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水泥管道：城鄉(xiāng)基礎(chǔ)設(shè)施中的重要輸送載體

來源：www.wr082.cn      發(fā)布日期： 2025年07月25日
在城市排水、供水、農(nóng)田灌溉等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，水泥管道憑借強(qiáng)度高、耐久性好、成本適宜的特點(diǎn)，成為液體和氣體輸送的主要載體。這些管道通過預(yù)制生產(chǎn)、現(xiàn)場安裝的方式，構(gòu)建起地下輸送網(wǎng)絡(luò)，其性能直接關(guān)系到供水安全、排水通暢和工程壽命，是城鄉(xiāng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的“地下血管”。
  在城市排水、供水、農(nóng)田灌溉等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，水泥管道憑借強(qiáng)度高、耐久性好、成本適宜的特點(diǎn)，成為液體和氣體輸送的主要載體。這些管道通過預(yù)制生產(chǎn)、現(xiàn)場安裝的方式，構(gòu)建起地下輸送網(wǎng)絡(luò)，其性能直接關(guān)系到供水安全、排水通暢和工程壽命，是城鄉(xiāng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的“地下血管”。

  水泥管道的類型與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

  水泥管道按結(jié)構(gòu)形式可分為普通混凝土管、鋼筋混凝土管、預(yù)應(yīng)力混凝土管三大類，分別適用于不同壓力和環(huán)境條件。普通混凝土管由水泥、砂石按比例混合澆筑而成，內(nèi)壁光滑，適用于無壓排水場景（如雨水排放），管徑多在300-800mm之間，單節(jié)長度2-4m，成本相對較低。

  鋼筋混凝土管在混凝土中加入鋼筋骨架，提升了抗裂性和承載能力，適用于有壓或埋深較大的工程。按鋼筋布置方式，可分為單層鋼筋管和雙層鋼筋管，前者適用于中低壓管道（工作壓力≤0.6MPa），后者可承受1.0MPa以上壓力，常用于城市主干道的排水系統(tǒng)或工業(yè)廢水輸送。

  預(yù)應(yīng)力混凝土管通過施加預(yù)應(yīng)力提高抗裂性能，生產(chǎn)時在鋼筋骨架上預(yù)先張拉鋼筋，再澆筑混凝土，使管道在承受內(nèi)壓時處于受壓狀態(tài)，減少裂縫產(chǎn)生。這種管道適用于高壓輸水工程，如城市供水主干管，工作壓力可達(dá)1.6MPa，管徑可達(dá)3000mm，單節(jié)長度6-8m，能減少接口數(shù)量，提高施工效率。

  特殊功能水泥管道針對特定環(huán)境設(shè)計，如內(nèi)襯水泥砂漿的防腐管，通過光滑的內(nèi)襯層減少水流阻力，同時抵御輕微腐蝕性介質(zhì)；帶橡膠密封圈的承插管，接口處采用柔性連接，適應(yīng)地基沉降或溫度變化產(chǎn)生的位移，密封性能優(yōu)于剛性接口。



  水泥管道的生產(chǎn)工藝與質(zhì)量控制

  水泥管道的生產(chǎn)工藝主要有離心法、懸輥法和立式振搗法，不同工藝適用于不同類型的管道。離心法通過模具高速旋轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)速1000-1500r/min），利用離心力使混凝土密實(shí)成型，適合生產(chǎn)小口徑管道（≤600mm），管壁結(jié)構(gòu)均勻，表面光滑；懸輥法通過輥軸旋轉(zhuǎn)帶動模具轉(zhuǎn)動，同時加壓使混凝土壓實(shí)，適用于中口徑管道（600-1500mm），生產(chǎn)效率高，每小時可生產(chǎn)4-6節(jié)。

