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柔性卡箍式离心排水铸铁管施工技术

  随着新型现代化建筑的不断兴起,市场对建筑材料的要求越来越高。建筑物排水系统所用的管材走过了一个漫长的历程,自起初普遍使用的承插铸铁管,到流行至今的UPVC塑料管,都在实际应用中暴露出了一些缺点。而柔性卡箍式离心铸铁管近几年才进入国内市场,就以它优良的性能引起行业界极大的关注。

  深圳市民中心工程雨水系统和污水系统采用了卡箍式离心铸铁排水管。

  1、材质特点:

  管材以灰口铸铁为原料,经离心浇注而成。材质本身坚固、耐用、耐高温,具有抗腐蚀性能。铸铁管的减低噪音能力是UPVC塑料管的7.5倍,尤其适用防火等级要求高,管道需一定抗震性能的高层建筑。

  2、与传统管材比较:

  柔性卡箍离心铸铁管、承插铸铁管和PVC塑料管比较具有如下特点:

  3、特点

  (1)卡箍式离心铸铁管采用不锈钢卡箍连接,管与管或管与配件之间属于对口连接,在该部位外套一层橡胶密封圈,再用不锈钢卡箍进行紧箍,属于柔性接口,可以解决有一定弧度敷设的排水管线,同时可以抗震。

  (2)卡箍接口仅能承受有限的轴向拉力和垂直于轴向的剪切力。在水平方向安装时,每根直管必须有两个支架,而且必须有一个是固定支架;在垂直方向安装时,其承受的剪切力很小,主要承受垂直方向的压力,每根管道只需一个支架定位即可,但立管底部转向处必须设一个加强型支架,以消除可能的垂直方向的冲击力和水平方向的反冲击力。

  (3)还有一个传统排水管无法具备的特点:在更换任意一根管或配件时,不用拆除相邻管段,只需松开被拆管段或配件两头卡箍,直接更换相同尺寸的管段,然后重新紧箍不锈钢卡箍即可,拆装非常方便。

  (4)柔性卡箍式离心铸铁管标准坡度均为0.026.这主要为迎合其三通、四通和弯头所构成的水流转角88.5°,不论管径大小均一致tg1.5=0.026,这也是国际上沿用的坡度。若实际达不到此标准坡度可通过末端接口偏转来校正,但不应低于要求的坡度。

  三、适用范围:

  1、柔性卡箍离心铸铁管适用于各类型建筑的雨水、污水、通气管道系统,尤其适用于防火等级要求高,管道需一定抗震性能的高层建筑。

  2、由试验得知,该管路系统可以承压10kg/c㎡以上,所以它既可以用于无压排水管路系统,又可以用于有压排水管路系统。

  四、原理:

  柔性卡箍式离心铸铁排水管是由:无承口离心铸铁管、无承口管道配件、专用不锈钢卡箍及橡胶密封圈等四大部分组成,接口是将直管或配件的端头插入专用的橡胶密封圈内,橡胶密封圈外用专用的不锈钢卡箍锁紧,达到连接和止水的目的。如图1

  五、工艺流程及操作要点

  1、工艺流程

  (1)接口安装程序

  ①将接口处的管外表面擦洗干净。

  ②将不锈钢卡箍先套在接口一端的管身上。③在管接口外壁涂一些肥皂水作为润滑剂,将橡胶圈的一端套在管接口上(一般是套在已固定好的管子或管件这一端),并应套入至安装(主止水橡胶带处)规定深度。见图2

  ④将橡胶圈的另一头向外翻转。

  ⑤将要连接的管件或直管的管口放入翻转的橡胶圈内,校准方位,与另一管端接口挤实,把翻转的橡胶圈口翻回正常状态。

  ⑥再次校准管道的坡度、垂直度、方位,初步用支(吊)架固定住管道、移动不锈钢卡箍套在橡胶圈外合适的位置,用专用套筒力矩扳手(6.76牛。米)拧紧卡箍的紧固螺栓。对于有四道夹板的大口径管箍,中间的紧固螺栓先拧紧之后,再紧外侧的夹板螺栓,在所有情况下,夹板的紧固需交替进行,以便不锈钢舌板均匀收紧,直至力矩扳手滑扣,接口就算完成,然后将支(吊)架上螺栓拧紧,使管道牢固地定位。

  (2)管道安装程序

  管道安装的顺序:宜沿水流方向从下游向上游安装,即:排出管-立管-支管-连接卫生器具及排水附件,这样可以避免分段安装汇合处出现偏差。管材依现场量好尺寸后,用无齿锯切管,切割完成后,切口外圈应略倒角,应清除切口内外的毛刺,防止划伤橡胶圈,钩挂污水中的纤维,导致水流不畅。特殊情况下,可以自任意一个部位开始安装,这时要注意排水管总的坡度和上下连接点的接口问题,防止标高错位。

