第一節 給水管道材料和配件

給水管道材料（簡稱為給水管材）可分為金屬管材和非金屬管材兩大類。水管材料的選擇，取決于水管承受的內外荷載、埋管的地質條件、管材的供應情況及價格等因素。

一、金屬管材

給水工程中使用的金屬管材主要為鑄鐵管和鋼管。其他如銅、合金管等多用于建筑給水的小口徑管道。

（一） 鑄鐵管

鑄鐵管按材質可分為灰鑄鐵管和球墨鑄鐵管。

灰鑄鐵管有較強的耐腐蝕性，價格低廉，過去在我國被廣泛應用于埋地管道。灰鑄鐵管的缺點是質地較脆，抗沖擊和抗震能力較差，因而事故發生率較高，主要為接口漏水，管道斷裂及爆管事故也占有一定比例。管道損壞不但造成了水的大量流失，也造成了相當大的經濟損失，例如某大城市的一次爆管事故就造成了約700萬元的損失。灰鑄鐵管的另一缺點是重量大，其重量約為同規格鋼管的2倍。為防止管道損壞帶來的經濟損失，今后以球墨鑄鐵管代替灰鑄鐵管已成必然趨勢，但從價格因素考慮，小口徑管道還可采用柔性接口的灰鑄鐵管，或選用較大一級壁厚的管道。

球墨鑄鐵管的機械性能較灰鑄鐵管有很大提高，其強度是灰鑄鐵管的數倍，抗腐蝕性能遠高于鋼管，且重量較輕，價格低于鋼管。據國內調查統計，球墨鑄鐵管的事故發生率遠小于灰鑄鐵管和鋼管。在日本、德國等國家，球墨鑄鐵管已被廣泛應用，是最主要的給水管材。近些年，我國球墨鑄鐵管的使用率也有很大提高，尤其是用在中等口徑的給水管道上。大口徑和小口徑的球墨鑄鐵管價格相對較高，特別是大口徑的管道生產工藝較復雜，國內的生產廠家不多，應用尚不普遍。目前，在實際工程中，應用的球墨鑄鐵管的較大口徑是1600mm左右。例如，呼和浩特市“引黃供水工程”中的一段原水輸水管采用了口徑1600mm的球墨鑄鐵管。

鑄鐵管有承插式（見圖6-1）和法蘭式（見圖6-2）兩種接口形式。

圖6-1 承插式接口

1—麻絲；2—膨脹性填料等

圖6-2 法蘭式接口

1—螺栓；2—墊片

承插式接口適用于埋地管線。安裝時將插口插入承口內，兩口間的空隙用接口材料充填。接口材料可采用石棉水泥、膨脹水泥或橡膠圈，在有特殊要求或在緊急維修工程中也可采用青鉛接口。橡膠圈接口不但安裝省時省力，水密性好，而且因每根管子都是柔口連接，可撓性強，抗震性能好。橡膠圈接口可采用推入式梯唇形膠圈接口，即在承口內嵌入橡膠圈，插口管端部切削出坡口，安裝時用力把插口推入承口即可。球墨鑄鐵管采用推入式楔形橡膠圈接口。此外，還有T形推入式橡膠圈接口和機械式接口。

法蘭式接口在管口間墊上橡膠墊片，然后用螺栓上緊，這種接口接頭嚴密、便于拆裝。法蘭式接口一般用于泵站或水處理車間等明裝管線的連接。

為了適應管線轉彎、變管徑、分出支管以及與其他附屬設備的連接及管線維修等，鑄鐵管線上須采用各種標準鑄鐵管配件。例如，管線轉彎處須根據情況采用各種角度的彎管，變管徑處采用漸縮管，接出分支管處采用丁字管或十字管，改變接口形式處采用承盤短管或插盤短管，連接消火栓和管道維修也有專門的配件。

（二）鋼管

鋼管可分為焊接鋼管和無縫鋼管兩種，無縫鋼管一般用于高壓管道。鋼管強度高，承受水壓大，抗震性能好，重量較鑄鐵管輕，單管長度大、接頭少，易于加工安裝；但其抗腐蝕性差，內外壁均須做防腐處理，造價較高。由于鋼管抗腐蝕性差，水質容易受到污染，一些發達國家已明確規定普通鍍鋅鋼管不再用于生活給水管網；我國住房和城鄉建設部等四部委也曾聯合發文，要求在全國城鎮新建住宅給水管道中禁止使用冷鍍鋅鋼管，逐步限時禁止使用熱鍍鋅鋼管。因此，鋼管在給水管道中的使用將受到一定程度的限制，小口徑管道盡量不使用鋼管，只在大口徑、水壓高處或穿越鐵路、河谷及地震區時采用鋼管，而且必須做好防腐處理。

