球墨铸铁管在宁夏中南部城乡引水安全彭阳县北部连通工程中应用分析

【摘 要】球墨铸铁管是在铁水中加入少量的球化剂，使得铸铁中的片状石墨转变为球状，克服了片状石墨对铁基体连续性的阻止，使铁具有了卓越的可延性、柔韧性和抗冲击性，是近年发展起来的新型管材，被称为铸铁管行业的一场革命。工程设计中首次采用大管径（400毫米）、高压力（最大静水压力410米）的自锚式钢管、球墨铸铁管，为同类引水工程提供翔实可借鉴和参考的资料。

【关键词】球墨铸铁管；应用分析；宁夏彭阳

宁夏中南部城乡饮水安全水源工程，是将水资源相对丰沛、水质优良的泾河水资源调入宁夏中部干旱带和南部干旱山区，解决宁夏中南部地区固原市的原州区、彭阳县、西吉县以及位于海原县一个市区、三个县城、44个乡镇、603个行政村、3559个自然村，110.80万人的饮水安全问题。设计年引水量3920万立方米，工程总投资169887.78万元。彭阳县北部连通工程是宁夏中南部城乡饮水安全工程主要组成部分。

1. 工程概况

引水工程位于彭阳县的古城镇至王洼镇，设计供水范围包括彭阳县北部交岔、罗洼、王洼、草庙、小岔、冯庄、孟源7个乡镇78个行政村417个自然村1.96万户10.3万人。年引水量6813立方米/日，需水量191.3万立方米。

1.1 连通干管。

连通干管从固原市东山坡引水工程输水管道青石嘴倒虹吸进口取水，穿越高等级公路、中宝铁路后沿茹河主河到右岸布置，途径下青石、乃河水库坝顶、海家湾至罗家山梁顶3万立方米调蓄池，后沿东北方向穿越甘海子、田吾沟、田家井沟沟道，经石岔、陡沟、王崾岘后沿309国道布置管道末端至王洼墩墩梁2000立方米水池，干管全长60.7公里，配套建筑物225座。其中：过路建筑物56座、过沟建筑物14座、各类闸阀井150座，并在罗家山顶新建3.0万立方米开敞式蓄水池1座，在干管末端新建2000立方米水池1座。

1.2 分干管及支管。

工程共设四条分干管，二分干管从水厂清水池取水，其它三条分干管从王洼墩墩梁高位蓄水池取水；支管从分干管分水，沿途直接与已建的农村人饮工程连通。分干管和支管总长126.26公里，配套建筑物390座。

1.3 工程投资 。

核定工程总投资10500万元。

2. 工程设计要点

2.1 自锚式（法兰）钢管设计。

管径400毫米自锚式（法兰）钢管主要布设在连通干管的海家湾、田吾沟、田家井沟三条主沟的河床地段，总长度1600米，设计压力3.0兆帕以上选用此管；主要技术指标：允许工作压力（PFA）4.8兆帕，最大允许工作压力（PMA）5.8兆帕，允许试验压力（PEA）6.3兆帕，公称壁厚6毫米，允许偏差-1.3毫米。

2.2 自锚式（压兰）球墨铸铁管设计。

管径400毫米自锚式球墨铸铁管主要布设在设计压力2.5～3.0兆帕、坡度大于20度，地形变化大的地段，总长度1600米，主要技术指标：K10管允许工作压力（PFA）4.8兆帕，最大允许工作压力（PMA）5.8兆帕，允许试验压力（PEA）6.3兆帕，公称壁厚6毫米，允许偏差-1.3毫米。

2.3 滑入式球墨铸铁管设计。

管径400毫米滑入式球墨铸铁管主要布设在设计压力1.5～2.5兆帕地段，总长度1600米，主要技术指标：K9管允许工作压力（PFA）4.2兆帕，最大允许工作压力（PFA）5.1兆帕，允许试验压力（PEA）5.6兆帕，公称壁厚6毫米，允许偏差-1.3毫米。

3. 施工安装要点

3.1 自锚式（法兰）钢管施工安装要点。

（1）钢管必须符合设计要求，管节表面无斑疤、裂纹和锈蚀等缺陷，对首次采用的钢管、焊接材料、焊接方法、焊接工艺，进行有关的焊接试验，编写焊接工艺指导书；沟槽内焊接时，保证管道底部的焊缝质量，管道任何位置不得有十字形焊接，焊缝无损检测合格。

（2）管节组成管段下管时，管段的长度、吊距，应根据管径、壁厚、外防腐层材料的种类及下管方式确定。

（3）自锚式（法兰）钢管管安装螺丝要求十字对紧，避免上紧下松，管节在沟槽安装时，接口处开挖一定的工作面，安装完成后采用人工回填夯实处理。

3.2 球磨铸铁管道施工安装要点。

（1）本工程所用球墨铸铁管采用K9、K10级球墨铸铁管道，采用滑入式柔性接口（T型），当翻山跨沟地形变化较突然段（坡度大于20度）采用K10自锚式球墨铸铁管道，自锚式离心球墨铸铁管道自身稳定性好。

（2）球磨铸铁管安装前用钢丝刷、25毫米油灰平铲、毛刷、抹布清扫插口外表面承口内表密封面及橡胶圈，不得沾有任何沙土等杂物，仔细检查插口倒角是否满足安装要求，插口和橡胶圈要保持干净；将橡胶圈弯成“心”或“十字形”放入承口密封槽内，用毛刷将润滑油均匀涂在承口处的橡胶圈内表面和插口端接触面上。

（3）管道平直时，设计承口方向应朝水流方向，将管一次插入管材上的两条标志线中间；当地形较陡时，下坡设计承口方向顺水流方向，上坡设计承口方向逆水流方向；安装采用葫芦、倒链人工铺装，每节管子最大允许转角不得超过3度。

（4）自锚式球墨铸铁管安装与自锚式钢管安装方法相同。

4. 结束语

彭阳县北部连通工程于2013年10月开工建设，2014年9月建成并试水试压，一次完成，目前已进入试运行阶段，2014年12月通过宁夏水利厅、发改委组织的验收，工程效益开始初显。

参考文献

[1] 《水及燃气管道用球墨铸铁管、管件和附件》GB/13295-2008.

[2] 《村镇供水工程技术规范》SL310-2004.

[3] 《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008.

[文章编号]1619-2737（2014）11-25-851

[作者简介] 张慧斌（1978.2-），男，职称：水利工程师，长期从事水利工程勘测设计，2004年6月毕业宁夏大学。endprint