（正式版）DB13(J)∕T 8416-2021 《城市管网球墨铸铁给水管道设计标准》

和标准设计第一批制(修)订计划》(冀建节科函〔2020〕43送至中土大地国际建筑设计有限公司(地址：石家庄市裕华区青园街255号，邮编：050000,电话电子邮主编单位：河北工业大学参编单位：中土大地国际建筑设计有限公司上海市政工程设计研究院总院(集团)有限审查人员：赵明发刘俊友王健永赵会超于旭光 12术语和符号 22.1术语 22.2符号 43基本规定 9 4.1一般规定 104.2管材 4.3管件 4.4密封胶圈 4.5防腐 5管道设计 5.1一般规定 5.2水力计算 6管道结构设计 6.1一般规定 6.2管道结构上的作用 206.3管道的强度计算 226.4管道的稳定验算 246.5管道变形验算 266.6管廊管道结构设计 276.7基本构造规定 317功能性试验 7.1压力管道的水压试验 347.2给水管道冲洗与消毒 35附录A埋地腐蚀环境评价 附录B输送介质腐蚀环境评价 附录C管侧土的综合变形模量 附录E地面车辆荷载对管道作用标准值的计算方法 42附录F注水法试验 46 附：条文说明 49 2 2 4 9 2 24 27 34 35 36 38 39AppendixDMaximumMomentCoefficientandVertical 41AppendixEMethodforCalculationofStanda 47 11.0.2本标准适用于新建、扩建及改建的流体温度为0℃~50℃、公称直径为DN80～DN3000的给水工程中球墨铸铁管的设计。1.0.3球墨铸铁给水管道设计除应符合本标准的规定外，尚应符2r用以检测管线完整和密封性，新近安装在地面上或掩埋在地部件在使用中可安全承受的最大内部压力，包括冲击压。压力流球墨铸铁排水管道中由于流速剧烈变化而引起的一系指在地下非露天环境安装的架空管道。是一种架空管道敷设方式。本标准中的管廊管道指架空、固定安装于混凝土支座(或金属支架)上的球墨铸铁管道、管件、附件。2.1.10变形滞后效应系数deformationhy管两侧回填土随时间延长产生的蠕变作用，使其弹性抗力降低的系数。指圆管敷设在挖成弧形或用粒料铺填成弧形的槽底上，其基础中心角一般不小于60°,是管道结构的一种支承形式。施加在管道结构上的集中力或分布力，或引起结构外加变形2.1.15材料强度标准值characteristicvalueofmaterialstre按规定的标准试验方法经数理统计以具有95%保证率的分位值4确定。抗力(材料)分项系数。材料强度标准值除以抗力(材料)分项系数后的值。n——管壁粗糙系数；R——水力半径；i——管道单位长度水头损失(水力坡度);561——计算管道长度。Y设计年限中，供水水量的变化系数；89水、配水管网。3.1.2球墨铸铁给水管道用于地下非露天环境安装时，管道设计应以主体工程的设计为依据，同时，管道支吊架、管道支墩应与3.1.4输送饮用水时，球墨铸铁管线与水接触的材料应满足现行国家标准《生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准》3.1.5球墨铸铁给水管道、管件、配件和管道附属设施应根据环3.1.7对埋设在地表水位或地下水位以下的球墨铸铁给水管道，4.1一般规定4.1.1球墨铸铁管给水管线在设计前应进行地质勘探，以评估使用环境的腐蚀条件，以确定主要材料(包括球墨铸铁管、管件、胶圈等)的外部防腐方案。同时，应对所输送的水质进行腐蚀性4.1.2球墨铸铁管主要材料的防腐方案应满足本标所选球墨铸铁管、管件及胶圈的使用年限应满足本标准第3章要1柔性接口的型式试验应包括：内部压力试验、外部压力应超过0.009MPa,其它试验不应有可见渗漏。试验装备、参数2法兰接口的型式试验包括：内部压力和弯矩试验。试验755伸率应为7%。4.2.3球墨铸铁管的防腐涂层(包括内衬),应对管道使用土壤环境和输送介质的腐蚀条件进行调查和评估，在评估基础上，确定防腐涂层方案，并保证防腐涂层参数和质量满足相应的国家标2球墨铸铁管件的布氏硬度不超过250HBW4.3.3球墨铸铁管件的防腐涂层(包括内衬),应对使用土壤环境和输送介质的腐蚀条件进行调查和评估，在评估基础上，确定防腐涂层方案，并保证防腐涂层参数和质量满足相应的国家标准4.4.1球墨铸铁管给水管线密封胶圈材质宜选用三元乙丙橡胶 (EPDM)和丁苯橡胶(SBR),其物理性能应符合表4.4.1规定的要求。4.4.2密封胶圈其它性能、相关的检测方准《橡胶密封件给排水管道用接口密封圈材料规范》GB/T21873的相关规定。