污水用球墨鑄管技術(shù)應(yīng)用
新興鑄管股份有限公司 李華成
摘要：球墨鑄鐵管(以下簡稱“球管”)業(yè)已成為供水行業(yè)的主流管材,其優(yōu)異性能得到了廣大國內(nèi)外客戶的認(rèn)可。2010年，GB/T26081《污水用球墨鑄鐵管、管件和附件》在我國正式頒布和實(shí)施，球管正式進(jìn)軍市政污水行業(yè)。本文通過市政污水的性質(zhì)、污水管網(wǎng)運(yùn)行的條件以及與污水管材的對比，介紹污水用球管的技術(shù)應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：球管、環(huán)剛度、鋁酸鹽水泥、型式試驗(yàn)
Abstract：Ductile iron pipes have been popular in water supply field, and the good performance has been accepted by the clients around the world. In 2010, GB/T 26081 “Ductile iron pipes, fittings and accessories for sewage applications” was issued and implemented, ductile iron pipes formally entered sewage field. This article introduces technical application of ductile iron pipes under the conditions of sewage character and pipes networks running and by comparison of other sewage pipes.
Key words: Ductile iron pipes, ring stiffness, Aluminate cement, type test
一、 前言
4月21日下午4點(diǎn)20分許，杭州下班晚高峰即將開始，西湖區(qū)文二路和學(xué)院路交叉口路面上突然塌陷出一個面積近20平方米，深度近2米的大坑。由于附近執(zhí)勤的交警發(fā)現(xiàn)及時，事故所幸沒有造成人員傷亡和車輛損失。據(jù)現(xiàn)場初步判斷，是學(xué)院路文二路路口南側(cè)，下方一根廢棄的雨水管泄漏，(雨水)掏空了下方的淤泥，導(dǎo)致柏油路面失去支撐之后發(fā)生了塌陷。
這一事件給我們帶來了一系列的思考：這段雨水管道既然被廢棄，為什么有會有雨水泄漏？這種解釋令人信服嗎？此類事件為何在我國許多城市頻繁發(fā)生？我國城市雨污水管網(wǎng)破損的情況怎樣？市政部門如何監(jiān)管雨污水管網(wǎng)？滲漏的污水污染土壤，流向江河湖泊，是造成水體污染的主要污染源嗎？
1999年，時任北京市政工程總公司副總經(jīng)理的牛增永撰寫資料，列舉了當(dāng)時污水管網(wǎng)面臨的主要問題：“管線由于長期運(yùn)行，破損嚴(yán)重；有35%左右的管網(wǎng)在帶病運(yùn)行；管材質(zhì)量低，靠不斷維護(hù)維持。”這些問題反映了我國城市污水管網(wǎng)運(yùn)行的客觀事實(shí)，十幾年之后的今天我們依然沒有看到排水設(shè)計規(guī)范和管材選擇的長足進(jìn)步。我國污水管網(wǎng)現(xiàn)狀堪憂，任重道遠(yuǎn)。
二、 城市污水管網(wǎng)的運(yùn)行三大技術(shù)要點(diǎn)
目前，國內(nèi)的污水管材有重力流和壓力流之分，重力流管材主要有鋼筋混凝土管和塑料管（雙壁波紋PE管、PVC管以及玻璃管）；壓力流管材主要有鋼管和球管，統(tǒng)稱金屬管，球管有取代鋼管之勢。污水管網(wǎng)承擔(dān)城市去污之重任，需要平穩(wěn)的、長期的運(yùn)行，管材選擇方面應(yīng)當(dāng)把握三大技術(shù)要點(diǎn)——內(nèi)外荷載、接口密封和內(nèi)外防腐。
1. 內(nèi)外荷載
城市污水管網(wǎng)一般由重力流管道和壓力流管道兩個部分組成。重力流管道形成污水收集系統(tǒng)，占污水管網(wǎng)絕大多數(shù)比例，污水為無壓狀態(tài)；收集完成后的污水需要提升泵站輸送至污水處理廠，占污水管網(wǎng)比例小，污水為壓力狀態(tài)。重力流管道，管道無需考慮內(nèi)荷載，但需滿足土壤及交通帶來的荷載要求；壓力流管道要求比重力流管道高，管道需要考慮內(nèi)外荷載，既要承擔(dān)污水的壓力，又要承擔(dān)土壤及交通帶來的荷載。
因此，外荷載是重力流管材的重要指標(biāo)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)管材的環(huán)剛度和土壤回填情況來核算外荷載——土壤荷載和交通荷載管材的變形量。特別是塑料管材，由于其環(huán)剛度值低，按現(xiàn)行回填方案，管材變形量較大，容易造成管材塌陷和接口漏水。
雖然我國現(xiàn)行排水規(guī)范推薦雨污分流，但實(shí)際上我國城市排水管網(wǎng)主要形式還是為雨污合流，即雨水與污水并網(wǎng)運(yùn)行。根據(jù)GB50014《室外排水設(shè)計規(guī)范》3.2.4條款之規(guī)定，雨水管設(shè)計重現(xiàn)期一般采用0.5~3年，那么，在超過重現(xiàn)期3年以上的暴雨出現(xiàn)時，雨水管極可能成為滿流帶壓狀態(tài)，內(nèi)荷載包括暴雨短時沖擊壓會對無內(nèi)壓設(shè)計的管材的承載能力產(chǎn)生巨大考驗(yàn)，這點(diǎn)提醒工程技術(shù)人員引起足夠的重視。
2. 接口密封
接口密封涉及到管線的運(yùn)行條件、管材條件兩個方面�？紤]到管道長期埋地條件下，熱脹冷縮和地基沉降，甚至地震的影響，柔性接口是設(shè)計規(guī)范和給排水專家倡導(dǎo)的方式，但管材的條件——管材環(huán)剛度、密封結(jié)構(gòu)和密封材料對接口密封影響巨大。
現(xiàn)行的管材中，鋼筋混凝土管雖然環(huán)剛度較高，但接口若采用水泥捻縫，實(shí)際上失去了柔性接口的特點(diǎn)；塑料管環(huán)剛度低，接口的密封很難得到安全保證。之所以在壓力流污水管線上很少使用混凝土管和塑料管，正是因?yàn)閮烧呔诮涌谏洗嬖诿黠@缺陷。
3. 內(nèi)外防腐
城市污水是通過下水管道收集各類城市排水，是排入下水管道系統(tǒng)的各種生活污水、城市降雨徑流的混合水。污水中含有較高的有機(jī)物，如淀粉、蛋白質(zhì)、油脂等，以及氮、磷、等無機(jī)物，還含有病原微生物和較多的懸浮物。管材在污水輸送的同時要經(jīng)受內(nèi)外環(huán)境的腐蝕，內(nèi)外防腐自然是管材的技術(shù)要點(diǎn)之一。塑料管的本身具備防腐能力，這正是塑料管材的最大優(yōu)點(diǎn)，因此，管材的防腐要求針對的是金屬管材，也包括鋼筋混凝土管。
