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第一章 PVC-U大口径缠绕管道产品介绍一、 大口径PVC-U缠绕管式管道河南金铨塑业有限公司在充分消化吸收德国、芬兰及韩国技术的基础上研制成功了PVC-U缠绕管式管带，根据不同的管带模具断面所产生的管材以硬聚氯乙烯为主要原料，先经锥双的挤出机异形板带，再经成型机缠绕复合而成。其内外壁平整光滑，规格由300-2500mm，根据不同的使用条件，环刚度分为多个等级，可适应浓度在10%以下的酸碱液体。该种管材具有耐腐蚀、质量轻、安装简便、通流量大、寿命长（50年）等优点，可代替高能耗材质（水泥、铸铁、玻璃钢、陶瓷等）制作的管材，广泛用于高速公路，市政建设、住宅小区、广场、运动场、矿山、农业、涵洞、桥梁等领域的排水、排污管道。二、 PVC-U缠绕管式管道是当今世界最理想的大口径排水管道 目前，国内排污排水管大多数采用水泥管；水泥管作为污水排放管存在着许多弊端。 1、理化性不温定，使用寿命短： 易破损、渗漏，造成环境污染，地壳运动时水泥管易发生断裂、破损，泥土会进入管内，造成管路堵塞，需频繁地维修。这样不但浪费了大量的人力财力。而且造成交通不畅，环境污染，热别是大面积污水渗漏，严重污染地下水源，成为城市居民生活中一大公害： 尤其是现代工业及城市排放的污水成份中，一方面碱的浓度不断增大，对水泥管的腐蚀逐渐增强，另一方面悬浮物物越来越多，对受到腐蚀的水泥管表面损伤很大，从而使水泥管的寿命越来越短。 2、水泥管的使用不经济： 水泥管比较笨重，运输施工极不方便；施工费用昂贵，易破损（破损率20%）、堵塞、维修费用高、使用寿命短，在一定的使用时段工程综合成本极高； 3、水泥管的生产，不符合节能环保政策： 生产水泥既浪费能源，又污染环境，长时间大量生产水泥管、会造成极大的能源浪费和严重的环境污染。 正因为如此，上海市早在98年已下文（沪建材98第0511号）规定：淘汰水泥管（混凝土管），推广使用塑料管。2001年四川省（川建厅20011055号）下文“套袋水泥管，推广使用塑料排水管”。北京市迎接2008年奥运会，计划在“十一五期间”总投资2800亿元用于市政建设，其中800 亿用于市政排水管网建设及污水处理。西方发达国家早在上个世纪八十年代已开出了替代产品-塑料管材，并极力推广使用。其主要品种有：PVC管、UPVC波纹管和HDPE、UPVC缠绕管道等。作为大口径排水管。UPVC波纹管设备投资巨大，生产直径由200mm以上的双壁波纹管设备依赖进口:且最大只能生产到由1000mm的管材，环刚度亦不够理想UPE管不但设备投资大，且管材成本高，造成浪费：而大口径PVC-U管带绕制而成的管道由于其特殊的口径双壁波纹结构，使得管材比重减轻，环刚度增强，而且设备投资非常小，因此在排水管领域内越来越受到推崇。特别是在西欧和韩国，大口径排水管中PVC缠绕管波纹管的使用率分别为60%，75%。韩国政府今年又拨款一兆四千亿韩元，用于PVC双壁缠绕波纹管替换水泥管的工程，目前，韩国已有300条设备在生产大口径PVC缠绕管，其使用在韩国更是如火如荼。三、符合产业政策，发展塑料排水管大有作为 在今年三月份的全国人大会上，温家宝总理在“十一五”期间重点发展八大产业中第四项提到：“要大力发展管道工程”。化学建材协调组在“十五”规划纲要中提出：“加速淘汰耗能高、寿命短、不符合节能环保政策的落后产品，大力推广使用新型化学建材，在2010城市排水管系统，塑料管使用率要达到85%，基本淘汰混凝钢筋水泥管及铸铁管”。 始于20世纪90年代的“管道革命”是以铝塑复合管，PEX、PPR、(PPB)管替代镀锌管开始的，大口径双壁缠绕波纹管用作城市排污管道，以上海市建委98年首先下文“淘汰水泥管、混凝土管，推广使用大口径塑料管”为起点，先后已有杭州韩益、石家庄宝石克拉、大连、东高、湖北凯乐等公司以独资及合资的方式先后从德国、韩国引进HDPE中空壁排水管生产线，可生产由250-1000mm的管材，在上海、新疆、青岛、北京等地已大面积开始使用。