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我国塑料排水检查井应用现状及发展趋势
来源:AG电子游戏平台    发表时间:2011-12-14 16:06    浏览:1206    文字大小:16px  14px  12px
我国塑料排水检查井应用现状及发展趋势检查井俗称“窨井” ,一般设在排水管道交汇处、转弯处、 管径或坡度改变处、跌水处以及直线管段上每隔一定距离处, 是便于定期检查、清洁和疏通管道的排水附属构筑物。 根据 使用功能,检查井可分为雨水井、污水井、水封井及跌水井 等。

      实心粘土砖是世界上最古老的建筑材料之一。中国的粘 土砖 Al2O3 含量一般多在 40%以上,Fe2O3 含量小于 2.0~ 2.5%。成型砖坯在约 1400℃下其中的铝硅酸盐矿物部分熔 融,冷却后将其余矿物颗粒粘结成一体,保持砖坯的形体, 并具有一定的物理、力学性能。从陕西秦始皇陵到北京明清 长城,它传承了中华民族几千年的建筑文明史。自从 1882 年 中国建成第一家自来水厂后,粘土砖用于排水管(陶土管) 道上检查井至今已有 120 年的历史,现时,仍是国人钟爱的 建筑材料之一。然而,一组现实的经济数字让人们不得不忍 疼割爱。为了节约耕地和保护环境,中国政府决心改写延续 了两千多年“秦砖汉瓦”史。 我国人均耕地资源不到世界平均水平的40%,但因城 乡建房烧制粘土砖,一年竟要损毁良田70万亩,其中包括 排水检查井用粘土砖。 据中国房地产研究会副会长顾云昌表示,中国现在每年 新建的房屋面积占到世界总量的 50%。据有关方面统计,我国 每年建造 20 亿平方米的建筑面积的建筑,按每个排水检查井 服务 200m 建筑面积计,我国建筑小区每年需要构筑约 1000 万个小区排水用检查井,城镇道路用约 150 万只市政排水检查井,约 100 万只雨水排水井。 但这些排水检查井都是砖砌, 每年消耗粘土实心砖约 4145 万 m ,折合 107.25 亿块标准粘土 砖,每年需要消耗 18000 亩~20000 亩良田。而且井体渗漏, 砖砌排水检查井与理地塑料管之间不均匀沉降而产生漏水, 污染环境,增加城市污水处理量约 148 万吨/年,或以每年约 150 万吨污水渗入地下, 污染地下水。 同时制砖消耗大量能源, 排放 CO2。据权威机构统计:中国建筑能耗占到全社会能耗总 量的 40%。 其中粘土砖砌排水检查井制砖消耗能源以每 1 万块 砖耗标准煤约 1 吨,电耗 200~400 度计,全国每年砖砌排水检查井制砖耗标准煤约 118 万吨,如全改用塑料排水检查井, 按平均每制造 1 只塑料排水检查井耗电 10kwh,折合 4.04kg 标准煤,总计每年耗煤 4 万吨,这样,每年可减排 CO2 约 296 万吨。 以上海为例,上海 “十一五”期间每年建造 3000 万 m 2 3 2 的建筑面积,上海每年用于排水检查井而消耗粘土砖 13637 万块。每年毁良田近 200 亩。上海每年在检查井消耗的能源: 标准煤 15000 吨。排放 CO2 达 39300 吨。 由于排水塑料管道的应用,荷兰在 1981 年就开发排水用 塑料排水检查井, 日本在 1984 年就开发应用塑料排水检查井, 目前已形成每年 700 万件注塑成形塑料检查井(含连接管配 件)的产业规模,排水管径小于 300mm 管径的雨水、污水管 已无砖(混凝土砖)砌检查井,其目的是与排水塑料管道配 套应用,节省劳动力,加快施工进度。 我国积极推广应用室外雨污水塑料排水管已有十多年, 塑料排水管已成为排水管网中的主流管道,对提高室外排水 管道工程质量起到了一定的提升作用。但传统的砖砌检查井 与先进的塑料管道相配存在的弊端越来越明显。因此,迫切 需要改变现在落后的状况。 一、传统排水检查井的缺点 传统排水所用的检查井主要是“砖砌井”(由粘土砖和 水泥修建而成),由井盖、井盖座、井筒、井室等部分组成。 井筒及井室壁设有供维修人员上下的踏步,井室体设置进、 出水支管接口。虽然“砖砌井”具有结构简单、成本较低的 优点,但存在工艺落后,施工效率低,连接效果差等较多问 题。其主要缺点有:(1)施工速度慢,对环境和城市交通的 影响大,不符合文明施工、快速施工的要求。(2)质量稳定 性差,砖砌体强度低,易出现缝隙间砂浆不密实等现象,特 别是塑料管与检查井接合处,容易渗漏。一般井体建成后的 1~2 年就易出现沉降、塌陷,对于污水检查井,“砖砌井” 的渗漏还会污染地下水资源。(3)使用粘土砖耗用大量宝贵 的土地资源,不符合国家的土地和环保政策。 另外一种预制钢筋混凝土组合式检查井,虽然具有承重 力大,不易损坏,不易渗漏,不污染地下水等优点。但仍存 在体量大,价格高,安装施工强度大,施工机械、场地、人 员等占用大,管口连接不密实,现场开孔难度大,生产高能 耗,内壁欠光滑易堆积泥沙污物而导致排水不畅等缺点。 目前,具有优越综合性能和环保功能的塑料管作为排水 管道在住宅小区的建筑室内与室外得到大量应用,并逐渐占 据工程主导地位。由于传统检查井为砖砌结构,管道系统中 两种不同材质的连接难以做到完全密封,同时还由于井体与 排水管间会产生不均匀沉降,造成管道和检查井连接处经常 出现渗漏并污染地下水。有研究显示,造成流沙地区管道坍 塌的首要原因是接口渗漏,其次是检查井的损坏。另外,传 统检查井施工周期长和作业面大、故障率高、使用寿命短等 问题一直未得到根本解决,形成了先进的管材技术和落后的 检查井技术共存的严重不协调局面,不仅使塑料管道系统的 有时得不到有效发挥,同时又为市政道路及建筑小区地下排 水管网埋下了严重隐患。在当前构建“节约型、环保型”社 会的形势下,此问题显得尤为严重和突出。