鋼管接口一般采用焊接或法蘭式接口。管線上的各種配件一般由鋼板卷焊而成，也可選用標準鑄鐵配件。

二、非金屬管材

為節省工程造價，在給水管網中，條件允許時應以非金屬管材代替金屬管材。常用的非金屬管材有以下幾種。

（一） 預應力鋼筋混凝土管和預應力鋼筒鋼筋混凝土管

預應力鋼筋混凝土管的特點是耐腐蝕、不結垢，管壁光滑、水力條件好，采用柔性接口、抗震性能強，爆管率低，價格較便宜；但其重量大，運輸不方便。目前，這種非金屬管材在我國應用較廣泛，主要用于大口徑的輸水管線，口徑可達2000mm左右。

預應力鋼筒鋼筋混凝土管是在預應力鋼筋混凝土管內放入鋼筒，這種管材集中了鋼管和預應力鋼筋混凝土管的優點，但鋼含量只有鋼管的1/3，價格與灰鑄鐵管相近。在美國、法國等國家，這種管材被廣泛應用于大口徑管道上，目前世界上已有長1900km、管徑4000mm的大型長距離輸水管線采用這種管材。在我國的實際工程中，預應力鋼筒鋼筋混凝土管的口徑已達2000mm。

預應力鋼筋混凝土管采用承插式接口，接口材料采用特制的橡膠圈。預應力鋼筒鋼筋混凝土管的接口形式也為承插式，只是承口環和插口環均用扁鋼壓制成型，與鋼筒焊成一體。這兩種管道在設置閥門、轉彎、排氣和放水等處，須采用鋼制配件。

除上述兩種鋼筋混凝土管外，還有自應力鋼筋混凝土管，最大管徑為600mm，因管壁材質較脆，重要管線已不再采用。若管道質量可靠，這種管材可用在農村等水壓不高的次要管線上。

（二）玻璃鋼管

玻璃鋼管全稱為玻璃纖維增強熱固性塑料管，是一種新型管材，在國外應用已有幾十年的歷史，目前我國引進和開發了數十條生產線，并已在北京、大慶和深圳等地采用。玻璃鋼管耐腐蝕、不結垢，管內非常光滑、水頭損失小，重量輕，只有同規格鋼管的1/4、鋼筋混凝土管的1/5～1/10左右，因此便于運輸和安裝；但其價格高，幾乎與鋼管相同，可在強腐蝕性土壤中采用。目前，我國實際工程中應用的玻璃鋼管口徑已達1600mm左右。

（三）塑料管

塑料管耐腐蝕、不易結垢，管壁光滑、水頭損失小，重量輕，加工和接口方便，價格較便宜；但其強度較低，且膨脹系數較大，易受溫度影響。在西方國家，管徑在200～400mm的范圍內，塑料管材占多數，尤其在管徑小于200mm時，塑料管材占絕大多數。在我國，隨著鍍鋅鋼管的逐步淘汰，推廣新型塑料給水管材已提到議事日程。目前，在小區給水中，塑料管的應用已越來越多，且較大口徑的塑料給水管也在不斷推出。

塑料管的種類很多，例如硬聚氯乙烯塑料管（PVC-U）、聚乙烯管（PE）、聚丙烯管（PP）、共聚丙烯管（PPR）以及鋁塑復合管、鋼塑復合管和銅塑復合管等。作為城市給水管材，硬聚氯乙烯塑料管的應用歷史最長，且由于其強度高、剛性大、價格低，目前仍被廣泛使用。但其他管材的發展速度也很快，例如，聚乙烯管由于其優異的環保性能，近年來在歐洲的應用得到快速發展，有些地區應用PE管的數量已超過PVC-U管。此外，為加強塑料管的耐壓和抗沖擊能力，各種金屬、塑料復合管的開發和應用也越來越多，例如不銹鋼內襯增強PPR管等。

塑料管可采用膠黏劑粘接、熱熔連接以及接口材料為橡膠圈的承插式連接、法蘭式連接等，各種連接配件均為塑料制品。