浅谈自锚式球墨铸铁管在延安引黄工程中的应用

浅谈自锚式球墨铸铁管在延安引黄工程
中的应用
摘要：自锚式球墨铸铁管自锚接口同时具备柔性接口和刚性接口的特点，具
有良好的密封性、可挠性和防滑脱性，管道能够有效节省地下空间，是水利、城
市供水管网首选管材之一。

本文以延安黄河引水工程柏树坬三级泵站至杨家山隧
洞进口段DN1600 2.5MPa/1.6MPa内自锚式球磨铸铁管的应用为例，对自锚式球
墨铸铁管接口的结构原理及安装要点进行解析，以供类似工程参考借鉴。

关键词：自锚式球墨铸铁管、接口结构原理、安装、控制要点
1、工程概况
延安黄河引水工程柏树坬三级泵站至杨家山隧洞进口段管道管材采用内自锚
式球墨铸铁管（DIP）,其中：BG0+000~BG0+524.04为浅埋式2.5MPa，管道长度
为541.20m；BG0+524.04~BG1+559.52段位浅埋式1.6MPa，管道长度为1071.50m。

其中：管道公称压力为1.6MPa，覆土厚度h≤5m时，壁厚等级为K9；管道公称
压力为2.5MPa，覆土厚度h≤5m时，壁厚等级为K10。

标准管单根长度为8m，接
口采用自锚式柔性接口，接头密封采用三元乙丙橡胶密封圈，管件主要有球铁弯管、球铁短管、球铁三通以便于合拢、转角、阀门位置的安装。

全线共设空气阀
井4座，泄水阀井3座，检修阀井1座。

DIP管安装采用履带吊（80t）吊装，手
拉葫芦外拉法安装。

本工程DIP管及配件厂家选用新兴铸管股份有限责任公司，
管线复合式空气阀、防水锤空气阀等设备厂家选用特技阀门集团有限公司。

2、自锚式接口结构原理
2.1自锚式接口结构
球墨铸铁管自锚式接口主要由：橡胶圈、焊环、圆锥
孔压兰、楔形挡环、勾头压块等组成。

具体详见图1（管
道接口示意图）。

结构原理简要如下：管道承口内凹槽中嵌装密封胶圈，插口外
套内孔为圆锥孔法兰，法兰内侧套装楔形挡环，法兰外凸台均布螺栓孔，承口外
沿装有带有螺栓孔的勾头压块，接口采用通过压兰的内锥、挡环的外锥相互配合，靠勾头螺栓紧固实现自锚。

2.2接口安装
球墨铸铁管自锚式接头安装顺序如下：承口橡胶圈嵌装→插口压兰套装→挡
环套装→焊环定位施焊→插口管道安装就位→压兰与勾头压块螺栓孔对正→勾头
螺栓紧固（螺栓钩紧压承口自锚边端沿）。

3、球墨铸铁管安装
3.1管道进场验收
球墨铸铁管及管件等产品进场验收除对产品外观质量和结构尺寸检查检查核
实外，应重点对产品出厂产品质量证明文件进行核查。

证明文件主要包括：制造
商名称或商标；标准编号；产品名称、规格；产品批号；水压试验数值/气密性
试验数值；力学性能数值；内外涂层种类等。

外观质量和结构尺寸检查项目主要有：进场管节与管件表面有无裂纹，有无影响使用的凹凸缺陷，承插口工作面是
否光滑、轮廓是否清晰，有无影响接口密封性缺陷。

管节及管件内径、长度、承
口工作面内径、插口工作面外径、承口深度、承口长度、保护层厚度等是否满足
设计要求。

产品出厂质量证明文件内容是否满足设计标准要求。

经现场验收合格后，方可进行现场安装，对于运输过程中出现的碰损管材严禁用于本工程施工。

3.2管道场内运输
柏树坬三级泵站至杨家山隧洞进口段球墨铸铁
管场内运输受地形限制，需经过自然坡度约为35%
的陡坡段，陡坡段桩号为BG0+246.70~BG0+536.20，现场运输采用SD160推土机
做牵引，自制板车作为运输工具，考虑现场坡度较大，人为调整自然坡度工程量
较大，自制板车行进线路采用“Z”字型线路，在拐点处设置工作平台，主要用
于牵引推土机调换牵引方向。

