一、混凝土管

混凝土管在排水管道中應用歷史悠久，是傳統的的排水管道管材，因其優異的性能在排水管道中至今仍是使用廣泛的管材。

1、 混凝土耐腐蝕，使用年限百年以上

現代工程許多建在較為惡劣的自然環境中、要求建筑材料耐腐蝕、使用年限長。例如在海洋環境中建設的各項現代工程：東海大橋、杭州灣大橋、港珠澳大橋、洋山深水港，海水輸送管道等，百年工程都是采用混凝土結構為抗御腐蝕的主材。

污水處理廠中污水池等筑構物無一不是混凝土結構。國家重點建設工程地下綜合管廊使用的年限要求百年，也只有混凝土可滿足此要求。

當前大都金屬管材都需采用水泥作為基材的防護材。例如鋼管、球墨鑄鐵管的內壁都以噴涂水泥砂漿為內防護層，鋼管的外防護層還是以外包鋼絲網砂漿效果好，只是輸工要求高，但是在國防工程等最重要的場合，仍采用此傳統的防護方法。

國內青島（地下鹽堿腐蝕極為嚴重）等地德國在1898建的下水道卵形混凝土管，至今仍在應用。2008年青島市政工程改造，從道路下挖出百年余排水管完好無損。

圖1 壽命110年的混凝土管

隨著現代混凝土技術的進步，高性能混凝土、超高性能混凝土研究成功，各種腐蝕介質中應用的混凝土應有盡有，混凝土排水管中加摻抗蝕外加劑已是常態化生產的產品了，工廠可為工程定制各種要求的抗蝕混凝土管。

例如北京首鋼當年向曹妃甸搬遷，公司專們生產適宜于唐山地區用防蝕混凝土管，摻加特殊防蝕劑，首鋼有專項指標檢測，在當地腐蝕介質條件下使用年限要達到80年以上。

如今，混凝土管的防腐技術又有飛速發展，除了有內摻防蝕劑的內摻防腐法外，另有，內襯PE片、內襯玻璃鋼管（都有國家標準），內涂和外涂防蝕涂料，適應不同要求的方法均有。

因而，混凝土管是簡單實用的耐久性抗蝕排水管道。

2、混凝土制品是一種低能耗、少污染的產品

混凝土制品主要的成份是砂石，占到80—90%，其膠凝材料水泥只占到10—20%，而水泥的燒制的燃料（煤）只占到水泥重量的10%，大量的是天然砂石料，所需能源極少，是低能耗的無機材料制品。

水泥及水泥制品的生產過程也是一個低污染無污染的生產過程。

從國家持續發展，為子孫后代的生存、為創造綠色環保生活環境出發，是十四五規劃期間還應大量使用的制品。

3、排水管道中已廣泛應用新型帶座混凝土圓管

管道施工對管道使用年限均有很大影響，特別是塑料材質的管材，球墨鑄鐵管也受影響。

這些管材均屬柔性管材，鋪設于溝漕內管子的兩側（特別腋角部位）對回填土的密實度有很嚴謹的要求，回填土的支承反力是管道正常運行的必須措施。由于管道回填施工的疏忽造成工程事故時有發生。

混凝土管是剛性管，特別是采用柔性接口的混凝土管，它可直鋪于平面素土平基上，施工方便簡單，受施工質量影響小。施工也更加方便快捷。

近期來，新型帶座混凝土圓管已在排水管道等工程中廣泛應用，它是在圓管底下附加了一個平面底座（見圖2），如圖1所示，德國青島用的混凝土管就是帶底座的。

帶座混凝土圓管的優點是增大了混凝土管在平面基礎上的支承角，因而，可以減少管中鋼筋用量或增加埋設深度，提高外壓承載能力。

帶座混凝土管是全新設計的管材，因而其管型完全按照管道工程的需要，作了改進。

圖2 帶座混凝土管

4、價格特低是混凝土管的優點，是任何其他制品所不具備的

混凝土管的原材料的水泥、砂石價格便宜、建廠投資低、勞動力便宜，為工程建設提供價廉物美的產品，極大地有利工程建設的高速發展。

φ1200mm柔性接口混凝土管每米價格約為球墨鑄鐵管1/3，為HDPE管的1/2。

5、混凝土管強度高、抗滲性能好

    水泥作為膠凝材料的混凝土管，其特點是出廠前混凝土管強度和抗滲性能均達到國家標準要求。而管道在地下運行中，隨著水泥的不間斷水化、繼續析出水泥凝膠，混凝土管強度、抗滲是隨時而進，不斷提高。按資料提供，埋于土中混凝土強度3年提高30% 、10年提高壓50%，后期的發展曲線也一直是向上的。是其他各種管材不具備的特性，其他管材隨時間性能是不斷下降的。

