承插式柔性接口鋼管在供水工程上的應(yīng)用
劉西勝1,張福來2
(1.徐州市銅山區(qū)自來水有限公司,江蘇徐州,221116;2.江蘇儀征蘇中建設(shè)有限公司,江蘇儀征,211400)
摘 要:從路面坍塌造成供水管道破壞案例入手,介紹了2022年國家相關(guān)部門出臺(tái)的供水管網(wǎng)使用柔性接口及降低漏損率的有關(guān)政策要求。通過幾種典型供水管道性能比較,分析了給水用承插柔性接口鋼管特點(diǎn)及安裝要點(diǎn),并列舉了部分工程實(shí)例。提出供水管道選擇關(guān)鍵必須注意管道成型焊接、接口、內(nèi)外防腐三大問題,給水用承插柔性接口鋼管符合當(dāng)前政策要求:采用管道成型焊接可靠、接口采用柔性承插、內(nèi)外防腐、工廠化生產(chǎn),無需現(xiàn)場進(jìn)行防腐施工,比傳統(tǒng)的管道優(yōu)勢明顯,可以有效減少漏損,具有推廣價(jià)值。
關(guān)鍵詞:供水工程;承插式柔性接口鋼管;柔性接口;漏損率
2020年1月13日17時(shí)36分許,青海省西寧市南大街長城醫(yī)院門前發(fā)生路面坍塌,一輛由南向北行駛的17路公交車(青A60015)陷入其中。事故造成10人遇難,17人受傷。2020年7月8日,青海省西寧市“1·13”公交車站路面塌陷重大事故災(zāi)難調(diào)查報(bào)告公布,調(diào)查組認(rèn)定,這是濕陷性黃土路基因多年滲水導(dǎo)致路基物質(zhì)流失,逐步形成地下陷穴,年久失修的防空洞外壁空腔為水土流失提供通道,市政工程施工、車輛動(dòng)載剪沖擾動(dòng)下方土體,在經(jīng)常性荷載反復(fù)作用下,使路基原設(shè)計(jì)承載力下降,引發(fā)公交車壓塌路面后墜落,砸斷供水管道和市政電纜,大量自來水快速泄出,再次沖刷形成大面積塌陷和大量泥漿造成次生災(zāi)害,導(dǎo)致墜落人員傷亡的一起重大事故災(zāi)難[1]。
1政策要求
進(jìn)入2022年,國家相關(guān)部門相繼出臺(tái)了供水管網(wǎng)使用柔性接口及降低漏損率的有關(guān)政策要求。2022年1月19日住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳、國家發(fā)展改革委辦公廳《關(guān)于加強(qiáng)公共供水管網(wǎng)漏損控制的通知》(建辦城〔2022〕2號)[2]指出,到2025年,城市和縣城供水管網(wǎng)設(shè)施進(jìn)一步完善,管網(wǎng)壓力調(diào)控水平進(jìn)一步提高,激勵(lì)機(jī)制和建設(shè)改造、運(yùn)行維護(hù)管理機(jī)制進(jìn)一步健全,供水管網(wǎng)漏損控制水平進(jìn)一步提升,長效機(jī)制基本形成。城市公共供水管網(wǎng)漏損率達(dá)到漏損控制及評定標(biāo)準(zhǔn)確定的一級評定標(biāo)準(zhǔn)的地區(qū),進(jìn)一步降低漏損率;未達(dá)到一級評定標(biāo)準(zhǔn)的地區(qū),控制到一級評定標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi);全國城市公共供水管網(wǎng)漏損率力爭控制在9%以內(nèi)。采用先進(jìn)適用、質(zhì)量可靠的供水管網(wǎng)管材。直徑100毫米及以上管道,鼓勵(lì)采用鋼管、球墨鑄鐵管等優(yōu)質(zhì)管材;直徑80毫米及以下管道,鼓勵(lì)采用薄壁不銹鋼管;新建和改造供水管網(wǎng)要使用柔性接口。新建供水管網(wǎng)要嚴(yán)格按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范規(guī)劃建設(shè)。