管道在自制板车的固定采用钢带固定于板车弧形基
座上，基座弧度与管道相匹配，确保运输过程中管道发生侧滚（具体详见图2管
道运输示意图）。

3.3管道安装
柏树坬三级泵站至杨家山隧洞进口段球墨铸铁管安装采用80t履带吊进行吊
装就位，手拉葫芦外拉法完成相邻管道对接，管道就位固定后，需对管道安装高程、中线位置、坡度等进行测量，经确认无误后，进行管道再次固定，确保稳定。

后续管道安装采用内拉法，在确认承插口对正的情况下，使用千斤顶或内置
手拉葫芦使插口缓慢进入承口，拉入过程需仔细观察胶圈滑入情况，若有扭曲、
翻转现象应及时调整纠正。

管道对接就位固定后，对本管道以及相邻管道安装高程、中线位置、坡度等进行测量，经确认无误后，进行接头水压试验。

接头水压
试验，采用加压泵从接头下部预留孔注水，上部排气孔排气，排气结束后拧紧螺栓，加压泵加压至试验压力（试验压力为设计管道工作压力的2倍），持压2min，无压降即为合格。

接头水压试验合格后，方可进行后续管道安装。

整个安装过程
接头水压试验需进行4次，第一次需在管道安装定位后进行；第二次需在相邻管
道安装完成后进行；第三次需在管顶回填50cm后进行；第四次需在管道整体水
压试验前进行。

本工程管件主要有钢制弯管（两端焊接）、钢制短管（镇墩位置；一端承或
插口，一端焊接）、钢制短管（排气阀位置；一端承或插口，一端焊接）、钢制
短管（检修阀位置，两端法兰）、钢制短管（合拢位置；一端承或插口，一端焊接）、钢制三通（泄水阀位置，一端承或插口，一端焊接）、钢制三通（排气阀
位置，两端焊接，支管法兰）等。

现场分段同时安装时，合拢位置一般常用合拢
钢制短管完成连接。

3.4管道功能性试验
该段球墨铸铁管水压试验分为预试验和主试验两个阶段，试验合格判断依据
为压力降值。

3.4.1预试验阶段
试验管段在注满水后，在不大于工作压力条件下，按规范要求进行浸泡，浸
泡时间大于24h，浸泡结束后，进入预试验阶段。

预试验主要目的是在试验压力
下检查管道接口、配件等位置有无漏水、损坏现象。

预试验阶段管道加压采用分
级加压，根据压力表规格型号，每级加压值取0.2MPa，每升压一级稳压10分钟，检查有管道无渗漏、损坏现象，后背、支墩、堵板有无异常；若在升压过程中出
现弹簧压力计表针摆动、不稳，且升压较慢时，应采取排气措施。

试验管段水压
分级升至试验压力稳压30分钟，期间如有压力下降可注水补压，但压力不得高
于试验压力。

3.4.2主试验阶段
本工程压力管道水压主试验阶段，试验合格判定选用允许压力降值作为判定
标准时，在试验管段预试验注水补压结束，稳定15min；当15min后压力下降小
于等于规范允许压力降数值（允许压力降数值详见下表），再将试验压力将至工
作压力并保持恒压30min，进行外观检查。

3.4.3试验结果
柏树坬三级站至杨家山隧洞进口段球墨铸铁管水压试验，试验判定指标选用
压力降值，经水压试验该段试验压力降为0MPa，小于允许压力降值0.03，该段
管道水压试验合格。

4、结束语
延安引黄工程柏树坬三级泵站至杨家山隧洞进口段球墨铸铁管通过全过程监管，各环节
质量均处于可控状态，管道水压试验和泵站试运行中均未发生渗漏现象，管道水压试验压力
降满足规范要求，施工方案合理可行，希望本文对类似工程有参考价值。