李攀
南宁轨道交通集团有限责任公司 广西南宁 530029
摘要：地铁是一个相对封闭的环境，随着轨道交通的快速发展，地铁也越修越深，从而带来了一系列问题，环境潮湿、阴冷、通风不好、安全性差等因素给地铁给排水的设计提出更高的要求，因此给排水系统对地铁安全可靠运行起着重要的作用，本文首先说明了地铁给排水管材选取的原则，然后分析了不同类型给排水管材的运用。
关键词：地铁；给排水管材；选取；塑料管材；热镀锌钢管
1 地铁给排水管材选取的原则
1.1 管道的卫生情况
随着社会生产力的进步，人们生活质量的不断提高，健康与安全的生活理念已经成为现代人最为重视的两大主题，生活饮用水的水质、排水管的安全性也就成了人们关注的焦点。传统使用的金属管材具有许多应用缺点，主要包括：易生锈、易腐蚀、易渗漏和易结垢等。通常使用的金属管材，一旦管里的铁与空气中或水和氧气发生化学反应，供水管道里外容易产生铁锈，铁锈容易滋生各种微生物及细菌数量超标而导致管网水质变化，出现黄流水；而排水管道因排除的污水成分多样，复杂，则更容易被腐蚀，且加上不均匀沉降及施工质量而导致的管道破裂，从而加重环境污染，时刻威胁着人们的健康生活。
1.2 管道的性能
在选定管道性能是否符合的过程中要重点考虑三个方面的内容：
首先，要考虑的因素是在规定的使用压力和温度下具有足够的机械强度；其次，所选择的管道是否对管内流动的流体具有防腐效果。
当项目中使用的给排水管道材料性能质量出现问题的时候，使用过程中可能会出现漏水、渗水等情况，漏水及渗水的情况造成的直接损失相对较小，但往往带来的间接经济损失较大，尤其是城市地铁大部分水管均为暗装、埋地，发生漏水后，很多情况下需要重新施工，凿开封闭水管的墙体或地面所用材料，修复后重新覆盖新的墙体或者路面，这样类似的因水管质量导致的情况不仅浪费了大量的人力物力，更给城市地铁的正常运行带来不便，所以根据应用场合选取合适性能的管材是十分重要的。
1.3 管道的材料和工程成本
给排水系统可以使用的管材很多，且随之管材材料技术和管道技术的发展，不断的涌现出了许多新型的管材，推动了给排水技术的快速发展。但也因此由于管材的多样化，使得给排水工程的成本也有很大的不同，例如铸铁管成本低，但重量大，且硬度不足，容易脆裂；钢管材质坚固，耐磨损，化学性质稳定，但造价比较高；塑料管价格成本相对较低，但抗压能力有待提高，对不均匀沉降能力适应比较差；综合分析，给排水工程在保证工程质量标准及使用性能的情况下，尽量用性价比高的管道组合方式。
2 不同类型给排水管材的运用（针对地铁常用的管材进行分析）
2.1 薄壁不锈钢管
薄壁不锈钢是指壁厚与外径之比不大于6%的不锈钢管，含铬（Cr）量在12%以上，并按需要添加其他金属元素所形成的奥式晶体结构性质的铁合金。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆不锈钢管具有抗腐蚀、韧性好，但抗压及抗冲击能力相对比较差，使用时要选择好连接方式，小口径规格相比较机械连接速度慢，对安装工人技术素质要求较高。薄壁不锈钢管与其他管材、管件、附件相连接时，应采取防止电化学腐蚀的措施。可用于埋地敷设的规格型号比较少，常用于生活冷水，不宜用于生活热水。
2.2 球墨铸铁管
球墨铸铁管是通过球化和孕育处理得到的球状石墨，有效地提高了铸铁的机械性能，特别提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度。按工作压力分类，主要包括低压管、中压管、高压管。球墨铸铁管接口有柔性接口和刚性接口两类，柔性接口采用橡胶圈接口，刚性接口采用石棉水泥、膨胀性填料接口，重要场合可用铅接口。球墨铸铁管具有耐腐蚀性能强、使用寿命长、抗渗性能好，适于埋地敷设，其主要缺点是重量大、长度较短，安装时候一般需要动用机械。球墨铸铁管多用于地铁的室外给水管道工程，当给水管管径大于或等于150mm 时，或者采用埋地敷设的生活给水管（管径大于75mm），此时宜采用球墨铸铁管。