  立式振搗法依靠振搗棒的振動使混凝土密實(shí)，適合大口徑管道（≥1500mm）和特殊形狀管道（如異形檢查井），振搗時間根據(jù)管徑確定，一般為3-5分鐘，確?；炷撩軐?shí)度達(dá)到95%以上。成型后的管道需在養(yǎng)護(hù)池內(nèi)進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)，溫度控制在60-80℃，養(yǎng)護(hù)時間12-24小時，使混凝土強(qiáng)度快速達(dá)到設(shè)計值的70%以上。

  質(zhì)量控制貫穿生產(chǎn)全過程，原材料需符合標(biāo)準(zhǔn)要求，水泥采用強(qiáng)度等級≥42.5級的硅酸鹽水泥，砂石含泥量≤3%，鋼筋抗拉強(qiáng)度≥300MPa。混凝土配合比需經(jīng)試驗(yàn)確定，水灰比控制在0.45-0.55之間，確保28天抗壓強(qiáng)度≥30MPa（普通管）或≥40MPa（鋼筋混凝土管）。

  成品檢驗(yàn)包括外觀和性能檢測，外觀檢查需無裂縫、露筋、蜂窩等缺陷，管內(nèi)壁平整度誤差≤5mm；壓力試驗(yàn)針對有壓管道，在1.5倍工作壓力下保持30分鐘，接口無滲漏即為合格；承載力試驗(yàn)通過三點(diǎn)法加載，管道外壓荷載需達(dá)到設(shè)計值的1.25倍以上，且無結(jié)構(gòu)性破壞。

  水泥管道的安裝流程與技術(shù)要點(diǎn)

  管道安裝前需做好基礎(chǔ)處理，根據(jù)地質(zhì)條件選擇砂石基礎(chǔ)或混凝土基礎(chǔ)。砂石基礎(chǔ)適用于土壤承載力≥100kPa的區(qū)域，鋪設(shè)厚度200-300mm的級配砂石，分層夯實(shí)（壓實(shí)度≥90%）；混凝土基礎(chǔ)用于軟土地基或有壓管道，強(qiáng)度等級C15-C20，基礎(chǔ)寬度比管道外徑大300mm，管座角度根據(jù)管徑確定，一般為120°或180°。

  管道敷設(shè)需控制高程和坡度，采用水準(zhǔn)儀測量，排水管道的坡度需符合設(shè)計要求（如管徑300mm的雨水管坡度≥0.003），偏差不超過±5mm；承插接口的管道，插口插入承口的深度需均勻，間隙控制在10-15mm，確保橡膠密封圈能充分密封。

  接口處理是防止?jié)B漏的關(guān)鍵，剛性接口（如水泥砂漿抹帶）適用于無壓管道，抹帶寬度100-150mm，厚度25-30mm，需分層壓實(shí)，初凝后灑水養(yǎng)護(hù)；柔性接口（如橡膠圈接口）用于有壓或沉降較大的區(qū)域，安裝時在橡膠圈表面涂抹潤滑劑（如肥皂水），避免接口損傷，接口完成后需進(jìn)行閉水試驗(yàn)，確保無滲漏。

  回填土施工需分層進(jìn)行，管道兩側(cè)及管頂以上500mm范圍內(nèi)采用細(xì)土或砂石回填，每層厚度≤200mm，用輕型壓實(shí)機(jī)械夯實(shí)（壓實(shí)度≥93%）；管頂500mm以上可采用原土回填，壓實(shí)度根據(jù)地面用途確定，車行道下≥95%，人行道下≥90%，避免過度碾壓導(dǎo)致管道破裂。

  水泥管道的應(yīng)用場景與適配選擇

  城市排水系統(tǒng)中，水泥管道的選擇需匹配流量和埋深。雨水管道多采用鋼筋混凝土管，管徑300-1200mm，坡度0.002-0.005，能快速排放地表徑流；污水管道需考慮防腐要求，可選用內(nèi)襯水泥砂漿的鋼筋混凝土管，避免污水中的腐蝕性物質(zhì)侵蝕管壁，管徑通常為200-600mm，埋深根據(jù)地形確定，一般≥2m。