4.4.3密封胶圈所使用的润滑剂应按照现行行业标准《润滑脂和液体润滑剂与橡胶相容性测定》SH/T0429测试胶圈适应性，在100℃,70h的加速老化试验条件下，主要技术指标1橡胶硬度变化范围应控制在-5IRHD～+5IRHD;2橡胶体积变化率应控制在-1%～+5%;999999%%%%%%%%在水中体积变化率，%一%4.5.2球墨铸铁管线输送介质腐蚀环境应按照本标准附录B的3锌涂层和终饰层应符合现行国家标准《球墨铸铁管外表面锌涂层第1部分带终饰层的金属锌涂层》GB/T17456.1的相关规定；富锌涂料涂层和终饰层应符合现行国家标准《球墨铸铁管外表面锌涂层第2部分带终饰层的富锌涂料涂层》GB/T4.5.4敷设于中等腐蚀环境时，球墨铸铁管及管件的外防腐涂层应符合下列规定：1管应采用金属锌涂层和与之相容的合成树脂终饰层，并在管道外表面现场包覆聚乙烯套；或采用400g/m²锌铝(稀土)2管件宜采用熔结环氧粉末或无溶剂环氧涂层；也可采用400g/m²锌铝(稀土)合金涂层，和与之相容的环氧或其它合成准《球墨铸铁管、管件及附件环氧涂层(重防腐)》GB/T34202的相关规定；聚乙烯套应符合现行国家标准《现场安装聚4.5.5敷设于强腐蚀环境时，球墨铸铁管及管件的外防腐涂层应符合下列规定：1管应采用400g/m²锌铝(稀土)合金涂层，和与之相容的环氧或其它合成树脂终饰层，并在管道外表面现场包覆聚乙烯1输送弱腐蚀性介质时，管及管件应采用通用硅酸盐或抗2输送中等腐蚀性介质时，应采用通用硅酸盐或抗硫酸盐3输送强腐蚀性介质时，应选择采用聚氨酯内衬、无溶剂液体环氧或环氧陶瓷内衬；内衬应符合现行国家标准《球墨铸铁管和管件聚氨酯涂层》合现行国家标准《球墨铸铁管、管件及附件环氧涂层(重防5.1一般规定程管线综合规划规范》GB50289、《室外给水设计标准》GB5.1.3球墨铸铁给水管道接口应根据地质条件确定。当管道穿过粉砂、细砂层并在最高地下水位以下，或在地震设防烈度6度及置镇(支)墩的区域和地基不均匀、沉降较大5.1.5对于埋地球墨铸铁给水管道，应敷设在原状土地基或经开槽后处理回填密实的地基上。基础应根据管道接口形式、地质条件确定，宜采用砂石垫层基础，砂石垫层厚度不宜小于150mm。5.1.6球墨铸铁给水管道在设计时应考虑水锤影响，并应设置水锤防护措施，防护措施宜考虑备用。5.1.7球墨铸铁给水管道的设计流速宜采用经济流速选取。式中：hz——管道总水头损失(m);d——管段计算内径(m)。式中：i——管道单位长度水头损失(水力坡降);式中：ζ——管道局部阻力系数，见《给水排水设计手册》第1册《常用资料》i——管道单位长度的水头损失(水力坡度)。6.1一般规定2级。1承载能力极限状态：对应于管道结构达到最大承载能力，管体或连接因材料强度超过而破坏；管道结构作为刚体失去平衡 (如横向滑移、上浮等)。6.1.4管道的结构设计应包括管体、管道基础或支承结构；对埋地管道尚应包括管周各部位土体的密实度设计要求。管道结构内力分析应按弹性体系计算，不考虑由非弹性变形所引3对不开槽(顶管等)施工工法，土弧基础中心角2α按Hs——管顶至设计地面的覆土高度(m);可取0.11,砂和砾石可取0.165;0——管侧土的内摩擦角。fa——球墨铸铁管材抗拉强度设计值，应Ea——管侧土的综合变形模量(N/mm²),p≤fa式中：Φ——变形百分率，当内防腐为水泥砂浆时，取3%;内防腐为延性良好的涂料时，取4%;K——鞍式支撑处管壁的环向弯矩系数，按表6.6.6采用。支承半角式中：0e——支承处管壁截面的环向拉应力 DE——管道外径(m);式中：f——跨中挠度(mm);q——每延米荷载(N/m);D——管道内直径(mm)。式确定，但不宜大于0.3m:DN——管道公称直径(m)。以下部分人工土弧基础的压实系数不应低于90%;管底以上部分人工土弧砂基(包括管两侧及腋部)的压实系数不应低于9回填材料法范围点数中、粗砂——用环刀或采用现行国中其他支撑角范围(每管道两侧两井之间管道两侧6.7.4管道施工时，应严格控制管顶竖向变形。当管道直径较大、6.7.5混凝土重力支墩的推力方向一侧应紧靠原状土。若支墩与图6.7.3球墨铸铁管管道沟槽回填部位与压实度示意图7.1压力管道的水压试验1管道安装前，要对管道、管件和附件的防腐层(包括内、外层)进行检查，确保安装的管道防腐层完整，无破损；7.1.3试验管段的后背及堵板应符合下列规定：2管廊内敷设试验管段后背应与管廊主体结构可靠连接或1管道第一次冲洗应用清洁水冲洗至出水口水样浊度小于腐蚀性物质含量、土壤排水条件和地下水影响等腐蚀性因素划分表A.0.2土壤腐蚀性影响因素及评价指数内容及指标电阻率50502腐蚀性化学物质50内容及指标530管道长期处于地下水位下5表A.0.3土壤腐蚀性等级弱中等强注：当某单项指标达到极值时，土壤腐蚀性等级应提高一级。