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球墨鑄鐵管在北京地鐵五號線工程中的應用

球墨鑄鐵管是目前國際上使用廣泛的一種比較理想的管材,它具有強度高、韌性好、抗腐蝕能力強、壽命長、安裝方便等特點,并且具特有的耐酸、堿、電化學和雜散電流腐蝕。其最具代表性的柔性接口方式,在輸水、輸氣、輸油工程中日益被廣泛選用。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作為輸水管材得到了廣泛應用。

1 設計要點

1.1 接口方式的選定

采用柔性橡膠圈連接形式,對于小的沉降和變形具有一定的抵抗能力,其中滑入式(T型)球墨鑄鐵管以其強度高、韌性大、封閉性能佳、抗化學和雜散電流腐蝕能力強、安裝施工方便等優點已被廣泛應用于城市供水管網中。因此,在北京地鐵五號線的施工設計中采用滑入式(T型)柔性接口。

1.2 管路布局

由于為了降低建設成本加之地鐵施工設計中專業較多,因此,優化管道布局對于合理利用區間隧道空間十分有必要。由于高壓供電系統一側有三軌、照明等專業加之弱電系統電纜占用空間大。因此,球墨鑄鐵消防管路系統應沿弱電系統一側敷設,這樣有利于管道和消火栓的布置,同時管路的維護、檢修比較方便和安全。

為了便于管路的的維護、檢修,應每隔150m~200m設置閥門,若管路需要維修便可以從設置閥門處進行管道的拆卸。同時消火栓在滿足區間消火栓間間距不超過50m時,應考慮直管定長尺寸,調整消火栓間間距,盡量避免切管,但應注意和FAS專業溝通,防止出現消防按鈕距栓口較遠的現象。

柔性接口方式在彎頭處產生的軸向力非常大,需要外力來抵消,通常做法是在該處參照03SS505標準圖來設置支墩。但是由于地鐵工程中區間隧道空間十分有限不具備支墩條件,因此在施工設計中管道應避免轉向。

1.3 管道的固定方式

采用滑入式(T型)柔性接口安裝的球墨鑄鐵水管的連接,主要靠管道接頭處配套膠圈的擠壓形成連接整體。因此,連接完成后的管道并不象法蘭或卡箍連接起來的鍍鋅管那樣形成一個抗橫向拉力的整體,接頭部位受壓力影響會形成一定的推力F傳給管道支架,F計算公式如下:F=K×P×S(K為安全系數,一般取值1.2;P為管道承受的壓力;S為管道接口處面積)。因此,選用支架型鋼比同管徑鋼支架型鋼放大一號,且支架間距滿足接口左右0.5m~1m范圍內有兩個支架,同時每根管道(長6m)在中間位置有1個支架。固定管道的U型抱箍采用雙螺母加彈簧墊片,管道支架固定后采用切底錐柱式錨栓(錨栓帶雙螺母和彈簧墊片),同時在彎頭處增設防脫卡箍。

1.4 防雜散電流腐蝕

由于地鐵隧道中雜散電流對管路設備的腐蝕比較嚴重,因此管道固定支架與管道之|中大網校|間加一層與支架同寬5mm的三元乙丙烯橡膠隔離,管卡與管道之間加與卡同寬5mm的三元乙丙烯橡膠隔離,防止雜散電流對管道、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為:清理承口、插口→將密封圈裝入承口→在插口外表涂抹潤滑劑→將插口插入承口→調整插入管走向。

2.2 安裝重點注意事項

1)安裝方法。

采用繩子和滑輪進行安裝時,管道兩側的滑輪不易處于管道中心線位置,這樣即使管道兩側用力一樣,也不能保證其受力均勻。針對這種情況制作了一只鋼馬鞍(其內徑略大于管外徑),并在其下口(處于管道中心線的位置)焊吊鉤,安裝時將馬鞍置于管道承口端.

2)注意限界。

地鐵區間對限界有嚴格要求,而區間管道安裝的具體位置受土建、線路和軌道等因素影響。因此,進行區間管道安裝時,根據實際限界驗測、定位;管道定位參考尺寸以支架外端為準,若現場條件限界條件許可,留足安全余量。

3)正確涂抹潤滑劑。

潤滑劑是方便將支撐圈和密封圈套上插口、推入承口,但不能過多,否則將大大減小承插口間摩擦力,使承插口易于脫落。常用的潤滑劑為肥皂水或洗潔精,而它在積水的溝槽中或氣溫較高的情況下幾乎不起作用,所以最好采用粘度較高的黃油作為潤滑劑。

2.3 管路的固定和加固注意事項

采用滑入式(T型)柔性接口安裝的球墨鑄鐵管道固定必須嚴格安裝6m管道3個固定支架,其中接口左右0.5m~1m范圍內有兩個支架。管路加固的重點和難點是拐彎處,因此,在管道轉向處對彎頭采用專用的防脫卡箍加固,并在連接彎頭的直管上靠近接口處設固定支架,從而保證彎頭在徑向、軸向和旋轉3個方向上固定牢固。此外如果管路出現標高變化,應采用雙盤彎頭連接。

3 接口轉換

3.1 與鋼管的接口轉換

由于站內消|中大網校|防給水選用材質為熱鍍鋅鋼管,因此在站內和區間結合處要進行兩種管材的轉換。這種轉換可以通過鋼管法蘭和球墨鑄鐵管的盤承套管連接,就可以實現兩種管材之間的轉換。

3.2 消火栓的安裝方式

由于消火栓的安裝高度要滿足1.1m的要求,而且根據實際情況區間消防管道的安裝距道床在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、雙承三通)接DN65的絲扣法蘭,然后采用外牙消火栓頭直接和絲扣法蘭連接,從而保證了栓口距道床在1.1m左右的要求。

4 結語

采用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,而且強度高、韌性大、封閉性能佳、抗化學和雜散電流腐蝕能力強、安裝施工方便以及有一定的抗震、伸縮自補償性能等優點,使用壽命較長,是較理想的地鐵工程輸水管材。

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