一、玻璃鋼夾砂管和不銹鋼套筒管總體比較，優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)在哪些地方

1、玻璃鋼夾砂管道

1）耐腐蝕性好，對(duì)水質(zhì)無(wú)影響：
玻璃鋼管道能抵抗酸、堿、鹽、海水、未經(jīng)處理的污水、腐蝕性土壤或地下水及眾多化學(xué)流體的侵蝕。比傳統(tǒng)管材的使用壽命長(zhǎng)，其設(shè)計(jì)使用壽命一般為50年以上。
對(duì)夾砂玻璃鋼管道而言，更多的是在市政、城市輸配管網(wǎng)方面的應(yīng)用，由于其具有無(wú)毒、無(wú)銹、無(wú)味、對(duì)水質(zhì)無(wú)二次污染、無(wú)需防腐、使用壽命大大延長(zhǎng)、安裝簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，因此，受到了給排水行業(yè)的歡迎。

2）防污抗蛀：
不飽和聚酯樹(shù)脂的表面潔凈光滑，不會(huì)被海洋或污水中的甲貝、菌類(lèi)等微生物站污蛀附，以致增大糙率；減少過(guò)水?dāng)嗝�，增加維護(hù)費(fèi)用。玻璃鋼管道 無(wú)這些污染，長(zhǎng)期使用潔凈如初。同時(shí)由于其內(nèi)壁光滑，且有優(yōu)異的抗蝕性能，不會(huì)產(chǎn)生水垢和微生物的滋生，有效保證水質(zhì)，保持水阻的穩(wěn)定。而傳統(tǒng)管材還存在 日后水阻增大和表面結(jié)垢的現(xiàn)象。
3）耐熱性、抗凍性好：
在-30℃狀態(tài)下，仍具有良好的韌性和極高的強(qiáng)度，可在-50℃~80℃的范圍內(nèi)長(zhǎng)期使用，采用特殊配方的樹(shù)脂還可在15O℃以上的溫度工作。
4）自重輕、強(qiáng)度高，運(yùn)輸安裝方便；
采用纖維纏繞生產(chǎn)的夾砂玻璃鋼管道，其比重在1.65-2.0，只有鋼的1／4，但玻璃鋼管的環(huán)向拉伸強(qiáng)度為180－300MPa，軸向拉伸強(qiáng)度為60－150MPa，近似合金鋼。因此，其比強(qiáng)度（強(qiáng)度／比重）是合金鋼的2一3倍。這樣它就可以接用戶的不間要求，設(shè)計(jì)成滿足各類(lèi)承受內(nèi)、外壓力要求的管道。對(duì)于相同管徑的單重。FRP管只有碳素鋼管（鋼板卷管）的1/2.5，鑄鐵管的1/3.5，鋼套筒管的1/8左右，因此運(yùn)輸安裝十分方便。玻璃鋼管道每節(jié)長(zhǎng)度12米，比鋼套筒管可減少近三分之二的接頭。它的承插連接方式，安裝快捷簡(jiǎn)便，同時(shí)降低了吊裝費(fèi)用，提高了安裝速度。
5）摩擦阻力小，輸送能力局：
玻璃鋼管內(nèi)壁非常光滑，糙率和摩阻力很小。糙率系數(shù)為0.0084，而鋼套筒管的n值為0.012，因此，玻璃鋼管能顯著減少沿程的流體壓力損失，提高輸送能力：因此，可帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益：
① 在輸送能力相同時(shí)，工程可選用內(nèi)徑較小的玻璃管道，從而降低一次性的工程投入；
② 采用同等內(nèi)徑的管道，玻璃鋼管道可比其他材質(zhì)管道減少壓頭損失，節(jié)省泵送費(fèi)用；
③ 可縮短泵送時(shí)間，減少長(zhǎng)期運(yùn)行費(fèi)用。
6）電、熱絕緣性好：
玻璃鋼是非導(dǎo)體，管道的電絕緣性特優(yōu)，絕緣電阻在1012－1015Ω· cm，較適應(yīng)使用于輸電、電信線路密集區(qū)和多雷區(qū)；玻璃鋼的傳熱系數(shù)很小，只有0.23，是鋼的5‰，管造的保溫性能優(yōu)異。
7）耐磨性好：
把含有大量泥漿、沙石的水，裝入管子中進(jìn)行旋轉(zhuǎn)磨損影響對(duì)比試驗(yàn)。經(jīng)30O萬(wàn)次旋轉(zhuǎn)后，檢測(cè)管內(nèi)壁的磨損深度如下：用焦油和瓷釉涂層的鋼管為0.53mm，用環(huán)氧樹(shù)脂和焦油涂層的鋼管為0.52mm；經(jīng)表面硬化處理的鋼管為0.48mm，玻璃鋼管為0.21mm。由此可以說(shuō)明其相當(dāng)耐磨。
8）維護(hù)費(fèi)用低：
玻璃鋼管由于上述的耐腐、耐磨和抗凍和抗污等性能，因此工程不需要進(jìn)行防銹、防污、絕緣、保溫等措施和檢修。對(duì)地埋管無(wú)需作阻極保護(hù)，可節(jié)約工程維護(hù)費(fèi)用70％以上。1
9）適應(yīng)性強(qiáng)：
玻璃鋼管可根據(jù)用戶的．各種特定要求，諸如不同的流量、不同的壓力、不同的埋深和載荷情況；設(shè)計(jì)制造成不同壓力等級(jí)和剛度等級(jí)的管道。
10）工程壽命長(zhǎng)，安全可靠。
據(jù)實(shí)驗(yàn)室的模擬試驗(yàn)表明：玻璃鋼管適壽命可長(zhǎng)達(dá)50年以上。
11）工程綜合效益好：
綜合效益是指由建設(shè)投資、安裝維修費(fèi)用、使用壽命、節(jié)能節(jié)鋼等多種因素形成的長(zhǎng)期性效益。玻璃鋼管道的綜合效益是可取的。特別是管徑越大，其成本越低。當(dāng)進(jìn)一步考慮埋入地下的管造可使用好幾代，又無(wú)需年年檢修，更可以發(fā)揮它優(yōu)越的綜合效益。