建设部2003年6月在温州开专题会，研讨大口径给排水塑料管道，与会专家领导给大口径PVC双壁缠绕管以很高的评价，众多的生产企业也表现出极大的兴趣，国外公司、设备生产企业也看好中国市场，加大了在中国的投资力度。2001年11月，建设部在北京召开了“21世纪国际城市污水资源化与利用战略研讨会”，会上对未来十年我国城市“污水资源化”作了重要的战略部署，为今后十年我国塑料排水管道的发展勾画出了史无前例的市场蓝图。第二章 PVC-U大口径缠绕管道市场潜力分析城市排水设施是现代化城市不可缺少的重要基础设施，是城市防止水污染和排除城市地面保证城市正常生活的骨干工程，城市排水设施水平等高低是一个城市现代文明的重要标志。与发达国家相比，我国城市排水设施水平尤其落后，每年新建及改造工程量相当之大。据建设部1997年统计，我国市政系统和企业单位自建排水系统及城市排水管道.总长度为119738.5公里，市政排水管道长度为85136.21公里。近几年每年新建排水管网系统的增长率分别为10%左右，而且呈递增趋势，远远超出国民经济增长的总体水平。若按每年10%的增长率，则每年需排水管约1.5万公里，若有50%使用大口径双臂管缠绕波纹管，按目前金铨公司年产60公里的生产线，则要250条生产线才能满足需求（韩国面积不如中国一个省大，但已有300条设备生产线），这还不包括城市排污管网的改造及新建污水处理厂所带来的市场需求。国务院关于环保若干问题的决定和建设部关于加快城市污水集中处理行业发展和设备产业化工作的初步设想及“21世纪国际城市污水资源化与利用发展战略”为未来10年排水排污管道发展建设投资不重视，据96年首次全国城市市政公用设施普查结果看出：在运行的城市排污管网总长度为119738.65公里，其中有70%以上的是80年代以前铺设的，其主要材质是混凝土管、铸铁管、陶制管以及砖石砌成的暗渠。目前大部分多年失修，管道腐烂、接头渗漏极为严重，管道破塌陷、堵塞时有发生。尤其是排水管网的渗透和修复对城市环境和城市地下水的污染极为严重，据统计，我国90%以上的城市水污染恶化，95%以上的城市地下水不符合饮水标准排污管道的渗漏是最大的污染源之一。另一方面，由于过去城市排水管网设计的口径普遍较小、相对于日益增多的城市人口和城市不断扩大，当然不能满足其排水要求。每逢雨季，城市里汪洋一片，交通停滞，城市防洪任务相当严峻，被街道洪水夺取生命的事情每年都有发生，这种现状早已引起国家各级政府的高度重视，对落后的城市排水排污管道进行更新改造迫在眉睫。上海市、四川省率先淘汰水泥管、推广使用塑料管，加之对城市污水处理投资力度加大，必然会带动全国其它省市掀起排污“管道革命”的热潮，新型管道生产企业的不断涌现，雨水收集管网建设及海水淡化利用，对排水管的需求将不断增加，在街道、公里、高速公路埋设雨水收集管道、发达国家对雨水进行收集处理已是非常普遍的现象。国外实践表明，对雨水进行收集处理利用是一种最经济的取水途径。温家宝总理曾讲过：“我国是一个水资源严重缺乏的国家”北方，尤其在西北缺水最为严重，在这些地区对雨水进行收集处理利用，将会缓解其严重的缺水问题。在沿海缺水城市将对海水进行淡化利用。由于对雨水处理比对污水和海水的处理更为经济，可更好的解决沿海城市的缺水问题，国家政府已将该措施列入未来10年节水措施中。随着国力的增强，对雨水收集管道和海水淡化工程的建设投资将会加大。同时，迎奥运工程中，在北京、青岛等城市将要新建一大批体育场馆，体育场馆地下的雨水收集系统对管道的需求量也会增加。调水工程中PVC双壁缠绕波纹管将大有作为，国家已将“南水北调工程”列入“十五”计划，“东线工程”将在“十五”期间启动，据有关人士透露，在调水工程中，采用1500-3000mm的管道进行分组调水，基本做法是：先用并列压力管道和泵站从长江将水北调，再采用并排低压让水自流，然后再加泵逐级提升，在低压自流方面为大口径双壁缠绕波纹管提供一个独特的市场，也为国内管道制造业提供了更为广阔的发展空间。