2.3 HDPE、UPVC管材
HDPE 管材的主要的原料是高密度聚乙烯。HDPE管是结晶度较高的非极性的一种热塑性树脂。该种管材是钢铁管材和聚氯乙烯所衍生出的一种材质。基于其特殊成分，使得其具有众多优势。HDPE 管具有较好的耐冲击性，在-55～55℃的温度范围内，能够予以正常和安全的使用。具有较强的耐腐蚀性，该种管材应用在市政排水系统中，土壤中的一些化学物质不能对其起到腐蚀的作用。使用寿命较长，一般在50 年以上。属于中等综合造价。UPVC管的主要成分是聚氯乙烯树脂。其不含增塑剂成分的一种塑料管材，具有耐腐性，阻力小，重量轻等优点，使用寿命通常50年以上。但地铁给排水的施工具有一定的特殊性，大部分是在既有的市政道路上施工，需开挖，回填。因此，对不均匀沉降性能方面就有了一定的要求，HDPE、UPVC对施工中产生的不均匀沉降的影响会相对较大，而施工质量也存在不同程度的差异，可导致管道的破裂，且塑料管在废弃时处于燃烧的状态时，会释放大量的重金属浓烟，污染环境。HDPE、UPVC管材常用于生活排水。
2.4内外环氧涂塑钢管
内外环氧涂塑复合钢管是以钢管为基材，采用熔结环氧粉涂料，经过喷涂于钢管之上一次成型的，其每个粉末颗粒都均匀的包含环氧树脂、固化剂等所有成分，使涂敷过程以及涂料成膜后的深层具有连续的稳定性和均匀性，即使钢管表面的凹陷处及焊接两侧也会最大限度的流入填平于基材，没有空隙，结合紧密。具有其优良的综合性能，很强的耐腐蚀性和机械性，良好的耐化学稳定性和耐水性，具有减阻、防腐、抗压，抗菌等作用。它将钢管和塑料管的优点发挥到了极点，不仅具有钢管特有的机械性能--高强度，高刚度，而且还具有塑料管优良的防腐性能。它内壁光滑，不滋生微生物，可有效防腐，不结垢，输水阻力系数小，增加了输水能力，节约了水资源。使用寿命可达50 年以上。主要缺点是安装时不得进行弯曲，热加工和电焊切割等作业时，切割面应使用生产厂家配有的无毒常温固化胶涂刷，对损伤部位进行修补。
2.5给水系统管材的选取
在地铁站进行给水管线设置时，因为其给水系统需要给生产、生活和消防用水提供需要，所以在设置其给水管线时，就需要注重给水管材的选用。
在车站原设计中，室外给水管水表井前采用PE100管，热熔连接，管道公称压力为1.0MPa；水表井后DN80以下采用钢塑复合管，螺纹连接，DN80及以上管采用球墨铸铁给水管，橡胶圈接口，室内生产、生活管采用薄壁不锈钢管，可采用挤压式、螺纹式或氩弧焊连接。而根据现场供应条件及现场敷设要求，在满足性能及使用要求的情况下，上述管材的应用显得比较多样杂乱，不易施工管理，这就要求设计人员在设计阶段，在满足要求及性能的情况下要综合地铁车站的各种因素来选取管材，最终调整为室外给水管＜75mm的，采用钢塑复合管，给水管≧75mm的选用球墨铸铁管；室内生产、生活仍采用薄壁不锈钢管。
在给水管材的选取上，除了防腐蚀，结垢，抗压、抗菌等因素，还要考虑管材膨胀系数由于其经常受到温度带来的影响而出现线性变化，所以在选材时还应考虑其这一特点。因而在铺设管线时也应尽可能地克服这一弊端。
3结语
综上，地铁给排水系统工程施工的规模较大，施工工筹情况复杂，这就使得选用管材过程中，应注重经济性、性能性，同时也要注重施工难易程度和卫生等方面。这就需要我们在选择各类型管材的过程中，对管材在保证使用功能及经济性的同时，尽量使管材材质统一，减少类型的多样化，做好地铁给排水方面的管材选取工作，才能更好地确保地铁的设计，以便施工更易于掌控和管理，使地铁工程合理有序的进行，最终促进城市轨道交通网络的完善。
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论文作者:李攀
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第7期
论文发表时间:2018/7/25
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