2、鋼套筒管道

1）不耐腐蝕及浸泡；
鋼套筒管在有腐蝕性的地區(qū)，如鹽堿地帶、海濱地帶、部分非怕腐蝕地區(qū)，管道長(zhǎng)期浸泡在腐蝕性的溝槽中；兩年后便會(huì)使環(huán)筋銹蝕、斷裂。
另外，在國(guó)外使用的情況看來(lái)。認(rèn)為管材埋設(shè)環(huán)境中氯離子含量超過(guò)500PPm時(shí)極易發(fā)生環(huán)向鋼筋銹蝕、管道破裂事故。這主要因?yàn)椋河捎谒�泥漿保護(hù)層是后期噴涂施工，與預(yù)制的芯管結(jié)合不好。往往使外水或濕氣滲入，使預(yù)應(yīng)力鋼筋氧化銹蝕，導(dǎo)致斷裂。
水泥砂漿與鋼筋的粘結(jié)界面處理不合理。由于水泥的吸水性；在水分進(jìn)入管內(nèi)時(shí)；極易破壞該界面并銹蝕鋼筋，由于其為脆性材料，易引起突發(fā)事故。
2）水力性能差、能耗高：
鋼套筒管的糙率系數(shù)在0.0115－0.0125之 間，這樣對(duì)于同樣輸水量，同等管徑的管線，其沿程阻力就高。由于其糙率大，使用一段時(shí)間后，管道內(nèi)會(huì)因細(xì)菌、貝類(lèi)的滋生繁殖而阻塞管道，隨著使用年限增 長(zhǎng)；管內(nèi)徑會(huì)逐漸縮小，阻力增大。小口徑的鋼套筒管，其芯管多采用離心法成型 ，混凝土的水灰比較大，在離心力的作用，粗骨料偏向管的外壁；而管內(nèi)側(cè)由于細(xì)骨料和水分的拆出，強(qiáng)度和耐磨性變差。當(dāng)管內(nèi)壁受水流長(zhǎng)期沖刷和浸泡后，內(nèi)壁 合發(fā)生磨損和剝蝕、隨著糙率增大，水頭損失增加，則需要增大水泵的揚(yáng)程，同時(shí)運(yùn)行費(fèi)用因耗電量增大，也大幅度增大。
5）管材笨重、管件不配套：
鋼套筒管笨重，搬運(yùn)損壞率高，增加運(yùn)輸?shù)跹b費(fèi)用。
6）由于定長(zhǎng)短，接頭多，每公里滲漏的可能性高，且維修困難。

