摘要：對球墨鑄鐵管在地鐵隧道區間應用的優(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：隧道區間；球墨鑄鐵管；接頭形式；固定措施

　　《地鐵設計規范》（GB50157—2003）中13.2.3-1規定，“地下車(chē)站站臺板下及地下區間隧道敷設的給水干管，宜采用球墨鑄鐵管和膠圈接口”，另外根據地下站臺板的下部及隧道區間存在空氣潮濕、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：

　�、偾蚰�鑄鐵管具有高強度、高延伸率，K9級系列管道的承受壓力可達6MPa；

　�、谇蚰�鑄鐵管由于電阻較大，不易產(chǎn)生電腐蝕，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(mǎn)各種雜散電流的隧道區間中應用具有明顯優(yōu)勢；

　�、矍蚰�鑄鐵強度高，具有較好的疲勞強度，鑄造性能好，成本低廉，生產(chǎn)方便；

　�、芮蚰�鑄鐵管外表面采用噴鋅加噴涂瀝青漆，在其內部可內襯水泥，既可提高其耐腐蝕性能，又可起到保護水質(zhì)的作用。因此其耐腐蝕性更能適應地下潮濕環(huán)境，延長(cháng)管道的使用壽命；

　�、萸蚰�鑄鐵管施工靈活，管道接頭可偏轉一定角度，在地鐵曲線(xiàn)段的隧道區間安裝非常方便。

　　與鍍鋅鋼管相比，球墨鑄鐵管在地鐵隧道內應用具有以下缺點(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，法蘭面間隙要求較均勻，否則易出現接頭安裝不到位導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(pán)較大，DN150管道外徑達到313mm，在隧道（尤其是盾構區間）安裝易造成侵限而影響行車(chē)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，漏水事故出現的幾率比剛性接頭高。

　　雖然球墨鑄鐵管在地鐵隧道區間內應用具有鍍鋅鋼管無(wú)可比擬的優(yōu)勢，且《地鐵設計規范》也推薦使用，但上述缺點(diǎn)限制了其在地鐵隧道內的使用，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間內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(chē)站站臺板下及隧道區間均采用了球墨鑄鐵管，并選用了壓蘭N1型接頭，為國內首次將N1及S型接頭用于地鐵隧道區間。對于《地鐵設計規范》中要求的膠圈接口形式，目前地鐵隧道區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型的接口形式從結構原理上來(lái)講，其密封性能優(yōu)于T型接口。從使用用途來(lái)看，N1型接頭更適于燃氣管道的密封，從理論上講封水應沒(méi)問(wèn)題。但深圳地鐵一期工程自開(kāi)通以來(lái)，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(guò)一次漏水事故。

　　分析認為，由于地鐵在隧道內運行時(shí)會(huì )產(chǎn)生震動(dòng)，從而導致管道出現移位，加之深圳地鐵采用生產(chǎn)、生活、消防合用的供水管網(wǎng)，區間球墨鑄鐵消防水管內的水流經(jīng)常出現無(wú)規則流動(dòng)，從而增加了水錘發(fā)生的幾率。此外隧道內出于人防考慮還設置了人防門(mén)，導致管道轉彎處較多，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，且區間管道轉彎很少，同時(shí)在轉彎處采取了較牢固的固定措施，因此自開(kāi)通運營(yíng)以來(lái)未發(fā)生過(guò)一次球墨鑄鐵消防水管漏水事故。根據上述調查研究及分析總結，發(fā)現管道漏水跟接頭形式無(wú)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《室外給水排水設計規范》中“設計滿(mǎn)流輸水管道時(shí)，應考慮發(fā)生水錘的可能，必要時(shí)應采取消除水錘的措施”、“承插式管道在垂直或水平方向轉彎處支墩的設置，應根據管徑、轉彎角度、試壓標準和接口摩擦力等因素確定”�！兜罔F設計規范》（GB50157-2003）中13.2.5第7條說(shuō)明，為防止球墨鑄鐵管由于長(cháng)期運行震動(dòng)造成給水管偏移，必須將其與主體結構和道床固定。根據北京地鐵的運營(yíng)經(jīng)驗，球墨鑄鐵管膠圈接口的固定方法為：每2m設一個(gè)管卡，管卡必須與主體結構一起固定，而且在轉彎處必須設支墩防止試壓時(shí)移動(dòng)。因此，球墨鑄鐵管在地鐵隧道內安裝首要解決的問(wèn)題就是固定。管道徑向固定可以通過(guò)支架“拖、抱”等實(shí)現，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致漏水事故的關(guān)鍵。

　　由于隧道區間內空間及位置的限制，尤其是盾構區間在轉彎處設置支墩比較困難，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，加之隧道區間內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，在充分考慮隧道內加固措施的前提下，在球墨鑄鐵管管體上接頭1m范圍內焊接2個(gè)焊圈，在其外側安裝管道鋼抱卡，當管道受力向任意一個(gè)方向出現位移時(shí)，可通過(guò)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致消防水管漏水事故的發(fā)生。管道抱卡應采用鋼板制作，以增強其抵抗管道軸向推力的強度。

　　為論證上述方案的可行性，選擇在轉彎較多且多次發(fā)生接頭漏水事故的“購—香”盾構區間進(jìn)行試驗。結果表明，在球墨鑄鐵管上靠近接頭支架內側焊接2個(gè)擋環(huán)（高度為7mm），在放空管網(wǎng)、快速開(kāi)啟管網(wǎng)兩側閥門(mén)等人為制造水錘機會(huì )的情況下，管道接頭沒(méi)有出現松脫現象，也沒(méi)有漏水事故的發(fā)生，因此基本認定該固定方式是可行的。值得注意的是，在實(shí)施該項措施前，應對焊圈高度、寬度、管道抱卡的選擇、支架的形式等進(jìn)行詳細核算，以便最大限度地控制軸向位移，避免球墨鑄鐵管接頭松脫而造成的漏水事故。

　　參考文獻：

　　[1] GB50157—2003，地鐵設計規范[S]