淺談球墨鑄鐵管在寶雞市引水工程中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

王虹妮 李麗萍

摘要：本文通過對(duì)球墨鑄鐵管、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管（PCP）、玻璃鋼管（GRP）、焊接鋼管（SP）、預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP）的分析和比較，說明球墨鑄鐵管在寶雞市石頭河引水工程應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)，并闡述了球墨鑄鐵管在引水工程應(yīng)用中的理由。

關(guān)鍵詞：球墨鑄鐵管 技術(shù)性能 引水工程 應(yīng)用

隨著寶雞城市化的迅速發(fā)展，人口的增加，原有企業(yè)的發(fā)展和現(xiàn)有企業(yè)的建設(shè)，需水量日益增長(zhǎng)，急需改善城市供水問題。寶雞市石頭河引水工程建設(shè)有效的解決了城市給水，它是城市賴以生存和發(fā)展的生命線工程。在引水工程中管道質(zhì)量的優(yōu)良，對(duì)保證引水管網(wǎng)系統(tǒng)長(zhǎng)期的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著十分重要的意義。引水管網(wǎng)系統(tǒng)的安全性與我們的生活、生產(chǎn)和消防都息息相關(guān)。

1 工程概況

寶雞市石頭河水庫(kù)引水工程?hào)|起石頭河水庫(kù)斜峪關(guān)水電站前池，西至寶雞市區(qū)高新13路，由取水工程、凈水廠、凈水輸水工程及穩(wěn)壓調(diào)蓄池四部分組成。供水服務(wù)區(qū)為眉縣科技工業(yè)園（眉縣縣城）、蔡家坡科技工業(yè)園（蔡家坡地區(qū)）、陳倉(cāng)區(qū)虢鎮(zhèn)地區(qū)和寶雞市主城區(qū)。

該工程設(shè)計(jì)規(guī)模為：近期年引水量4000萬m3，其中寶雞市主城區(qū)2600萬m3，虢鎮(zhèn)地區(qū)480萬m3，蔡家坡地區(qū)600萬m3，眉縣縣城320萬m3。取水口位于眉縣斜峪關(guān)水電站前池處，采用1根DN1200預(yù)應(yīng)力鋼套筒砼管重力輸水，引水管沿石頭河?xùn)|干渠北側(cè)、姜眉公路西側(cè)埋設(shè)，長(zhǎng)932m，進(jìn)入凈水廠。凈水廠位于眉縣齊鎮(zhèn)斜谷村，占地8.13公頃，水廠設(shè)計(jì)日處理能力為13萬m3/d。凈水輸水干管沿渭河南岸鋪設(shè)，與寶雞市高新13路的市政供水管網(wǎng)相連接。凈水輸水干管采用DN1400和DN1200球墨鑄鐵管，總長(zhǎng)47km，向?qū)氹u市區(qū)日供水8萬噸。蔡家坡、陳倉(cāng)區(qū)支管采用DN600球墨鑄鐵管，長(zhǎng)度分別為6.33km和3.18km，設(shè)計(jì)日供水量均為2萬噸。眉縣縣城供水支管從主管3km處引出，采用1根DN400球墨鑄鐵管，長(zhǎng)11.7km，設(shè)計(jì)日供水量為1萬噸。

2 球墨鑄鐵管的簡(jiǎn)介

球墨鑄鐵管屬于柔性管，利用離心鑄造成形，管壁致密。因其中的石磨形態(tài)為球狀，能承受較大的靜荷載及地面動(dòng)荷載。基體以鐵素體為主，伸長(zhǎng)率大、強(qiáng)度高，性能與鋼管相似，具有柔韌性，適應(yīng)突發(fā)力強(qiáng)，且抗彎強(qiáng)度比鋼管大，使用過程中管段不易彎曲變形。能承受較大負(fù)荷，具有較好的抗高壓、抗氧化、抗腐蝕等性能，抗腐蝕性比灰口鑄鐵大35%，在埋的管道中能與管周圍的土共同工作，改善了管道的受力狀態(tài)，提高了管網(wǎng)使用的可靠性。其接口為柔性接口，具有伸縮性和曲折性，同時(shí)具有鐵的本質(zhì)、鋼的品格，適應(yīng)基礎(chǔ)不均勻沉陷，尤其在濕陷性黃土地區(qū)是比較理想的管材。因此得到越來越廣泛的應(yīng)用。