二、技術(shù)比較

1、國(guó)內(nèi)技術(shù)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)

鋼套筒管：

1)CECS140:2002《給水排水工程埋地管芯纏繞預(yù)應(yīng)力注力混凝土管和預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管設(shè)計(jì)規(guī)程》

2）建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC625-1996《預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管》

玻璃鋼管：

1）建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC/T838-1998《玻璃纖維纏繞增強(qiáng)熱固性樹(shù)酯夾砂壓力管》1999年4月。

2）CECS129：2001《埋地給水排水玻璃纖維增強(qiáng)熱固性樹(shù)酯夾砂管管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)程》

說(shuō)明：

1）鋼筒砼管CECS140：2002設(shè)計(jì)規(guī)程僅對(duì)該種管體的荷載和斷面受力設(shè)計(jì)原則作了規(guī)定，可操作性較差；夾砂管JC/T838-1998標(biāo)準(zhǔn)，不僅有上述規(guī)定，并且對(duì)各控制工況管體強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定的計(jì)算方法及以參數(shù)采用均作了明確的規(guī)定和說(shuō)明，可操作性較強(qiáng)。

2）鋼筒砼管制作的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)2003年8月已頒發(fā)，夾砂筒制作的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)即將著手制定。

3）鋼筒砼管現(xiàn)在尚無(wú)管型專(zhuān)門(mén)的施工及驗(yàn)收規(guī)程；夾砂管已有該管型專(zhuān)門(mén)的CECS129：2001施工及驗(yàn)收規(guī)程。

2、大口徑使用案例

鋼套筒管：

1）1996年3月的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC625-1996規(guī)定其較大直徑為3000mm，較近頒發(fā)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定較大直徑為4000mm。

2）國(guó)內(nèi)已建工程較大直徑為3000mm，已生產(chǎn)出直徑4800mm的單管。

3）國(guó)外已建工程較大直徑為4000mm。

玻璃鋼管：

1）1999年4月行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC/T838-1998規(guī)定其較大直徑為3600mm。

2）國(guó)內(nèi)已建工程較大直徑為2800mm。

3）國(guó)外已建工程較大直徑為3700mm。

3、管體結(jié)構(gòu)

鋼套筒管：

1. 1) 管體是由管芯砼、鋼套筒、預(yù)應(yīng)力鋼絲及砂漿保護(hù)層組成的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
2. 2) 管體剛度大，環(huán)向強(qiáng)度高，軸向強(qiáng)度較差。
3. 3) 管體較重。
4. 4) 管體抗沖擊力強(qiáng)，但管內(nèi)通帶有環(huán)狀或螺旋狀裂縫。

玻璃鋼夾砂管：

1）管體是由不飽和聚酯樹(shù)脂、高強(qiáng)玻璃纖維和石英砂組成的復(fù)合材料管。

2）管體強(qiáng)度高、剛度低。

3）管體較輕。

4）管體抗沖擊能力較強(qiáng)。

4、管口

鋼套筒管：

1)管口為雙膠圈止水，相對(duì)轉(zhuǎn)角較小。

2）管口材料為鋼板，易銹蝕。

3）為防止管口銹蝕，管體安裝后，管口內(nèi)外間隙應(yīng)用砂漿封堵，使管口成為半剛性口。

玻璃鋼管：

1）管口為雙膠圈止水，相對(duì)轉(zhuǎn)角可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2）管口為不夾砂的玻璃鋼，強(qiáng)度很高且不會(huì)銹蝕。

