球墨铸铁管安装手册.docx
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球墨铸铁管安装手册
南水北调工程
球墨铸铁管安装手册
新兴铸管股份有限公司
2013年9月印
前言
本手册给出球墨铸铁管道施工安装时的通用要求及注意事项，主要参考了《GB50268-2008：
给水排水管道工程施工及验收规范》，并结合了新兴铸管股份有限公司技术人员在球墨铸铁管道施工中积累的丰富经验，提供给南水北调工程各相关技术人员以作参考。
——如您在施工中遇到球铁管安装有关问题，请及时联系新兴铸管股份有限公司现场售后服务工程师；
——）
我们将竭诚为南水北调工程做好保驾护航。
南水北调工程，功在当代，利在千秋，向工程建设者致以崇高敬意！
新兴铸管股份有限公司
2013.09
第一章、球铁管吊运及存储3
（一）球铁管的搬运3
（二）球铁管的堆放或存储4
第二章、管沟开挖及地基处理6
（一）总则6
（二）管沟开挖6
（三）地基处理7
第三章、球铁管安装8
（一）球铁管校圆方法8
（二）断管操作9
（三）安装前准备工作10
（四）T型接口球铁管安装11
（五）TF自锚接口球铁管安装15
（六）偏向安装17
（七）弯管安装18
（八）柔性接口球铁管道混凝土支墩设置方法及注意事项19
第四章、管沟回填20
第五章、管道功能性试验22
第六章、胶圈存储23
（一）胶圈的摆放24
（二）胶圈的存储24
第七章、球铁管水泥内衬修补25
第一章球铁管吊运及存储
（一）球铁管的吊运
1、注意事项
球铁管应采用专用工具起吊，装卸时应轻装轻放，在倒运、运输时应垫稳、垫牢，不得相互撞击，以免对管子及外防护涂层造成损坏。
2、运输工具
短距离运输可采用叉车、平板车；长距离运输要采用火车、汽车或轮船。
3、起吊工具（如图1所示）
（1）可使用吊车、叉车，在起吊时应使用专用吊钩。
专用吊钩应是在钢钩外包橡胶皮或接触管子的吊钩区缠绕尼龙绳及胶带，达到保护水泥内衬层和外防腐锌层及终饰漆层不受破坏的目的。
图1起吊工具图例
（2）起重管子用钢丝绳根据所吊管径大小选用φ11.9---φ23mm，钢丝绳型号：
6×19，股（1+6+12）即可。
最长钢丝绳为图2所示（短绳长度自定）。
图2钢丝绳示意图
注：
钢丝绳及锁具吊扣吊物前检查。
4、提升操作
（1）对于打捆包装的球铁管，要求使用吊带和专用吊具整捆兜底吊装，严禁用吊钩直接钩住包装钢带起吊，以免吊装时包装带断裂散捆。
起吊时一钩一捆，若需要一钩多捆，应使用专用吊具，确保包装不发生变形，以防出现钢带断裂、包捆变形等包装损坏现象；
（2）对于散装的球铁管，可采用专用吊钩或吊装带一次吊运一根或数根（如图3所示）；
图3球铁管吊装示意图
（3）若采用叉车提升，作业过程中可能与球铁管接触的地方都必须进行保护；
（4）提升管子应平稳、缓慢，小心吊运，不要晃动；切忌钢丝绳缠绕管子致使管子在空中旋转；避免冲击或让球铁管与运输车壁或柱子碰撞。
5、运输
（1）采用汽车或火车运输，车厢内必须清扫干净，不得有异物，同时根据运载工具的可接受载量制定装车方案；
（2）采用汽车或火车运输，都应在车厢底板上放置两块或更多木块，以避免球铁管承口直接与车厢底板接触；如采用平板车运输，管子应置于木块上后用楔块固定；管子伸出车体部分不得超过管长的1/4；所装的管子多于一层时，每层管子的承口、插口应交错排放，最后用钢丝绳固定牢固，管子间、管子与刚性车体间以及管子与紧固用钢丝绳间都要用软性防护材料加以隔离；
（3）从车上卸货时，严禁将球铁管直接在地上拖拉或摔下，即使在沙地上或球铁管被包裹着也不能在地上拖拉或摔下。
（二）球铁管堆放或存储
