球墨铸铁管在铁路给水工程中的应用

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摘要：铁路供水的特性是独立性、连续性、限时性及不平衡性，安全可靠是对铁路供水系统的基本要求，其中铁路供水管网运行的安全性决定了其能否保证昼夜持续以适当的服务压力及质量合格的水供给用户，以满足用户生活饮用及客车用水需求。在供水工程中，供水管线的造价在整个供水工程中所占的投资比较大，约占整个供水工程总造价的50～70%。因此，选择合适的管材及良好的施工质量，是保证铁路供水管网安全运行的根本保证，本文结合球墨铸铁管在铁路站场内应用实例，对其设计、安装、应用进行了探讨。

关键词：球墨铸铁管；设计；安装；应用

球墨铸铁管是以镁或稀土镁结合金球化剂在浇注前加入铁水中，使石墨球化，应力集中降低，使管材具有强度大、延伸率高、耐冲击、耐腐蚀、密封性好等优点；内壁采用水泥砂浆衬里，减少了管道沿程损失、提高了供水能力、降低了能耗；管口采用柔性接口，且管材本身具有较大的延伸率（>10%），使管道的柔性较好，在埋地管道中能与管道周围的土体共同工作，改善管道的受力状态，从而提高了管网运行的可靠性。铁路站场内振动较大，且对管网运行安全性要求高，采用球墨铸铁管作为主管材满足了要求。本文结合衡水西站铁路供水情况，谈谈对球墨铸铁管应用的几点体会。

1 球墨铸铁管的设计要求

1.1 管道的埋设深度应根据冰冻程度、车辆荷载及与其它管道交叉等因素确定。在一般情况下，管顶最小覆土深度不得小于冰冻线以下0.15米处，当管道穿越铁路时，管顶至钢轨轨底的高度不得小于1.20米。

1.2 设计沟槽底宽一般为管外径加0.5米，并根据土质状况，确定开挖坡度（i），绘制沟槽剖视图。

1.3 球墨铸铁管与其它管材一样，均匀流的沿程水头损失也为hf=λ(l/d)*(v2/2g)，所不同的只是“λ”（水力摩阻系数），即水头损失可按原铸铁管局部阻力损失计算。

在设计中，当预计有使水体流速发生突变变化的可能时，应考虑水锤压强，可按水力学有关公式进行计算。

2 球墨铸铁管的安装要求

2.1 施工前，对管材、管件、橡胶圈等做一次外观检查，发现有问题的均不能使用。

2.2 管道安装一般采用滑入式“T”型接口，只要将插口插入承口就位即可。施工实践证明，这种接口具有可靠的密封性、良好的抗震性和耐腐蚀性；操作简单、安装技术易掌握；改善劳动条件。是一种比较好的接口形式。

安装程序为：清理承口插口清理胶圈上胶圈下管（排管）在插口外表和胶圈上刷剂顶推管子使之插入承口检查。

2.3 安装要点：

a) 清理管口：将承口内的所有杂物清除擦洗干净。

b) 清理胶圈、上胶圈：将胶圈上的粘着物清擦干净，把胶圈弯为“梅花形”或“8”字形装入承口槽内，用橡皮锤砸实，确保胶圈各个部分不翘不扭，均匀地卡在槽内。

c) 下管：应按下管的要求将管子下到槽底，通常采用人工下管法或机械下管法，铁路站场内因限制一般采用人工下管法。

d) 在插口外表面和胶圈上涂刷剂：将剂均匀地涂刷在承口安装好的胶圈内表面、在插口外表面涂刷剂时要将插口线以外的插口部位全部刷匀。

e) 安装手扳葫芦：将准备好的手扳葫芦设备安装到位，安装时注意不要将已清理的管子部位再次污染。

f) 顶推管子使之插入承口：在安装时，为了将插口插入承口内较为省力、顺利。首先将插口放入承口内且插口压到承口内的胶圈上，接好钢丝绳和倒链，拉紧倒链；与此同时，让人可在管承口端用力左右摇晃管子，直到插口插入承口全部到位，承口与插口之间应留2mm左右的间隙，并保证承口四周外沿至胶圈的距离一致。

g) 管件安装：由于管件自身重量较轻，在安装时采用单根钢丝绳时，容易使管件方向偏转，导致橡胶圈被挤，不能安装到位。因此，可采用双倒链平行用力的方法使管件平行安装，胶圈不致被挤。也可采用加长管件的办法，用单根钢丝进行安装。

h) 检查：检查承口插口的位置是否符合要求（用钢板尺伸入承插口间隙中检查胶圈位置是否正确到位），一些管材在承口管上有标线，安装到位时标线刚好与承口平齐，目测即可。

3 应注意的几个问题

3.1 胶圈要放正在承口槽内，并用手压实或用橡皮锤砸实。

3.2 当管子需截短后再安装时，插口端应加工成坡口形状。

3.3 在弯曲段利用管道接口的借转角安装时，应先将管子沿直线安装，然后再转至要求的角度。在安装过程中须在弧的外侧用小木块将已铺好的管身撑稳，以免位移。

3.4 安装过程中，定管、动管轴心线要在一条直线上，否则容易将胶圈顶出，影响安装的质量和速度。

3.5 管道安装要平，管子之间应成直线，遇有倾斜角时，要小心。

3.6 将连接管道的接口对准承口，若插入阻力过大，切勿强行插入，以防橡胶圈扭曲。

3.7 管道安装和铺设工程中断时，应用其盖堵将管口封闭，防止土砂等杂物流入管道内。

3.8 试压前应在每根管子的中间部位适当的覆土。

4 施工中的体会

4.1 为了安装方便，可先洗洁精加水浸湿橡胶圈。

4.2 炎热的夏季，水份蒸发快，可用食用植物油代替剂；寒冷的冬季，橡胶圈可用热水预热，以减少硬度，迅速安装。

4.3 管子安装中若需借转，在用管子的自身借转角无法满足的情况下，可根据需借转的角度，经计算后将管子的插口切割后斜口，这样既可增大借转角度，又能保证安全使用。

4.4 若无条件用水试压时，也可考虑用空气试压。

4.5 管沟回填应分层夯实，若管道穿越线路时，为避免压坏管身，可回填粗砂至管顶。

4.6 在施工中有时会发生接口滴漏。为避免此现象，在安装时需严格按规范进行施工，需保证给每根管子都安装到位，对于大口径的管道需检查每个接口胶圈的情况。

4.7 夏季施工过程中，可在接口部位适当覆土。

4.8 三通、弯头必须做混凝土支墩。

5 结束语

球墨铸铁管为铁路供水工程提供了一种性能优良的新型管材。为了在工程中更好的应用球墨铸铁管，使用人员应熟悉球墨铸铁管的特性，不断地发现问题并加以解决，使设计更加合理、施工更加规范，使新型管材在供水工程中发挥更大的作用。

参考文献：

[1]《铁路给水排水设计规范》中华人民共和国铁道部

[2]《水力学基础》中国铁道出版社