二、塑料排水检查井的构造与特点 塑料排水检查井以高分子树脂等为原料,采用组合结构, 一般由井座、井筒、井盖等组成,分为污(废)水检查井和 雨水检查井。污水井一般设有流槽,边缘污物排放顺畅;雨 水井一般设有供泥砂沉淀的沉泥室,以方便后期的清理和维 护。塑料检查井各部件之间及其与排水管的连接一般采用粘 接或橡胶圈连接,井筒连接于塑料检查井井座之上,可根据 井盖高度进行调整。井座、井筒、井盖和塑料内盖的性能能 够满足拉伸强度、荷载、承压、抗负压和温度的要求,铸铁 防护盖的铁盖及铁架为球墨铸铁材质,铸铁防护井盖是为避 免车辆等荷载直接作用于塑料检查井塑料材质部件而设置在 井筒上部外侧的。按荷载来分,井盖可分为不同的承压等级。 塑料检查井一般设计使用寿命为 50 年。 塑料排水检查井具有以下几个方面的特点(与刚性检查 井的比较研究):

1、强度和刚度 塑料检查井属于柔性管材,在受外压负荷时,柔性管和 和刚性管的承受负载的机理是完全不同的。柔性管在受压破 坏之前,可以有较大的变形,而刚性管在受外压破坏之前不 可能有较大变形。当刚性管受外压时,负载完全经过管材壁 传递到底部的管床上,在管材壁内产生弯矩,随着管材直径 加大,管壁的弯矩和应力急剧加大,所以大直径的混凝土排 水管常常需加钢筋;而柔性管在受压破坏前先变形——横向 外扩,管材周围的回填土壤可以起到阻止柔性管变形和外扩 的作用,外压负载就被传递和分摊到周围的回填土中去了。 所以,在同样外压负载下柔性管管壁内的应力较小,它和周 围的回填土共同承受负载,管土共同作用。因此,塑料检查 井不需和刚性混凝土检查井一样的强度和刚度,在合理的刚 度下,是完全可以达到使用要求的,这一点已被欧美及日本 等发达国家的应用实践所证实。