1、注意事项
用于存放管子的场地应当平整、坚实，所选用的垫木应结实；储存的时间过长，建议用帆布或编织布覆盖，避免管内落入灰尘或脏物。
2、堆放方式
（1）球铁管多层堆放时，最底层的球铁管应放在两排平行的枕木上（如图4所示），枕木用楔子进行固定，一排放在距承口端一米处，一排放在距插口端一米处，球铁管相互平行，承口不要和地面接触，承插口交错排放，每一层的承口应伸出下一层的插口；
图4管子垫木位置示意图
注:
若工地及临时堆场在没有垫木情况下也可采用编制袋装土或沙来替代垫木。
（2）球铁管堆放方式有四方形和金字塔形（如图5所示）。
考虑到最底层管子的承受力，球铁管的堆放层数应符合表1要求。
（a）金字塔形堆放（b）四方形堆放
图5球铁管堆放示意图
表1K9级球铁管堆放高度
公称直径
建议堆放层数
公称直径
建议堆放层数
金字塔形
四方形
金字塔形
四方形
DN80
16
16
DN700
7
4
DN100
16
16
DN800
6
3
DN125
16
16
DN900
5
3
DN150
12
12
DN1000
5
3
DN200
12
12
DN1100
2
DN250
12
9
DN1200
2
DN300
12
9
DN1400
2
DN350
12
9
DN1500
2
DN400
12
6
DN1600
2
DN450
12
6
DN1800及以上规格
1
DN500
9
5
DN600
8
4
注：
1、球铁管存储时处于安全考虑，垛高一般不超过4米；
2、＜DN1800的K7级球铁管的堆放层数等于上表给定堆放层数减去1层。
第二章管沟开挖及地基处理
（一）总则
管沟开挖及地基处理应符合设计要求，如无设计要求，可参照《GB50268-2008：
给水排水管道工程施工及验收规范》执行，以下条款摘自GB50268-2008，如有误差，请以GB50268-2008为准。
（二）管沟开挖
1、管沟开挖应符合下列要求的要求：
（1）管沟的开挖断面应符合设计要求，沟底的原状地基土不得扰动，机械开挖时沟底预留200~300mm土层由人工开挖至设计高程，整平；
（2）管沟底部不得受水浸泡或受冻，沟底局部扰动或被水浸泡时，宜采用砂砾石或石灰土回填；
（3）沟底土层为杂填土或腐蚀性土时，应全部挖除并按照设计要求进行地基处理；
（4）在每个接口处都要给管子的承口留出承口坑（如图6所示），以保证管道平直及满足安装操作需要；承口坑应根据待安装管道排好管后的实际承口的所在位置进行开挖；
承口坑
图6承口坑示意图
（5）对有地下水影响的，应按照设计要求制定施工降排水方案。
2、管沟尺寸
管沟应按设计要求进行开挖（如图7所示）。
若设计无要求时，管沟底部的开挖净宽度W可参考表2。
板桩
地质不佳管道沟渠土质良好管道沟渠
图7管沟示意图
表2推荐沟渠宽度单位：
mm
公称直径
标准沟渠宽度W
公称直径
标准沟渠宽度W
DN80
680
DN700
1500
DN100
700
DN800
1600
DN150
750
DN900
1700
DN200
800
DN1000
1800
DN250
850
DN1100
2100
DN300
900
DN1200
2200
DN350
950
DN1400
2400
DN400
1000
DN1500
2500
DN450
1050
DN1600
2800
DN500
1100
DN1800
3000
DN600
1400
DN2000
3200
DN2200
3400
注：
①这些尺寸指的是一条管道的沟渠净宽度；
②如果要使用支撑木块、挡板、撑杆和辅助工具，那么，还需要加宽沟渠，以便于上述这些材料的放置；
