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球墨鑄鐵管在北京地鐵5號線工程中的應用

球墨鑄鐵管是目前世界上廣泛使用的理想管材,具有強度高、韌性好、耐腐蝕性強、使用壽命長、安裝方便等特點,具有獨特的耐酸、堿、電化學和雜散電流腐蝕性能。其代表性的柔性接口方式越來越廣泛地應用於水、氣、油輸送工程中。因此,球墨鑄鐵管在北京地鐵、南京地鐵、深圳地鐵等地鐵工程中被廣泛用作水管。

1設計要點

選擇1.1接口模式

柔性橡膠圈連接對小的沈降和變形有壹定的抵抗能力,其中滑入式(T型)球墨鑄鐵管以其高強度、高韌性、密封性能好、抗化學腐蝕和雜散電流腐蝕能力強、安裝施工方便等優點,在城市供水管網中得到廣泛應用。因此,北京地鐵5號線在施工設計中采用了滑入式(T型)柔性接口。

1.2管道布置圖

為了降低工程造價,地鐵施工設計專業較多,需要優化管線布置,合理利用區間隧道空間。因為高壓供電系統壹側有三條軌道,照明等專業,而弱電系統的電纜占了很大空間。因此,球墨鑄鐵消防管道系統宜沿弱電系統側敷設,有利於管道和消防栓的布置,管道的維護和檢修也更加方便和安全。

為了便於管道的維護和檢修,每隔150m~200m設置壹個閥門。如果管道需要維修,可以從設置閥門的地方拆卸管道。同時,當消火栓間距小於50m時,應考慮直管的定長尺寸,並調整消火栓間距,盡量避免切管。但要註意與FAS專業人員溝通,防止擊發按鈕遠離栓口。

彎頭處柔性接口產生的軸向力很大,需要外力來抵消。通常的做法是參照03SS505標準圖在此設置橋墩。但由於地鐵工程中隧道空間有限,施工設計中管線應避免轉彎。

1.3管道的固定方法

安裝有滑入式(T型)柔性接頭的球墨鑄鐵水管的連接主要依靠管接頭處相匹配的膠圈擠壓形成壹個整體連接。因此,管道連接後不會像鍍鋅管那樣通過法蘭或卡箍連接形成壹個抵抗橫向拉力的整體,接頭在壓力的作用下會形成壹定的推力F並傳遞給管道支架。F的計算公式如下:F=K×P×S(K為安全系數,壹般取值為1.2;p是管道的壓力;s是管道接口處的面積)。因此,支架型鋼選擇比同管徑的鋼支架型鋼大壹號,接口左右0.5m~1m範圍內有兩個支架,每條管道(長6m)中間有1個支架。固定管道的U型抱箍采用雙螺母和彈簧墊圈,管道支架固定後,采用咬邊錐形地腳螺栓(帶雙螺母和彈簧墊圈的地腳螺栓),彎頭處加防脫卡箍。

1.4防雜散電流腐蝕

由於地鐵隧道雜散電流對管道設備腐蝕嚴重,在管道固定支架與管道之間加壹層與支架等寬的三元乙丙橡膠,在管卡與管道之間加壹層與卡等寬的三元乙丙橡膠,防止雜散電流對管道和支架的腐蝕。

2施工要點

2.1安裝基本步驟

T型接口管道安裝的基本步驟如下:清潔承口和插口→將密封圈裝入承口→在承口表面塗潤滑劑→將承口插入承口→調整插入管的方向。

2.2安裝註意要點

1)安裝方法。

用繩索和滑輪安裝時,管道兩側的滑輪不容易位於管道的中心線上,所以即使管道兩側受力相同,也不能保證受力均勻。針對這種情況,制作了壹個鋼制鞍座(其內徑略大於管道外徑),在其下口(位於管道中心線處)焊接壹個掛鉤,安裝時將鞍座放在管道承插端。

2)註意間隙。

地鐵區間對凈空要求嚴格,區間內管道安裝具體位置受土建、線路、軌道影響。因此,安裝區間管道時,需要根據實際凈空進行檢查定位;管道定位的參考尺寸應以支架的外端為準,如果現場條件允許,應留有安全余量。

3)正確使用潤滑劑。

潤滑劑方便把支撐環和密封圈套在插座上,推入插座,但不能太多,否則會大大減少插座之間的摩擦力,使插座容易脫落。常用的潤滑劑是肥皂水或清潔劑,但在有積水的槽內或溫度較高的情況下幾乎不起作用,所以使用粘度較高的黃油作為潤滑劑。

2.3管道固定和加固的註意事項

安裝滑入式(T型)柔性接頭的球墨鑄鐵管,6m管必須用三個固定支架固定,其中接頭左右0.5m~1m範圍內有兩個支架。管道加固的重點和難點是彎頭。為此,在管道的轉彎處用專用防脫夾加固彎頭,並在連接彎頭的直管上靠近接口處設置固定支架,以保證彎頭在徑向、軸向和旋轉方向上固定牢固。另外,如果管道標高有變化,應采用雙盤彎頭連接。

3接口轉換

3.1接口轉換用鋼管

由於站內給水防護采用熱鍍鋅鋼管,因此需要對站內和區間交接處的兩種管材進行轉換。這種轉換可以通過鋼管的法蘭與球墨鑄鐵管的軸承套連接來實現,實現兩管之間的轉換。

3.2消火栓的安裝方式

因為消火栓的安裝高度要滿足1.1m的要求,區間內消防管道的安裝距離根據實際情況為0.9m左右。因此,消火栓的安裝采用球墨鑄鐵管三通(單承三通和雙承三通)與DN65的螺紋法蘭連接,然後外齒消火栓頭直接與螺紋法蘭連接,保證了栓口距道床約1.1m的要求。

4結論

柔性連接球墨鑄鐵管能很好地適應地鐵隧道走向和斷面形狀的復雜變化,具有強度高、韌性好、密封性能好、耐化學和雜散電流腐蝕能力強、安裝施工方便、具有壹定的抗震、伸縮自補償性能等優點,使用壽命長,是地鐵工程理想的輸水管道。