6、地下管道工程不開槽頂管施工

    頂進法施工是當前管道不可避免的施工工法，隨著社會發展、進步，越來越多的管道工程采用頂進法施工，在排水管道工程中當前只有混凝土管適宜于頂進法施工。鋼管、玻璃鋼管等也偶然會在頂進法施工中應用，但因其施工復雜、工程費用高等缺陷，非不得已還是盡量避免采用這些管材的。

7、混凝土管防止漂管能力強

管道埋設于地下水位以下時，受水力浮托作用會發生漂管現象。混凝土管有一定自重，在一定條件下不是缺點，可減少和防止漂管。

球墨鑄鐵管和塑料管等自重較輕容易發生漂管，特別在淺覆土中需要加設抗浮設施，增加工程費用。施工中在地下水位高及雨季施工中也增加工作難度和費用。

二、球墨鑄鐵管

球墨鑄鐵管的制作過程是在普通鑄鐵管的原材料中添加了鎂、鈣等堿土金屬或稀有金屬鑄造而成。球墨鑄鐵管的鑄造工藝有連續鑄造法、熱模鑄造法和水冷離心鑄造法，其中水冷法為當今的前沿工藝。國際上的生產廠家有日本久保田、法國穆松橋、美國聯合工業等公司。我國球墨鑄鐵管知名企業有新興鑄管、山東濟鋼鑄管、安陽永通鑄管、本溪北臺鑄管、聯豐管業、鴻福管業、鑫晟鑄管等。

圖3 球墨鑄鐵管

1、球墨鑄鐵管的優點是明顯的。

① 抗拉強度高，是一般灰鑄鐵管的3倍

② 韌性好，延伸率高，為5－15％，而一般灰鑄鐵管為0

③ 工作壓力可達2.45MPa，而一般灰鑄鐵為0.74MPa;

④ 耐沖擊、耐震動、耐腐蝕，比鋼管好。

2、但其也有自身的缺陷；

① 其一是造價較高，只比鋼管略低。

② 其耐腐蝕雖比鋼管要好，但是其管壁薄，埋設在土壤中受蝕穿孔的速度比灰鑄鐵管快得多，若外防腐作得不夠 ，幾乎在5－8年內就發生腐蝕穿孔，而管材在腐蝕土壤中的受腐蝕速度達0.5-1.5mm/a， 因此球墨鑄鐵管的外防腐蝕一定要按要求做好，而這點在生產、施工、安裝中不易保證，造成事故隱患。

③ 其內襯一般為水泥砂漿涂敷，由于水泥與鑄鐵性能差異較大，在外沖擊、內壓、溫度變化等條件下，水泥砂漿襯里更易裂紋，導致水分滲入，甚至剝落，造成水阻增大和腐蝕加快。

④ 嚴格的內外防腐要求

球墨鑄鐵管會不會生銹，使用壽命多長，關鍵在于球墨鑄鐵管的防腐工藝是否做到位了。埋在地下的球墨鑄鐵管外壁與土壤接觸，由于其潮濕、富含氧氣，因而球墨鑄鐵管內外防腐要求極其嚴格。

⑤ 球墨鑄鐵管生產過程會有廢氣、廢水排放，生產過程和鋼鐵生產過程類似，屬于高耗能和污染行業。

3、 球墨鑄鐵管內防腐技術要求：

① 常用鋁酸鹽水泥涂層或硫酸鹽水泥涂層。

② 用于輸送污水的管道，內防腐措施需：水泥砂漿內襯+特殊涂層，提高內襯的抗腐蝕能力。

③ 在腐蝕性強的污水管道中，須用環氧陶瓷內襯，但是由于制造工藝難度大，成本高，所以在使用上有一定的局限性。

④ 聚氨酯涂層是一種為適應環保需求而研制開發的一種新型綠色特殊涂層，有良好的耐磨和耐腐蝕性。

4、球墨鑄鐵管外防腐技術要求：

① 涂層要與球墨鑄鐵管之間有良好的附著力；

② 耐化學介質腐蝕（包括酸堿性土壤及酸性大氣腐蝕）；

③ 機械物理性能好（硬度、耐磨性、柔韌性）；

④ 露天部分耐侯性好（包括潮濕氣候及強紫外線）；

⑤ 耐微生物及昆蟲和鼠害。

⑥ 埋地部分應耐植物根系穿透。

球墨鑄鐵管做防腐施工前，須采用噴砂除銹至球墨鑄鐵管露出金屬光澤，達到(GB/T8923-1988)中SA2 1/2級質量標準。一般要先將鑄管表面的涂料清理干凈，第二部噴鋅然后噴瀝青漆雙層防腐，鋅層厚度：130克/㎡，瀝青厚度75Um。