③管沟安全边坡按照设计要求或标准GB50268-2008要求开挖。
（三）地基处理
1、管道的地基应符合设计要求，管道天然地基的强度不能满足设计要求时应按设计要求进行加固；
2、原状土地基沟底局部超挖或发生扰动时，应按照以下要求进行处理：
——超挖深度不超过150mm时，可用挖出的原土回填夯实，其压实度不应低于原地基土的密实度；
——沟底地基土含水量大，不适宜压实时，应采取换填等有效措施；
——排水不良造成地基土扰动时，可按以下方法处理：
（1）扰动深度在100mm以内，宜填天然级配砂石或砂砾处理；
（2）扰动深度在300mm以内，但下部坚硬时，宜填卵石或块石，再用砾石填充空隙并找平表面；
3、原状地基为岩石或坚硬土层时，管道下方应铺设砂垫层，其厚度为150~200mm。
第三章球铁管安装
（一）球铁管校圆方法
管子在运输及装卸过程中有可能造成管子插口部位发生椭圆变形，DN500以下规格的管子需将椭圆变形部分切掉，而DN500以上规格的管子可以使用专用校圆工装（如图8所示）进行校圆。
校圆时应注意：
1、千斤顶的上下圆弧工装块弧的大小及现状应根据校圆管的规格不同而分别制作；
图8校圆工装示意图
2、校圆顶出量参考数据：
校圆时需要超量顶扩，如管子的公称直径为100mm，则校圆时需顶扩至105mm，顶扩超量值与管子的规格、壁厚及椭圆程度等因素有关,具体参数可在现场校圆时通过试验来确定；
3、校圆时一旦水泥内衬压裂或压坏，应按要求修补水泥内衬，修补程序详见“第七章球铁管水泥内衬修补程序”。
（二）断管操作
1、因装卸不当造成球铁管插口端损坏而影响安装时，需要将该部分切掉；
2、在施工过程中因安装管件等，需要在施工现场确定球铁管长度的，也要进行切管；
（1）对于管径≤DN300的球铁管，可以从插口端面开始到至少管长的2/3位置切割；
（2）对于管径＞DN300的球铁管，生产厂家一般都提供一定比例的可切割管（可切割管身上标有“?
”符号）；
3、切管工具：
可使用砂轮切割机或其它切管机（如图9所示）。
禁止使用气割方法，过高的切割温度将影响球铁材料的性能。
图9无齿砂轮切割示意图
4、T型接口球铁管在切割后，必须对新切割的端口进行磨圆、及倒角处理（如图10所示），以防止安装时损坏胶圈。
倒角尺寸参见表3。
图10插口倒角示意图
表3插口倒角参数表单位：
mm
公称直径
插口外径DE
X
Y
公称直径
插口外径DE
X
Y
DN80
98
9
3
DN600
635
9
3
DN100
118
9
3
DN700
738
15
5
DN125
144
9
3
DN800
842
15
5
DN150
170
9
3
DN900
945
15
5
DN200
222
9
3
DN1000
1048
15
5
DN250
274
9
3
DN1100
1152
15
5
DN300
326
9
3
DN1200
1255
15
5
DN350
378
9
3
DN1400
1462
20
7
DN400
429
9
3
DN1500
1565
20
7
DN450
480
9
3
DN1600
1668
20
7
DN500
532
9
3
DN1800
1875
23
8
（三）安装前准备工作
1、铺管
安装前应准备好施工所需的工具、器械和设备。
所有的管子、管件、阀门和消防栓等都沿着沟渠两侧铺放，最好放在不堆土的一侧。
2、将管子放入沟渠中
在安装以前，要仔细检查管体是否有损伤及插口是否椭圆等缺陷。
使用起重机、绳子或其它合适的工具或设备将管子小心地放到沟渠中，禁止直接将管子抛下或倾倒入沟渠中（如图11所示）。
图11管子放入沟渠
3、管子承插口连接部位的清理
