【文章內(nèi)容簡介】 接允許承口管和插口管在連接處可以有軸向的相對移動,可以有以接口為支點的轉(zhuǎn)動,所以,它可以釋放因熱脹冷縮 起的軸向力 ,因不均勻沉降引起的彎曲應(yīng)力 ,使埋設(shè)管線具有優(yōu)秀的強度特性和水密特性。（2）膠圈柔性接口的個性 雖然都是膠圈柔性接口,但性能是有很大差別的,特別是在適應(yīng)不均勻沉降的能力這一點上。各個管材標(biāo)準都列出了接口的允許轉(zhuǎn)動角。但要注意的是即使列出的允許轉(zhuǎn)動角相同,實際能力也是不同的。因各個設(shè)計采用的富裕度是不同的,有的設(shè)計其轉(zhuǎn)動角的允許值僅僅取用實際極限能力的一半甚至更少,有很高的安全保證,但也有轉(zhuǎn)動角允許值很接近極限能力的設(shè)計,有的役計甚至只有在標(biāo)準邊界條件時才能土作,一些不利條件出現(xiàn)時就會失效。各種膠圈反彈密封機制的柔性接口在口徑較小時均表現(xiàn)出優(yōu)越的性能,但隨著口徑的增大,對于不均勻沉降的適應(yīng)能力就不同,這是管線設(shè)計工程師必須注意的。 目前,膠圈接口大致可分為以下幾種： （1）機械式壓緊接口 20世紀30年代這種接口率先在煤氣管線上得到應(yīng)用。現(xiàn)供水事業(yè)中,在球鐵管上有一定應(yīng)用。通常稱為K型接口。由承口、插口、壓蓋（法蘭圈）三者構(gòu)成。一個環(huán)形填料函,膠圈置于其中,其承插口間隙不能自行產(chǎn)生膠圈壓縮反彈,是靠螺栓收緊才達到膠圈壓縮反彈的,這是與其他膠圈柔性接口的一個重大的不同點。它需要壓蓋和許多的螺栓,用料多,造價較高,安裝操作雖較簡便,但緊固螺栓的工作量很大 ,且有一定的技術(shù)要求。口徑大時管重、水重、復(fù)土重三者相當(dāng)大,膠圈單位面積受力非常大,大口徑時可以是小口徑的幾十倍,另一方面,水重加復(fù)土重兩者較管重大得多,管線運行時的狀態(tài)同安裝時有較大的差別,因此,這種接口的大口徑管線,通水運行時,這些有方向性的荷載有可能會形成膠圈局部壓縮增大,這時相應(yīng)也會有部分膠圈松弛,其結(jié)果是在膠圈松弛部,內(nèi)水壓將膠圈外推,接口漏水,這已有工程實踐證實。本文認為 ,應(yīng)加大投人開發(fā)更有效率的接口 ,將能取得更好的效益。 （2）滾人式接口 滾入式接口主要在混凝土壓力管上應(yīng)用。插口端放上膠圈,承口有一斜面,形成喇叭口。安裝時當(dāng)插口向承口推人,膠圈由喇叭口導(dǎo)人承插口間隙,受壓縮并在內(nèi)滾動,由插 口處的止臺擋著定位。因承插口間隙較膠圈直徑小,由受壓縮膠圈 自行反彈提供水密。由于內(nèi)水壓將膠圈向承口外側(cè)推,膠圈靠近承口外端部,口徑大時,稍有沉降膠圈就易被擠出失效。隨著對管線工程質(zhì)量的重視,混凝土壓力管 的升級 ,其應(yīng)用越來越少。（3）插口槽滑入式接口 應(yīng)用此種接口的管道種類較多，如一種美國大面積生產(chǎn)應(yīng)用而在我國還沒有應(yīng)用接口，暫且稱它為O型接口；還有在我國因引黃工程得到推廣的在PCCP管中應(yīng)用的接口等。因其種類較多且尚未得到大面積應(yīng)用這里不做詳細介紹。（4）承口滑人式接口①承口滑入式接口的優(yōu)點這是近年來在球墨鑄鐵管上迅速發(fā)展并采用的接口。通常將這種接口稱為 T 型接口 ,現(xiàn)美國球墨鑄鐵管銷售中95 %以上是這種接口的球墨鑄鐵管。這種接口,膠圈預(yù)置于承口內(nèi),承口外端部同插口有很精密的配合,所以接口發(fā)生轉(zhuǎn)動或軸向位移時,膠圈不可能被擠出承口,且內(nèi)壓有使膠圈壓縮量增大的傾向。