4、工程中如何驗收、區分球墨鑄鐵排水管的優劣：

① 排水管易出現折疊。折疊是排水管表面形成的各種折線，這種缺陷往往貫串整個產品的縱向；

② 劣質排水管表面易產生結疤；

③ 劣質排水管無金屬光澤，呈淡紅色或類似生鐵的顏色；

④ 劣質排水管輕易刮傷，原因是劣質材廠家設備簡陋，易產生毛刺，刮傷排水管表面。深度刮傷降低球墨鑄鐵排水管的強度；

⑤ 劣質材表面易產生裂紋，原因是它的坯料是土坯，土坯氣孔多，土坯在冷卻的過程中由于受到熱應力的作用，產生裂縫，經過軋制后就有裂紋；

⑥ 劣質排水管外表經常有麻面現象。麻面是由于軋槽磨損嚴重引起排水管表面不規則的凹凸不平的缺陷。由于劣質排水管廠家要追求利潤，經常出現軋槽軋制超標。

5、球墨鑄鐵管的滲水標準

6、注意鑄態球墨鑄鐵管混入工程

鑄態球墨鑄鐵管也是將鑄鐵球化處理后離心澆鑄而成，只是在工藝制造上未經過退火處理。鑄態球墨鑄鐵管的性能比一般灰鑄管高一些，但質量與球墨鑄鐵管還是相差不少，隨著球墨鑄鐵管產量的增長，人們的質量意識不斷提高，其已被逐漸淘汰。但其價格便宜一些，外觀與球墨鑄鐵管相似，因而，工程中魚目混珠造成成事故也不少見。

三、化學建材管（PE管、HDPE管、玻璃鋼夾砂管等）

化學建材管作為一種新興材料，在發明初期就考慮到了傳統管材的主要缺陷，在日后不斷完善中避免傳統管材的缺點。

圖4 化學建材管

1、 化學建材管的優點

① 耐腐蝕，使用壽命較長

由于化學建材管為高性能的復合材料，其可耐大部分酸、堿、鹽的腐蝕，故對于水或者土壤的腐蝕，不會對其產生大的影響。

② 管體秔滲性能優良。

③ 對水質的影響小

在給水管線中，化學建材管通過國家衛生部及地方防疫部門的檢測，證明其對水質無不良影響。

④ 水力特性好

化學建材管內表面光滑，經測定管道的糙率系數小于其他管材。

⑤ 玻璃鋼管強度高，也適宜用于有壓管道。

2、 化學建材管的缺點

① 化學建材管為柔性管，管道回填材料及回填工藝要求高。經常會需要替換回填材料，如軟粘土、膨脹粘土、不規則巖石、大顆粒碎石、飽和地壤等都不適宜作回填材料。

回填施工時必須注意回填質量，否則會發生管道撓度增加、發生扁塌變形、管道偏移等，管道三角區、胸腔密實度的施工特別重要，二側還應同步回填夯實。施工中既不能用重夯、又需要達到一定密實度，很多只能采用砂子作回填材料，增大了成本。

② 化學建材管為柔性管材，作排水管埋入地下，由于剛度小，在車輛往復受壓過程中產生較大彈塑性變形， 造成路面開裂破壞。

③ 化學建材管部分管材接口使用膠接工藝，是剛性接口，管道埋設于地層中在各種力的作用下，地基常會發生不均勻沉降，在管中產生縱向拉力，一旦縱向拉力超過接口膠接力，接口松動而產生接口滲漏。

④ 價格與混凝土相比還是較貴。

由于以上幾個原因，一些城市中市政道路下已經限止使用化學建材管了。

圖5  2010年貴陽污水管事故新聞報導

工程中根據條件，綜合對比，保證工程質量，確保使用期限，不無原故提高技術指標，控制好工程費用，合理選擇適用管材！