第9章__水管、管网附件和附属构筑物

第 9章 水管、管网附件和附属构筑物9.1 水管材料和配件管道材料应该符合以下要求： .密闭 性能好减少水量漏失，降低产销差率，避免管网检修时外界污水渗入。 .化学稳定性管道内壁具有耐腐蚀性，不会受到水中各种物质的侵蚀，同时也不会向水中析出有毒有害物质。 .水力条件好内壁光滑、不易结垢、减少水头损失，降低常年供水电耗。 .施工维修方便尽可能缩短维修所造成的停水时间。 .建设投资省管网建设费用占总费用的 50%-70%，管材的价格占管道综合工程 50%以上。 .使用寿命长管网扩建对城市交通、环境产生很大影响，一般按永久性工程设施进行设计。金属管材 1）钢管（ Steel pipe SP）直缝焊接钢管螺旋焊接钢无缝钢管不锈钢管镀锌钢管钢塑复合管2）铸铁管（ Cast iron pipe CIP）灰口铸铁管（ GCIP）离心灰口铸铁管半连续灰口铸铁管稀土铸铁管延性铸铁管（球墨铸铁管 DCIP）退火球墨铸铁管铸态球墨铸铁管3）有色金属管铜管铝管非金属管材1）水泥压力管（ CP）石棉水泥管（ ACP）自应力管（ SSCP）预应力管（ PCP）管芯缠丝预应力管（三阶段管）振动挤压预应力管（一阶段管）钢筒预应力管（ PCCP）2）塑料管硬聚氯乙烯管（ UPVC）聚乙烯管（ PE）高密度聚乙烯管（ HDPE）中密度聚乙烯管（ MDPE）低密度聚乙烯管（ LDPE）聚乙烯夹铝复合管（ HAH）交联聚乙烯管（ PEX）聚丙烯管（ PP）聚丁烯管（ PB）工程塑料管（ ABS）玻璃钢管（ GRP）大口径钢管通常选用 A3镇静钢钢板焊制，管材及管件容易加工，强度高，韧性好，能承受高的内外压，对复杂地形适应性强。钢管刚度小，易变形，衬里及外防腐成本高，必要时还需作阴极保护，施工过程中焊接工作量大，有缺陷的焊缝会出现应力集中，出现爆裂事故。管节拼装时纵向焊缝要错开 300mm以上。出厂前应逐根作水压试验，试压值为管线试验压力的 1.25倍。 镀锌钢管存在锈蚀问题，影响水质和使用年限，已经停止在饮用水方面的应用，主要用于消火栓和自动喷水灭火系统。生活用水采用的镀锌钢管为内衬聚乙烯或聚丙烯的镀锌钢管。镀锌钢管衬塑有两种方式，一种是内部衬涂聚乙烯，另一种是在薄镀锌钢管内部挤压聚乙烯管。前一种方式涂衬层既不容易粘牢，也不容易衬匀；后一种方式效果较好，钢塑复合管的连接管件内部，也都衬有聚乙烯。灰口铸铁管口径小、材质不稳定，发生爆管事故较多，在供水工程中基本不再采用。球墨（延性）铸铁管用低硫、低磷的优质铸铁熔炼后，经球化处理，使其中的碳以球状游离石墨的形式存在，消除了片状石墨引起的金属晶体连续性被割断的缺陷，既保留了铸铁的铸造性、耐腐蚀性，又增加了抗拉性、延伸性、弯曲性和耐冲击性。石棉水泥管六十年代在部分城市使用过，目前基本不再使用。自应力管用 425号或 525号普通硅酸盐水泥、 325号或 425号矾土水泥和二水石膏，按适当比例加工制成，所用钢筋为低碳冷拨钢丝或钢丝网，规格一般在 100 600mm之间，强度较低，容易出现二次膨胀及横向断裂，工艺简单，制管成本较低，在小城镇及农村供水系统中使用较普遍。预应力管包括一阶段管、三阶段管、钢筒预应力管三种，相对于金属管而言工艺简单、造价低，使用比较普遍；但管道重量大、运输安装不方便。钢筒预应力管是钢筒与混凝土的复合管，管芯为混凝土，在管芯外壁或中部埋入厚 1.5mm的钢筒，采用机械张拉在管芯上缠绕一层或两层施加环向预应力的高强度钢丝，然后在外部喷水泥砂浆保护层。PCCP管与钢管比较 壁厚远大于钢管，刚性强，能承受较大的外荷载，对基础及回填土要求不高； 采用钢制承插口柔性连接，可边开挖、边安装、边试压、边覆土，施工快捷； 有 1 3的借转角，适应于软土地区由于基础处理不均匀而产生的不均匀沉降； 内壁表面光滑，水头损失小； 耐腐蚀性好，寿命一般可达 60a以上； 管线综合造价和维修费用低； 可节约钢材 40% 70%。PCCP管与普通预应力混凝土管相比 PCCP管的抗渗性能由内置的焊接钢筒保证，普通预应力混凝土管的抗渗能力取决于混凝土的密实性； PCCP管采用钢制承插口，可以保证工作面间隙差 1.6mm，而普通预应力混凝土管承插口工作面间隙差 12mm，其水密性和耐久性都不如 PCCP管 ； 施工过程中可利用钢制承插口采用多种形式的限制性接头或现场焊接接头，减少因需平衡推力而设置止推挡墩的费用。水泥管材的缺点：1、水泥工业对环境造成的污染严重，生产加工能耗高，浪费资源。2、重量大、不便于运输、施工复杂、工程周期长。