地鐵隧道區(qū)間內(nèi)球墨鑄鐵管的加固措施工程建筑論文

1、地鐵隧道區(qū)間內(nèi)球墨鑄鐵管的加固措施_工程建筑論文地鐵隧道區(qū)間內(nèi)球墨鑄鐵管的加固措施_工程建筑論文摘要:對球墨鑄鐵管在地鐵隧道區(qū)間應(yīng)用的優(yōu)、缺點(diǎn)進(jìn)行了分析,并針對其缺點(diǎn)提出了合理的解決措施,以保證供水安全、可靠。 關(guān)鍵詞:隧道區(qū)間球墨鑄鐵管接頭形式固定措施地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范(gb501572003)中13.2.3-1規(guī)定,“地下車站站臺板下及地下區(qū)間隧道敷設(shè)的給水干管,宜采用球墨鑄鐵管和膠圈接口”,另外根據(jù)地下站臺板的下部及隧道區(qū)間存在空氣潮濕、雜散電流密布等特點(diǎn),采用球墨鑄鐵管及膠圈接口具有以下優(yōu)勢:球墨鑄鐵管具有高強(qiáng)度、高延伸率,k9級系列管道的承受壓力可達(dá)6mpa球墨鑄鐵管由于電阻較大,不易產(chǎn)生

2、電腐蝕,且連接采用具有絕緣作用的橡膠密封圈,因此具有耐電蝕性,在充滿各種雜散電流的隧道區(qū)間中應(yīng)用具有明顯優(yōu)勢球墨鑄鐵強(qiáng)度高,具有較好的疲勞強(qiáng)度,鑄造性能好,成本低廉,生產(chǎn)方便球墨鑄鐵管外表面采用噴鋅加噴涂瀝青漆,在其內(nèi)部可內(nèi)襯水泥,既可提高其耐腐蝕性能,又可起到保護(hù)水質(zhì)的作用。因此其耐腐蝕性更能適應(yīng)地下潮濕環(huán)境,延長管道的使用壽命球墨鑄鐵管施工靈活,管道接頭可偏轉(zhuǎn)一定角度,在地鐵曲線段的隧道區(qū)間安裝非常方便。 與鍍鋅鋼管相比,球墨鑄鐵管在地鐵隧道內(nèi)應(yīng)用具有以下缺點(diǎn):a.質(zhì)量大,比相同管徑的鍍鋅鋼管質(zhì)量高出40%左右,增加了安裝及固定難度b.接口安裝要求高,膠圈安裝尺寸及螺栓緊力要求較精確,法蘭

3、面間隙要求較均勻,否則易出現(xiàn)接頭安裝不到位導(dǎo)致膠圈松脫造成漏水事故c.管道承口尤其是壓蘭接頭法蘭盤較大,dn150管道外徑達(dá)到313mm,在隧道(尤其是盾構(gòu)區(qū)間)安裝易造成侵限而影響行車安全d.球墨鑄鐵管造價(jià)較高,比鍍鋅鋼管高25%左右e.采用柔性膠圈接頭,漏水事故出現(xiàn)的幾率比剛性接頭高。 雖然球墨鑄鐵管在地鐵隧道區(qū)間內(nèi)應(yīng)用具有鍍鋅鋼管無可比擬的優(yōu)勢,且地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范也推薦使用,但上述缺點(diǎn)限制了其在地鐵隧道內(nèi)的使用,因此,解決好球墨鑄鐵管上述缺陷對于推廣其在地鐵隧道區(qū)間內(nèi)的使用具有重要意義。 1球墨鑄鐵管的接頭及固定情況分析 深圳地鐵一期工程在所有的車站站臺板下及隧道區(qū)間均采用了球墨鑄鐵管,并選

4、用了壓蘭n1型接頭,為國內(nèi)首次將n1及s型接頭用于地鐵隧道區(qū)間。對于地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范中要求的膠圈接口形式,目前地鐵隧道區(qū)間主要采用壓蘭連接(s、n1型接頭)和普通承插連接(t型接頭)兩種方式,其中n1型的接口形式從結(jié)構(gòu)原理上來講,其密封性能優(yōu)于t型接口。從使用用途來看,n1型接頭更適于燃?xì)夤艿赖拿芊?從理論上講封水應(yīng)沒問題。但深圳地鐵一期工程自開通以來,已發(fā)生了多起球墨鑄鐵消防水管接頭脫出造成的漏水事故,而采用t型接頭形式連接的南京地鐵卻未發(fā)生過一次漏水事故。 分析認(rèn)為,由于地鐵在隧道內(nèi)運(yùn)行時(shí)會產(chǎn)生震動(dòng),從而導(dǎo)致管道出現(xiàn)移位,加之深圳地鐵采用生產(chǎn)、生活、消防合用的供水管網(wǎng),區(qū)間球墨鑄鐵消防水管內(nèi)的

