承插式柔性接口钢管在供水工程上的应用
刘西胜1,张福来2
(1.徐州市铜山区自来水有限公司,江苏徐州,221116;2.江苏仪征苏中建设有限公司,江苏仪征,211400)
摘 要:从路面坍塌造成供水管道破坏案例入手,介绍了2022年国家相关部门出台的供水管网使用柔性接口及降低漏损率的有关政策要求。通过几种典型供水管道性能比较,分析了给水用承插柔性接口钢管特点及安装要点,并列举了部分工程实例。提出供水管道选择关键必须注意管道成型焊接、接口、内外防腐三大问题,给水用承插柔性接口钢管符合当前政策要求:采用管道成型焊接可靠、接口采用柔性承插、内外防腐、工厂化生产,无需现场进行防腐施工,比传统的管道优势明显,可以有效减少漏损,具有推广价值。
关键词:供水工程;承插式柔性接口钢管;柔性接口;漏损率
2020年1月13日17时36分许,青海省西宁市南大街长城医院门前发生路面坍塌,一辆由南向北行驶的17路公交车(青A60015)陷入其中。事故造成10人遇难,17人受伤。2020年7月8日,青海省西宁市“1·13”公交车站路面塌陷重大事故灾难调查报告公布,调查组认定,这是湿陷性黄土路基因多年渗水导致路基物质流失,逐步形成地下陷穴,年久失修的防空洞外壁空腔为水土流失提供通道,市政工程施工、车辆动载剪冲扰动下方土体,在经常性荷载反复作用下,使路基原设计承载力下降,引发公交车压塌路面后坠落,砸断供水管道和市政电缆,大量自来水快速泄出,再次冲刷形成大面积塌陷和大量泥浆造成次生灾害,导致坠落人员伤亡的一起重大事故灾难[1]。
1政策要求
进入2022年,国家相关部门相继出台了供水管网使用柔性接口及降低漏损率的有关政策要求。2022年1月19日住房和城乡建设部办公厅、国家发展改革委办公厅《关于加强公共供水管网漏损控制的通知》(建办城〔2022〕2号)[2]指出,到2025年,城市和县城供水管网设施进一步完善,管网压力调控水平进一步提高,激励机制和建设改造、运行维护管理机制进一步健全,供水管网漏损控制水平进一步提升,长效机制基本形成。城市公共供水管网漏损率达到漏损控制及评定标准确定的一级评定标准的地区,进一步降低漏损率;未达到一级评定标准的地区,控制到一级评定标准以内;全国城市公共供水管网漏损率力争控制在9%以内。采用先进适用、质量可靠的供水管网管材。直径100毫米及以上管道,鼓励采用钢管、球墨铸铁管等优质管材;直径80毫米及以下管道,鼓励采用薄壁不锈钢管;新建和改造供水管网要使用柔性接口。新建供水管网要严格按照有关标准和规范规划建设。
2022年2月25日国家发展改革委办公厅、住房和城乡建设部办公厅《关于组织开展公共供水管网漏损治理试点建设的通知》(发改办环资〔2022〕141号)[3]指出,到2025年,试点城市(县城)建成区供水管网基本健全,供水管网分区计量全覆盖,管网压力调控水平达到国内先进水平,基本建立较为完善的公共供水管网运行维护管理制度和约束激励机制,实现供水管网网格化、精细化管理,形成一批漏损治理先进模式和典型案例。公共供水管网漏损率高于12%(2020年)的试点城市(县城)建成区,2025年漏损率不高于8%;其他试点城市(县城)建成区,2025年漏损率不高于7%。
管道渗漏产生的原因主要是管道接口处应力集中腐蚀造成。在工程实践中,柔性承插式钢管表现出诸多优点,是降低供水漏损率值得推荐的管材,相应标准T/CECS 10159-2021《给水用承插柔性接口钢管》在2022年3月1日开始实施。
2几种典型供水管道性能比较
见表1。
表1几种典型供水管道性能比较
性能指标 | 预应力钢筒砼管(PCCP) | 钢管(SP) | 球墨铸铁管(DIP) | 承插钢管(FSP) |
接口型式 | 柔性承插连接 | 焊接连接 | 柔性承插连接 | 柔性承插连接 |
接口特点 | 适应变形能力一般,受外力易产生错位、损坏和渗漏 | 整体性好,刚性管道 | 适应变形能力强,受外力易产生错位、损坏和渗漏 | 适应变形能力强 |
重量 | 重量大,运输、吊装困难 | 一般 | 较重,运输、吊装费力 | 较轻 |
