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1、第十八学时第十二章管道工程监理控制要点第一节管道的材料和连接一、概述市政公用工程里的管道工程包括给水管网、排水管网、燃气管网、热力管网等，是一个城市或地区重要的基础设施之一。城镇的地下管网保证了城镇正常的生活和发展。二、管道材料（一）管材的分类市政公用工程的管道材料按其材质可分为金属管、非金属管、复合管三大类。1 .金属管I（1）钢管广泛用于给水、燃气、供热网管系统。（2）铸铁管特别是球墨铸铁管以其良好的强度、耐腐蚀性能，大量用于给、排水系统及燃气管网系统。（3）铜管具备良好的延展性和化学稳定性，是热力系统和制冷系统的最佳管材。但由于价格较贵，资源相对匮乏而使其应用范围受到限制。2 .非金属管
2、材（1）混凝土管及钢筋混凝土管一般用于室外给水、排水（污水、雨水）管网系统。（2）石棉水泥管主要用于室外给排水系统小口径压力管。但由于其强度低使得应用范围日渐缩小，近年已很少在工程中使用。（3）陶土管适用输送具有腐蚀性液体，在市政公用工程的管网系统中已不再使用。（4）塑料管随着近代化学工业的发展，以聚乙烯管、聚丙烯管为代表的各种新型管材的出现，在给、排水系统和燃气供应系统的管网中得到很快推广。而且由于采用不同的添加剂和合成工艺、产生了多种型号、多种化学成份的塑料管，使其应用范围越来越广阔。3 .复合管材|复合管材是近年来适应工程管材市场需求，结合金属管和塑料管的优点而产生的新型管材。以钢塑复合
3、管、铝塑复合管为代表，既具有金属管材的良好刚性，较高的承压能力，又具有塑料管材较强的抗腐蚀性能和良好的延展性。加之价格相对低廉，使其在室外给、排水及燃气、热力系统中具有广阔的利用前景。（二）常用管材特性比较1 .金属管材钢管、球墨铸铁管具有悠久的生产历史，管材的刚性好，适用的地域及气候条件广泛。管道规格、型式多种多样，配套管件齐全，生产工艺成熟，安装施工和连接技术可靠易行。缺点是抗腐蚀性能差，尤其是埋地钢管受土壤电流侵蚀，使用寿命大打折扣；另外就是制造成本较高，价格相对较高。2 .非金属管材匚（1）钢筋混凝土管随制造工艺的改进，使管道呈两种受力状态即预应力钢筋混凝土管和自应力混凝土管，后来又发
4、展有带钢筒的和聚合物衬里的钢筋混凝土压力管。但钢筋混凝土管也有自身难于克服的劣势：自重大、质脆、运输安装不便，耐压性能和抗渗漏性能较低，时有爆管事故发生。此外在管道转向、分支与变径时，目前还必须采用金属管件。（2）塑料管与金属管材相比，塑料管材料宜得，重量轻、运输方便，连接方式多种多样且操作简便。更为可贵的优点是延展性能优良，耐腐蚀极强、具有较强的刚性。塑料管材内壁光滑、不易结垢，输送流体阻力小，且无毒无害，是典型的环保材料。但塑料管对温度变化敏感，使其适用范围及适用寿命都受到限制，塑料管材易老化、随着使用时间的延长易产生变色，变软发粘，变脆和裂纹，而且会产生蠕变现象（随时间延长变形逐渐增大）
5、和应力松弛现象（应变固定随时间延长而应力降低）。（3）复合管材复合管材既具有金属管材的刚性，良好的承压能力，又具有塑料管材的耐腐蚀性和良好的延展性，加之价格方面的低廉，材料宜得，是具有广泛发展前景的优良管材。但复合管也有一些难以克服的缺点，需要不断改进。例如：铝塑复合管往往因长时间的温度变化引起的热胀冷缩造成管壁错位、接口渗漏。钢塑复合管因为其材质坚硬，现场加工难度很大。（三）常用管材价格比较金属管中的钢管（SPP、球墨铸铁管（DIP）;非金属管中的混凝土管（CB、预应力钢筋混凝土管（PCB、预应力钢套筒混凝土管（PCCP;塑料管中的硬聚氯乙烯管（UPVC、高密度聚乙烯管（HDPE、以及聚乙烯
