水泥管道：城鄉基礎設施中的重要輸送載體

來源：www.bjzhby.com.cn 發布日期： 2025年07月25日

在城市排水、供水、農田灌溉等基礎設施建設中，水泥管道憑借強度高、耐久性好、成本適宜的特點，成為液體和氣體輸送的主要載體。這些管道通過預制生產、現場安裝的方式，構建起地下輸送網絡，其性能直接關系到供水安全、排水通暢和工程壽命，是城鄉正常運轉的“地下血管”。

在城市排水、供水、農田灌溉等基礎設施建設中，水泥管道憑借強度高、耐久性好、成本適宜的特點，成為液體和氣體輸送的主要載體。這些管道通過預制生產、現場安裝的方式，構建起地下輸送網絡，其性能直接關系到供水安全、排水通暢和工程壽命，是城鄉正常運轉的“地下血管”。

水泥管道的類型與結構特點

水泥管道按結構形式可分為普通混凝土管、鋼筋混凝土管、預應力混凝土管三大類，分別適用于不同壓力和環境條件。普通混凝土管由水泥、砂石按比例混合澆筑而成，內壁光滑，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或工業廢水輸送。

預應力混凝土管通過施加預應力提高抗裂性能，生產時在鋼筋骨架上預先張拉鋼筋，再澆筑混凝土，使管道在承受內壓時處于受壓狀態，減少裂縫產生。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1.6MPa，管徑可達3000mm，單節長度6-8m，能減少接口數量，提高施工效率。

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

水泥管道的生產工藝與質量控制

水泥管道的生產工藝主要有離心法、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（轉速1000-1500r/min），利用離心力使混凝土密實成型，適合生產小口徑管道（≤600mm），管壁結構均勻，表面光滑；懸輥法通過輥軸旋轉帶動模具轉動，同時加壓使混凝土壓實，適用于中口徑管道（600-1500mm），生產效率高，每小時可生產4-6節。

立式振搗法依靠振搗棒的振動使混凝土密實，適合大口徑管道（≥1500mm）和特殊形狀管道（如異形檢查井），振搗時間根據管徑確定，一般為3-5分鐘，確保混凝土密實度達到95%以上。成型后的管道需在養護池內進行蒸汽養護，溫度控制在60-80℃，養護時間12-24小時，使混凝土強度快速達到設計值的70%以上。

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

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

水泥管道的安裝流程與技術要點

管道安裝前需做好基礎處理，根據地質條件選擇砂石基礎或混凝土基礎。砂石基礎適用于土壤承載力≥100kPa的區域，鋪設厚度200-300mm的級配砂石，分層夯實（壓實度≥90%）；混凝土基礎用于軟土地基或有壓管道，強度等級C15-C20，基礎寬度比管道外徑大300mm，管座角度根據管徑確定，一般為120°或180°。

管道敷設需控制高程和坡度，采用水準儀測量，排水管道的坡度需符合設計要求（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。

接口處理是防止滲漏的關鍵，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，初凝后灑水養護；柔性接口（如橡膠圈接口）用于有壓或沉降較大的區域，安裝時在橡膠圈表面涂抹潤滑劑（如肥皂水），避免接口損傷，接口完成后需進行閉水試驗，確保無滲漏。

回填土施工需分層進行，管道兩側及管頂以上500mm范圍內采用細土或砂石回填，每層厚度≤200mm，用輕型壓實機械夯實（壓實度≥93%）；管頂500mm以上可采用原土回填，壓實度根據地面用途確定，車行道下≥95%，人行道下≥90%，避免過度碾壓導致管道破裂。

水泥管道的應用場景與適配選擇

城市排水系統中，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，可選用內襯水泥砂漿的鋼筋混凝土管，避免污水中的腐蝕性物質侵蝕管壁，管徑通常為200-600mm，埋深根據地形確定，一般≥2m。

供水工程中，預應力混凝土管適用于主干管，工作壓力1.0-1.6MPa，能滿足城市遠距離輸水需求；小區內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，適應地面沉降。與金屬管道相比，水泥管道的抗腐蝕性更強，使用壽命可達50年以上，維護成本更低。

農田灌溉系統中，水泥管道用于輸水和配水，管徑200-500mm，采用無壓敷設，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，輸水效率比土渠提高30%以上。在鹽堿地等特殊區域，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。

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

水泥管道的發展趨勢與技術創新

高性能材料的應用提升了管道性能，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，抗裂強度提升20%以上；使用超細硅灰替代部分水泥，能改善混凝土的密實度，降低滲透系數，使管道的抗滲等級從P6提升至P8。

生產工藝的智能化減少了人為誤差，數控懸輥機可自動調整輥壓強度和時間，根據管徑大小精準控制混凝土密實度；蒸汽養護采用全自動溫控系統，升溫、恒溫、降溫過程按預設曲線進行，混凝土強度波動控制在±2MPa以內，產品合格率提升至98%以上。

生態友好型管道的研發適應綠色發展需求，利用工業廢渣（如粉煤灰、礦渣）替代30%-50%的水泥，生產的管道性能符合標準，同時減少工業固廢排放；可滲透水泥管道在結構中預留微小孔隙，允許部分雨水滲入地下補充地下水，助力海綿城市建設，這種管道的滲透系數可達1×10?3cm/s。

預制裝配化技術縮短了施工周期，檢查井、三通等配件與管道同步預制，現場只需拼接安裝，減少現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），安裝時間比傳統接口縮短60%，適合工期緊張的工程。

水泥管道作為基礎設施建設的重要組成部分，其技術發展與城鄉建設需求緊密相關。隨著材料、工藝的不斷創新，水泥管道將在耐壓性、耐久性、環保性等方面持續提升，為供水安全、排水通暢和生態保護提供更可靠的保障，在新型城鎮化建設中發揮不可替代的作用。

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