安全性 | 一般 | 抗水锤能力强,不易爆管,安全程度高 | 抗水锤能力强,不易爆管,安全程度较高 | 抗水锤能力强,不易爆管,安全程度高 |
适应口径 | 600~4000mm | 无限制 | 300~800mm | 50~3600mm |
适应地形能力 | 一般 | 强 | 较强 | 较强 |
抗内压能力 | 一般 | 强 | 强 | 强 |
抗外压能力 | 强 | 一般 | 强 | 一般 |
环保特性 | 好,无污染 | 好,无污染 | 好,污染 | 好,无污染 |
防腐能力 | 一般 | 一般 | 强 | 强 |
使用寿命 | 30~60 | <30年 | >50年 | >50年 |
密封性能 | 胶圈直径小易渗漏 | 整体焊接,无渗漏 | 较好 | 较好 |
柔性 | 挠度小 | 挠度大 | 挠度大 | 挠度大 |
安装 | 一般 | 一般 | 方便 | 方便 |
糙率n | 0.013 | 0.012 | 0.012 | 0.0086 |
加工难度 | 容易 | 容易 | 容易 | 容易 |
对基础要求 | 对垫层、回填土要求较高 | 对垫层、回填土 无特殊要求 | 对垫层、回填土 无特殊要求 | 对垫层、回填土 无特殊要求 |
施工要求 | 管体重量大,对中困难, 土石方开挖料大 | 施工经验成熟 | 施工经验成熟 | 施工经验成熟 |
施工难点 | 避免碰撞 | 内外防腐 | 垫土夯实 | 基础处理 |
主要缺点 | 重量较大 | 易腐蚀 | 制造能耗高,价高 | 抗外压能力稍差 |
突出优点 | 抗外压性能好 | 适应性强 | 耐腐蚀,施工快捷 | 使用寿命长,内壁光滑、耐腐蚀,施工快捷 |
性价比 | 良 | 良 | 优 | 优,环保节能性价比高 |
3给水用承插柔性接口钢管特点及安装要点
3.1技术特点
成型焊接、柔性接口、内外防腐是决定承插柔性接口钢管品质的三大关键技术,柔性连接的T型接口钢管可以达到国内球墨铸铁输水管道一样的性能要求,特别是钢管的减壁设计减少了投资,与球墨铸铁管相比成本优势明显,性价比高。
承插柔性接口钢管成型精度高、可和球墨铸铁管道互换;安装速度快,比其它管道安装速度快4~6倍;使用寿命长,不需要在现场做施工接口防腐,减小了腐蚀性,无二次污染;具有较好的抗震防沉降性能,柔性接口减少地震、道路荷载对管道破坏作用;抗内压强度高;管件种类齐全,管道应用场景广泛;管材重量轻,便于施工现场运输;水头损失小,属于节能产品。承插柔性接口管件见图1,管道压力等级及壁厚见表2,允许转角末端位移见表3。
表3 允许转角末端位移
公称直径 | 推荐转角 | 末端位移 | 公称直径 | 推荐转角 | 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:实际应用不能超过以上允许转角的1/2,250以上管道长度为12m/根。
3.2安装要点
3.2.1施工前对管材、管件、橡胶圈等进行外观检查,发现问题不能使用[5]。橡胶圈接口如图2所示。
图2 橡胶圈接口
3.2.2管道安装采用滑入式,只要将插口插入承口就位即可。安装程序:
清理承口插口——清理胶圈——安装胶圈——下管——安装机具设备——在插口外表和胶圈上刷润滑剂——推拉管子使之插入承口——检查。
3.2.3安装要点
(1)下管:应按下管的技术要求将管子下到槽底,通常采用人工下管法或机械下管法。
(2)清理管口:将承口内的所有杂物予以清除,并擦洗干净,因为任何附着物都有可能造成接口漏水。
(3)清理胶圈、上胶圈:将胶圈上的粘着物清擦干净,把胶圈弯为“梅花形”或“8”字形装入承口槽内,并用手沿整个胶圈按压一遍或用橡皮锤砸实,确保胶圈各个部分不翘不扭,均匀一致地卡在槽内。
(4)在插口外表面和胶圈上涂刷润滑剂:将润滑剂均匀地涂刷在承口安装好的胶圈内表面、在插口外表面涂刷润滑剂时要将插口线以外的插口部位全部刷匀,坡口尤为重要。
(5)管件的安装:由于管件自身重量较轻,在安装时采用单倒链容易使管件方向偏转,导致橡胶圈不能安装到位,因此,可采用双倒链平行用力的方法使管件平行安装,胶圈不致被挤偏,可安装到位;也可采用加长管件的办法,用单倒链进行安装。
