地鐵隧道區(qū)間內(nèi)球墨鑄鐵管的加固措施_工程管理

1、地鐵隧道區(qū)間內(nèi)球墨鑄鐵管的加固措施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,以保證供水平安、牢靠。地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范(GB501572022)中13.2.3-1規(guī)定,“地下車站站臺(tái)板下及地下區(qū)間隧道敷設(shè)的給水干管,宜采納球墨鑄鐵管和膠圈接口”,另外依據(jù)地下站臺(tái)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),采納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、高延長率,K9級(jí)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)生電腐蝕,且連接采納具有絕緣作用的橡膠密封圈,因此具有耐電蝕性,在布滿各種雜散電流的隧道區(qū)間中應(yīng)用具有明顯優(yōu)勢;

2、球墨鑄鐵強(qiáng)度高,具有較好的疲憊強(qiáng)度,鑄造性能好,成本低廉,生產(chǎn)便利;球墨鑄鐵管外表面采納噴鋅加噴涂瀝青漆,在其內(nèi)部可內(nèi)襯水泥,既可提高其耐腐蝕性能,又可起到愛護(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;球墨鑄鐵管施工敏捷,管道接頭可偏轉(zhuǎn)肯定角度,在地鐵曲線段的隧道區(qū)間安裝特別便利。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,法蘭面間隙要求較勻稱,否則易消失接頭安裝不到位導(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

3、,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平安;d.球墨鑄鐵管造價(jià)較高,比鍍鋅鋼管高25%左右;e.采納柔性膠圈接頭,漏水事故消失的幾率比剛性接頭高。 <CENTER</CENTER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)范也推舉使用,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狀況分析深圳地鐵一期工程在全部的車站站臺(tái)板下及隧道區(qū)間均采納了球墨鑄鐵管,并選用了壓蘭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)

4、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)間主要采納壓蘭連接(S、N1型接頭)和一般承插連接(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,而采納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(huì)產(chǎn)生震驚,從而導(dǎo)致管道消失移位,加之深圳地鐵采納生產(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)的水流常常消失無規(guī)章流淌,從而增加了水錘發(fā)生的幾率。此外隧道內(nèi)出

5、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)彎處實(shí)行了較堅(jiān)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。依據(jù)上述調(diào)查討論及分析總結(jié),發(fā)覺管道漏水跟接頭形式無必定關(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解決方案依據(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)實(shí)行消退水錘的措施”、“承插式管道在垂直或水平方向轉(zhuǎn)彎處支墩的設(shè)置,應(yīng)依據(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

6、”。地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范(GB501572022)中13.2.5第7條說明,為防止球墨鑄鐵管由于長期運(yùn)行震驚造成給水管偏移,必需將其與主體結(jié)構(gòu)和道床固定。依據(jù)北京地鐵的運(yùn)營閱歷,球墨鑄鐵管膠圈接口的固定方法為:每2m設(shè)一個(gè)管卡,管卡必需與主體結(jié)構(gòu)一起固定,而且在轉(zhuǎn)彎處必需設(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。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)彎處設(shè)置支墩比較困難,深圳地鐵很難像北京地鐵隧道那樣實(shí)行支墩、加密支架等做法,加之隧道區(qū)間

7、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,因而在接頭處實(shí)行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)方向消失位移時(shí),可通過管道抱卡及焊圈阻擋,削減及避開軸向位移的產(chǎn)生,可最大程度地削減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)采納鋼板制作,以增加其反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(huì)的狀況下,管道接頭沒有消失松脫現(xiàn)象,也沒有漏水事