CN111577978B - 穿越河渠球墨铸铁管纵向借转安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种穿越河渠球墨铸铁管纵向借转安装方法，通过以下步骤来实施：S1，穿越路线设计：利用直径为75~600mm的球墨铸铁管道沿曲线安装时柔性接口最大允许3°偏角，通过经验公式计算借转点位置，获得穿越路线；S2,垫层铺设：在沟的底面上铺设砂垫层；S3，承插式接口连接：在垫层上排布管道，根据管道接口开挖接口工作坑，并将相邻的球墨铸铁管的承口和插口连接在一起；S4，接口角度偏转：将管节自由端吊起，调整至设定角度后，将管道下方用细沙填实，完成角度偏转；S5，水压试验：管道安装完后填压管身，进行水压试验，检测是否漏水。本发明成功地解决了穿越河渠问题，节省了管件，加快了施工进度。

Description

穿越河渠球墨铸铁管纵向借转安装方法

技术领域

本发明属于输水管线施工领域，具体而言，涉及一种穿越河渠球墨铸铁管纵向借转安装方法，适用于在穿越河床较浅、河面较窄河渠时安装直径小于600mm的给水球墨铸铁管。

背景技术

城市输水管线系统通常采用离心球墨铸铁管，通过胶圈密封接口。在管道穿越河渠等障碍物时，球墨铸铁管不能按原有坡度埋设管，需要以下凹的折线方式从障碍物下通过。常规采用连接钢制倒虹管代替球墨铸铁管穿越的方法。但是，因为输水管线施工多为野外作业，不具备加工制作条件，钢件需异地加工，分段焊接组装，由此增加了吊装、运输费用，且焊接接口需进行无损检验，增加了费用。球墨铸铁管与钢制倒虹管连接处采用法兰连接，尽管二者安装拆卸方便，但是埋入地下时容易发生锈蚀。钢制倒虹管的安装工艺复杂，劳动强度大，施工周期长，费用高，工作效率低。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提出了一种穿越河渠球墨铸铁管纵向借转安装方法，利用直径为75~600mm的球墨铸铁管道沿曲线安装时柔性接口最大允许3°偏角，形成一条弧线形管道的敷设方式，成功地解决了穿越河渠问题，节省了管件，加快施工进度。

本发明为解决其技术问题采用如下技术方案：

S1，穿越路线设计：设定河渠一侧水平安装管线以A点作为借转点开始向下偏转，O点为曲线拐点，经过O点后管道反向借转，B点为河渠内坡脚正下方拐点，曲线AOB关于O点成中心对称，计算B点处管顶标高与A点处管顶标高之间的高度差H，根据经验公式（1）确定AO之间最小管节数N，BO之间的最小管节数也是N，公式如下：

(

) 公式（1）

根据得到的管节数N，通过公式（2）确定A点和B点之间的最小水平距离D，从而得到借转点A的具体位置，公式如下：

(

) 公式（2）

式中，H表示渠道内坡脚正下方拐点B处管顶标高与河岸借转点A点处管顶标高的差，D表示河岸借转点A与河渠内坡脚正下方拐点B的水平距离，N表示河岸借转点A和中点O之间所需的管节数，L表示球墨铸铁管的长度，

表示相邻球磨铸铁管间的偏角，取值范围0-3°，按照上述方法计算河渠另一侧所需的管节数以及河岸上借转点的位置，从而获得球墨铸铁管的铺设路线；

S2，垫层铺设：根据确定的穿越路线挖沟，在沟的底面上铺设砂垫层；

S3，承插式接口连接：在垫层上排布管道，根据管道接口开挖接口工作坑，并将相邻的球墨铸铁管的承口和插口用密封圈连接在一起；

S4，接口角度偏转：根据设计路线中确定的管节的偏角，将管节自由端吊起，调整至设定角度后，将管道下方用细沙填实，完成角度偏转；

S5，水压试验：管道安装完后填压管身，进行水压试验，检测是否漏水。

采用本发明安装方法的优点在于：球墨铸铁管纵向借转穿越河渠，利用直径75~600mm管道沿曲线安装时柔性接口最大允许3°的偏角，形成一条弧线形管道的敷设方式，成功地解决了管道穿越河渠问题，省去了传统的钢制倒虹管，克服了施工现场作业条件的限制。

进一步的，步骤S1中，累计偏角Nθ控制在30°以内。

进一步的，步骤S2中采用的砂垫层为中粗砂。

进一步的，步骤S3通过以下步骤实施：

S31，下管：利用水准仪、经纬仪找准安装面，沟底应规矩整齐，将管节铺设在沟底的砂垫层上，承口朝向来水方向，并根据沿管沟已排放好的球墨铸铁管实际长度，开挖接口工作坑，保证管身整体稳定在砂垫层上；