(6)安装机具设备:将准备好的机具设备安装到位,安装时注意不要将已清理的管子部位再次污染。
(7)推拉管子使之插入承口:在安装时,为了将插口插入承口内较为省力、顺利。首先将插口放入承口内且插口压到承口的胶圈上,接好钢丝绳和导链,拉紧导链;与此同时,让人在管道承口端用力左右摇晃管子,直到插口插入承口全部到位(以插口线为标志,第一道插口线进入承口内,第二道插口线接近到底),承口与插口之间应留 2mm 左右的间隙。并保证承口四周外沿至胶圈的距离一致。
(8)检查:检查承口插口的位置是否符合要求(用塞尺插入承插口间隙中检查胶圈位置是否正确到位)。
3.3注意事项
(1)胶圈应在承口槽内放正,并用手压实。
(2)当管子需截短后再安装时,插口端应加工成坡口形状。
(3)在弯曲段利用管道接口的借转角安装时,应先将管子沿直线安装,然后再转至要求的角度。在安装过程中须在弧的外侧用小木块将已铺好的管身撑稳,以免位移。
(4)安装过程中,定管、动管轴心线要在一条直线上,否则容易将胶圈顶出,影响安装。
(5)管道安装要平稳,管子之间应成直线,有倾斜时,应从低处向高处铺设,将承口向着高的方向。
(6)将连接管道的接口对准承口,保持插入管段的平直,用单根钢丝绳一次插入至标线,若插入阻力过大,切勿强行插入,以防橡胶圈扭曲。
(7)管道安装和铺设工程中断时,应用其盖堵将管口封闭,防止土砂等杂物流人管道内。试压前应在每根管子的中间部位适当的覆土。
(8)胶圈不能出承口定位槽。安装后用塞尺检查胶圈是否在定位槽内(每支检验)如果胶圈脱出承口定位槽,必须将钢管拔出从新安装。
3.4管材优势
管材焊接有施工吊耳,减少了吊装对防腐层的破坏。施工安装设备简捷,减少了施工用电、安全用电困扰。给水用承插柔性接口钢管管件标准化,采用与球铁管相同的T型胶圈,实现两种管材的互通互换,安装方便、连接可靠,并且所有的管件种类符合GB/T13295标准。《给排水工程埋地承插式柔性接口钢管管道技术规程》T/CECS 492-2017和《给水用承插柔性接口钢管》T/CECS 10159-2021等标准的颁布,为设计、施工提供了依据。
4结论
供水管道选择关键必须注意管道成型焊接、接口、内外防腐三大问题,给水用承插柔性接口钢管采用管道成型焊接可靠、接口采用柔性承插、内外防腐工厂化生产,无需现场进行防腐施工,比传统的管道优势明显,具有推广价值。
参考文献:
[1]新华社,骆晓飞,解统强.西宁“1·13”路面塌陷重大事故灾难调查报告公布.[EB/OL].(2020-07-08)[2022-03-
01].http://www.xinhuanet.com/legal/2020-07/08/c_1126213647.htm.
[2]住房和城乡建设部,住房和城乡建设部办公厅,国家发展改革委办公厅.关于加强公共供水管网漏损控制通知. [EB/OL].(2022-01-19)[2022-03-04].http://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2022-02/04/content_5671995.htm.
[3]国家发展发展和改革委员会,国家发展发展和改革委员会办公厅,住房和城乡建设部办公厅关于组织开展公共供水管网漏损治理试点建设通知.[EB/OL].(2022-02-25)[2022-03-16].http://www.gov.cn/zhengce/zhengce
ku/2022-03/16/content_5679299.htm
[4] T/CECS 10159-2021.给水用承插柔性接口钢管.
[5] T/CECS 492-2017.给排水工程埋地承插式柔性接口钢管管道技术规程.
作者简介:刘西胜(1972生),男 ,水利工程专业,徐州市铜山区自来水有限公司工程师,联系电话:13626160662,邮箱:2135993754@qq.com,通讯地址:徐州市铜山区长安路与珠江路交汇处,邮编:221000