2022年2月25日國家發(fā)展改革委辦公廳、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳《關(guān)于組織開展公共供水管網(wǎng)漏損治理試點(diǎn)建設(shè)的通知》(發(fā)改辦環(huán)資〔2022〕141號)[3]指出,到2025年,試點(diǎn)城市(縣城)建成區(qū)供水管網(wǎng)基本健全,供水管網(wǎng)分區(qū)計(jì)量全覆蓋,管網(wǎng)壓力調(diào)控水平達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平,基本建立較為完善的公共供水管網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)管理制度和約束激勵(lì)機(jī)制,實(shí)現(xiàn)供水管網(wǎng)網(wǎng)格化、精細(xì)化管理,形成一批漏損治理先進(jìn)模式和典型案例。公共供水管網(wǎng)漏損率高于12%(2020年)的試點(diǎn)城市(縣城)建成區(qū),2025年漏損率不高于8%;其他試點(diǎn)城市(縣城)建成區(qū),2025年漏損率不高于7%。
管道滲漏產(chǎn)生的原因主要是管道接口處應(yīng)力集中腐蝕造成。在工程實(shí)踐中,柔性承插式鋼管表現(xiàn)出諸多優(yōu)點(diǎn),是降低供水漏損率值得推薦的管材,相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)T/CECS 10159-2021《給水用承插柔性接口鋼管》在2022年3月1日開始實(shí)施。
2幾種典型供水管道性能比較
見表1。
表1幾種典型供水管道性能比較
性能指標(biāo) | 預(yù)應(yīng)力鋼筒砼管(PCCP) | 鋼管(SP) | 球墨鑄鐵管(DIP) | 承插鋼管(FSP) |
接口型式 | 柔性承插連接 | 焊接連接 | 柔性承插連接 | 柔性承插連接 |
接口特點(diǎn) | 適應(yīng)變形能力一般,受外力易產(chǎn)生錯(cuò)位、損壞和滲漏 | 整體性好,剛性管道 | 適應(yīng)變形能力強(qiáng),受外力易產(chǎn)生錯(cuò)位、損壞和滲漏 | 適應(yīng)變形能力強(qiáng) |
重量 | 重量大,運(yùn)輸、吊裝困難 | 一般 | 較重,運(yùn)輸、吊裝費(fèi)力 | 較輕 |
安全性 | 一般 | 抗水錘能力強(qiáng),不易爆管,安全程度高 | 抗水錘能力強(qiáng),不易爆管,安全程度較高 | 抗水錘能力強(qiáng),不易爆管,安全程度高 |
適應(yīng)口徑 | 600~4000mm | 無限制 | 300~800mm | 50~3600mm |
適應(yīng)地形能力 | 一般 | 強(qiáng) | 較強(qiáng) | 較強(qiáng) |
抗內(nèi)壓能力 | 一般 | 強(qiáng) | 強(qiáng) | 強(qiáng) |
抗外壓能力 | 強(qiáng) | 一般 | 強(qiáng) | 一般 |
環(huán)保特性 | 好,無污染 | 好,無污染 | 好,污染 | 好,無污染 |
防腐能力 | 一般 | 一般 | 強(qiáng) | 強(qiáng) |
使用壽命 | 30~60 | <30年 | >50年 | >50年 |
密封性能 | 膠圈直徑小易滲漏 | 整體焊接,無滲漏 | 較好 | 較好 |
柔性 | 撓度小 | 撓度大 | 撓度大 | 撓度大 |
安裝 | 一般 | 一般 | 方便 | 方便 |
糙率n | 0.013 | 0.012 | 0.012 | 0.0086 |
加工難度 | 容易 | 容易 | 容易 | 容易 |
對基礎(chǔ)要求 | 對墊層、回填土要求較高 | 對墊層、回填土 無特殊要求 | 對墊層、回填土 無特殊要求 | 對墊層、回填土 無特殊要求 |
施工要求 | 管體重量大,對中困難, 土石方開挖料大 | 施工經(jīng)驗(yàn)成熟 | 施工經(jīng)驗(yàn)成熟 | 施工經(jīng)驗(yàn)成熟 |
施工難點(diǎn) | 避免碰撞 | 內(nèi)外防腐 | 墊土夯實(shí) | 基礎(chǔ)處理 |
主要缺點(diǎn) | 重量較大 | 易腐蝕 | 制造能耗高,價(jià)高 | 抗外壓能力稍差 |
突出優(yōu)點(diǎn) | 抗外壓性能好 | 適應(yīng)性強(qiáng) | 耐腐蝕,施工快捷 | 使用壽命長,內(nèi)壁光滑、耐腐蝕,施工快捷 |
性價(jià)比 | 良 | 良 | 優(yōu) | 優(yōu),環(huán)保節(jié)能性價(jià)比高 |