S32，承口清理：清理承口内部，去除残留物；

S33，密封圈安装：将密封圈安装到承口密封槽中，并检查是否完全吻合；

S34，清理和润滑：清理插口，使其边缘变光滑，并用专用润滑剂润滑密封圈和插口；

S35，连接：将插口插入承口中实现连接；

S36，检查：将金属直标尺插入承口内部和插口管壁之间的环形空间直至碰到密封圈，沿管一周测量深度是否均匀，如果所测深度不均匀，则调整插管至测量深度均匀为止。

进一步的，步骤S34中采用的专用润滑剂为凡士林或大豆油。

附图说明

图1是钢制倒虹管穿越河渠的断面图；

图2是球墨铸铁管过河渠纵向借转路线示意图；

图3是AO段球墨铸铁管偏转角度示意图；

图4是承插口接口限位示意图；

图5是接口角度偏转的示意图；

图6是球墨铸铁管纵向借转的效果图。

图中，1、钢制倒虹管；2、球墨铸铁管；3、河渠；4、承口端；5、插口端；6、插口标志线；7、密封圈；8、门型架；9、倒链；10偏转接口。

具体实施方式

以下将结合附图进一步描述本发明，应当理解，以下描述仅用于更清楚地理解本发明，而非对其进行限制。

图1示出了常规的采用钢制倒虹管穿越河渠时的断面图。如图所示，水平安装管线以A点作为河岸借转点开始向下偏转，B点为河渠3内坡脚正下方拐点，过去对球墨铸铁管2施工时，河岸水平安装管线要通过钢制倒虹管1与河底水平安装管线连接。采用这种方法进行连接，需要分段焊接、组装，且焊接接口需进行无损检验，增加了工时和安装费用，而且球墨铸铁管与钢制倒虹管之间采用法兰连接，埋入地下时容易发生锈蚀，安装工艺复杂。因此，本发明利用直径75~600mm的球墨铸铁管道沿曲线安装时柔性接口最大允许3°转角的特性，提出了一种穿越河渠球墨铸铁管纵向借转安装方法，进行弧线形管节敷设。

根据本发明的穿越河渠球墨铸铁管纵向借转安装方法，通过以下步骤来实施。

S1，穿越路线设计：设定河渠一侧水平安装管线以A点作为借转点开始向下偏转，O点为曲线拐点，经过O点后管道反向借转，B点为河渠内坡脚正下方拐点，曲线AOB关于O点成中心对称，B点处管顶标高与河岸借转点A点处管顶标高之间的高度差为H，如图2所示，根据经验公式（1）确定AO之间最小管节数N，公式如下：

(

)，化简整理得：

(

) 公式（1）

根据得到的管节数N，通过公式（2）确定AO的最小水平距离D/2，公式如下：

(

) ，化简整理得：

(

) 公式（2）

式中，H表示渠道内坡脚正下方拐点B处管顶标高与河岸借转点A点处管顶标高的差（m），D表示河岸借转点A与河渠内坡脚正下方拐点B的水平距离（m），N表示河岸借转点A和中点O之间所需的管节数（根），L表示球墨铸铁管的长度，

表示相邻球磨铸铁管间的偏角，取值范围0-3°。

本实施例中，河渠内坡脚正下方拐点B处管顶标高与河岸水平安装管线A点处管顶标高可通过设计图纸得到，为已知量，故点A和点B的高差H可以直接获得，也是已知量，而

角在0-3°范围内取值，故通过公式（1）测算出AO间需要偏转的管节数N，BO间需要偏转的关节数也是N，要保证N为正整数，在实际操作中综合考虑管道的局部水头损失和施工安全，累计偏转角Nθ一般控制在30°范围内为宜。之后根据公式（2）确定借转点A的位置，曲线AOB段需要偏转管节数为2N，再根据同样的做法确定河渠另一侧需要偏转的管节数及借转点，根据河道底宽，计算河渠底部水平直段球墨铸铁管节数，所计算的管节数之和即为铺设线路上所需的管节数，借转曲线与河底管道的连线即为设计的铺设路线。

S2，垫层铺设及挖接口工作坑：根据球墨铸铁管纵向借转设计确定的路线挖沟，在沟的底面上铺设中粗砂作为砂垫层。

S3，承插式接口连接：在砂垫层上排布管节，根据管节接口开挖接口工作坑，并将相邻的球墨铸铁管的承口和插口通过密封圈7连接在一起，具体通过以下步骤来实现：

S31，下管：利用水准仪、经纬仪找准安装面，将管节铺设在沟底的砂垫层上，通常情况下，承口端4朝向来水方向，放管下沟时，沟底应规矩整齐，要避免把管节放在底层石块的凸面上以及与底部和壁面强烈碰撞；根据沿管沟已排放好的球墨铸铁管实际长度，开挖接口工作坑，保证管身整体稳定在砂垫层上。

S32，承口清理：用毛刷和干净的抹布清理承口内部，尤其是放密封圈的位置，清除漆、土、沙、水等残留物。

S33，密封圈安装：对较小规格的密封圈，将其弄成“心”型放入承口密封槽内，对较大规格的密封圈，将其弯成“十”型或其它形状，密封圈7放入承口密封槽后，应施加径向力使其完全放入密封槽内，检查是否完全吻合。

