摘要：對球墨鑄鐵管在地鐵隧道區(qū)間應用的優(yōu)、缺點進行了分析，并針對其缺點提出了合理的解決措施，以保證供水安全、可靠。

　　關鍵詞：隧道區(qū)間；球墨鑄鐵管；接頭形式；固定措施

　　《地鐵設計規(guī)范》（GB50157—2003）中13.2.3-1規(guī)定，“地下車站站臺板下及地下區(qū)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(jù)地下站臺板的下部及隧道區(qū)間存在空氣潮濕、雜散電流密布等特點，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；

　　②球墨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，在充滿各種雜散電流的隧道區(qū)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(nèi)部可內(nèi)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，延長管道的使用壽命；

　�、萸蚰�鑄鐵管施工靈活，管道接頭可偏轉(zhuǎn)一定角度，在地鐵曲線段的隧道區(qū)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(nèi)應用具有以下缺點：

　　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(xiàn)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較大，DN150管道外徑達到313mm，在隧道（尤其是盾構區(qū)間）安裝易造成侵限而影響行車安全；

　　d.球墨鑄鐵管造價較高，比鍍鋅鋼管高25%左右；

　　e.采用柔性膠圈接頭，漏水事故出現(xiàn)的幾率比剛性接頭高。

　　雖然球墨鑄鐵管在地鐵隧道區(qū)間內(nèi)應用具有鍍鋅鋼管無可比擬的優(yōu)勢，且《地鐵設計規(guī)范》也推薦使用，但上述缺點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情況分析

　　深圳地鐵一期工程在所有的車站站臺板下及隧道區(qū)間均采用了球墨鑄鐵管，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)間。對于《地鐵設計規(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型接頭更適于燃氣管道的密封，從理論上講封水應沒問題。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，而采用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。

　　分析認為，由于地鐵在隧道內(nèi)運行時會產(chǎn)生震動，從而導致管道出現(xiàn)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(qū)間球墨鑄鐵消防水管內(nèi)的水流經(jīng)常出現(xiàn)無規(guī)則流動，從而增加了水錘發(fā)生的幾率。此外隧道內(nèi)出于人防考慮還設置了人防門，導致管道轉(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)中水流流速波動較小，且區(qū)間管道轉(zhuǎn)彎很少，同時在轉(zhuǎn)彎處采取了較牢固的固定措施，因此自開通運營以來未發(fā)生過一次球墨鑄鐵消防水管漏水事故。根據(jù)上述調(diào)查研究及分析總結，發(fā)現(xiàn)管道漏水跟接頭形式無必然關系，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(jù)《室外給水排水設計規(guī)范》中“設計滿流輸水管道時，應考慮發(fā)生水錘的可能，必要時應采取消除水錘的措施”、“承插式管道在垂直或水平方向轉(zhuǎn)彎處支墩的設置，應根據(jù)管徑、轉(zhuǎn)彎角度、試壓標準和接口摩擦力等因素確定”�！兜罔F設計規(guī)范》（GB50157-2003）中13.2.5第7條說明，為防止球墨鑄鐵管由于長期運行震動造成給水管偏移，必須將其與主體結構和道床固定。根據(jù)北京地鐵的運營經(jīng)驗，球墨鑄鐵管膠圈接口的固定方法為：每2m設一個管卡，管卡必須與主體結構一起固定，而且在轉(zhuǎn)彎處必須設支墩防止試壓時移動。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致漏水事故的關鍵。

　　由于隧道區(qū)間內(nèi)空間及位置的限制，尤其是盾構區(qū)間在轉(zhuǎn)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(qū)間內(nèi)的球墨鑄鐵管道為明裝，缺少管道埋地安裝時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(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個焊圈，在其外側安裝管道鋼抱卡，當管道受力向任意一個方向出現(xiàn)位移時，可通過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(zhuǎn)彎較多且多次發(fā)生接頭漏水事故的“購—香”盾構區(qū)間進行試驗。結果表明，在球墨鑄鐵管上靠近接頭支架內(nèi)側焊接2個擋環(huán)（高度為7mm），在放空管網(wǎng)、快速開啟管網(wǎng)兩側閥門等人為制造水錘機會的情況下，管道接頭沒有出現(xiàn)松脫現(xiàn)象，也沒有漏水事故的發(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(guī)范[S]