5、水流經(jīng)常出現(xiàn)無規(guī)則流動(dòng),從而增加了水錘發(fā)生的幾率。此外隧道內(nèi)出于人防考慮還設(shè)置了人防門,導(dǎo)致管道轉(zhuǎn)彎處較多,加大了球墨鑄鐵管彎頭前后的管道接頭處承插管脫出的幾率。對于南京地鐵,因其消防水與生活、生產(chǎn)水分網(wǎng)而建,故管網(wǎng)中水流流速波動(dòng)較小,且區(qū)間管道轉(zhuǎn)彎很少,同時(shí)在轉(zhuǎn)彎處采取了較牢固的固定措施,因此自開通運(yùn)營以來未發(fā)生過一次球墨鑄鐵消防水管漏水事故。根據(jù)上述調(diào)查研究及分析總結(jié),發(fā)現(xiàn)管道漏水跟接頭形式無必然關(guān)系,而是受管網(wǎng)水流形式及管道固定措施的影響較大。2解決方案 根據(jù)室外給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范中“設(shè)計(jì)滿流輸水管道時(shí),應(yīng)考慮發(fā)生水錘的可能,必要時(shí)應(yīng)采取消除水錘的措施”、“承插式管道在垂直或水平方向轉(zhuǎn)彎處

6、支墩的設(shè)置,應(yīng)根據(jù)管徑、轉(zhuǎn)彎角度、試壓標(biāo)準(zhǔn)和接口摩擦力等因素確定”。地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范(gb501572003)中13.2.5第7條說明,為防止球墨鑄鐵管由于長期運(yùn)行震動(dòng)造成給水管偏移,必須將其與主體結(jié)構(gòu)和道床固定。根據(jù)北京地鐵的運(yùn)營經(jīng)驗(yàn),球墨鑄鐵管膠圈接口的固定方法為:每2m設(shè)一個(gè)管卡,管卡必須與主體結(jié)構(gòu)一起固定,而且在轉(zhuǎn)彎處必須設(shè)支墩防止試壓時(shí)移動(dòng)。因此,球墨鑄鐵管在地鐵隧道內(nèi)安裝首要解決的問題就是固定。管道徑向固定可以通過支架“拖、抱”等實(shí)現(xiàn),而管道軸向固定且不產(chǎn)生位移,才是解決球墨鑄鐵管接頭脫出導(dǎo)致漏水事故的關(guān)鍵。待添加的隱藏文字內(nèi)容2 由于隧道區(qū)間內(nèi)空間及位置的限制,尤其是盾構(gòu)區(qū)間在轉(zhuǎn)彎處

7、設(shè)置支墩比較困難,深圳地鐵很難像北京地鐵隧道那樣采取支墩、加密支架等做法,加之隧道區(qū)間內(nèi)的球墨鑄鐵管道為明裝,缺少管道埋地安裝時(shí)可以抵消位移的土壤摩擦力,因而在接頭處采取止脫措施顯得尤為重要。綜合上述因素,在充分考慮隧道內(nèi)加固措施的前提下,在球墨鑄鐵管管體上接頭1m范圍內(nèi)焊接2個(gè)焊圈,在其外側(cè)安裝管道鋼抱卡(見圖1,以t型接頭為例),當(dāng)管道受力向任意一個(gè)方向出現(xiàn)位移時(shí),可通過管道抱卡及焊圈阻擋,減少及避免軸向位移的產(chǎn)生,可最大程度地減少球墨鑄鐵管接頭脫出導(dǎo)致消防水管漏水事故的發(fā)生。管道抱卡應(yīng)采用鋼板制作,以增強(qiáng)其抵抗管道軸向推力的強(qiáng)度。 為論證上述方案的可行性,選擇在轉(zhuǎn)彎較多且多次發(fā)生接頭漏水事故的“購香”盾構(gòu)區(qū)間進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果表明,在球墨鑄鐵管上靠近接頭支架內(nèi)側(cè)焊接2個(gè)擋環(huán)(高度為7mm),在放空管網(wǎng)、快速開啟管網(wǎng)兩側(cè)閥門等人為制造水錘機(jī)會的情況下,管道接頭沒有出現(xiàn)松脫現(xiàn)象,也沒有漏水事故的發(fā)生,因此基本認(rèn)定該