3 各種管件技術(shù)性能比較

3.1 鋼管、鑄鐵管、玻璃鋼管各項(xiàng)性能指標(biāo)比較（表1）

3.2 相同管徑不同材質(zhì)管道的重量對(duì)比（表2）

3.3 不同管道直接費(fèi)造價(jià)比較

表3

■

3.4 幾種管材的優(yōu)缺點(diǎn)分析（表4）

3.5 管材使用情況比較

預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管（PCP）雖然造價(jià)低，但根據(jù)國(guó)內(nèi)供水行業(yè)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，它的安全性較差，出事較頻繁。分析其原因，主要由于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管的承、插口處的加工精度不夠，眾多事故往往發(fā)生在管道的承插口處。

玻璃鋼管（GRP）屬于柔性管，剛度較差，對(duì)地基處理和施工要求高，增加了施工難度，安全性較差，爆管時(shí)間國(guó)內(nèi)屢有發(fā)生。

預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP）同時(shí)兼有鋼管和PCP管的優(yōu)點(diǎn)，管道承插口采用鋼板冷加工成型、公差配合，加工精度高。插口密封采用雙膠圈，管體內(nèi)的密封鋼管在外包混凝土之前即進(jìn)行閉水試驗(yàn)，管體無泄露。

焊接鋼管（SP）雖重量輕、強(qiáng)度高、供水安全性好、對(duì)各種地形和地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)，但價(jià)格較高，防腐性能差，使用壽命短。

球墨鑄鐵管具有優(yōu)越的耐久性能及防腐性能，抗腐蝕性能比鋼管高5倍，使用壽命長(zhǎng)，而且在使用過程中不易結(jié)垢，能長(zhǎng)期保持管道的輸水能力。并且具有卓越的承壓性能、抗震性能和密封性能，大口徑球墨鑄鐵管的連接采用機(jī)械式K型柔性接口，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便等特點(diǎn)。

3.6 管材選擇結(jié)論

通過上面的論述可以看出，按照管材造價(jià)的高低，依次排列為：焊接鋼管（SP）、球墨鑄鐵管、預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP）、玻璃鋼管（GRP）、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管（PCP）。

本工程供水區(qū)域?yàn)椴碳移隆㈥?yáng)平鎮(zhèn)、陳倉(cāng)區(qū)和寶雞市區(qū)，這些供水區(qū)域地勢(shì)很低，高程在500m～550m之間，為滿足最終供水區(qū)域645.57m的接管點(diǎn)服務(wù)水頭的要求，造成沿途供水區(qū)域供水壓力都很高，最大可達(dá)165m水柱。為杜絕過高的管道工作壓力造成爆管的可能性，要求管材選擇時(shí)把可靠性作為首要條件。球墨鑄鐵管相比其它管材，很突出的特點(diǎn)就是卓越的承壓能力，因此在這種情況下，使用球墨鑄鐵管大大增加了供水的安全可靠性，所以本工程推薦采用球墨鑄鐵管作為輸水管線的管件。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB13295-1991，《離心鑄造球墨鑄鐵管》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[S].1991.

[2]GB13294-1991，《球墨鑄鐵管件》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[S].1991.

[3]范英俊.球墨鑄鐵管及管件技術(shù)手冊(cè)[M].北

京：冶金工業(yè)出版社，2006：186-204.

作者簡(jiǎn)介：王虹妮（1977-），女，陜西鳳翔人，助理工程師，研究方向：水利水電工程。

李麗萍（1966-），女，陜西鳳翔人，助理工程師，研究方向：水利水電工程。