污水用球墨铸管技术应用
新兴铸管股份有限公司 李华成
摘要：球墨铸铁管(以下简称“球管”)业已成为供水行业的主流管材,其优异性能得到了广大国内外客户的认可。2010年，GB/T26081《污水用球墨铸铁管、管件和附件》在我国正式颁布和实施，球管正式进军市政污水行业。本文通过市政污水的性质、污水管网运行的条件以及与污水管材的对比，介绍污水用球管的技术应用。
关键词：球管、环刚度、铝酸盐水泥、型式试验
Abstract：Ductile iron pipes have been popular in water supply field, and the good performance has been accepted by the clients around the world. In 2010, GB/T 26081 “Ductile iron pipes, fittings and accessories for sewage applications” was issued and implemented, ductile iron pipes formally entered sewage field. This article introduces technical application of ductile iron pipes under the conditions of sewage character and pipes networks running and by comparison of other sewage pipes.
Key words: Ductile iron pipes, ring stiffness, Aluminate cement, type test
一、 前言
4月21日下午4点20分许，杭州下班晚高峰即将开始，西湖区文二路和学院路交叉口路面上突然塌陷出一个面积近20平方米，深度近2米的大坑。由于附近执勤的交警发现及时，事故所幸没有造成人员伤亡和车辆损失。据现场初步判断，是学院路文二路路口南侧，下方一根废弃的雨水管泄漏，(雨水)掏空了下方的淤泥，导致柏油路面失去支撑之后发生了塌陷。
这一事件给我们带来了一系列的思考：这段雨水管道既然被废弃，为什么有会有雨水泄漏？这种解释令人信服吗？此类事件为何在我国许多城市频繁发生？我国城市雨污水管网破损的情况怎样？市政部门如何监管雨污水管网？渗漏的污水污染土壤，流向江河湖泊，是造成水体污染的主要污染源吗？
1999年，时任北京市政工程总公司副总经理的牛增永撰写资料，列举了当时污水管网面临的主要问题：“管线由于长期运行，破损严重；有35%左右的管网在带病运行；管材质量低，靠不断维护维持。”这些问题反映了我国城市污水管网运行的客观事实，十几年之后的今天我们依然没有看到排水设计规范和管材选择的长足进步。我国污水管网现状堪忧，任重道远。
二、 城市污水管网的运行三大技术要点
目前，国内的污水管材有重力流和压力流之分，重力流管材主要有钢筋混凝土管和塑料管（双壁波纹PE管、PVC管以及玻璃管）；压力流管材主要有钢管和球管，统称金属管，球管有取代钢管之势。污水管网承担城市去污之重任，需要平稳的、长期的运行，管材选择方面应当把握三大技术要点——内外荷载、接口密封和内外防腐。
1. 内外荷载
城市污水管网一般由重力流管道和压力流管道两个部分组成。重力流管道形成污水收集系统，占污水管网绝大多数比例，污水为无压状态；收集完成后的污水需要提升泵站输送至污水处理厂，占污水管网比例小，污水为压力状态。重力流管道，管道无需考虑内荷载，但需满足土壤及交通带来的荷载要求；压力流管道要求比重力流管道高，管道需要考虑内外荷载，既要承担污水的压力，又要承担土壤及交通带来的荷载。
因此，外荷载是重力流管材的重要指标，应当根据管材的环刚度和土壤回填情况来核算外荷载——土壤荷载和交通荷载管材的变形量。特别是塑料管材，由于其环刚度值低，按现行回填方案，管材变形量较大，容易造成管材塌陷和接口漏水。
虽然我国现行排水规范推荐雨污分流，但实际上我国城市排水管网主要形式还是为雨污合流，即雨水与污水并网运行。根据GB50014《室外排水设计规范》3.2.4条款之规定，雨水管设计重现期一般采用0.5~3年，那么，在超过重现期3年以上的暴雨出现时，雨水管极可能成为满流带压状态，内荷载包括暴雨短时冲击压会对无内压设计的管材的承载能力产生巨大考验，这点提醒工程技术人员引起足够的重视。
2. 接口密封
接口密封涉及到管线的运行条件、管材条件两个方面。考虑到管道长期埋地条件下，热胀冷缩和地基沉降，甚至地震的影响，柔性接口是设计规范和给排水专家倡导的方式，但管材的条件——管材环刚度、密封结构和密封材料对接口密封影响巨大。
现行的管材中，钢筋混凝土管虽然环刚度较高，但接口若采用水泥捻缝，实际上失去了柔性接口的特点；塑料管环刚度低，接口的密封很难得到安全保证。之所以在压力流污水管线上很少使用混凝土管和塑料管，正是因为两者均在接口上存在明显缺陷。
3. 内外防腐
城市污水是通过下水管道收集各类城市排水，是排入下水管道系统的各种生活污水、城市降雨径流的混合水。污水中含有较高的有机物，如淀粉、蛋白质、油脂等，以及氮、磷、等无机物，还含有病原微生物和较多的悬浮物。管材在污水输送的同时要经受内外环境的腐蚀，内外防腐自然是管材的技术要点之一。塑料管的本身具备防腐能力，这正是塑料管材的最大优点，因此，管材的防腐要求针对的是金属管材，也包括钢筋混凝土管。
