大口径PE管在水利工程中的应用

简述PE管的的材质性能和使用条件，对PE管与钢管在水利工程中的使用进行了分析比较，指出PE管在不良地质条件下的应用优势，并以某输水渠道倒虹吸管采用大口径PE管架设的优化设计为例加以说明。

1、概述

聚乙烯，英文名称“polyethylene”简称PE，是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂，具有优良的耐工业用化学品的特性。PE管材与传统的金属管和其它塑料管相比，具有低密度、高强度与质量化、脆给温度化低、韧性好、耐腐蚀绝缘性能好、易着色、易于施工和安装等特点，现已广泛应用于市政和建筑给排水、燃气、供热采暖、电线电缆穿线、农用节水灌溉和工业排污、矿山矿物输送等领域。与钢管相比，成本可降12%左右，工作寿命长，维护费用低。

根据PE管的长期静液压强度对管材及其原料进行了严格的分类，分为PE32、PE40、PE63、PE80和PE100五个等级。PE63以下的管道主要用于供热、排污及田间灌溉等，而PE80和PE100级的中高密度PE管材多用于输送燃气及给水，目前市政供水多采用埋地大口径PE管为中高密度管材，而在水利工程，低压倒虹吸管采用大口径PE管也在探索使用。

2、输水管材比较分析

水利工程输水渠道流量大，而渠道跨沟（垭口）的水头多在80m以下，属中低压水头，在水头允许的条件下多采用倒虹吸管输水。对管道材质的设计，主要以钢管和预应力钢筋混凝土管进行比选。预应力钢筋混凝土管由于磨阻大、输送成本高、质量重、安装维修不便，尤其是接头多漏水量大，已不能适应节水的要求，将逐渐被淘汰。目前，在水利田间工程上大量使用小口径PE管道，而对于高密度大口径PE管，在水利工程中的使用也在快速增长。

现从目前国内长距离输水工程管材选择和运行的实际经验，选择钢管（SP）和高密聚乙烯给水管（PE）两种管材进行初步分析与比较。

（1）钢管（SP）

钢管的最大优点是管材强度较高，耐工作压力大，施工敷设方便，接口形式灵活，管道渗漏较少，很适合用于地质条件好、地形条件复杂和耐工作压力大以及穿越各种障碍物地段。但其缺点是价格相对较高，并需对管道的内外壁进行防腐处理，用于城镇生活供水，对水质还将存在二次污染的不利因素。

（2）高密聚乙烯给水管（PE）

高密聚乙烯给水管（PE）是近几年在国内新兴起的一种给水管材，目前已大量用作城镇供水管道。其优点是管材密闭性好、使用寿命长、耐腐蚀、重量轻、管道内壁光滑、水头和水量损失小、材质无毒、安全卫生；具有较好的强度、刚度和弹性与韧性，能有效承受所要求的内压力和外载荷，且管道接头强度高，供水安全可靠和维修方便；用于城镇生活供水无二次水质污染；并可在腐蚀性土壤中、地震多发地区和经常结冰地区及山地和沼泽地区铺设使用。目前，在常用管径内选择的管道造价相对比较低，适应地应力变化和施工方便、工期短。其缺点是管道承受内压的能力稍小。根据《给水用聚乙烯（PE）管材》（GB/T13663-2000），现PE100级管材管径均小于dn630，选择的工作内压不超过1.6MPa；管径在dn630~dn800选择的工作内压不超过1.25MPa；管径大于dn800选择的工作内压不超过1.0MPa。