3給水用承插柔性接口鋼管特點(diǎn)及安裝要點(diǎn)
3.1技術(shù)特點(diǎn)
成型焊接、柔性接口、內(nèi)外防腐是決定承插柔性接口鋼管品質(zhì)的三大關(guān)鍵技術(shù),柔性連接的T型接口鋼管可以達(dá)到國內(nèi)球墨鑄鐵輸水管道一樣的性能要求,特別是鋼管的減壁設(shè)計(jì)減少了投資,與球墨鑄鐵管相比成本優(yōu)勢明顯,性價(jià)比高。
承插柔性接口鋼管成型精度高、可和球墨鑄鐵管道互換;安裝速度快,比其它管道安裝速度快4~6倍;使用壽命長,不需要在現(xiàn)場做施工接口防腐,減小了腐蝕性,無二次污染;具有較好的抗震防沉降性能,柔性接口減少地震、道路荷載對管道破壞作用;抗內(nèi)壓強(qiáng)度高;管件種類齊全,管道應(yīng)用場景廣泛;管材重量輕,便于施工現(xiàn)場運(yùn)輸;水頭損失小,屬于節(jié)能產(chǎn)品。承插柔性接口管件見圖1,管道壓力等級及壁厚見表2,允許轉(zhuǎn)角末端位移見表3。
表3 允許轉(zhuǎn)角末端位移
公稱直徑 | 推薦轉(zhuǎn)角 | 末端位移 | 公稱直徑 | 推薦轉(zhuǎn)角 | 末端位移 |
100 | 5° | 0.52m | 600 | 3° | 0.6m |
150 | 5° | 0.52m | 700 | 2°30′ | 0.5m |
200 | 5° | 0.52m | 800 | 2°30′ | 0.5m |
250 | 4° | 0.84m | 900 | 2°30′ | 0.5m |
300 | 4° | 0.84m | 1000 | 2° | 0.42m |
350 | 4° | 0.84m | 1100 | 2° | 0.42m |
400 | 3°30′ | 0.7m | 1200 | 2° | 0.42m |
450 | 3° | 0.6m | 1400 | 2° | 0.42m |
500 | 3° | 0.6m | 1600 | 2° | 0.42m |
注:實(shí)際應(yīng)用不能超過以上允許轉(zhuǎn)角的1/2,250以上管道長度為12m/根。
3.2安裝要點(diǎn)
3.2.1施工前對管材、管件、橡膠圈等進(jìn)行外觀檢查,發(fā)現(xiàn)問題不能使用[5]。橡膠圈接口如圖2所示。
圖2 橡膠圈接口
3.2.2管道安裝采用滑入式,只要將插口插入承口就位即可。安裝程序:
清理承口插口——清理膠圈——安裝膠圈——下管——安裝機(jī)具設(shè)備——在插口外表和膠圈上刷潤滑劑——推拉管子使之插入承口——檢查。
3.2.3安裝要點(diǎn)
(1)下管:應(yīng)按下管的技術(shù)要求將管子下到槽底,通常采用人工下管法或機(jī)械下管法。
(2)清理管口:將承口內(nèi)的所有雜物予以清除,并擦洗干凈,因?yàn)槿魏胃街锒加锌赡茉斐山涌诼┧?/span>
(3)清理膠圈、上膠圈:將膠圈上的粘著物清擦干凈,把膠圈彎為“梅花形”或“8”字形裝入承口槽內(nèi),并用手沿整個(gè)膠圈按壓一遍或用橡皮錘砸實(shí),確保膠圈各個(gè)部分不翹不扭,均勻一致地卡在槽內(nèi)。
(4)在插口外表面和膠圈上涂刷潤滑劑:將潤滑劑均勻地涂刷在承口安裝好的膠圈內(nèi)表面、在插口外表面涂刷潤滑劑時(shí)要將插口線以外的插口部位全部刷勻,坡口尤為重要。
(5)管件的安裝:由于管件自身重量較輕,在安裝時(shí)采用單倒鏈容易使管件方向偏轉(zhuǎn),導(dǎo)致橡膠圈不能安裝到位,因此,可采用雙倒鏈平行用力的方法使管件平行安裝,膠圈不致被擠偏,可安裝到位;也可采用加長管件的辦法,用單倒鏈進(jìn)行安裝。
(6)安裝機(jī)具設(shè)備:將準(zhǔn)備好的機(jī)具設(shè)備安裝到位,安裝時(shí)注意不要將已清理的管子部位再次污染。
(7)推拉管子使之插入承口:在安裝時(shí),為了將插口插入承口內(nèi)較為省力、順利。首先將插口放入承口內(nèi)且插口壓到承口的膠圈上,接好鋼絲繩和導(dǎo)鏈,拉緊導(dǎo)鏈;與此同時(shí),讓人在管道承口端用力左右搖晃管子,直到插口插入承口全部到位(以插口線為標(biāo)志,第一道插口線進(jìn)入承口內(nèi),第二道插口線接近到底),承口與插口之間應(yīng)留 2mm 左右的間隙。并保證承口四周外沿至膠圈的距離一致。
