是最主要的给水管材。近些年在我国，球墨铸铁管的使用率也有很大提高，尤其是在中等口径的给水管道方面。大口径和小口径的球墨铸铁管价格相对较高，特别是大口径的管道生产工艺较复杂，国内的生产厂家不多，应用还不普遍。目前在实际工程中应用的球墨铸铁管的较大口径是1600mm左右，如呼和浩特市引黄供水工程中的一段原水输水管采用了口径1600mm的球墨铸铁管。

铸铁管有两种接口形式，承插式（见图6-1）和法兰式（见图6-2）。

承插式接口适用于埋地管线。安装时将插口插入承口内，两口间的空隙用接口材料充填。接口材料可采用石棉水泥、膨胀水泥或橡胶圈，在有特殊要求时或在紧急维修工程中也可采用青铅接口。橡胶圈接口不但省时省力、水密性好，而且因每根管间都是柔口连接，可挠性强，抗震性能好。橡胶圈接口可采用推入式梯唇形胶圈接口，即在承口内嵌入橡胶圈，插口管端部切削出坡口，安装时用力把插口推入承口即可。球墨铸铁管采用推入式楔形橡胶圈接口。此外还有T形推入式橡胶圈接口和机械式接口。

图6-1　承插式接口

1-麻丝；2-膨胀性填料等

图6-2　法兰式接口

1-螺栓；2-垫片

法兰式接口在管口间垫上橡胶垫片，然后用螺栓上紧。这种接口接头严密、便于拆装。法兰式接口一般用于泵站或水处理车间等明装管线的连接。

为了适应管线转弯、变管径、分出支管以及与其他附属设备的连接及管线维修等，铸铁管线上须采用各种标准铸铁管配件。如管线转弯处须根据情况采用各种角度的弯管；变管径处采用渐缩管；接出分支管处采用丁字管或十字管；改变接口形式处采用承盘短管或插盘短管；连接消火栓和管道维修也有专门的配件。(www.xing528.com)

2.钢管

钢管可分为焊接钢管和无缝钢管两种，无缝钢管一般用于高压管道。钢管强度高、承受水压大、抗震性能好，重量比铸铁管轻、单管长度大、接头少，易于加工安装；但其抗腐蚀性差，内外壁均须做防腐处理，造价较高。由于钢管耐腐蚀性差，水质容易受到污染，一些发达国家已明确规定普通镀锌钢管不再用于生活给水管网，我国建设部等四部委也联合发布文件，要求自2000年6月1日起，在全国城镇新建住宅给水管道中，禁止使用冷镀锌钢管，逐步限时禁止使用热镀锌钢管。因此钢管在给水管道中的使用将受到一定程度的限制，小口径管道尽量不使用钢管，只在大口径、高水压处或穿越铁路、河谷及地震区时采用钢管，而且必须做好防腐处理。

钢管接口一般采用焊接或法兰接口。管线上的各种配件一般由钢板卷焊而成，也可选用标准铸铁配件。

二、非金属管

为节省工程造价，在给水管网中，条件允许时应以非金属管代替金属管。常用的非金属管材有以下几种。

1.预应力钢筋混凝土管和预应力钢筒钢筋混凝土管

预应力钢筋混凝土管的特点是耐腐蚀、不结垢，管壁光滑、水力条件好，采用柔性接口、抗震性能强，爆管率低，价格较便宜；但重量大，运输不方便。目前在我国应用较广泛，主要用于大口径的输水管线，口径可达2000mm左右。

预应力钢筒钢筋混凝土管是在预应力钢筋混凝土管内放入钢筒，这种管材集中了钢管和预应力钢筋混凝土管的优点，但钢含量只有钢管的1/3，价格与灰铸铁管相近。在美国、法国等国家这种管材被广泛应用于大口径管道上，目前世界上已有长1900km，管径4000mm的大型长距离输水管线采用这种管材。在我国的实际工程中，预应力钢筒钢筋混凝土管的口径已达2000mm。

预应力钢筋混凝土管采用承插接口，接口材料采用特制的橡胶圈。预应力钢筒钢筋混凝土管的接口形式也为承插式，只是承口环和插口环均用扁钢压制成型，与钢筒焊成一体。这两种管道在设置阀门、转弯、排气、放水等处，须采用钢制配件。

除上述两种钢筋混凝土管外，还有自应力钢筋混凝土管，最大管径为600mm，因管壁材质较脆，重要管线已不再采用。若管道质量可靠，这种管材可用在农村等水压不高的次要管线上。

2.玻璃钢管

玻璃钢管全称为玻璃纤维增强热固性塑料管，是一种新型管材，在国外应用已有几十年的历史，目前我国引进和开发了数十条生产线，并已在北京、大庆、深圳等地采用。玻璃钢管耐腐蚀、不结垢，管内非常光滑、水头损失小，重量轻，只有同规格钢管的1/4、钢筋混凝土管的1/5～1/10左右，因此便于运输和安装；但其价格高，几乎和钢管相同，可在强腐蚀性土壤中采用。目前我国实际工程中应用的玻璃钢管口径已达1600mm左右。

3.塑料管

塑料管耐腐蚀、不易结垢，管壁光滑、水头损失小，重量轻，加工和接口方便，价格较便宜；但其强度较低，且膨胀系数较大，易受温度影响。在西方国家，管径在200～400mm的范围内，塑料管材占多数，尤其在管径小于200mm时，塑料管材占绝大多数。在我国，随着镀锌钢管的逐步淘汰，推广新型塑料给水管材已提到议事日程。目前在小区给水中，塑料管的应用已越来越多，且较大口径的塑料给水管也在不断推出。

塑料管的种类很多，如硬聚氯乙烯塑料管（UPVC）、聚乙烯管（PE）、聚丙烯管（PP）、共聚丙烯管（PPR）管以及铝塑复合管、钢塑复合管、铜塑复合管等。作为城市给水管材，硬聚氯乙烯塑料管的应用历史最长，且由于其强度高、刚性大、价格低，目前仍被广泛使用。但其他管材的发展速度也很快，如聚乙烯管由于其优异的环保性能，近年来在欧洲的应用得到了快速发展，有些地区应用PE管的数量已超过UPVC管。此外，为加强塑料管的耐压和抗冲击能力，各种金属、塑料复合管的开发和应用也越来越多，如不锈钢内衬增强PPR管等。

塑料管可采用胶粘剂粘接、热熔连接、接口材料为橡胶圈的承插连接，法兰连接等。各种连接配件为塑料制品。