球墨鑄鐵管因其高強(qiáng)度、高韌性、耐腐蝕、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)異性能,已成為現(xiàn)代市政給排水、輸氣等管道工程的核心管材之一。特別是在復(fù)雜工況如管道水下直埋敷設(shè)中,其優(yōu)勢(shì)更為凸顯。本文將系統(tǒng)闡述球墨鑄鐵管在市政管道工程中的安裝要點(diǎn)及水下直埋的關(guān)鍵技術(shù)。
一、 球墨鑄鐵管的特性與工程優(yōu)勢(shì)
球墨鑄鐵管是通過(guò)在鑄鐵中添加球化劑,使石墨呈球狀,從而大幅提升了材料的機(jī)械性能。其抗拉強(qiáng)度是普通灰鑄鐵的3倍,延伸率更高,兼具鑄鐵的耐腐蝕性和鋼的強(qiáng)度。在市政工程中,這意味著管道能更好地承受地面荷載、內(nèi)水壓力以及一定程度的地基沉降,確保供水安全與系統(tǒng)穩(wěn)定。
二、 管道安裝工程的核心流程與要點(diǎn)
- 施工前準(zhǔn)備:包括施工圖紙會(huì)審、管材與配件(如承插口、膠圈、法蘭等)的質(zhì)量檢驗(yàn)、溝槽測(cè)量放線等。確保管材無(wú)裂紋、承插口光滑完好,橡膠密封圈彈性良好。
- 溝槽開(kāi)挖與基礎(chǔ)處理:根據(jù)設(shè)計(jì)要求開(kāi)挖溝槽,確保槽底寬度和坡度。對(duì)于軟土地基,需進(jìn)行夯實(shí)或換填處理,鋪設(shè)砂礫石墊層,為管道提供均勻穩(wěn)定的支撐。
- 管道安裝:
- 采用承插式柔性接口連接是主流方式。安裝時(shí)需清潔承口和插口,將橡膠圈正確放入承口凹槽內(nèi),在插口外表面和膠圈上涂抹專(zhuān)用潤(rùn)滑劑。
- 使用合適的機(jī)械(如挖掘機(jī)配專(zhuān)用夾具)將插口平穩(wěn)、勻速地插入承口,直至標(biāo)記線。嚴(yán)禁使用蠻力,確保橡膠圈不扭曲、不脫落。
- 管道安裝應(yīng)順直,坡度符合設(shè)計(jì),接口轉(zhuǎn)角需在允許范圍內(nèi)(通常不超過(guò)3度)。
- 支墩與回填:在彎頭、三通、閥門(mén)等處需按設(shè)計(jì)澆筑混凝土支墩,防止管道位移。回填需分層進(jìn)行,管腔兩側(cè)及管頂以上一定范圍內(nèi)采用砂或細(xì)土人工夯實(shí),避免直接使用含石塊、硬土的物料沖擊管壁。
三、 管道水下直埋敷設(shè)的技術(shù)挑戰(zhàn)與對(duì)策
水下直埋敷設(shè)是市政管道穿越河流、湖泊等水域時(shí)的常用方法,對(duì)管材和施工工藝要求極高。
- 關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié):
- 管道的防腐加強(qiáng):雖然球墨鑄鐵管本身有水泥砂漿內(nèi)襯和瀝青涂層外防腐,但對(duì)于水下環(huán)境,通常需增加額外防腐措施,如環(huán)氧煤瀝青厚涂層、聚乙烯包覆等,重點(diǎn)防護(hù)接口區(qū)域。
- 配重與穩(wěn)定性設(shè)計(jì):為防止管道在水流沖擊或自身浮力作用下上浮或移位,需計(jì)算并實(shí)施配重。常見(jiàn)方法包括澆筑鋼筋混凝土配重塊、安裝壓重塊或采用連續(xù)覆蓋的混凝土沉管澆筑。
- 水下溝槽開(kāi)挖與鋪設(shè):根據(jù)水深、地質(zhì)采用挖泥船、水下挖掘機(jī)等設(shè)備開(kāi)挖溝槽。管道通常在岸上焊接或連接成較長(zhǎng)管段,通過(guò)浮拖法或底拖法牽引至設(shè)計(jì)軸線,然后精確下沉就位。下沉過(guò)程需嚴(yán)格控制速度和位置。
- 水下回填與保護(hù):管道就位后,立即用級(jí)配良好的砂石料進(jìn)行水下回填,覆蓋管頂至設(shè)計(jì)厚度,形成穩(wěn)定保護(hù)層。必要時(shí),在回填層上再拋填石塊或安裝柔性護(hù)墊,防止水流沖刷。
- 質(zhì)量與安全控制:施工前需進(jìn)行詳盡的水文、地質(zhì)勘察;制定專(zhuān)項(xiàng)施工方案和應(yīng)急預(yù)案;過(guò)程中采用GPS、聲吶等設(shè)備進(jìn)行精確定位和監(jiān)測(cè);必須由專(zhuān)業(yè)潛水員或ROV(遙控?zé)o人潛水器)進(jìn)行水下接口檢查、錄像等工作。
四、
在市政管道工程中,科學(xué)規(guī)范的安裝是保障球墨鑄鐵管管網(wǎng)系統(tǒng)長(zhǎng)期安全運(yùn)行的基石。而面對(duì)水下直埋等復(fù)雜工況,更需要精心設(shè)計(jì)、精細(xì)施工,充分發(fā)揮球墨鑄鐵管的材料優(yōu)勢(shì),結(jié)合先進(jìn)的施工技術(shù),方能構(gòu)建起牢固、耐久、高效的市政地下生命線。隨著技術(shù)進(jìn)步,球墨鑄鐵管及其安裝工藝將繼續(xù)為城市基礎(chǔ)設(shè)施的現(xiàn)代化和韌性化建設(shè)提供關(guān)鍵支撐。