在铺设管子之前，要将管子的承插口连接部位擦拭干净，尤其是安放密封圈的位置，不得有灰尘、沙子、石块等其它物质（如图12所示）。
图12承口清理示意图
4、管塞
在不铺管的时候，应采取措施将正在安装中的管子端口封住，以防管沟内的污水或砂土等进入管内（如图13所示）。
图13管塞图例
（四）T型接口球铁管安装
1、安装密封胶圈
（1）将密封胶圈装入承口凹槽：
——对于较小规格（≤DN800）的胶圈，将其弯成如图14所示形状后再放入承口密封槽内；
——对于较大规格（＞DN800）的胶圈，将其弯成如图14所示形状后再放入承口密封槽内；
——胶圈装入承口后，应施加径向力使其完全装入承口槽内（如图14所示）。
DN≤DN800DN＞DN800
图14胶圈安装示意图
图15检查确保胶圈紧贴承口槽
（2）在胶圈的工作表面及另一支管子的插口工作面上涂润滑油（如图16所示）。
图16涂刷润滑油示意图
2、接口连接
连接时，应先将两支管子的承口和插口对中，然后将管子的插口缓慢地推入到承口中，插到两条插口线中间即可（如图17所示）。
如发现插入时阻力过大，应立即停止安装，将管子拔出来，检查密封胶圈的位置和管子的承插口，查明原因并妥善处理后再行安装。
插口插入深度一般为承口深度P减去10mm（插口插入深度详见表4）。
在实际安装时，要使第一道插口线全部插入承口内且第二道插口线全部露在承口端部之外。
注：
安装锯切后的球铁管时，安装前应将插口线标记清楚。
图17接口连接示意图
表4T型接口球铁管插口插入深度表
公称
直径
P-10
公称
直径
P-10
公称
直径
P-10
DN80
75
DN400
100
DN1100
190
DN100
78
DN450
110
DN1200
205
DN125
80
DN500
110
DN1400
230
DN150
85
DN600
110
DN1500
240
DN200
90
DN700
140
DN1600
250
DN250
95
DN800
150
DN1800
290
DN300
100
DN900
165
DN2000
330
DN350
100
DN1000
175
针对不同规格的球铁管，可以采用不同的安装工具：
——DN150以下管可采用撬棍等简易工具进行安装，撬棍和承口端面间须加硬木块防护（如图18所示）；
——DN200以上规格的管子可以用钢丝绳和导链（如图19所示）等工具进行安装（钢丝绳及导链与管子接触的部位应垫柔性材料进行保护，以免损伤管体及其内外壁涂层，不同规格球铁管安装时所需的导链吨位及导链数量见表5；
注意事项：
若安装时使用两个及以上倒链，则倒链的为应该沿管子周向均匀分布。
图18DN80～DN150安装示意图
图19中口径球管安装示意图
图20大口径球管安装示意图
表5安装倒链用量表
公称直径
倒链参数（吨位）
导链数量（个）
DN100～DN200
1
1
DN300～DN400
2
2
DN500～DN1000
5
2
DN1200～DN1400
8
2~3
DN1500～DN2000
10
2~3
3、胶圈位置检查
连接完成后，可以采用下列方法检查接口胶圈的位置（如图21所示）：
利用一把薄的窄钢尺作探尺，绕着插口90°四点检查胶圈压缩比，探尺在四点位置的塞入深度应等于或小于胶圈球头距离承口尺寸，这说明接口连接正常胶圈没有顶翻。
探尺
图21胶圈安装位置检查
（五）TF自锚接口球铁管安装
序号
1
2
3
4
5
6
7
名称
压兰
挡环
焊环
插口
螺栓
胶圈
承口
图22TF自锚接口结构示意图
1、安装前的检查与清理
（1）用钢丝刷、毛刷等将承口工作面上的杂物清理干净，仔细检查承口内表面尤其是密封工作面有无影响密封的缺陷等；