6、管（PE）、高联聚乙烯管（PEX、聚丙烯管（PPP、玻璃纤维增强聚丙烯管（FRPP、ABS工程塑料管；复合管中的钢塑复合管、铝塑复合管等等。这些管材都属于预制构件，需要在专门生产厂内预制生产。从上述用量较大的管材的制造成本统计，市政工程中常用管材的价格由低向高的排列是混凝土管（CP）、预应力混凝土管（PCH、预应力钢套筒混凝土管（PCCP、钢管、玻璃纤维增强聚丙烯管（FRPP、球墨铸铁管（DIP）。其它如PE、HDPEUPVCPP、ABS程塑料管等，由于总用量的关系尚不便统计，未列入其中。（四）选择管材的主要原则1 .遵循国家的相关政策和相关的技术标准规范，因地制宜合理选用。国家的政策和技术标
7、准规范是建设、设计、监理和施工各参建单位进行设计、施工、验收的主要依据，各相关单位及人员都必须遵守。2 .根据管材具体使用地点和敷设方式灵活选用管材，一种管材在某地是否适用，除管材自身特性之外，还取决于该地区的自然地理环境、工况条件、资源特点、居民生活水平、社会经济发展状况等因素。另外，建筑物的不同使用功能及性质、标准高低，也直接影响管材的选用。3 .管件与连接是管材选用中不容忽视的关键。在选择管材时，人们往往容易忽视管件的配套和配件的性能。4 .性价比是选择管材的决定因素。当一种管材在其性能、使用场所、连接方式等均满足使用要求后，价格就成了选用的决定因素。三、管道及其连接（一）管道工程的接口
8、型式管道接口必须具有一定的弹性和抗震性能。同时，无论管道工程的公称直径为多大，只要管节公称直径相同就能够互相连接，而且具有互换性。管道工程的接口形式，根据对接口弹性要求，大致分为三种形式：柔性接口、刚性接口和半柔半刚混合型接口。（二）柔性接口的特点柔性接口是最具有代表性的接口，广泛应用于输送煤气、上水管道、工业用水管道以及其他管道。柔性接口具有下列特点：（1）密封性能良好由于橡胶圈受到压兰紧压，与铸管承口内表面和插口外表面紧密接合，因而可获得充分的气密性和水密性。K型接口由于圆形橡胶圈部分的作用，可得到更高的密封性。J（2）具有可绕性由于橡胶圈具有弹性，铸管承口和压兰的内表面呈圆锥形，因而获得
9、了可绕性使管道能很好地适应地基的少许沉降或振动。（3）良好的伸缩性由于温度的变化，所以铸管产生的伸缩能够容易地被其吸收，不需要特殊的伸缩接头。（4）施工简单迅速使用简单的工具（棘轮扳手或螺丝钳）即可进行迅速而安全的装接工作。根据情况也可在水下作业，因气候影响而延迟施工较少。另外，装接完毕后可以直接加回填土，工程进展顺利。（5）橡胶圈不易老化橡胶圈几乎完全被嵌入承口内槽中，露出部分很少，与氧气的接触少，因而老化的危险性小。（6）能防止电化学腐蚀影响接口的橡胶圈使每根铸管之间互相绝缘，因而电化学腐蚀的影响小。（7）对于接口脱离必须十分重视。四、钢管（一）钢管的分类钢管分为无缝钢管及焊接钢管两大类。
10、普通无缝钢管采用普通碳素钢、优质碳素钢、普通低合金结构钢及合金结构钢制造。制造标准是GB/T8162。（二）钢管的防腐1 .钢管的外防腐（1）涂裹绝缘层法。（2）环氧煤沥青防腐层结构（3）电化学法2 .钢管的内防腐（1）水泥砂浆涂层（2）聚合物水泥砂浆涂层（三）钢管的连接1 .钢管的焊接2 .钢管的法兰连接五、球墨铸铁管（DIP）（一）球墨铸铁管的发展与现状（二）球墨铸铁管的连接目前常用的接口形式有以下几种：滑入式（T型）柔性接口、机械式（K型）柔性接口、机械式（Nn型及Sn型）柔性接口、法兰型刚性接口及若干种特殊类型接口。1 .滑入式（T型）柔性接口如图5-2所示。2 .机械式（K型）柔性接
