球墨铸铁管输水管道施工技术探究

摘 要：球墨铸铁管（DIP）管因其技术成熟，伸长率大、强度高、使用过程中不易弯曲变形等优点在南水北调配套工程中得到了广泛的应用。虽然其施工工艺不太复杂，但因管线长、涉及情况复杂多变，尤其存在穿路、穿河、穿地下管线及电缆等情况，导致施工难度增加，施工质量和工期往往无法保证，因此DIP管道施工技术的探究就成了一个重要的课题。本文从DIP管道施工过程质量控制，DIP管道施工常见问题及处理措施等几个方面对DIP施工技术进行了探讨。

关键词：南水北调；球墨铸铁管；施工技术；常见问题

球墨铸铁管属于柔性管，利用离心力铸造成形，管壁致密，石墨形态为球状，基体以铁素体为主，伸长率大、强度高，性能与钢管相似，具有柔韧性，适应突发力强，且抗弯强度比钢管大，使用过程中管段不易弯曲变形。能承受较大负荷，具有较好的抗高压、抗氧化、抗腐蚀等性能，抗腐蚀性比灰口铸铁大35%，在埋的管道能与管周围的同工作，改善了管道的受力状态，提高了管网的使用的可靠性。其接口为柔性接口，具有伸缩性和曲折性，适应基础不均匀沉陷，尤其是湿陷性黄土的区是比较理想的管材。因此得到越来越广泛的应用。

一、DIP管道施工过程质量控制

1、管道搬运

铸管及管件应采用吊带或专用工具多点起吊，装卸时应轻装轻放，在倒运、运输时应垫稳、垫牢，不得相互撞击，严格按照防护和牢固的要求进行操作，避免对铸管、管件及防护层造成损坏。

2、技术交底

管道施工前应有设计单位进行设计交底，并根据施工需要进行调查研究，掌握管道沿线的下列情况和资料：1）现场地形、地貌、建筑物、各种管线和其他设施的情况。2）工程材料、水文地质、工程用地及施工用水、排水条件、供电条件。3）工程材料、工程机械供应条件。4）在地表水体中或岸边施工时，应掌握地表水的水文和航运资料；在寒冷地区施工时，应掌握地表水的冻结及流冰的资料。

3、 沟槽开挖

在沟槽开挖时沟槽基础一般情况为平地沟，但在施工过程中发现平底沟施工时管道下腋角回填难度大，无法保证回填密实度所以在南水北调配套工程施工后期沟槽基础统一要求采用挖弧法施工以确保铸管能与原有基础地基紧密接触。同时在开挖工程中应注意以下几个方面已确保工程质量与安全：1）挖掘管沟时，应考虑回填取土方便，充分利用原有土砂。2）查清所施工沟槽所埋设的电缆、其他管道及构造物，避免对其影响。3）查明有无地下水，需要排水时，应编制排水方案4）沟槽较深、土质松散时应在沟旁设桩防护，以免塌方。

4、管道安装

管道安装是DIP管道施工的一个重要环节，其安装质量的好坏，直接影响到以后的运行。对该过程，现场施工监理必须进行严格把控，以确保施工质量。具体施工程序和注意事项如下：

1）安装前的清扫与检查 安装前必须仔细清扫承口内表面、插口外表面及连接用密封圈上的沙、土等杂物。

2）放置橡胶圈 橡胶圈放入后，应施加径向力使其完全放入密封槽内。

3）涂剂 剂不得含有任何有毒成分；应具有良好的性质，不影响橡胶圈的使用寿命；应对管道输送介质无污染；现场易涂抹。

4）连接 ①对于小规格的铸管（一般指DN《400mm），采用导链为安装工具，在施工作业时，须在承口及与铸管接触处用橡胶垫等柔性材料保护。②对中大规格的铸管，采用的安装工具为挖掘机。采用挖掘机须在铸管与挖掘机斗之间垫上硬木块保护，慢而稳地将铸管推入；采用起重机械安装，需采用专用吊具在管身吊两点，确保平衡，用人工扶着将铸管推入承口。