（2）检查连接用密封圈、压兰、挡环等有无缺陷；
（3）检查自锚插口倒角以及插口端部焊环是否满足安装要求。
2、安装步骤
（1）首先将压兰1和挡环2先后从管道插口4端推入并穿过止推焊环3，如下图所示，当挡环完全越过焊环后，再将其推回，使挡环与焊环端面贴合（如图23所示）；
图23压兰与焊环安装示意图
（2）将插口4插入到已安装好胶圈6的另一根管的承口7中（具体连接方法详见T型接口球铁管连接”）。
（3）移动压兰至挡环处，调整压兰1与管体之间的间隙，使之基本均匀，使压兰1的端面与承口7的端面保持平行，使压兰的内圆锥面与挡环2的外圆锥面紧密贴合，然后通过拧紧勾头螺栓5将压兰1和承口7固定在一起后。
在拧紧螺栓5时，要注意检查和调整，使钩头螺栓5的勾头斜面与承口的凸台能够很好地贴合，同时保证压兰1和承口7端面的间隙基本一致。
最后，依次将螺栓拧紧，螺栓的推荐扭矩参见表6：
表6TF接头的螺栓、螺母的扭矩数
尺寸
扭矩
直管口径
把手长度
M22
12
100~250
25
M27
18
300~1200
35
（六）偏向安装
1、适当地加宽沟渠，以满足管道偏转的要求。
2、首先以直线形式安装接口，然后将接口偏转到所需的角度（如图24所示）。
图24球铁管偏向安装方法示意图
3、球铁管的允许最大偏转角度及工程设计用角度详见表7。
其中，工程设计用角度为最大偏转角度的一半（为将来可能出现的地基沉降留下接口偏转余地）。
表7球铁管连接允许的偏转角
DN（mm）
最大偏转角度（°）
工程设计用角度（°）
80～300
3.5
2.5
350～600
2.5
1.5
700～2000
1.5
1
4、接口偏转角度测量方法
偏转角度可以用两种方法进行确认，一是通过在承口内测量另一支管插口端面相对承口的偏移量L进行确认，二是通过测量另一支管插口标记相对承口立面的偏移量L进行确认（如图25所示）。
插口偏移量L与接口的偏转角的关系为：
图25T型接口偏向安装示意图
（七）弯管安装
1.球铁弯管安装时，DN600及以下规格用2个导链、DN600以上规格用3个导链，且
安装时一定是插口往承口里装（如图26所示）。
图2690°弯头安装示意图
2.当开挖的管沟较窄而沟底安装空间有限，建议45°以上弯管在地表上安装好后再整体吊入管沟与前一支组件连接（如图27所示）。
图27弯管组装示意图
（八）柔性接口球铁管道混凝土支墩设置方法及注意事项
1、安装方法
柔性接头给水球铁管线在管道改变方向（在弯头和三通处）、停止（在末端）或改变尺寸（在渐缩管处）的时候，有压输水管道中会产生推力使球铁管承插组件分离，这些地方需要设置混凝土支墩，其具体制作方法参见《国家建筑标准设计图集10S505柔性接口给水管道支墩》。
2.但大口径弯管因标准球铁管件的弯曲半径为一倍R，在、中、高工作压力下支墩制作经计算T值的推力（考虑试验压力）（如图28所示）。
图28弯管推力计算示意图
经计算必须在T值的反方向上设置一个大于T值1.15倍的支墩（如图29所示）。
图29水平弯支墩
根据弯管角度、试验压力经计算得出支墩制作尺寸较大，弯管接口需要抱在支墩混凝土内，注若弯管或三通等管件接口被包裹在混凝土支墩里，其制作方法可参照10S505第11页8.6条执行，即：
——8.6被包在支墩内的管道直段及接口应内包玻璃布一层，外缠草绳两层，再包玻璃布一层。
图30为“DN2000规格45°弯头球铁管件混凝土支墩制作实例照片”。
图30DN2000规格45°弯头球铁弯管支墩示图
第四章、管沟回填
（一）总则
管沟回填应符合设计要求，如无设计要求，可参照《GB50268-2008：