11、口机械式（K型）柔性接口如图12-1-1示:图12-1-1:机械化（K型）接口1-压兰2-橡胶圈3-螺栓及螺母3 .机械式（Nn型及Sn型）柔性接口机械式NII型及SII型柔性接口是我国专用于城市燃气管道的接口。接口形式如图12-1-2和图12-1-3所示。IMMIBIOIJOChHrnini图12-1-2:机械式（Nn型）接口图12-1-3:机械式（Sn型）接口1.螺栓2.压兰3.密封圈4.支撑圈1.螺栓2.压兰3.密封圈4.隔离圈5.锁环4.法兰型接口法兰型接口是传统的刚性接口，不具有柔性的特点，通常只在一些特殊的场所使用，如与泵、阀门、消火栓及穿过基础、墙体时避免管道影响时才使用。法兰型
12、接口如图12-1-4所示图12-1-4:法兰型接口1.螺栓及螺母2.橡胶圈六、混凝土管和钢筋混凝土管（一）给水管网的混凝土管和钢筋混凝土管在给水管网中常用的是钢筋混凝土压力管，钢筋混凝土压力管按制造工艺及受力情况的不同，分为自应力混凝土管、预应力混凝土管（PCP、预应力钢筒混凝土（PCCP三种。（二）排水管网的混凝土管和钢筋混凝土管1 .钢筋混凝土排水管规格|钢筋混凝土排水管按其规格、尺寸和承受的外压荷载系列可以分为I级管和口级管。2 .混凝土排水管和钢筋混凝土排水管接口形式混凝土排水管和钢筋混凝土排水管接口的接口分为刚性接口和柔性接口两类。排水管道的刚性接口主要有水泥砂浆抹带接口、钢丝网水泥
13、砂浆抹带接口、混凝土套环接口等等形式；柔性接口主要是承插口加密封橡胶圈的形式。（1）水泥砂浆抹带接口对于管径，DN700mmi管子，可进入管内勾管内缝。管径0DN600mmj管子，可用麻袋球或其他工具在管内来回拖动，以便将漏进管内的灰浆挤入管缝，或者拖平。见图12-1-12图：12-1-12135和180混凝土基础水泥砂浆抹带接口（2）钢丝网水泥砂浆抹带接口（3）预制混凝土套环接口适用于地基不均匀地段或地基经过处理，可能产生不均匀沉陷且位于地下水位以下的管道上。见图12-1-15、表12-1-16J1rt肛身图12-1-15预制混凝土套环建筑油膏接口七、塑料管塑料管材可以广泛地用于给水排水管道
14、工程、燃气热力管道工程，以及医疗、化工、采暖、工业管道、食品加工等领域。（一）聚氯乙烯（PVQ管1 .硬聚氯乙烯（PVC-U）管硬聚氯乙烯管材是给水排水工程中使用最多的一种塑料管材，是目前国内替代镀锌钢管和灰口铸铁管的主要管材之一，也是我国提倡大力开发推广应用的一种管材。2 .硬聚氯乙烯双壁波纹管硬聚氯乙烯双壁波纹管适用于农业排灌、电缆保护及城市排污等领域。硬聚氯乙烯双壁波纹管规格及外形尺寸见图7-1。|图12-1-16硬聚氯乙稀双壁波纹管外形尺寸3 .氯化聚氯乙烯（PVC-C）管氯化聚乙稀管的特点：使用温度范围广：-40。95C;具有良好的强度和韧性；耐化学腐蚀；具有自熄性的阻燃性能；低热传
15、导性；管壁平洁光滑，输送流体时摩阻系数小，流体附着力低；优异的抗老化性能。其主要应用领域是：建筑空调系统、饮用水管道系统、游泳池及温泉管道、工业管道系统、食品加工业、给水及污水厂管道系统及农业灌溉。（二）聚乙烯（PE）管聚乙烯（PE）是由乙烯单体经过高压或低压聚合而成的一种烯烧类树脂。聚乙烯树脂又分为高密度聚乙烯（HDPE、中密度聚乙烯（MDPE和低密度聚乙烯（LDPEo1 .水用聚乙烯管2 .高密度聚乙烯（HDPE缠绕增强管高密度聚乙烯缠绕增强管适用于水利工程、自来水工程输水、市政工程雨水及污水排放、矿井及建筑的通风系统。3 .高密度聚乙烯双壁波纹管高密度聚乙烯双壁波纹管适用于水利工程、自来水工程输水、市政工程雨水及污水排放、矿井及建筑物内通风系统。高密度聚乙烯双壁波纹管规格及外形尺寸见图12-1-17o图12-1-17高密度聚乙烯双壁波纹管外形尺寸4 .交联聚乙烯（PER管交联聚乙烯管适用于饮用水管，建筑物内冷、热水管，供热取暖用管、低温地板辐射采暖系统用管、食品、医药、化学工业液体、空调冷、热水管及燃气热水器热水管。其综合性能：1、耐温性交联聚乙烯管使用温度为-70110C。|
