关于在南水北调供水配套工程中球墨铸铁管的应用

关于在南水北调供水配套工程中球墨铸铁管的应用

张晓磊

河北供水有限责任公司，河北石家庄，050011

摘要：南水北调工程是一项关系到我国全面建成小康社会、实现可持续发展的重大水利工程，它在我国的社会发展中占有举足轻重的位置，受到了社会各界的高度重视，对工程的质量也提出了更高的要求。南水北调工程主要分为两个部分，第一部分是总干渠主体工程，第二部分是总干渠分水口门到供水目标水厂之间的配套工程。通过城镇水厂以及管网建设将江水送到千家万户和重点企业。南水北调配套工程是南水北调工程非常重要的组成部分，其工程质量直接关系到工程安全和供水安全，所以，供水管道材料的选择非常重要，基于此，本文对球墨铸铁管在南水北调配套工程当中的应用进行研究，以供参考。

关键词：南水北调工程；供水配套；球墨铸铁；管道网络

引言：南水北调是一项关系到我国北方可持续发展的长期工程，它对于解决北方广大地区缺水问题有着重要的战略意义，对工程的质量、安全提出了更高的要求。所以，必须要保证整体工程当中每一部分的质量，供水管道是配套工程当中最关键的部分之一，必须要合理科学地选择管道材料。

一、配套工程广泛应用的管道材料特点

在供水管道工程建设过程当中，管道材料所需要的成本能够占到总工程建设成本的百分之七十左右，管道材料一方面与配套工程的安全性以及耐用性有着直接的关系，另一方面，也能够影响管道网络的经济性。要依据配套工程的实际情况合理地选择管道材料，要充分考虑技术性、经济性、安全性以及施工工期等因素，要在诸多因素当中进行平衡。在选择管道材料的过程当中，要将供水配套工程的特点以及对于管道的要求结合起来，要尽可能地将所选择的管道材料的优势突出展现出来，在符合技术要求的前提之下，一方面要将管道材料作用充分发挥出来，另一方面，也要确保管道安全系数以及使用寿命。选择管道材料的标准之一就是要在保障工程安全及供水安全的前提下尽量地降低成本。本文充分考虑管道材料的性能、管道材料施工综合成本、施工安装的因素，依据相应的技术以及前期施工经验，对钢材管道、涂塑钢管、玻璃钢管道以及球墨铸铁管等常见的供水管道进行分析对比，这四类不同管道的特点分别如下：

1、钢材管道。通常情况下会选择应用螺旋焊接以及直缝焊接技术连接的钢管，其优势是强度较高、耐用性强，能够适用于多种不同类型复杂地形，但是这一类型管道缺点在于耐腐蚀性能较差，管道内壁以及外壁需要进行防腐蚀处理，在施工现场进行防腐蚀处理难度较大，很难控制好防腐蚀处理的质量，钢材管道属于传统耗能较高的管道材料，通常情况下使用寿命在25年以下。钢材管道现场施工工作量较大，而且施工需要应用焊接工艺，所以施工现场需要接电，另外，还要确保施工作业坑内干燥，所以施工成本相对较高。

2、玻璃钢管道。主要应用树脂作为原材料，在树脂当中加入适量的玻璃纤维以及石英砂，所以属于一种新型的复合管道材料。玻璃钢管道通过承插式进行连接，利用橡胶垫圈止漏水，其优势在于防腐蚀性能较强，重量较轻，强度较高并且不易出现水垢。但是这一类型材料缺点在于管道壁相对较薄，承压能力相对较差，对于回填工程质量要求相对较高，并且质量检验标准难以确定，与传统金属材质管道相比仍存在一定的差距。

3、涂塑复合管道。是一种新型的管道材料，是目前国家较为推荐应用的一种环保型绿色材料，这一类型管道材料表面较为光滑，柔韧性相对较强，其具有钢材管道的特点，承压能力相对较强，耐腐蚀性能较好，能够在极端恶劣的地质条件下正常使用，这一类型管道材料缺点在于内壁的防腐蚀层相对较薄，容易被破坏，现场应用这一类型管道材料施工量较大，很难控制好施工质量，施工工期要求较长，并且对于回填工程质量要求相对较高。