给水排水管道工程施工及验收规范》执行，以下条款为GB50268-2008中的部分条款，如有误差，请以GB50268-2008为准。
（二）管道施工完毕并经检验合格后，管沟应及时回填：
——对于压力管道，水压试验前，除接口外，管道两侧及管顶以上回填高度不应小于0.5m；水压试验合格后，应及时回填其余部分；
——无压管道在水压试验合格后应及时回填。
（三）管道沟槽回填应符合下列规定：
1、沟槽内砖、石、木块等杂物清除干净。
2、沟槽内不得有积水，不得带水回填。
（四）球墨铸铁管道的沟槽回填作业应符合下列规定：
1、回填前检查管道有无损伤或变形，有损伤的管道应修复或更换。
2、管基有效支撑角范围内应采用粒状砂土填充密实，与管壁紧密接触。
3、管道回填时应从管道两侧同时回填，同时逐层压实；管道半径以下回填时应采取防止管道上浮、位移的措施；管道两侧和管顶以上500mm范围内胸腔夯实，应采用轻型压实机具，管道两侧压实面的高差不应超过300mm（如图31、32所示）。
图31从管顶均匀下回填料
管子两侧回填土分层夯实管顶回填夯实
图32夯实图例
4、沟槽回填压实度要求（如图33所示）。
图33球铁管沟槽回填压实度要求
（五）回填土应符合下列规定：
1、槽底至管顶以上500mm范围内，不得含有机物、冻土以及大于50mm的砖、石等硬块。
2、冻期回填时，管顶以上500mm范围以外可均匀掺入冻土，其数量不得超过填土总体积
的15%。
（六）每层回填土的虚铺厚度，应根据所采用的压实机具按表8的规定选取：
表8每层回填土的虚铺厚度
压实机具
虚铺厚度（mm）
木夯、铁夯
≤200
轻型压实设备
200～250
压路机
200～300
振动压路机
≤400
（七）特殊位置回填要求
管道位于车行道下，铺设后即修筑路面；或管道位于软土地层以及低洼、沼泽、地下水位高地段时，沟槽回填宜先用中、粗砂将管底腋角部位填充密实后，再用中、粗砂分层回填到管顶以上500mm。
（八）注意事项
球墨铸铁管道回填到设计高程时，应在12～24h内测量并记录管道变形率，管道变形率应符合设计要求；设计无要求时，球墨铸铁管道变形率应不超过2%。
第五章管道功能性试验
（一）执行标准
管道安装完成后应按照或《GB50268-2008给水排水管道工程施工及验收规范》进行功能性试验，施工单位管道安装完毕，编写试压安全方案报业主及监理。
（二）水压试验关键步骤
1.制作承堵及插堵设计进水、排气、压力表接口。
图34为DN1200mm水压试验现场：
图34现场水压试验
2.设计、计算试压靠背及试压泵配管。
水压试验系统原理（如图35所示）：
图35水压试验系统原理图
3.现场整体试压按《GB50268-2008给水排水管道工程施工及验收规范》执行，关于试压段距离问题，新兴铸管股份有限公司根据多年现场工地试压经验，建议按GB50268标准1000m为试验段，如果在1000米试压段内存在缺少注水源、试压后靠背原状土土质较差等问题，可采用1500米距离内注水源丰富试压且后靠背原状土土质较好的地段为试压段，建议该标段整体试验距离参照ISO10802标准1500m来做，供施工单位参考。
（二）注意事项
1、压力管道水压试验前，除接口外管道两侧及管顶以上回填高度不应小于0.5m，以防
止管节移动及漂浮；
2、管件固定台（支墩）在水泥养护要达到设计的水泥强度后才可进行水压试验；
3、试验管段注满水后，宜在不大于工作压力条件下，充分浸泡24小时以上再进行水压
试验；
4、在雨季施工时，安装的接口经现场工程师用探尺检测合格后，为防止接口处局部地基沉
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