球墨铸铁管新产品及技术应用

1. 管道的跨中弯曲应力
2. 管道的跨中挠度
f
1 .27 DEwL 2 DE 4 d 4
DE——管道外径（mm）；
W——管道和水单位重量（N/mm）；
L——跨距（mm）；
d——管道实壁内径（mm），DE–2emin； emin——管的最小壁厚（mm）。
yr——允许跨中挠度（mm） E——管道的弹性模量（N/mm2）；
Ø 为节约空间，选用自锚接口球铁管时宜选用内自锚接口管。
遵义隧道内DN1400球铁管施工
天水隧道内DN1400球铁管施工
DN1800
哥 斯 达 黎 加 明 装 污 水 管 线
承德市鹰手营子矿区景观供水项目（自锚式接口）
云南大理州三库连通洱海应急补水工程
遵义麻沟水库渠改管工程
→ 双层井盖、防震防噪 → 切割球管、高度可调 → 整铸井室、柔性密封
球墨铸铁顶管产品结构
产品特点
Ø 外壁减阻设计：
l 外壁喷涂高性能环氧树脂，减小顶进阻力
Ø 泥浆孔设计：
l 可使用泥水平衡工艺和注浆减阻措施
Ø 承插式接口设计：
l 安装速度更快 l 对施工人员技术水平要求更低
施工地点：上海市 项目名称：浦东新区南六公路污水支线工程 管道规格：DN1400 管线长度：总计约500米 顶进工艺：泥水平衡式
施工地点：北京市 项目名称：北京南水北调工程大兴支线试验段 管道规格：DN2400 管线长度：24米 顶进工艺：人工掘土施工
水平定向钻是在不开挖地表面的条件下，铺设多种地下公用设施(管道、电缆等)的一种施工机械，它广 泛应用于供水、电力、电讯、天然气、煤气、石油等管线铺设施工中，它适用于沙土、粘土、 卵石等地 况，我国大部分非硬岩地区都可施工。
SIA自锚接口——可用于HDD施工方法
河南范县DN400球墨铸铁管 HDD施工工程 施工距离：150米 施工速度：1m/min
陕西省礼泉县自来水公司抗
旱应急水源工程： l水平定向钻施工； l 口径：DN600； l 拖拉长度：410米； lSIA Wb接口；
汇报内容
一 持续创新能力 二 国内外发展情况 三 自锚式接口应用 四 非开挖施工 五 各类工程案例
34.50%
中国城市75mm以上供水管材使用比例
37.71%
39.04%
40.17%
40.30%
44.15%
43.36%
24.73%
22.46%
12.412%0.68%
21.80% 11.73%
7.68%
ຫໍສະໝຸດ Baidu
6.30%
21.60% 21.26%
11.32%
6.79%
21.35% 20.19%
12.17%
日本球管、钢管和硬PVC管使用比例
45.1%
47.5%
52.2%
54.9%
39.3%
10.0%
0.0% 1980
1985
1990
年份
1995
2000
2005
56.3% 2010
56.6% 2015
100.0% 90.0% 80.0% 70.0% 60.0% 50.0% 40.0% 30.0% 20.0% 10.0% 0.0%
多层、多通支管
太仓河道治理污水收集项目
56
陕西绥德县河道污水收集项目
重庆垫江县南阳大道综合管廊
57
安阳益和DN300热力球墨铸铁管工程（130/70 ℃ ，1km）
互利共赢 同创共享
41
西班牙长距离引水工程：口径，DN1800mm ；工作压力，3MPa ；长度，30km
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要点： Ø 每根管道设置一个支撑，或两个支撑。 Ø 支撑位于承口颈部 Ø 支撑为马鞍型型式，马鞍角β为90°~120° Ø 橡胶垫片 Ø 允许轴向移动，防止径向移动
43
参照美国《球墨铸铁管及管件》（AWWA MANUAL M41）对弯曲应力和挠度进行计算，每根 管道设置一个支墩满足结构要求。
9
10
11
项目：南水北调中线工程 时间：2013~2018年 长度：1600公里 口径：DN800 ～ DN2400
项目名称：杭州市第二水源千岛湖配水工程 文莱PMB石油工业区输水工程 南宁市邕江上游引水工程 上海白龙港提标改造工程项目
60.0% 50.0% 41.5% 40.0% 比 30.0% 例 20.0%
3
水力条件 地质条件 施工条件
管线施工及运行条件
水压及压力波动 水锤 管线真空 水力推力 水的卫生
地基承载力 土壤的荷载 土壤的腐蚀 交通荷载 地下水 环境温差 地震
管道埋地安装 管道地上安装 陡坡施工 非开挖施工
球墨铸铁管性能
内部承压 外部承压 抗浮 密封性 轴向移动 径向偏转 防滑脱 内防腐
外防腐
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汇报内容
一 持续创新能力 二 国内外发展情况 三 自锚式接口应用 四 非开挖施工 五 各类工程案例
TF 接口
SIA 接口
Xanchor 接口
免支墩设计原理：
当管线的水力方向改变时，如弯头、三通、变径 等，就会产生水力推力，球墨铸铁管采用柔性接口， 通常做法是设置混凝土支墩以抵消水力推力。如果 不设置混凝土支墩，柔性接口就需要使用防滑脱装 置，即自锚接口。由于管道埋地，自推力产生处至 一定距离，管道与土壤产生的摩擦力可以逐步抵消 水力推力，直至为零，这段长度称之自锚长度，即 自锚长度内需要设置自锚接口，自锚长度外只需普 通柔性接口。
承压能力 接口性能 运行寿命
产品 管道 管件 附件 施工
口径 DN80
DN2600 开槽
壁厚 K级 C级
接口
T型 XT2型