3）管口為柔性接口，接轉(zhuǎn)能力強(qiáng)。

5、運(yùn)輸與施工

相對(duì)于玻璃鋼管，鋼套筒管運(yùn)輸困難，對(duì)路面要求較高；施工時(shí)需大型起重及安裝設(shè)備，費(fèi)用較大。

6、工程事故

壓力管道使用過(guò)程上的事故可分為管體破壞和管口漏水兩種類(lèi)型。兩種管材皆為大規(guī)模工廠化的正規(guī)生產(chǎn)，設(shè)計(jì)、制造和生產(chǎn)管理各環(huán)節(jié)上稍有疏忽，就會(huì)為工程的使用留下隱患。

鋼套筒管：

1）生產(chǎn)工藝較復(fù)雜，單管生產(chǎn)周期長(zhǎng)。

2）國(guó)內(nèi)使用的該種管道，已有管口漏水的信息。

3）國(guó)外：利比亞使用的DN4000鋼筒砼管由美國(guó)人設(shè)計(jì)、韓國(guó)人施工，現(xiàn)已發(fā)生因預(yù)應(yīng)力鋼筋銹蝕而爆管的事故。另?yè)?jù)同濟(jì)大學(xué)的實(shí)地考察，利比亞、沙特已使用的大口徑鋼筒砼管均發(fā)生過(guò)管口漏水的事故。

玻璃鋼夾砂管：

1）生產(chǎn)工藝較簡(jiǎn)單，正規(guī)的大廠全部采用電腦程序化控制，單管生產(chǎn)周期較短。

2）二十世紀(jì)曾發(fā)生多起事故，但中國(guó)玻璃鋼協(xié)會(huì)強(qiáng)調(diào)：

（1）事故多發(fā)生于縣鎮(zhèn)企業(yè)、私人企業(yè)等沒(méi)有嚴(yán)格質(zhì)量管理體系廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品。

（2）較好、二階段生產(chǎn)的玻璃鋼管即短纖維離心管和連續(xù)纏繞管，因其自身的缺陷，初期對(duì)其又認(rèn)識(shí)不足，在設(shè)計(jì)不當(dāng)或其它原因直接用于壓力管線時(shí)，也易發(fā)生事故。現(xiàn)該兩種管材已基本退出給水管道的市場(chǎng)。

（3）中國(guó)玻璃鋼協(xié)會(huì)各負(fù)責(zé)人均多次強(qiáng)調(diào)，由正規(guī)大廠家生產(chǎn)的定長(zhǎng)交叉纏繞管（即玻璃鋼夾砂管），每年在國(guó)內(nèi)鋪設(shè)近千公里，而未發(fā)生過(guò)工程事故。

7、水力計(jì)算

鋼套筒管的管壁粗糙系數(shù)n1=0.012；玻璃鋼管材的管壁粗糙系數(shù)n2=0.0084。
　　通過(guò)水力學(xué)中的達(dá)西公式（1）與曼寧公式（2）的關(guān)系，可求得以下的比較：
　　　　Q=AC（Ri）1/2　　　　　　　　　　　　　　　（1）

