污水用球墨鑄管技術應用
新興鑄管股份有限公司 李華成
摘要：球墨鑄鐵管(以下簡稱“球管”)業已成為供水行業的主流管材,其優異性能得到了廣大國內外客戶的認可。2010年，GB/T26081《污水用球墨鑄鐵管、管件和附件》在我國正式頒布和實施，球管正式進軍市政污水行業。本文通過市政污水的性質、污水管網運行的條件以及與污水管材的對比，介紹污水用球管的技術應用。
關鍵詞：球管、環剛度、鋁酸鹽水泥、型式試驗
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點20分許，杭州下班晚高峰即將開始，西湖區文二路和學院路交叉口路面上突然塌陷出一個面積近20平方米，深度近2米的大坑。由于附近執勤的交警發現及時，事故所幸沒有造成人員傷亡和車輛損失。據現場初步判斷，是學院路文二路路口南側，下方一根廢棄的雨水管泄漏，(雨水)掏空了下方的淤泥，導致柏油路面失去支撐之后發生了塌陷。
這一事件給我們帶來了一系列的思考：這段雨水管道既然被廢棄，為什么有會有雨水泄漏？這種解釋令人信服嗎？此類事件為何在我國許多城市頻繁發生？我國城市雨污水管網破損的情況怎樣？市政部門如何監管雨污水管網？滲漏的污水污染土壤，流向江河湖泊，是造成水體污染的主要污染源嗎？
1999年，時任北京市政工程總公司副總經理的牛增永撰寫資料，列舉了當時污水管網面臨的主要問題：“管線由于長期運行，破損嚴重；有35%左右的管網在帶病運行；管材質量低，靠不斷維護維持。”這些問題反映了我國城市污水管網運行的客觀事實，十幾年之后的今天我們依然沒有看到排水設計規范和管材選擇的長足進步。我國污水管網現狀堪憂，任重道遠。
二、 城市污水管網的運行三大技術要點
目前，國內的污水管材有重力流和壓力流之分，重力流管材主要有鋼筋混凝土管和塑料管（雙壁波紋PE管、PVC管以及玻璃管）；壓力流管材主要有鋼管和球管，統稱金屬管，球管有取代鋼管之勢。污水管網承擔城市去污之重任，需要平穩的、長期的運行，管材選擇方面應當把握三大技術要點——內外荷載、接口密封和內外防腐。
1. 內外荷載
城市污水管網一般由重力流管道和壓力流管道兩個部分組成。重力流管道形成污水收集系統，占污水管網絕大多數比例，污水為無壓狀態；收集完成后的污水需要提升泵站輸送至污水處理廠，占污水管網比例小，污水為壓力狀態。重力流管道，管道無需考慮內荷載，但需滿足土壤及交通帶來的荷載要求；壓力流管道要求比重力流管道高，管道需要考慮內外荷載，既要承擔污水的壓力，又要承擔土壤及交通帶來的荷載。
因此，外荷載是重力流管材的重要指標，應當根據管材的環剛度和土壤回填情況來核算外荷載——土壤荷載和交通荷載管材的變形量。特別是塑料管材，由于其環剛度值低，按現行回填方案，管材變形量較大，容易造成管材塌陷和接口漏水。
雖然我國現行排水規范推薦雨污分流，但實際上我國城市排水管網主要形式還是為雨污合流，即雨水與污水并網運行。根據GB50014《室外排水設計規范》3.2.4條款之規定，雨水管設計重現期一般采用0.5~3年，那么，在超過重現期3年以上的暴雨出現時，雨水管極可能成為滿流帶壓狀態，內荷載包括暴雨短時沖擊壓會對無內壓設計的管材的承載能力產生巨大考驗，這點提醒工程技術人員引起足夠的重視。
2. 接口密封
接口密封涉及到管線的運行條件、管材條件兩個方面�？紤]到管道長期埋地條件下，熱脹冷縮和地基沉降，甚至地震的影響，柔性接口是設計規范和給排水專家倡導的方式，但管材的條件——管材環剛度、密封結構和密封材料對接口密封影響巨大。
現行的管材中，鋼筋混凝土管雖然環剛度較高，但接口若采用水泥捻縫，實際上失去了柔性接口的特點；塑料管環剛度低，接口的密封很難得到安全保證。之所以在壓力流污水管線上很少使用混凝土管和塑料管，正是因為兩者均在接口上存在明顯缺陷。
3. 內外防腐
城市污水是通過下水管道收集各類城市排水，是排入下水管道系統的各種生活污水、城市降雨徑流的混合水。污水中含有較高的有機物，如淀粉、蛋白質、油脂等，以及氮、磷、等無機物，還含有病原微生物和較多的懸浮物。管材在污水輸送的同時要經受內外環境的腐蝕，內外防腐自然是管材的技術要點之一。塑料管的本身具備防腐能力，這正是塑料管材的最大優點，因此，管材的防腐要求針對的是金屬管材，也包括鋼筋混凝土管。