2、水力特性好 在水力特性比方面由于塑料管内壁光滑,输送液体时比 摩阻明显小于混凝土管。塑料管的内壁粗糙率为 0.01,而混 凝土管为 0.013,因此在相同使用条件下,塑料管的输水量可 比混凝土管提高 30%。实践证明,在同样的坡度下,采用直径 较小的塑料埋地排水管及塑料检查井就可以达到要求的流 量;在同样的同径下,采用塑料检查井可以减少坡度,减少 了铺设工程费。

3、密封性 在密封性方面塑料检查井的连接比较可靠,而混凝土检查井在保证密封性方面是比较困难的。国内绝大多数使用的 平接口混凝土检查井在连接处只抹一圈混凝土,时间一长很 难保证不泄漏,又因为其完全是刚性的连接,管道稍有异动 (如土壤不均匀沉降),连接处就可能被破坏。接口处成企 口的混凝土检查井比平口的稍好一些。采用柔性接口的混凝 土检查井,其密封性比较可靠,但其柔性仍不及塑料检查井。

4、使用寿命、耐腐蚀 在使用寿命、耐腐蚀方面,塑料检查井的优点最突出。 埋地排水管输送的生活污水和雨水常常有腐蚀性,或呈酸性 或呈碱性,生产污水如工业排水更是常常有强腐蚀性,塑料 检查井的耐腐蚀性远胜于其他材质的排水管及检查井;塑料检查井的抗磨损性能也很好。

5、施工安装便简便 塑料检查井质量轻,与塑料管材连接方便可靠且不易渗 漏。由于采用整体预制成型,井筒高度可在现场根据实际情 况进行切割、调整,以适应各种安装深度的要求,具备较好 的互换性和整体结构性,能够大大提高施工进度,施工效率 是传统检查井的 5 倍以上。而混凝土管的连接处需要养护, 在城市拥挤或地质恶劣地区(如地下水位高,地基松软), 塑料检查井的这方面优点常常更明显。

6、占地面积小 住宅小区内所采用的塑料检查井井径常用规格为 315~ 450mm, 改 变 了 传 统 检 查 井 受 制 作 方 法 局 限 而 使 井 径 均 在 700mm 以上的应用管理,减小了检查井的占用空间。

7、节约能源 塑料检查井主要以高分子树脂(HDPE、PVC-U、PE、PP) 为加工原料,可节省粘土资源,符合国家可持续发展的基本 国策。同时,由于采用整体预制成型,故其自身密封性能好, 皮面了雨水渗入污水系统的现象,降低了污水处理成本,从 而节约了能源。

8、节约材料 塑料检查井由于井体壁薄和材料密度小,其材料质量不 足传统检查井的 1/2; 建筑小区所用塑料检查井井径规格比传 统检查井小,所配套使用的井盖也相应较小,在非车行道上 可安装轻便井盖而无须厚度较大的防护井盖。因此,使用塑 料检查井能明显节约材料和降低成本。

9、保护环境 各管口连接处均采用柔性连接,彻底杜绝雨污水渗漏、 泄漏,防止对地下水的二次污染。尤其对于盐碱地质或酸性 土壤,可有效防止土壤回渗,利用此特点还可建立“雨水收 集循环再利用回灌绿化带”系统,从而节约了淡水资源,大 大降低了市政绿化养护成本。

10、综合经济型 塑料检查井的价格比传统检查井略高,但是国内外的实 践经验证明,在正确设计和施工下采用塑料检查井的总工程 造价常常低于传统的检查井。而且塑料检查井施工速度快, 周期短,工程质量易于保证。后期维护费用少,比传统检查 井更具优势;可以回收循环利用,有着巨大的社会效益。