C=1/n · R1/6　　　　　　　　　　　　　　　 （2）　
　　式中：Q——流量；
　　　　　A——管道的過(guò)水?dāng)嗝娣e對(duì)于圓管
　　　　　　　�。�=π/4 · D2
　　　　　　　　C——謝才阻力系數(shù)；
　　　　　　　　i——水力坡度；
　　　　　　　　n——管道的粗糙系數(shù)；
　　　　　　　　R——水力半徑，對(duì)于園管R=D/4。
　　將（2）式代入（1）式得：
　　　　　　Q=K/n · D8/3 i 1/2　　　　　　　　　　　（3）
　　式中：D——管徑；
　　　　　　　　K=π/4 · 1/42/3
　　（1）當(dāng)管道輸水流量，水頭損失一致時(shí)，則：
　　　　　　　　D2/D1 = (n2/n1)3/8 = (0.0084/0.012)3/8 = 87.5%
　�。�2）當(dāng)管內(nèi)徑、水頭損失一致時(shí)，則：
　　　　　　　　Q2/Q1 = n1/n2 = 0.012/0.0084 = 1.43　　
　�。�3）當(dāng)管內(nèi)徑、輸水流量一致時(shí)，則：
　　　　　　　　i2 / i1 = (n2/n1)2 = (0.0084/0.012)2 = 0.49　　
　　因此，對(duì)各類(lèi)管材評(píng)述時(shí)，應(yīng)考慮以上因素。

本工程要求：

日送水量為100萬(wàn)噸

管線長(zhǎng)度為11公里

局部損失按沿程損失的10%計(jì)算

則：

每秒流量Q=1000000/24/60/60=11.574m3/s

H=10.294×（1+K）n2D-16/3Q2L

H：沿程損失

K：局部損失占沿程損失比率

n：管道的粗糙系數(shù)

D：管道直徑

Q：流量

L：管線長(zhǎng)度

方案一：

管徑均為2.4米

玻璃鋼管：

H=10.294×（1+0.1）×0.00842×2.4-16/3×11.5742×11000

=11米

鋼套筒管：

H=10.294×（1+0.1）×0.00842×2.4-16/3×11.5742×11000

=22.5米

也就是說(shuō)當(dāng)選用玻璃鋼管時(shí)只許11米水頭，而用鋼套筒管時(shí)需要22.5米水頭。從而年泵耗增大

能源利用率按75%計(jì)算，每度電以0.7元計(jì)算，每年按365天計(jì)算。

則每年泵耗鋼套筒管比玻璃鋼管增加：

（22.5-11）×1000000×1000×9.8×2.77777-4/1000×365×0.7/0.75

=1066萬(wàn)元

方案二：

確定工作壓力40米水頭

玻璃鋼夾砂管：

40=10.294×（1+0.1）×0.00842×D-16/3×11.5742×11000

D=1.885m 管道直徑取1.9米

則鋼套筒管的直徑為：

D=D1/0.875=2.155m 管道直徑取2.2米

8、重量比較

方案一：

（公斤/米） 

方案二：

（公斤/米） 

9、總造價(jià)比較

方案一：

（萬(wàn)元）

說(shuō)明：1、管道壓力等級(jí)為：0.25MPa；剛度等級(jí)為：5000N/m2。

2、運(yùn)輸距離同為100公里。

3、玻璃鋼管道12米/根。鋼套筒管5米/根。

4、管頂敷土為2米。

5、管道運(yùn)行時(shí)可節(jié)約1066萬(wàn)元/年 

方案二：

（萬(wàn)元） 

 說(shuō)明：1、管道壓力等級(jí)為：0.6MPa；剛度等級(jí)為：5000N/m2。

2、運(yùn)輸距離同為100公里。

3、玻璃鋼管道12米/根。鋼套筒管5米/根。

4、管頂敷土為2米。

三、近兩年玻璃鋼夾砂管道的使用情況

近兩年，玻璃鋼管道在全國(guó)各地使用了近千公里�？趶奖容^大的給水工程有：2001年的云南掌鳩河引水工程，管道直徑1800mm、管線長(zhǎng)度18公里；2002年的云南松花壩引水工程，管道直徑1600mm、管線長(zhǎng)度9.4公里。在天津附近的給水工程有：2002年的天津靜海引水工程，管道直徑800mm。目前正在建設(shè)的大口徑給水工程有：2002年的新疆引額濟(jì)烏工程，管道直徑3100mm、管線長(zhǎng)度11公里；2003年的廣東南洲水廠工程，管道直徑2200mm、管線長(zhǎng)度19公里。