  2、操作要点

  (1)室外埋地管道安装:

  ①管底的地基承载力应不小于100KN,当达不到此承载力时,可采用夯实或换土夯实的办法提高地基承载力。不宜用混凝土条形基础。当必须用砼条形基础时,则管径1/2以下应用条形砼基础包裹。当管底为坚硬岩石时,应在管底超挖不小于100mm深度,并填中粗砂将管放在砂基础上。如超挖有困难时,可将管径1/2以下用砼做成1800条形砼基础。

  ②在行车的地面,管顶最小覆土高度为400mm,行驶汽车在10级以下土路面,管顶最小覆土高度为700mm,,行驶汽车在15级土路面,管顶最小覆土深度为1000mm。

  ③卡箍式离心铸铁排水管是采用无承口对接卡箍连接,宜沿逆水流方向从下游向上游安装,坡度遵循表:1要求。每个接口处应预留200mm长沟槽,便于连接卡箍。在很多情况下需要改变管道的方向时,可以通过连接的变形来实现,管子在1000mm长度末端的最大变形量为87.5mm.管敷设完成后应进行闭水试验,在试验前应用土回填管身,限制管线和连接的位移,管接口应露出来,以便查验管道渗水情况。

  表:1

  (2)室内管道安装:

  ①、水平管道安装:

  A、支架安装规则:由于卡箍式离心铸铁管道连接是无承口对接,依靠不锈钢卡箍连接。接口不能承受垂直于轴向的剪切力和轴向的拉力,所以,安装管道时要求每根管设两个支(吊)架,距接口不大于300mm,一个为固定支架、一个为滑动支架,保证每根管道轴向固定,又可抵抗垂直方向剪切力。若在3.0米长直管范围内有多个配件连接时,则每个短管各加一个支架(吊)架,并且支架和吊架相间隔。水平方向有三通或四通,应在该管件部位加一个固定支架,防止轴向反冲击力冲开管件。

  B、支架安装:确定好管道安装的顺序和部位,依施工图管道标高确定管架规格、型号,并按此制作,涂刷油漆,按施工顺序编号。由于排水管安装有坡度,管架长短有区别,不可安错顺序。按管道安装原则,逆排水坡度方向固定支(吊)架。

  C、管道安装:按柔性卡箍式离心排水铸铁管安装的一般要求,应逆水流方向安装。在安装管道之前,管支架必须先装好,当一个接口连接完成后,把连接好的管段牢牢地固定在支架上,防止发生位移造成安装偏差。由于管连接属于柔性接口,而且伸缩系数很小,不需设置伸缩补偿装置。必要时,每个连接口允许有少量偏转,但偏转角度最大不得大于50.

  ②垂直管道安装:

  A、管道支架安装:排水管每3m设一个固定支架,在两个固定支架之间应设一个滑动支架。若两个固定支架间距小于1.5米时可不设滑动支架。两个接口之间至少应有一个支架。当立管在楼层上安装时,立管穿楼板应采用“穿楼板专用短管”。该短管的止水翼环应放在楼板二分之一厚度处,用膨胀水泥砂浆填筑楼板孔洞,即可防止渗漏又使该处成为固定支撑点,即可当作一个固定支架。

  B、立管底部应用支墩或用加强型支架。由于卡箍连接不能承受轴向拉力,依安装实际情况,若立管底部转弯处着地可采用900的鸭脚弯头配件固定于地板上。如图:3

  C、立管转弯处悬空转到水平位置,应在弯头底部设加强型固定支架。

  ③支管安装:

  排水支管起始端直接与洁具、地漏、雨水斗相连,直接承受水流的冲击扰动,所以支管固定问题更应重视。分以下三种情况分别固定:

  A、单个配件与管相连,在弯头底部加固定支架即可。

  B、多个配件与管相连,每个配件处加固定支架和吊架并相互间隔。

  C、在管配件比较密齐,几乎是管件相互连接时,应在管件下设置槽形管托,支(吊)架与管托相连接,固定支架和吊架相互间隔,每3米一个。见附图:4

  六、材料

  1、外观、尺寸检验:

  (1)直管和管件的内外表面应光洁平整,不允许有裂缝,冷隔,错位,蜂窝及其它防碍使用的缺陷。

  (2)直管和管件的壁厚差应符合表2规定:

  表2

  3)直管长度偏差为±10mm,重量偏差允许负偏差8%,管件每个重量允许负偏差为10%,直管的弯曲度应不大于2mm/m。

  2、试验:

  (1)试压:直管除在出厂前应进行逐根水压试验外,进场后应进行抽检水压试验,试验压力为0.2Mpa,稳压应不小于30分钟,接口应无渗漏现象即视为合格。

  (2)切削钻孔试验:管材进场后还应进行切削钻孔试验,任意抽取一根管材和一个管件,用无齿锯进行切割,断口应为平整断面,另外把管材和管件分别放于台钻上钻孔,钻孔应均匀无裂缝,无破口现象,则该项试验视为合格。

  (3)破口检查:把被切断短管和配件分别用铁锤砸碎,仔细观察断口应为灰色,断口金属结构致密,无气孔、气泡,管壁应均匀,视为该项合格。

  在以上各项全部合格后,还应按规定抽样送检,待检验报告合格后,才能确认该批管材合格。

  七、机具设备

  施工开始之前应配备必要的设备和施工工具,具体情况见表3:

  表3

  八、劳动组织和安全

  1、劳动组织

  以市民中心中区工程为例,建筑面积约为100000㎡,工期约定为两年,劳动力配备情况如下表4:

  2、安全

  在施工中要正确贯彻“安全为了生产,生产必须安全”及“预防为主”的方针,施工中除必须遵守国家有关安全生产的法规及我公司安全管理制度外,还应针对管道安装的特点制定相应安全管理制度:

  (1)电工、焊工必须持证上岗,并且在进入现场前应进行现场,合格后才予进入现场实际操作。

  (2)专业工程师应对工人进行安全技术书面交底,每天班前会强调总结前一天安全情况,提醒注意当天工作可能发生的安全问题,专职安全员负责现场跟踪检查,及时消除安全隐患。

  (3)水平管基本上都敷设在板下,均需登高作业;垂直管大部分在管井或沿柱子下行,也需要登高作业。在管中心距地面4米以下时,可以采用“人”字梯作脚手架。在管中心距地面超过4米时,必须用龙门架搭设操作平台,平台必须坚固耐用,经安全员验收合格后方可使用。另外平台作业人员必须戴安全带、安全帽等保护用品。

  (4)管井施工自下而上安装,管道在楼板上的预留孔洞应临时用木板层层封堵,以防石子等物体掉下,砸伤下部操作的人员。每个立管接口完成后应立即用管支架固定牢固,防止滑脱,尤其是受力集中的部位更应加强固定。

  九、质量要求

  材料验收

  管材和管件进场应严格按GB/T12772-1999标准进行检查验收。即应进行外观尺寸检验、水压试验、切削钻孔试验。同时应送第三方的检测机构进行检验,每个环节均合格即为合格材料。

  (1)现场施工质量应严格按照GB50242-2002标准进行验收。

  (2)支架应按S161标准图加工,但还应按要求适当调整,对于立管转角等特殊部位应用加强性支架。

  (3)柔性卡箍式离心铸铁管标准坡度均为0.026。这主要为迎合其三通、四通和弯头所构成的水流转角88.5°,不论管径大小均一致tg1.5=0.026。这也是国际上沿用坡度。若实际达不到此标准坡度可通过末端接口偏转来校正,但不应低于规范要求的坡度。

  (4)排水立管中心与墙面的距离应符合表5要求。

  表5

  (5)立管检查口按规范要求和设计要求应安装在距地面1.0m处,以便于检修清通。

  (6)排水管按规范必须进行闭水试验,污水至每层地面最低处排水口;雨水立管满水至雨水斗部位。另外,污水整个系统还必须进行通水试验。

  十、效益分析

  卡箍式离心排水铸铁管应用于雨水、污水和通气管系统中,虽然材料费比传统排水管(承插铸铁排水管、UPVC塑料管)高大约20%,但其实际安装费比传统排水管安装费低20-30%,并且卡箍式离心铸铁管使用寿命长、坚固耐用、维修方便和返修率低的特点,使一栋大楼从总体角度考虑,总的费用低于传统排水管系统。另外,该系统还巧妙地运用了一些特殊配件:如穿楼板专用短管、90°鸭脚弯头,可以节省许多管支架,穿楼板套管,节省投资。

  十一、工程实例

  柔性卡箍式排水铸铁管施工技术是从深圳市民中心工程的现场研究试验中总结出来的一套行之有效的施工方法。自2001年3月开始使用到目前排水系统己全部安装完毕,并一次性通过了闭水试验。经甲方、监理验收合格。系统调试,排水畅通,未出现任何渗水现象。雨水系统经二年多的运行,情况良好,使用方对运行效果比较满意。