污水用球墨铸铁管的应用分析

张翔林碧

摘要：城市基础设施的不断完善促进了城市的快速发展，城市污水排水系统属于常见的基础设施，在城市污水管网设计过程中既要保证使用的管材满足污水的排放需要，同时还应该保证污水管材具有一定的耐久性，早期使用的材料或多或少都存在着不足之处，而球墨铸铁管的出现，为污水管道的设计提供了新的思路和方法。本文主要探讨的是污水用球墨铸铁管的应用分析，全文在具体分析过程中首先分析了污水常用管材的特点；其次分析了污水用球墨铸铁管的特点；最后就污水用球墨铸铁管的实际应用进行了分析。

关键词：污水；球墨铸铁管；应用分析

城市污水管网设计过程中，管材的选择对于排水系统建设的经济费用以及后期投入使用之后的维修费用均有直接影响，而长期以来，城市地下管网建设以及排水设计施工均属于城市规划和发展中的薄弱环节，近年来，许多学者已经意识到了这一点，因而在城市污水管网设计中对于管材的选择更加重视，球墨铸铁管作为一种广泛使用的管材，在城市污水管网中也得到了广泛应用，本文主要就污水用球墨铸铁管的应用分析如下：

一、污水常用管材特点分析

污水管网设计施工中常用的管材较多，在此以常用的主要管材为例进行分析：

1、钢筋混凝土管

钢筋混凝土管中包括普通钢筋混凝土管、自应力钢筋混凝土管以及预应力混凝土管，钢筋混凝土，在污水管网应用中具有价格相对便宜、抗压强度高，制作简单，但是在应用过程中本身重量较重，运输和安装难度较大，粗糙系数高，水流速度低，安装过程中的接头较多，对于有腐蚀性的污水耐受性较差[1]。

2、高密度聚乙烯管（HDPE）

HDPE属于一种新型塑料管道材料，在应用过程中具有良好的化学性质，韧性良好、价格低廉、耐磨性高、安装操作简单等优点，在实际的污水管应用中整体重量较轻，便于运输，有较好的环境适应性以及抗冻性，而且使用年限较长，但是在施工中的接头需要采用热熔连接，施工难度较大，安装费用增加。

3玻璃钢夹砂管

玻璃钢夹砂管的主要组成材料为树脂、玻璃纤维等，属于一种新型复合管材。该管材在污水工程中有着重要的应用，在使用中具有耐腐蚀性能高、符合水力性特点、材料本身质轻、强度高、运输和安装较为简单，输送能力较强，在工程建设中相对于其它管材，可加快工程进度，同时符合污水工程建设中的经济性要求。

二、污水用球墨铸铁管特点分析

污水用球墨铸铁管因为本身的特点，在污水管网中得到了广泛应用，其主要特点有以下几点：

1有良好的密封性能，渗漏发生率低

污水管网在实际运行中常见的一个问题就是管道的渗漏，针对管道出现的渗漏，常用的处理方法主要有包括减少裂缝的发生、正确的安装管道接口以及防止管道出现椭圆形变形。

球墨铸铁管是一种介于刚性材料与柔性材料之间的半刚性材料，它可以弥补刚性材料以及柔性材料在密封性上的不足，具体的有以下四点：（1）良好的延展性，使用中出现裂缝可能性小；（2）球墨铸铁管径向刚度为普通柔性管道材料的4倍，降低了在地下发生椭圆形变形的可能性；（3）球墨铸铁管接口采用承插式，保证了接口部位的密封性，管道的接口位置使用的胶圈有一定的变形性能，这样在地基出现一定变形沉降过程中保证了适应能力，避免了管道接口位置出现的渗漏；（4）球墨铸铁管的抗腐蚀能力较强。

2、良好的水力特性

水泥砂浆内衬金属管道压力流管渠水力计算公式为：

根据上式可知，水力半径R以及管材表面粗糙系数n决定了污水管网的水压力水力特性，在管径恒定的情况下，粗糙系数成为了影响水力特性的主要因素，球墨铸铁管内部的材料为高铝水泥衬层，较为光滑，与早期使用的管材相比，粗糙系数大于钢管，但是小于PCCP管以及预应力混凝土管等。除此之外，球墨铸铁管的管道通常在6—8m，产生的局部损失减小[2]。

3材料使用寿命更长

污水管网中要求管材有良好的耐久性，也就是使用寿命较长，而材料本身的抗腐蚀性能、材料的稳定性以及材料的抗磨损性能等都会影响到管材的使用寿命。球墨铸铁管在防腐方面将喷锌、高铝水泥内衬涂层以及沥青漆外防腐等有效结合在一起，整体抗腐蚀能力较强，对于常见的土壤类型、酸碱性土壤均有较好的抗腐蚀性能，内衬中使用的高铝水泥有金属原子的存在，抗磨损性能较好。球墨铸铁管在机械性能方面也较好，除了材料本身有较好的稳定性之外，在抗压、韧性、耐振动以及耐冲击方面均有明显的优势。

4施工操作更加便捷

污水管道在施工完成后需要使用回填材料回填，此时管道需要承受一定的压力，对与柔性材料而言，施工后还需要依靠土体弥补本身刚度的不足，但是球墨铸铁管本身的机械性能较好，对于回填材料以及基础处理的要求较低，因而根据实际情况，部分地基可不需要进行处理，此外，在回填过程中也可以采用开挖时的土壤。施工中天气变化以及地下水位变动对施工影响较小，整体施工进度较快，可保证施工的进度要求[3]。

污水用球墨铸铁管有着独特的特点，以上论述的几点可以通过表1中的相关数据直接体现出来。通过表1中的数据可进一步从量化指标上体现出球墨铸铁管的优势。

表1不同管材相关指标比较管材抗拉强度（N/mm2）屈服极限（N/mm2）冲击韧性（J/cm2）延伸率（%）试验压力（MPa）使用寿命（年）焊接钢管≥420≥30050—100≥104.0约10球墨铸铁管≥420≥30050—100≥104.0＞50

污水用球墨铸铁管的实际应用分析

浙江省绍兴市为了提高市区内的污水排放能力，在2008年底，绍兴市排水管理有限公司开展了市区内第三排污通道工程，管道总长度为10Km，工程总投资8142万元，设计排污能力达到1.5×105m3/d，其中采用的管材主要是DN1200球墨铸铁管。在8个月的紧张施工后，在2009年8月顺利竣工，验收各项指标合格，自污水管网建成至今已有6年多的时间，运行期间，没有出现渗漏等不良事件，在施工中通过对管内与管外的防腐处理，污水管中的接头以及容易出现腐蚀的位置均表现良好，获得了良好的应用效果。

结束语：

城市的快速发展对于相关的基础设施提出了更高的要求，特别是在建筑材料的耐久性方面，污水管网作为城市中的主要组成部分，球墨铸铁管的出现为污水管网的设计和应用提供了新的思路，根据球墨铸铁管的特性，该材料在污水管网中有较好的应用价值，在实际工程建设中得到了广泛应用。

参考文献：

[1]蒋岚岚,李大成,张万里,等.污水用球墨铸铁管的设计应用[J].城市道桥与防洪,2012(04).

[2]戴维生,赵勇,徐海峰.大口径污水用离心球墨铸铁管的工程应用实践[J].中国给水排水,2011(08).

[3]赵秋颜,颜廷富,边立生,等.球墨铸铁管在工程中的应用与分析[J].冶金动力,2004(02).