  供水工程中，預(yù)應(yīng)力混凝土管適用于主干管，工作壓力1.0-1.6MPa，能滿足城市遠(yuǎn)距離輸水需求；小區(qū)內(nèi)的支管可采用普通鋼筋混凝土管，工作壓力0.4-0.6MPa，接口采用柔性連接，適應(yīng)地面沉降。與金屬管道相比，水泥管道的抗腐蝕性更強(qiáng)，使用壽命可達(dá)50年以上，維護(hù)成本更低。

  農(nóng)田灌溉系統(tǒng)中，水泥管道用于輸水和配水，管徑200-500mm，采用無壓敷設(shè)，沿田埂或道路布置，減少水資源在輸送過程中的滲漏和蒸發(fā)，輸水效率比土渠提高30%以上。在鹽堿地等特殊區(qū)域，可選用抗硫酸鹽水泥制作的管道，抵抗土壤中硫酸鹽的侵蝕。

  工業(yè)領(lǐng)域的水泥管道多用于輸送工業(yè)廢水或廢渣，需根據(jù)介質(zhì)性質(zhì)選擇合適類型。輸送酸性廢水時，管道內(nèi)壁需做防腐處理（如涂刷環(huán)氧樹脂涂層）；輸送含渣廢水時，選用壁厚較大的鋼筋混凝土管，管底適當(dāng)加厚，提高耐磨性。

  水泥管道的發(fā)展趨勢與技術(shù)創(chuàng)新

  高性能材料的應(yīng)用提升了管道性能，在混凝土中摻入聚丙烯纖維或鋼纖維，可提高管道的抗裂性和韌性，纖維摻量一般為0.9-1.2kg/m3，抗裂強(qiáng)度提升20%以上；使用超細(xì)硅灰替代部分水泥，能改善混凝土的密實(shí)度，降低滲透系數(shù)，使管道的抗?jié)B等級從P6提升至P8。

  生產(chǎn)工藝的智能化減少了人為誤差，數(shù)控懸輥機(jī)可自動調(diào)整輥壓強(qiáng)度和時間，根據(jù)管徑大小精準(zhǔn)控制混凝土密實(shí)度；蒸汽養(yǎng)護(hù)采用全自動溫控系統(tǒng)，升溫、恒溫、降溫過程按預(yù)設(shè)曲線進(jìn)行，混凝土強(qiáng)度波動控制在±2MPa以內(nèi)，產(chǎn)品合格率提升至98%以上。

  生態(tài)友好型管道的研發(fā)適應(yīng)綠色發(fā)展需求，利用工業(yè)廢渣（如粉煤灰、礦渣）替代30%-50%的水泥，生產(chǎn)的管道性能符合標(biāo)準(zhǔn)，同時減少工業(yè)固廢排放；可滲透水泥管道在結(jié)構(gòu)中預(yù)留微小孔隙，允許部分雨水滲入地下補(bǔ)充地下水，助力海綿城市建設(shè)，這種管道的滲透系數(shù)可達(dá)1×10?3cm/s。

  預(yù)制裝配化技術(shù)縮短了施工周期，檢查井、三通等配件與管道同步預(yù)制，現(xiàn)場只需拼接安裝，減少現(xiàn)場澆筑混凝土的工作量，施工效率提升50%以上；管道接口采用快速連接方式（如承插式自鎖接口），安裝時間比傳統(tǒng)接口縮短60%，適合工期緊張的工程。

  水泥管道作為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，其技術(shù)發(fā)展與城鄉(xiāng)建設(shè)需求緊密相關(guān)。隨著材料、工藝的不斷創(chuàng)新，水泥管道將在耐壓性、耐久性、環(huán)保性等方面持續(xù)提升，為供水安全、排水通暢和生態(tài)保護(hù)提供更可靠的保障，在新型城鎮(zhèn)化建設(shè)中發(fā)揮不可替代的作用。

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