作者：胡晓慧
在我国用于排水和排污管道的结构壁管中，首先发展的是U-PVC双壁波纹管和环状肋管。U-PVC双壁波纹管有刚度好、价格低等优点，但也有低温抗冲击性能差的缺点，特别在我国北方，冬季施工时容易破损。由于U-PVC热稳定性差，加工流动性低，很难生产直径> 600 mm的大口径管材，也影响U-PVC结构壁管市场的进一步开发。聚烯烃双壁波纹管在低温韧性上有明显的优势，具有非常好的成型加工性能，可以生产直径1 200 mm乃至更大直径的管材，在产品经济技术指标上也具有明显的优势，从而迅速发展起来。
基于聚烯烃材料的优良性能，近年北美市场发展出最新一代的聚烯烃结构壁管道。该型聚烯烃结构壁管道具有三层壁复合结构，采用复合增强的方式，在结构上对聚烯烃双壁波纹管进行改进，使产品的性能得到明显的提升。该型产品为内、外壁光滑，中间壁为波纹形的高品质新型管材，目前已在北美市场大量应用于埋地排水、排污系统，发展迅速，引领国际结构壁塑料管道的发展方向。
1新型三层壁复合增强管的特点
新型三层壁复合增强管是塑料双壁结构管的改进和升级，在强化双壁结构管优点的基础上，再进行结构增强，克服双壁结构管的不足和劣势，实现产品的升级换代。
1.1双壁波纹管的优缺点
塑料双壁波纹管是国际上20世纪90年代开发的新型塑料管材，是传统的铁管和水泥管等工程管材的理想更新换代产品，被广泛地应用在农业排灌、城市污水排放，低压输水等领域。
但双壁波纹管的外壁是波纹形状的中空环形结构，造成双壁波纹管在应用中存在一些问题。如不规则波纹形状的外壁造成管材堆放和运输的不便，管材在施工中不便于拖动，或拖动过程中波纹形状的外壁极易受外力作用造成外壁破洞、波纹凹陷及管材强度下降。
1.2新型三壁复合增强管的优点
新型三层壁复合增强管材是在双壁波纹管波纹形外壁再包覆一层光滑的第三层壁。管材由光滑的内壁、波纹形状的中间层以及光滑的外壁共同组成，一般称之为三壁管或三层壁复合管。与实壁管材相比，三壁管具有节约材料、重量轻、强度高的优势，能满足更高使用要求和施工要求。包覆于管材最外层的复合增强层，可以很方便地拖拉和滚动，不会发生外壁波纹破裂和凹陷。同时，复合层是在熔融状态下，包覆于双壁波纹管材外壁与波峰粘合成牢固的整体，增加管材的波高和惯性矩，使管材具有更高的环刚度。所形成的牢固三层壁结构，使管材纵向抗折弯强度大幅增加，管材的环柔性性能达到极大的提高。
1.3新型三壁复合增强管的结构构造
三壁管结构由三部分组成，即内层、中间层、复合的外层，扩口部分为三壁合一组成。管材结构示意图见图1。
1.3.1双壁管部分
内层与中间波纹层即为普通的双壁波纹管。在结构上，由于增加的外壁复合层，使得管材纵向折弯强度提高，中间层波纹弯曲自如，减少材料消耗。实际生产时，考虑生产的连续性和产品的互换，一般双壁管部分采用与普通管相同的结构。
1.3.2复合层
复合层的作用主要有两方面：一是保护管材，使管材便于施工和运输；二是增加强度。管材结构对比见图2。
复合层等于管材标准内层壁厚时，管材波高增加近1 0%，截面惯性矩增加50%以上。
1.3.3连接方式
产品设计了承插连接和热熔连接2种连接方式，承插连接与普通的双壁管相同（见图3）。热熔连接主要为产品用于拖拉施工设计，与HDPE实壁管相同（见图4）。图5为管材直管部分连接，用于管材修复和再利用；图6为管材变径或与支管连接；图7为管材与井的连接。
1.4环刚度设计(含规格尺寸及对应环刚度表格）
按被包覆的双壁管强度不同，三层壁复合增强管的环刚度设计为SN8级以上强度（见表1~表2）。
1.5产品性能检测
三层壁复合增强管产品检验汇总表见表3。
2新型三层壁复合增强管的比较优势
三层壁复合增强管属聚烯烃类结构壁管材，目前国内还没有同类产品，国外主要在加拿大和美国有类似产品。由于项目产品是由双壁波纹管（B型）复合增强而成的内外壁为光滑的结构壁管材（A型管），产品兼具A型和B型管的技术特点，下面分别与A型管、B型管进行对比（见表4-表5）。