第三章 PVC-U大口径缠绕管的性能特点及用途1、管材特性1）、耐化学性：不被污水、废水及化学药品腐蚀，不因土壤中腐烂物质而腐蚀；2）、抗冲击：管材壁采用“工字型”结构，耐冲击、耐压，地基下沉情况下也不破裂，而且变形后复原性强，对任何地基都有很好的适应性；3）、耐老化：管材通常为白色，可承受存放和施工过程中太阳的直晒；4）、耐寒性：管材在-60摄氏度环境中不会被冻裂及膨胀漏水；5）、重量轻：便于运输，施工方便，是水泥管重量的1/10，埋管只需挖土机，不需大型设备；6）、连接方便：管材可先在沟外连接，用挖土机推到沟中。在城市排水工程建设时，可减少所需的工程时间和工程费用；7）耐磨性：比钢管、水泥管耐磨，生活水废渣通运能力强；8）、排水流通性优越：内部光滑，减少摩擦，排水速度快，流量大；9）、经济性：原材料价位低，施工、管理、维修费用低；10）、经过改性的PVC-U是无毒性原料，对土地无害，并且完全能再生使用。二、 用途1、 公寓、住宅园地等城市的下水及雨、污废水管道；2、 地中线保证及通信电缆；3、 灌溉水路，农业用水（农地整理）；4、 工厂及养畜场等的污水管道；5、 高尔夫球场、运动场、车辆通行道路、广场等的排水管；6、 下水终端处理场，粪尿处理厂；7、 各种下水过路点。8、 PVC-U大口径缠绕管材与其它几种管材的优缺点比较金铨公司PVC-U缠绕式管材与其它几种排水管材的优缺点比较二 、金铨公司PVC-U缠绕管与各类管道条件优势之比较管道类型600mm为例PVC-U缠绕管玻璃钢夹砂管HDPE结构壁管混凝土管铸铁管物理性能较好较好较好较好较好化学性能很好好很好差差水力摩擦系数110-49.1510-4110-423.210-417.910-4沿程水头损失m11.112.82.4防腐费用元/m无无无14.251运输费用元/m0.682.732.7313.3419.23生产设备投资低较高很高低较高每米重量kg/m1538.4638.46310218施工难度不用吊车方便需吊车难度较高需吊车难度较高需吊车难度较高需吊车难度较高管材价格kg/m248640450118460综合造价元/m768136311391207962使用寿命/年5050501515四、施工效率和经济效益比较（管道成型方式比较）金铨公司PVC-U大口径缠绕管均在现场绕制生产，实现了管道生产无工厂、运输多、现场绕、量身订制的革命性变革，重量轻，安装快捷、施工安全；而混凝土管、铸铁管、玻璃钢夹砂管、水泥管，等都是工厂生产成型管，其运输、吊装成本高，施工设施要求高、施工进度缓慢，易出安全事故。施工流程和工程造价对比：以DN600管道为例，混凝土管和金铨公司生产的PVC-U大口径缠绕管施工流程和工程造价比较如下表：第六章 PVC-U大口径缠绕管施工知识一、环刚度和刚度的概念和意义环刚度是描述柔性管材在外负荷（关外液压载荷，泥土载荷，车辆冲击载荷，管顶退堆积物载荷等）作用下，抵抗变形能力的物理量。管子都可分为柔性管或刚性管。其不同之处在于：2、刚性管，象混凝土管、铸铁管、石棉管、玻璃钢管和瓦管等。在破坏之前，几乎不发生水平方向上的变形，因而不会收到回填土壤水平方向的支持。3、而柔性管，象PE管，PVC管等塑料管，金属波纹管，钢管等，在垂直作业的载荷下会发生变形，并因此受到管周围土壤的水平支持作用。4、在埋地管材设计上，认为刚性管是一个独立结构，由管材本身承受一切内外压，而柔性则是由相互作用的管子和周围的土壤组成结构系统，共同承受外负荷。二、与刚性管相比，柔性管的变形有如下优势：1、变形使得积累的应力能够被释放出来，土壤成拱作用使得管材周围产生更均衡的土压力分布。形变提供了检测管材铺设质量的方便方法，一般形变越小说明铺设质量越好。2、刚性管承受的负载作用在刚性管上，如果负荷超过了管材材料的屈服强度，管材将以突然破裂的方式破坏3、柔性管材料是韧性材料，在重载荷下，管材变形而不是破裂，这种变形常足以释放积累的应力而不破坏管子的正常使用。因此，柔性管系统能够承受外载荷还要大。