三、与传统检查井的综合成本比较 传统检查井由于受制作方法所限, 其井径规格均在 700mm 以上。塑料检查井的应用改变了此惯例,在满足使用功能的 前提下,塑料检查井井径最小可达 200mm,因此在市政道路及 住宅小区使用塑料检查井会更节省材料,相应的使用成本也 会更低。在后期养护中,由于塑料管材的摩擦阻力明显小于 混凝土管,因此管道中的泥沙量大大减少,只需采用水冲即 可满足养护要求,减少了人工掏挖疏通,大大降低了养护费 用。经综合计算后塑料检查井的全寿命成本比传统检查井大 大降低。(具体比较情况见附表) 塑料排水检查井是近年来在国外应用较成熟的排水新技 术,目前塑料检查井在日本和欧美等国已得到普遍使用。随 着我国经济的持续快速发展,城镇居民的居住质量得到显著 提升,住宅功能日趋完善,一户双卫生间甚至多卫生间的住 宅越来越普遍。根据《住宅建筑设计规范》中的要求,厨房 和卫生间的排水立管应分别进行设计,这将使污水出户管的 数量大大增加,同时也将使住宅小区污水检查井的设计数量 是以前的 3 倍以上。 按全国每年新增住宅建筑面积约 3.6*10 m 的发展速度及现有需更新改造的住宅,初步估计现在该领域 每年需排水检查井 500 万套以上,住宅小区及市政道路、公 8 2 用设施等排水检查井的市场需求量非常大。从以上分析对比 可以看出,塑料排水检查井有着传统检查井无可比拟的优点, 符合我国节能省地、节材的发展政策,应大力普及推广。 我国最早研究开发塑料检查井是在 1992 年。当时,埋地 塑料排水管己在工程中普遍应用,唯独排水检查井是砖砌的, 用塑料检查井替代砖砌检查井这一直是化学建材行业中期待 解决的问题。由于当时设备和技术力量有限,仅局限于市政 焊接井和玻璃钢井的试制和工程试点,取得了经验。后由于 价格等因素,工程推广应用举步维艰。1999 年在国务院办公 厅下发的《关于推进住宅产业现代化提高住宅质量的若干意 见》的通知(国办发 72 号)和建设部等四部门联合下发的《关 于在住宅建筑中淘汰落后产品的通知》(建住房 295 号)中明 确提出了“禁实”和限制其他粘土制品的生产和使用的要求。 根据塑料排水检查井产业发展,建设部 2007 年第 659 号公告 《建设事业“十一五”推广应用和限制禁止使用技术(第一 批)》第 128 项推广应用项目规定:塑料排水管道系统应优 先采用塑料检查井。2005 年 6 月 21 日,温家宝总理主持国务 院常务会议,专题研究建设节约型社会和发展循环经济,提 出加快建设节约型社会的 6 条措施和 “四节一综合” (节能、 节水、节材、节地,综合利用资源)的重点要求,推进节约 型建筑和环境友好型住宅建设。2007 年国务院“十一五”规 划纲要提出:至 2010 年我国单位 GDP 产值能耗比 2005 年降 低 20%,主要污染物排放总量减少 10%。而塑料排水检查井 的产业发展正符合国家“四节一环保”的政策,因此,更有 利于推动这个产业发展。2007 年~2010 年期间,四川省、山 西省、上海市、重庆市、江西省、北京市、云南省等先后出 台排水检查井严禁用粘土砖、推广塑料排水检查井的文件。 2008 年,由中国市政工程西南设计研究院、四川天鑫塑胶管 业有限公司负责起草,四川大学、上海科达市政交通设计院、 上海富宝建材有限公司、常州市河马塑胶有限公司、浙江双环塑胶阀门有限公司(也即:浙江AG电子游戏平台有限公司)共同编制了国家城镇建设行业标准《市政排水用塑料检查井》CJ/T326-2010,于 2010 年颁布。将为 市政排水管道建设采用塑料排水检查井奠定基础。 塑料排水检查井也为 2010 年 5 月上海“世博会”在中国 的成功举办添上了一笔靓丽的色彩,也为新时代的城市建设 者们带来了新的可持续发展的良好思路。 城市是不断发展的,传统的农业城市和工业城市走到了 尽头。无论是城市空间的概念、集聚的方式,还是人们在一 起生活和工作的概念,以及对城市真正的理解等都在发生重 大的变革。同时,城市与自然之间建立更为亲和的关系,城 市建设不再是对地球资源的掠夺,而后排泄污染。人、城市 和地球三个有机系统环环相扣,这种关系贯穿了城市发展的 历程,三者也将日益融合成为不可分割的整体。