S34，清理和润滑：清扫插口端5的插口，去除其边缘毛刺使其边缘光滑，用专用润滑剂润滑密封圈和插口，专用润滑剂可以采用凡士林或大豆油。

S35，连接：对小管径的管节（一般指＜DN200），采用倒链或撬杠安装；而对于中大管径的管节（一般指≧DN200）采用挖掘机或倒链安装。采用倒链安装时要用软材料垫在链锁下保护管节表面，采用撬杠作业时须在承口垫上木料保护，将承口和插口的中心线对齐，小心地将球墨铸铁管连续插入，插到插口标志线6中间即可，如图4所示。

S36，检查：将金属直标尺插入承口内和管壁之间的环形空间直至碰到密封圈，沿管一周测量深度是否均匀，如果深度不均匀，则继续调节插管，直至深度均匀为止。

S4，接口角度偏转：根据设计路线计算得出的需调整管节数及角度，调整管节的偏移角度θ，安装不同管径的允许偏转角度依据《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008进行，两管接口安装完后，用门型架8挂倒链9将接口自由端慢慢吊起，吊起的过程中通过经纬仪测量自由端顶部的标高来进行角度的控制，达到设定的偏转角度后用细砂将管底填实，完成接口的偏转，如图5所示。

S5，水压试验：管道安装完后填压管身，进行水压试验，试压过程中加强对偏转接口10的检查，检查是否漏水，最终的实施效果如图6所示。

采用上述方法后，避免使用钢制倒虹管进行管道连接时现场施工条件的限制，利用直径75~600mm的球墨铸铁管道沿曲线安装时柔性接口最大允许3°偏角，形成一条弧线形管道敷设方式，成功地解决了穿越河渠问题。而且，球墨铸铁管为T型滑入式接口，水密性好，施工速度快，更好地适应管道的不均匀沉降和弯曲敷设，保证了安全供水。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，并非对本发明进行限制。本领域技术人员可以在不脱离本发明的思想和范围的情况下做出各种修改和变化，这些修改和变化都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种穿越河渠球墨铸铁管纵向借转安装方法，其特征在于，通过以下步骤来实施：

S1，穿越路线设计：设定河渠一侧水平安装管线以A点作为借转点开始向下偏转，O点为曲线拐点，经过O点后管道反向借转，B点为河渠内坡脚正下方拐点，曲线AOB关于O点成中心对称，计算B点处管顶标高与A点处管顶标高之间的高度差H，根据经验公式（1）确定AO之间最小管节数N， BO之间的最小管节数也是N，公式如下：

(

) 公式（1）

根据得到的最小管节数N，通过公式（2）确定A点和B点之间的最小水平距离D，从而得到借转点A的具体位置，公式如下：

(

) 公式（2）

式中，H表示渠道内坡脚正下方拐点B处管顶标高与河岸借转点A点处管顶标高的差，D表示河岸借转点A与河渠内坡脚正下方拐点B的水平距离，N表示河岸借转点A和中点O之间所需的最小管节数，L表示球墨铸铁管的长度，

表示相邻球磨铸铁管间的偏角，取值范围0-3°，按照上述方法计算河渠另一侧所需的最小管节数以及河岸上借转点的位置，从而获得球墨铸铁管的铺设路线；

S2，垫层铺设：根据确定的穿越路线挖沟，在沟的底面上铺设砂垫层；

S3，承插式接口连接：在垫层上排布管道，根据管道接口开挖接口工作坑，并将相邻的球墨铸铁管的承口和插口用密封圈连接在一起；

S4，接口角度偏转：根据设计路线中确定的管节的偏角，将管节自由端吊起，调整至设定角度后，将管道下方用细沙填实，完成角度偏转；

S5，水压试验：管道安装完后填压管身，进行水压试验，检测是否漏水。

2.根据权利要求1所述的穿越河渠球墨铸铁管纵向借转安装方法，其特征在于，步骤S1中，累计偏角Nθ控制在30°范围内。

3.根据权利要求1所述的穿越河渠球墨铸铁管纵向借转安装方法，其特征在于，步骤S2中采用的砂垫层为中粗砂。

4.根据权利要求1所述的穿越河渠球墨铸铁管纵向借转安装方法，其特征在于，步骤S3通过以下步骤实施：

S31，下管：利用水准仪、经纬仪找准安装面，沟底应规矩整齐，将管节铺设在沟底的砂垫层上，承口朝向来水方向，并根据沿管沟已排放好的球墨铸铁管实际长度，开挖接口工作坑，保证管身整体稳定在砂垫层上；

S32，承口清理：清理承口内部，去除残留物；

S33，密封圈安装：将密封圈安装到承口密封槽中，并检查是否完全吻合；

S34，清理和润滑：清理插口，使其边缘变光滑，并用专用润滑剂润滑密封圈和插口；

S35，连接：将插口插入承口中实现连接；

S36，检查：将金属直标尺插入承口内部和插口管壁之间的环形空间直至碰到密封圈，沿承口管内壁一周测量深度是否均匀，如果所测深度不均匀，则调整插口管至测量深度均匀为止。

5.根据权利要求4所述的穿越河渠球墨铸铁管纵向借转安装方法，其特征在于，步骤S34中采用的专用润滑剂为凡士林或大豆油。

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