承插口間隙設(shè)計成在各種不利條件迭加下仍能保證膠圈處于受壓反彈狀態(tài) ,因此對不均勻沉降和高內(nèi)壓有極好的適應(yīng)能力。這種接口只要安裝合格 ,運行中難以找到使接口失效的理由,所以至今未見用這種接口的管線在運行時發(fā)生接口漏水的報道。 ②.承口滑入式接口的缺點 這種接口對尺寸公差有較高要求,球墨鑄鐵管插口的尺寸精度受澆注工藝制約,要達到鋼材輾軋、擠壓加工那樣的精度是有一定難度的,甚至可以說,是不可行的。目前,規(guī)模世界第二、中國第一的球墨鑄鐵管公司,這種接口的產(chǎn)品最大口徑可做到DN1400,更大口徑的產(chǎn)品還是用機械式壓緊接口。 柔性接口的優(yōu)點 （1）認識柔性接口得以開始接口所承擔(dān)的任務(wù),不僅是通常所說的完成管節(jié)之間的連接并確保水密。應(yīng)注意的是接口還有一個重大任務(wù) ,就是釋放埋設(shè)管線在運行 中所遇到的種種設(shè)計中未預(yù)見的、難以計算的外來荷載所引起的應(yīng)力,如沉降、位移、溫度變化等等因素引起的應(yīng)力。大量爆管實例的跟蹤和分析表明,絕大部分的爆管是非正常荷載作用在管線局部構(gòu)成特定受力模式而造成的,如是柔性接口 ,受力模式將會改變、荷載作用有所釋放,爆裂發(fā)生條件就大大減少,爆裂就不一定發(fā)生。 （2）通過對柔性接口和剛性大的接口比較研究可得出一些剛性接口的問題原因。如：鑄鐵管大量爆裂的一個主要原因是石棉水泥接口、膨脹水泥接口的應(yīng)用。水泥接口剛性極大,將連接的兩根管子牢固地結(jié)合成一體,不能釋放不均勻沉降引起的彎曲應(yīng)力、溫度變化引起的拉伸應(yīng)力,膨脹水泥接口因用了膠圈,所以即使水泥填料在承插口間隙內(nèi)有所滑動,也不會有漏水先兆,一出問題就是爆裂。 柔性接口與鋼管的現(xiàn)場對焊焊接接口對比分析 （1）使用范圍比較 柔性接口使埋設(shè)管線具有優(yōu)秀的強度特性和水密特性 ,這是這些管材得到應(yīng)用并取得長足發(fā)展的重要技術(shù)支持。對于柔性接口新頒布國家行業(yè)標(biāo)GJJ922002《市供水管網(wǎng)漏損控制及評定標(biāo)準》,:新敷管道的接口應(yīng)采用橡膠圈密封的柔性接口；國家標(biāo)準GB503322002《 給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》,：對圓形管道的接口宜采用柔性連接。在條文說明中,又做了進一步的說明：給水排水工程中,各種材質(zhì)的圓形管道廣泛應(yīng)用,這些管道可能 出現(xiàn)的不均勻沉陷不可避免。……這些圓形管道接口,宜采用柔性連接,以適應(yīng)各種不同因素產(chǎn)生的不均勻沉陷,并至少應(yīng)該在地基土質(zhì)變化處設(shè)置口。但是相對于許多管道的柔性接口，目前唯有鋼管,其采用的代表性連接方法是現(xiàn)場溝槽中對接焊接。這些發(fā)展給輸水鋼管帶來巨大發(fā)展空間的同時,也帶來一項很嚴重的負面效應(yīng),就是使溝槽對接焊接的難度大大增加,以至于陷人了不合格焊縫難以避免的困境 。 柔性接口的現(xiàn)狀和發(fā)展（1）柔性接口的現(xiàn)狀柔性接口在經(jīng)過幾十年的曲折展之后，得到了肯定。目前已有多種形式，每種形式各有特點。在我國，球墨鑄鐵管（DIP）、聚氯乙烯管（PVC管）、玻璃鋼管（GRP）、鋼管(SP)、預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管(PCCP)等管材是我國城市輸水管線中得到重視和應(yīng)用的管材,其中球墨鑄鐵管、玻璃鋼管、PVC管、PCCP管均已發(fā)展到以柔性接口為代表性接口的成品管階段。