4、球墨铸铁管。对周边环境不会造成污染以及破坏，这一类型材料强度较高，抗压能力相对较强，耐腐蚀性能好，使用寿命长，出现漏水的几率较小，管道内壁光滑，能够有效节约能源，球墨铸铁管应用承插式进行连接，所以现场进行施工难度较小，具备一定的抗震能力，能够在复杂困难地形进行应用，与此同时，球墨铸铁管可以进行长距离的转弯，对于回填工程质量限制要求不高，地基施工也比较容易。

二、球墨铸铁管的性能简介

球墨铸铁管是应用与传统工艺不同的新型工艺所生产出来的一种新型铸铁管道材料，在铸造球墨铸铁管的过程当中要在铁水中加入较少量的镁或者是镁合金，这样能够将铸铁当中片状石墨的主体结构改变，让其结构变为球体，进而就能够有效化解片状石墨对铁基体所产生的阻力，球墨铸铁管道材料强度以及延展性相对较强，能够抵御较大能量的冲击、抵抗一定的振动，耐腐蚀性能较好，管道壁较薄，相同口径管道与铸铁管道相比能够节约百分之四十左右的材料。球墨铸铁管道材料的机械性能与10号钢材管道的机械性能几乎相同，但是球墨铸铁管道材料的强度要远远高于灰铁管道材料的强度。所以，球墨铸铁管道材料所具备的优势让其广泛应用于各个领域。离心铸造工艺是一种新型的铸造工艺，与传统的铸造工艺相比，应用离心铸造工艺生产出来的铸造零件密度更高，存在的问题会更少，所以离心铸造工艺较为适合生产环形的铸造零件。

球墨铸铁管道是灰铁管道以及焊接钢管的升级产品，具备这两种材料所不具备的优势：第一，球墨铸铁管道延展性较强，延展率不小于10，硬度在230hb左右，抗拉强度不小于400Mpa，其抗拉强度等性能与钢材管道几乎一致；第二，球墨铸铁管道所采用的防腐蚀处理方式为其内部应用各种类型树脂、外部应用沥青喷涂，能够有效解决其他不同类型管道材料内部外部防腐蚀性能不能同时兼具的问题，应用部门不需要进行任何额外的防腐蚀处理，能够有效避免水体被污染；第三，球墨铸铁管道应用承插式或者是压兰式进行连接，应用橡胶垫圈进行密封止水。

三、球墨铸铁管水利特点

供水配套工程当中管道水力计算的方式通常情况下是按照平均流量进行计算，在供水管道水力计算过程当中，管道线路沿程水头的损耗有重要的作用，球墨铸铁管道应用离心的方式对水泥砂浆进行内部衬涂，根据计算能够看到，钢材管道无法满足重力的要求，涂塑复合管道以及球墨铸铁管道都能够满足重力的要求，因为涂塑复合管道在施工现场进行安装施工量相对较大，很难有效控制质量，并且需要对焊接缝质量进行检测，所以施工工期相对较长，所以，球墨铸铁管道水头损失的比例要比其他三种不同类型管道的损失比例要小。

结束语：综上所述，根据南水北调配套工程实际情况来看，球墨铸铁管道各项性能都要比其他管道材料更好，与其它管道连接难度较小，适应环境能力较强，运输成本较低，损耗比例较低，另外，球墨铸铁管道施工难度较小，应用承插式进行连接，稳定性以及安全性有较高的保障，可以在施工现场对管道进行切割，施工速度较快，安装质量相对较高，所以，在中小管道直径供水配套工程施工建设过程当中，首先选择应用球墨铸铁管道，保障施工质量和控制成本。

参考文献：

[1]赵晓芳.大口径球墨铸铁管在南水北调配套工程中的应用[J].特种结构,2021,38(05):103-105.

[2]常江,薛德成.T型球墨铸铁管在甘泉县雨岔水库供水工程中的应用研究[J].地下水,2020,42(04):291-292.

[3]马俊青.球墨铸铁管在南水北调供水配套工程中的应用[J].中华建设,2016(06):158-159.

[4]赵军.球墨铸铁管在高压水头供水工程中的应用[J].黑龙江水利科技,2015,43(07):82-85.

[5]董建忠,赵志诚,叶卫合.球墨铸铁管在南水北调配套工程中的应用[J].水利规划与设计,2014(08):40-44.

[6]潘维锋.球墨铸铁管在松塔水电站寿阳供水工程中的应用[J].山西水利,2014(05):16-17.