K型 TF 自锚型 SIA Wb 自锚型 Xanchor 自锚型 XT2 St 自锚型
内防腐 硅酸盐水泥
抗硫酸盐水 泥
环氧密封层
聚氨酯 环氧陶瓷
顶管
沉管
外防腐 锌+终饰层
PE膜 聚氨酯 铝粉漆 水平定向钻
77.4% 73.8% 22.6%
1970
83.8% 79.9%
日本供水效率
89.0%
91.7%
85.7%
88.6%
92.9% 90.2%
16.2%
11.0%
8.3%
7.1%
1980 有效供水率
1990
2000
2010
计量供水率
未计量供水率
球管
钢管
硬PVC管
92.6% 90.0%
7.4% 2015
日本东京市： 1980至2013年，球墨铸
我国目前BOD5年进水浓度平均值, 68%的城市污水处理厂低于100mg/L,40%城市污水处理厂低于 50mg/L,与国外发达国家有很大的差距。原因是市政排水管网主要管材是混凝土管和塑料管，结 构性的缺陷和功能性的缺陷十分严重。 我国经济发达地区政府部门，如南京、苏州、常州、福州、广州、珠海、杭州等地，相继出台 文件要求城市雨污水管网推广排水球墨铸铁管。
n 充分利用球管的借转角进行管线 敷设： - 减少水力推力； - 减少管件的数量； - 减少镇墩的体积。
n 转弯过多处可采用自锚式接口。
安徽省六安市金寨县水电站
管线工程：明渠安装，接水
管线全长270米，落差120 米，运行压力在1.6MPa。
云南曲靖高压供水项目：口径，DN600mm ；工作压力：4MPa ；长度，14km。
800.00 万 立 600.00 方 米 400.00
200.00
20.00
15.00 %
10.00
5.00
0.00
0.00
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
漏损量 产销差率 漏水率
绍兴水司管材使用：DN100及以上，主要采用球墨铸铁管；DN100以下，主要采用不锈钢 复合管。
DE——管道外径（mm）；
Y R
265 .2 10 3 w L 4 E DE 4 d 4
yr
y r 8 . 33 10 3 L
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推荐采用球墨铸铁支墩或止推墩。
46
每支球墨铸铁管承口直段下方应设置支墩
自锚接口的应用
Ø 支墩空间不足时，可在转弯、三通等处采用自锚接口，含有自锚接口管线的端部应设 置止推墩。
20
2008年，天津空客基地消防系统采用自锚式球墨铸铁管。 管道正常工作压力：1.6MPa，现场管道水压试验压力： 2.3MPa。
21
免支墩设计
22
延安引黄工程：引黄工程输水管线全长145公里，设有水厂 2座，横跨陕北一区四县。 引黄工程三级站是整个工程的中枢，该段采用DN1600的DIP， 长1580米。 其中，爬坡段坡长305米，坡度36.77°，为防止管道下滑， 接口采用自锚式接口，管道底部设混凝土管床。
球墨铸铁管新产品及技术应用
主讲人：李华成 新兴铸管股份有限公司 二〇二〇年十一月二十八日·西安
汇报内容
一 持续创新能力 二 国内外发展情况 三 自锚式接口应用 四 非开挖施工 五 各类工程案例
充分的市场化竞争 客户的需求持续提高。
竞争
服务
全方位打造工程技术方案。
产品
专业化的售前及售后服务。
研发
针对工程特点创新产品， 工艺水平持续提升。
新兴铸管与业主协商后，在塌陷区的DN350管1公里和DN600管2公里均采 用自锚式接口。2013年5月施工完毕，目前运行良好。
湖南冷水江大桥工程DN900和DN500
汇报内容
一 持续创新能力 二 国内外发展情况 三 自锚式接口应用 四 非开挖施工 五 各类工程案例
混凝土
顶推法兰
密封胶圈
钢丝网
6.11%
22.85% 19.11% 11.89%
5.86%
25.15% 13.09% 12.42% 5.18%
24.48% 14.74% 12.61%
4.82%
2010
2012
2013
2014
2015
2017
2018
球墨铸铁管 钢管 灰口铸铁管 预应力钢筋砼管 其他管材
数据来源：《城市供水统计年鉴》
服务 售前 售后
应用领域的拓展
在新技术的驱动下，球墨铸铁管成功应用各类水的输送。
自来水管 网 再生水管 网
排水管网
水利长距 离调水
热力管网
汇报内容
一 持续创新能力 二 国内外发展情况 三 自锚式接口应用 四 非开挖施工 五 各类工程案例
50.00% 45.00% 40.00% 35.00% 30.00% 25.00% 20.00% 15.00% 10.00% 5.00% 0.00%
ü 每根管道接口的偏转可以累积巨大的沉降量。例如，管线沉降的
长度为90米，单根管道长度L为6米，接口偏转角度为1º，累积 管线沉降量H为1.68米。 ü 每个接口的偏转可以消除“悬臂”现象产生的巨大弯矩。 ü 自锚接口强大抗滑脱力可以保证接口密封。
郑州裕中能源有限责任公司投资的电厂饮水管线系统，采用焊接钢管，由于煤矿开采地 面沉降，在2012年7月至12月间，共发生管道13 次漏水事故。
铁管使用率由50%提高到了96%； 漏损率由15%下降到了2.3%。
通过预防漏损率的各种措施， 与2000财政年度相比，2013财 政年度东京事业局节省使用电量45 百万度/年，相当于总电量的6%。
日本东京市管材与漏损率
绍兴市历年供水管网漏损量、产销差率和漏损率
1200.00
25.00
1000.00