5）承口连接检查 安装完承口、插口连接后，一定要检查连接间隙。沿插口圆周用金属尺插入承插口内，直到顶到橡胶圈的深度，检查所插入的深度应一致。

6）现场安装过程需切割铸管的，切割后要对铸管插口进行修磨、倒角，使其与原来的插口端外观相同。只有这样，才能将插口顺利地插入承口中，而不损坏密封圈。

5、管道回填

管道回填是管道安装的重中之重，回填质量的好坏直接影响到以后管道变形率的大小。在回填前施工单位一定要选取试验段进行压实试验，确定压实参数。在回填施工时一定要分层压实，同时应注意以下几个方面：1）回填前，检查管道有无损伤或变形，有损伤的管道应修复或更换。2）槽底至管顶以上500mm范围内，不得含有有机物、冻土及大于50mm的砖、石、矿渣等硬物。3）管基120°范围应用中粗砂填充密实，与管壁紧密接触，不得用土或其他材料填充。4）管道位于车道下或位于软土地层，沟槽回填宜先用中、粗砂将管底腋角部位填充密实后，再用中、粗砂分层回填到管顶以上500mm。

6、变形率检测

球磨铸铁管回填至设计高程时，应在12-24h内测量并记录管道变形率且管道变形率不允许超过2%，对变形率超过2%的管道应根据变形率的大小进行处理。对球墨铸铁管变形率超过2%，但不超过3%时，一般采用挖出回填材料至露出管径85%，对局部有损伤的管节，进行修复或更换；对变形率超过3%的球磨铸铁管管道，应挖出管道，并会同设计单位研究处理。

7、闭水试验及充水

对有压管线，所有管线方向或尺寸改变处在闭水试验前要进行封堵，如弯头、三通、渐缩管、盲板。一般来说，试压的管线均应全部回填后再试压以避免试压过程中管体移动。充水试验时充水装置应在整个试验管段的最低处，充水速度应尽量慢，以使管道内空气全部被挤出。试验管段最低点的试验压力应按照以下规定执行：1、工作压力小于等于1MPa的管线，试验压力为工作压力的1.5倍2、工作压力大于1MPa的管线，试压压力为工作压力加0.5MPa.在试验段充满水后，在不大于工作压力条件下侵泡48小时后再进行试压。

二、常见质量问题处理

1、过路管的处理

实践证明穿越乡、村级公路路段是球磨铸铁管发生质量问题的高危地段，因为该路段一般情况下是不允许通过大型、超重车辆的，所以在设计时一般该路段过路管未设套管，但在实际运行阶段该路段的过路荷载却难以控制，最终导致出现管道变形率超标甚至漏水的现象。

南水北调配套工程是民生工程，其运行后一旦发生漏水现象将会对人民的生产和生活造成重大影响，所以在处理该问题时是由业主单位提出统一加设套管的提案，经设计单位同意，统一加设套管，以保证以后通水的安全。

2、复杂情况的处理

在南水北调施工中有一段管道，在管道附近有一民营钢铁洗选厂，洗选矿渣直接堆放在管道上方，且堆放高度无法控制，导致管道变形率超标。经与设计和有关方面的专家研究采取对球墨铸铁管管身进行混凝土包封；对接口处进行中粗砂回填至管顶以上500mm；加强后期管理的方案进行了处理。

3、接口转换的处理

1）与塑料管的接口转换。 ①法兰接口。球墨铸铁管与塑料管之间的转换，常用的方法是通过阀门或其他法兰口的配件进行转换。这种方法是目前球墨铸铁管与塑料管间转换的最佳方式。②机械接口。对于小口径的球管与塑料管转换，我们有时也使用机械接口形式。但此方法经实践证明对于安全供水不太有利。

2）与钢筋砼管的接口转换。 球墨铸铁管与钢筋砼管间的转换一般是通过钢管作为过渡来实现的。

三、结语

南水北调工程是一项利国利民的大型工程，而且球墨铸铁管在其中扮演着重要角色。球磨铸铁管的施工技术并不复杂，但如果出现质量问题，后果非常严重。在其施工过程中一定要加强事中控制，及时发现问题，及时解决问题，将质量隐患消除在运行以前。