（2）柔性接口的發(fā)展柔性接口與鋼管的結(jié)合應(yīng)用是柔性接口最大的發(fā)展前景。近二十年來人們對柔性接口在埋設(shè)管線中所起的重要作用有了新的認識,輸水鋼管鋼管線需要柔性接口而且可以取得柔性接口的時機形成。鋼管已成為柔性接口發(fā)展的新空間,也是柔性接口未被開發(fā)的最大空間。 新世紀中我國已成為世界第一的鋼鐵生產(chǎn)、應(yīng)用大國,以商品鋼板為主要原材料的鋼管,必將取得鋼鐵規(guī)模生產(chǎn)給以的好處,強大的鋼鐵工業(yè)必定要推動鋼管發(fā)展 ,當(dāng)鋼管采用柔性接口,進人成品管階段,將取得性能提高、價格更低、容易得到、容易施工等競爭力，它在輸水管中的地位將會重新排定。第三章 管道施工實例分析 工程概況中能取水口改造工程位于徐州市經(jīng)濟開發(fā)區(qū)境內(nèi)，在京杭大運河右岸本期設(shè)計供水能力為8000m3/h。工程包括取水口一級泵站、螺旋鋼管輸水線路及廠區(qū)內(nèi)二級提水泵站等。根據(jù)《泵站設(shè)計規(guī)范》、《提防工程設(shè)計規(guī)范》及《防洪標(biāo)準》確定該項目工程等別為Ⅱ等，穿堤建筑物為2級，其他建筑物為3級。根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB183062001），相應(yīng)場地基本地震烈度為Ⅶ度。由于現(xiàn)有取水口取水能力不能滿足廠區(qū)用水需求，需實施取水口改造項目，而現(xiàn)有取水口已經(jīng)不具備擴建條件，需另外擇址新建取水口。根據(jù)現(xiàn)場情況，將新建取水口布置在現(xiàn)有取水口以西約200m處。 管溝開挖工藝分析（1）管溝開挖行進按管線中心灰線進行控制；管溝開挖深度結(jié)合設(shè)計圖紙、線路控制樁及標(biāo)志樁綜合考慮進行開挖控制。穿越地下設(shè)施時，設(shè)施兩側(cè)3m范圍內(nèi)采用人工開挖，與其穿越間距符合設(shè)計要求。對于重要設(shè)施，開挖前應(yīng)征得其管理單位同意，并在其監(jiān)督下開挖。（2）管溝開挖時，棄土堆置在施工作業(yè)帶的另一側(cè)，堆土距溝邊不小于1m；且施工作業(yè)帶應(yīng)設(shè)在靠公路側(cè)，棄土應(yīng)遠離公路側(cè)。（3）地表有植被的地區(qū)和耕地作業(yè)區(qū)管道開挖時，將表層耕作土和中下層的土分別堆放，表層土靠近邊界線，下層土靠近管溝。（4）管道與電力、通信電纜交叉時，；管道與其他管道交叉時，除保證設(shè)計埋深外。 排水 輕型井點降水 在管溝開挖過程中對于其底部積水宜采用輕型井點降水。輕型井點降水是在基坑開挖之前預(yù)先在四周打入或沉入若干根井管，外面用過濾層包扎起來，各個井管用集水管連接并抽水，使井管兩側(cè)一定范圍內(nèi)的水位下降，各個井管相互影響形成一個連續(xù)的疏干區(qū)。其特點如下：(1) 機具設(shè)備簡單、易于操作、便于管理。 (2) 可減少基坑開挖邊坡坡率，降低基坑開挖土方量。 (3) 開挖好的基坑施工環(huán)境好，各項工序施工方便，大大提高了基坑施工工序。(4) 開挖好的基坑內(nèi)無水，相應(yīng)的提高了基底的承載力。 (5) 在軟土路基，地下水較為豐富的地段應(yīng)用，有明顯的施工效果。 降水原理 沿基坑四周每隔一定間距布設(shè)井點管，井點管底部設(shè)置濾水管插入透水層，上部接軟管與集水總管進行連接，集水總管為Φ150鋼管，周身設(shè)置與井點管間距相同的Φ40吸水管口，然后通過真空吸水泵將集水管內(nèi)水抽出，從而達到降低基坑四周地下水位的效果，保證了基底的干燥無水。