(8)檢查:檢查承口插口的位置是否符合要求(用塞尺插入承插口間隙中檢查膠圈位置是否正確到位)。
3.3注意事項(xiàng)
(1)膠圈應(yīng)在承口槽內(nèi)放正,并用手壓實(shí)。
(2)當(dāng)管子需截短后再安裝時(shí),插口端應(yīng)加工成坡口形狀。
(3)在彎曲段利用管道接口的借轉(zhuǎn)角安裝時(shí),應(yīng)先將管子沿直線安裝,然后再轉(zhuǎn)至要求的角度。在安裝過程中須在弧的外側(cè)用小木塊將已鋪好的管身撐穩(wěn),以免位移。
(4)安裝過程中,定管、動(dòng)管軸心線要在一條直線上,否則容易將膠圈頂出,影響安裝。
(5)管道安裝要平穩(wěn),管子之間應(yīng)成直線,有傾斜時(shí),應(yīng)從低處向高處鋪設(shè),將承口向著高的方向。
(6)將連接管道的接口對準(zhǔn)承口,保持插入管段的平直,用單根鋼絲繩一次插入至標(biāo)線,若插入阻力過大,切勿強(qiáng)行插入,以防橡膠圈扭曲。
(7)管道安裝和鋪設(shè)工程中斷時(shí),應(yīng)用其蓋堵將管口封閉,防止土砂等雜物流人管道內(nèi)。試壓前應(yīng)在每根管子的中間部位適當(dāng)?shù)母餐痢?/span>
(8)膠圈不能出承口定位槽。安裝后用塞尺檢查膠圈是否在定位槽內(nèi)(每支檢驗(yàn))如果膠圈脫出承口定位槽,必須將鋼管拔出從新安裝。
3.4管材優(yōu)勢
管材焊接有施工吊耳,減少了吊裝對防腐層的破壞。施工安裝設(shè)備簡捷,減少了施工用電、安全用電困擾。給水用承插柔性接口鋼管管件標(biāo)準(zhǔn)化,采用與球鐵管相同的T型膠圈,實(shí)現(xiàn)兩種管材的互通互換,安裝方便、連接可靠,并且所有的管件種類符合GB/T13295標(biāo)準(zhǔn)。《給排水工程埋地承插式柔性接口鋼管管道技術(shù)規(guī)程》T/CECS 492-2017和《給水用承插柔性接口鋼管》T/CECS 10159-2021等標(biāo)準(zhǔn)的頒布,為設(shè)計(jì)、施工提供了依據(jù)。
4結(jié)論
供水管道選擇關(guān)鍵必須注意管道成型焊接、接口、內(nèi)外防腐三大問題,給水用承插柔性接口鋼管采用管道成型焊接可靠、接口采用柔性承插、內(nèi)外防腐工廠化生產(chǎn),無需現(xiàn)場進(jìn)行防腐施工,比傳統(tǒng)的管道優(yōu)勢明顯,具有推廣價(jià)值。
參考文獻(xiàn):
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[2]住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳,國家發(fā)展改革委辦公廳.關(guān)于加強(qiáng)公共供水管網(wǎng)漏損控制通知. [EB/OL].(2022-01-19)[2022-03-04].http://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2022-02/04/content_5671995.htm.
[3]國家發(fā)展發(fā)展和改革委員會(huì),國家發(fā)展發(fā)展和改革委員會(huì)辦公廳,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳關(guān)于組織開展公共供水管網(wǎng)漏損治理試點(diǎn)建設(shè)通知.[EB/OL].(2022-02-25)[2022-03-16].http://www.gov.cn/zhengce/zhengce
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[4] T/CECS 10159-2021.給水用承插柔性接口鋼管.
[5] T/CECS 492-2017.給排水工程埋地承插式柔性接口鋼管管道技術(shù)規(guī)程.
作者簡介:劉西勝(1972生),男 ,水利工程專業(yè),徐州市銅山區(qū)自來水有限公司工程師,聯(lián)系電話:13626160662,郵箱:2135993754@qq.com,通訊地址:徐州市銅山區(qū)長安路與珠江路交匯處,郵編:221000