行业标准的相关规定，部分检测方法标准见表A.0.4。电阻率常规测量》GBT17949.1《土壤检测第17部分：土壤氯离子含量的测定》NY《土壤检测第18部分：土壤硫酸根离子含量的测定》NY弱中等强一C.0.1管侧土的综合变形模量应根据管侧回填土的土质、压实Ea=ξEeζ——与Br(管中心处槽宽度)和D₁的比值及Ee与基回填土压实系数原状土标准贯入锤击数N63.557357135135一137注：1表中数值适用于10m以下覆土；当覆土超过10m时，上表数值偏低；2回填土的变形模量Ee可按要求的压实系数采用；表中的压实系数(%)指设计要求回填土压实后的干密度与该土在相同压实能量下的最大干密度的比值；3基槽两侧原状土的变形模量En可按标准贯入度试验的锤击数确定；4WL为粘性土的液限；表C.0.2-2计算参数ξ注：管侧回填土的变形模量是柔性管道设计的重要参数，本附录给出的综合修正系数ξ按D.0.1球墨铸铁管道在各种荷载作用下，管截面上的最大弯矩土弧基础中心角2α竖向土压力竖向压力E.0.2-1计算(参照图E.0.2-1):标准值，可按公式E.0.2-2计算(参照图E.0.2-2):(a)顺轮胎着地宽度方向的压力分布(b)顺轮胎着地长度方向的压力分布图E.0.2-2两个以上单排轮压综合影响的传递分布图覆土厚度(m)式中：q——实测渗水量(l/min-km);W——恒压时间内补入管道的水量(1);L——试验管段的长度(m)。2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“按……3《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》G4《给水排水管道工程施工及验收规范》GB5029《生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准》11《球墨铸铁管外表面锌涂层第2部分：带终饰层的富锌12《球墨铸铁管和管件水泥砂浆内衬》GB/T1745713《接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则第1部分：常规测量》GB/T17949.115《球墨铸铁管和管件聚氨酯涂层》GB/T2459617《球墨铸铁管、管件及附件环氧涂层(重防腐)》18《现场安装聚乙烯套球墨铸铁管线》GB/T3617219《土工试验方法标准》GB/T5012321《土壤检测第18部分：土壤硫酸根离子含量的测定》22《土壤检测第2部分：土壤pH的测定》NY/T1121.2 3基本规定 5.1一般规定 6管道结构设计 6.4管道的稳定验算 6.5管道变形验算 6.7基本构造规定 7功能性试验 7.1压力管道的水压试验 3.1.1本条文规定球墨铸铁给水管道的适用范围。球墨铸铁管道因其接口的承插结构使得管线具有柔性特征，能适应地壳轻微运动以保障管线安全运行。球墨铸铁管道具有良好的径向刚度，配合回填土的控制能承载较大土壤负荷和地面交通荷载。依据现行国家标准《水及燃气用球墨铸铁管、管件和附件》GB/T13295的相关规定，可用于不同类型水(例如：原水、饮用水、再生水、中水等)的有压或无压输送。3.1.3地下非露天环境使用球墨铸铁管道时，其设计应符合主体工程总体设计的规定，且应与主体工程设计相协调，避免后期安3.1.4本条对球墨铸铁给水管道系统中管材主体及主要构筑物主体的设计使用年限不应小于100年进行了规定，球墨铸铁给水管道系统中的阀门、阀件等部件可以维修更换，且维修更换也较为方便，对管道使用影响较小，故不做100年设计年限的要求。4.4.3本标准明确规定应采用符合本条文规定的润滑剂，目的是量减小润滑剂对胶圈可能产生的卫生性能和老化性能的影响，保4.5.1、4.5.2本标准给出的外部腐蚀环境和内部输送介质环境的用性、安全性和经济性。其中400g/m²锌铝(稀土)合金涂层，2017(《球墨铸铁管、管件和附件外部锌层涂覆第一部分金锌及终饰层》)。5.1一般规定5.1.3实际案例中，一般是根据地质条件确定管道的连接形式，以保证管道接口良好的密闭性。从基础稳定地段过渡到松软或不均匀沉降地段时，大都采用柔性接口，并可通过增加使用例如双5.1.7实际案例中一