新型三壁复合增强管与多种双壁波纹管和缠绕管相比，具有非常突出的综合性能优势，更宽的工程设计适用范围，降低了工程施工强度，提高了工程质量，保障了工程的长期使用寿命。在工程应用领域，新型三壁复合增强管具有突出的多方面优势，具有结构和性能上达到国际先进国家同等产品的技术水平。
1)降低施工难度，提高工程质量。基于“管土共同作用”的原理，埋地管材在施工时，回填质量好坏直接影响工程整体质量，三层壁复合增强管由于光滑的管材外表面，使得回填时很容易压实，工程质量提高，开挖面积减小，施工难度降低。
2)应用范围更广。强度等级提高，可以生产环刚度等级SN16以上的管材，拓展了塑料结构壁管材的应用范围；管材重量轻，便于快速施工，实现当天开挖，当天覆土；管材具有光滑的外表面，采用热熔连接方式，适用于非开挖施工领域。
3)工程质量和使用寿命更有保障。新型三壁复合增强管具有更好的结构强度和密封性能，灵活的连接方式，以及更好的抗弯曲和抗沉降性能。在同等施工条件下，新型三层壁复合增强管道的工程质量更有保障。而且工程投入使用后，地质环境的变化对于工程质量的影响降低，从而延长工程使用寿命，降低工程维护成本。
3新型三壁复合增强管的创新与工程应用
3.1创新
1)结构创新。采用包覆成型的加工方式，在具有不规则外形的结构壁管材（B型管）外周包覆一层光滑的壁，以制成具有光滑内外表面的结构壁管材（A型管），通过结构上的改变，提高产品性能，对推动行业技术进步有积极意义。
2)工艺流程创新。直线连续复合和离线加工流程的特点在于：设备投入少，便于推广；不同直径、不同强度、不同结构的管材均可采用该流程进行加工，适用范围广；双壁管制作和三壁复合过程相对独立，在产品设计上，更加灵活，产品容易形成系列化、多样化。
3)产品创新。三层壁复合增强管由聚烯烃原料生产，内、外壁光滑，中间壁为波纹形的高品质新型管材。具有节约材料、重量轻、强度高的优势。
4)技术创新。项目产品的结构设计和生产制造技术均为自主开发，相关的生产技术已申报了3项实用新型专利和一项发明专利。产品的成功开发解决多项行业技术难题，为行业的技术进步提高借鉴。
3.2工程应用
新型三壁复合增强管已经在上海等地的多个项目工程上得到应用，得到用户的一致好评。某工程中使用三壁增强管3个规格计1500 m，在安装工程中减少施工费用和劳动强度，且抗冲性能优于其他管材，通过试压运行，质量过关，效果优良。三壁增强管具有良好的推广应用前景和显著的经济效益、社会效益。
另一工程中使用三壁增强管2个规格计2 200 m，管材内外壁光滑、壁厚均匀，产品扩口不易变形，便于安装，密封性能可靠，在施工中减少开挖面积，降低劳动强度，减少施工费用。
4结语
新型三层壁复合增强管产品与传统的双壁波纹管或缠绕管相比具有显著的综合性能优势。产品内外壁光滑，环刚度等级高( SN8-16)，环柔度、抗冲击强度和折弯强度俱优，连接方便，密封性能好，施工难度小，抗弯曲或沉降性能优异，降低施工成本，缩短工期，提高工程质量，延长工程寿命，减少工程维护成本。
该产品技术性能指标达到国际先进国家同等产品的技术水平，并已获得住建部新型建材认证和推荐，为国家部委向市场推广应用的最新一代高性能结构壁管道。
5摘要：
新型无压埋地用聚乙烯(PE)／聚丙烯(PP)三层壁复合增强管为国内首创产品。该型为内、中（波纹层）、外三层结构，内外壁光滑，环刚度等级高( SN8-16)，环柔度、抗冲击强度和折弯强度俱优，连接方便，密封性能强，施工难度小，抗弯曲或沉降性能优异，能显著降低施工成本，缩短工期，提高工程质量，延长工程寿命，减少工程维护成本。与其他类型的结构壁管相比，具有显著的综合性能和应用方面的优势。