三、柔性管道埋地设计依据柔性管因与周围土壤相互作用而能承受较大的外载荷，管子与土壤的变形和压缩主要与三个方面的因素有关：1、 管刚度；2、土壤刚度；3、外载荷因此，管刚度，土壤刚度和外载荷，构成了柔性管埋地外载荷设计的主要依据。（1）土壤的刚度 垂直外载荷（包括土壤）作用在柔性塑料管道上使得垂直方向直径减小，而水平增大，所以产生被动的土壤抵抗力，以支持管子。填埋材料的类型和密实度决定了土壤的抵抗力（或土壤刚度）的大小。通常有较大颗粒，有棱角的材料比颗粒较小，较圆的材料，在相同密实度情况下，抵抗力大：或者说产生相同的抵抗力，所需的压实程度低。（3） 作用在管子上的运载荷/Mpa作用在管子上的动载荷一般是指运输车辆或重型设备的载荷及其冲击载荷。埋设深度越浅，动载荷的影响越大，通常埋设深度超过3米时，将不会收到动载荷的明显影响。表二所示是美国高速公里基运输协会（AASHTO）所计算的不同覆土高度情况下作用在管子上的载荷。表二 作用在管子上的载荷/Kpa覆土高度/mH-20E-80覆土高度/mH-20E-800.386.4N/R4.3可忽略28.80.638.4182.44.9可忽略24.01.028.8163.25.5可忽略19.21.319.2127.26.1可忽略14.41.612.0115.26.7可忽略13.21.89.6108.07.3可忽略12.02.184.0847.9可忽略9.62.44.876.88.5可忽略7.23.0可忽略52.89.1可忽略4.83.3可忽略58.810.7可忽略可忽略3.7可忽略38.4注：1、N/R:不推荐的覆土高度； 2、包括冲击系数3、H-20为20吨车，E-80为80吨机车四、埋地管环刚度的选择在埋地深度，地质条件和环境条件等设计依据条件确定后，应对选择的管道环刚度是否满足管道长期使用进行计算，即计算管道在外载荷下的变形量，如果管道的变形量小于或等于5%，则说明管道的环刚度可满足长期使用的要求，如果时间变形量大于5%，则需要重新选择更高环刚度的管材或者设计中采用更高刚度的填埋土壤或者通过夯实等措施，增加填埋土的密实度。、缠绕管的埋地敷设 柔性管周围的土壤材料对管子起着主要的支撑作用，这层包覆层坚实稳定，通常称之为“填埋层”,填埋层产生的支撑力的大小直接同它的刚性成正比，而其刚性除与其土壤种类有关外，还与其密度有关，因此，填埋层材料通常应夯实。管材上面回填土的材料的刚性也会影响管材的行为，这是由于回填土的拱形作用。会使管材承受的外载荷大大降低，由于管材周围和上部土壤应力的再分配，导致负载从管材上移开，管材上部回填土的刚性越大，拱形作用越可能发生。因此对柔性管系统，更应控制好回填材料和压实方法。1、 垫层：除了使管沟底部大道要求的坡度外，垫层使不规则的管沟达到平整，确保沿管材纵向形成均匀的支撑，最好是用砂土。2、 管腋：在管材下半部的回填土称管腋，它分散了外加的载荷，为防止管材的横向变形提供了最初的支撑。管腋处材料的性质和回填的质量是限制柔性管材发生形变的最重要的因素之一。为确保支撑效果。国外美国塑料管研究所认为，该区域应从管沟底部一直延伸到管材直径的75%以上。管腋土最好使用沙子，至少是能形成均匀支撑的沙土，并要夯实。夯实的程度要根据管子和回填土的性质而定，一般掌握在夯实后，管材垂直方向的变形（直径的增大）量不大于原内径的2%为宜。3、 初填：这一区域的回填土的主要功能就是分散来自上部的负荷，隔离来自最终回填土层对管材的任何不利影响，在有车辆载荷时，管顶以上初填层高度应不小于500-700mm，并应夯实。4、 终填：终填材料不属于填埋层，所以它的性能和压实质量对柔性管的影响较小。然而，刚性大的回填材料和夯实度要求，应符合有关惯例和规范的要求。六、管子的连接与维修管道连接端口处理整齐后，直接对接好，用辐射交联聚乙烯热收缩带密封管口截面，然后加热固定连接，内用辐射交联聚乙烯带黏贴，防渗漏处理。具体施工时公司将派专人指导或者直接施工，方法简单，造价低，通过应用及压扁试验，性能可靠。如果其它项目施工时造成管子损坏，如果面积较大，只能截一段换掉，如果仅造成一个洞时，用塑料薄板使用pvc专用胶粘堵即可。