3、连接质量低、易泄漏 （ PCCP管除外） 。4、与塑料管道相比，水泥管道光滑度较差，可能在内壁滋生细菌，影响水质。5、寿命短，水泥管抗腐蚀性差。塑料给水管制造能耗低 (以长度计，仅为金属管道的 18.7 )、内表面光滑、水力条件优越、不生锈、不结垢、水质卫生、没有管道二次污染、重量轻、加工和接口方便、安装劳动强度低、节约综合施工费用；但管材强度低、对基础及回填土要求较高、膨胀系数较大、需考虑温度补偿措施、抗紫外线能力较弱、存在应变腐蚀问题（以蠕变系数来表示）。热固性塑料管（ GRP）通常是指玻纤维增强树脂塑料管，又称玻璃钢管。玻璃钢管的特点是强度较高，重量轻，耐腐蚀，不结垢，内壁光滑，阻力小，在相同管径、相同流量条件下，比金属管道和混凝土管道水头损失小，节省能耗。但玻璃钢管生产工艺复杂，价格较高，相对而言管壁薄，属于柔性管道，对基础与回填要求较高，也存在应变腐蚀问题。管道接口钢管： 焊接、法兰连接、承插连接；铸铁管： 法兰连接、承插连接；混凝土管： 一般采用承插连接；塑料管： 法兰连接、承插连接、溶剂粘结、热熔或电熔连接。管材、管件的接口原则上不推荐刚性接口，在爆管抢修中，也尽量安装柔性快速抢修接头。9.2 管网附件闸阀具有流体阻力小、开闭所需外力较小、介质的流向不受限制等优点；但外形尺寸和开启高度都较大、安装所需空间较大、水中有杂质落入阀座后阀不能关闭严密、关闭过程中密封面间的相对摩擦容易引起擦伤现象。闸阀： 是指关闭件 (闸板 )由阀杆带动，沿阀座密封面作升降运动的阀门。蝶阀： 是指启闭件(蝶板 )绕固定轴旋转的阀门。蝶阀具有操作力矩小、开闭时间短、安装空间小、重量轻等优点；蝶阀的主要缺点是蝶板占据一定的过水断面，增大水头损失，且易挂积杂物和纤维。止回阀： 是指启闭件 (阀瓣或阀芯 )借介质作用力，自动阻止介质逆流的阀门。根据启闭件动作方式不同，可进一步分为旋启式止回阀、升降式止回阀、消声止回阀、缓闭止回阀等类型。排气阀： 用来排除集积在管中的空气，以提高管线的使用效率。在间歇性使用的给水管网末端和最高点、给水管网有明显起伏可能积聚空气的管段的峰点应设置自动排气阀。消火栓： 是安装在给水管网上，向火场供水的带有阀门的标准接口，是市政和建筑物内消防供水的主要水源之一。室外消火栓 有 双出口 和 三出口 两种形式，出水口直径有 65mm、 80mm、 100mm和150mm四种规格。 至少一个出水口直径不小于 100mm。 安装 间距不超过 120米 。与市政供水管网的连接形式： . 位于主水管旁， 引水平专用分支管并设控制阀门连接消火栓。 . 消火栓设立在 非专用于消火栓的分支管道 上，与主控阀安装在一个井室内。 . 直接在输配水管道上加三通，消火栓 直立于管道上 。 给水管给水管给水管 其他用水地上消火栓 部分露出地面， 目标明显 、易于寻找、出水 操作方便 ，适应于气温较高地区，但 容易冻结 、 易损坏 ，有些场合 妨碍交通 ，容易被车辆意外撞坏 ，影响市容。地上消火栓有两种型号，一种是 SS100，另一种是 SS150。 SS100消火栓 的公称通径为100mm， 一个 100mm的出水口，两个 65mm的出水口 ； SS150消火栓 的公称通径为 150mm， 一个 150mm的出水口，两个 65mm或 80mm的出水口。地下式消火栓 隐蔽性强 ，不影响城市美观，受破坏情况少，寒冷地带 可防冻 ， 适用于较寒冷地区 。但目标不明显， 寻找、操作和维修都不方便 ，容易被建筑和停放的车辆等埋、占、压，要求在地下消火栓旁设置明显标志。地下式消火栓一般需要 与消火栓连接器配套使用 。消火栓连接器主要由本体、闸体、快速接头等零部件组成，其材质为铸造铝合金。地下消火栓有两种型号， SX65和 SX100。参数类别 型号公称压力（ MPa）进水口 出水口口径(mm)数量 (个)口径(mm)数量 (个)地上式消火栓SS100 1.0 1.0 100 1 65 2100 1SS100 1.6 1.6 100 1 65 2100 1SS150 1.0 1.0 150 1 65、 80 2150 1SS150 1.6 1.6 150 1 65、 80 2150 1地下式消火栓SX65 1.0 1.0 100 1 65 2SX65 1.6 1.6 100 1 65 2SX100 1.0 1.0 100 1 65 1100 1SX100 1.6 1.6 100 1 65 1100 1SX100 1.0 1.0 100 1 100 1SX100 1.6 1