浅谈给水管道接口形式的选择及注意的问题

笔者从事给水管道施工及管理工作16年，有幸参与了钢管、球墨铸铁管、钢筋砼管、玻璃钢管、PE管、PVC管、镀锌钢管等不同材质管材的施工，认识到管道接口是管道施工的重要工序，是保证工程施工质量的重要环节。现就不同材质管道安装接口形式的应用谈一些体会，不当之处请同行批评指正。
　　1给水管道常用接口形式
　　目前给水管常用管材有球墨铸铁管、钢管、PE管、PVC管、预应力钢筋混凝土管、钢塑管等，根据材质及施工工艺的不同，常用接口形式有焊接、承插口连接、法兰连接、热熔连接、粘接、螺纹连接等。
　
　2不同材质给水管道接口形式及其特点
　　2.1球墨铸铁管
　　球墨铸铁管采用承插口连接，分为钢性、钢柔性、柔性三种方式。刚性接口的填塞料一般采用麻+石棉水泥或麻+膨胀水泥，钢性接口具有较高强度，水密性及粘接力好，但抗震性及抗管道变形性较差，且施工劳动强度大，施工完需养护72小时方可通水试验。柔性接口连接密封材料采用橡胶圈，柔性接口密封性好，适应地基变形性能强、抗震效果好，而且接口在一定转角内不漏水，适用于大半径弯道直接安管施工，但其止脱性差，需砌较大混凝土支墩以抵消水力推力。钢柔性接口的填塞料一般采用橡胶圈+石棉水泥或橡胶圈+膨胀水泥，钢柔性接口兼有钢性接口与柔性接口的特点，但接口工序多，耗费接口材料多。
　　2.2钢管
　　钢管一般采用焊接，管道适用于高水压、穿过铁路、公路、河谷及地震区等使用环境，钢管焊接需具备工作坑,大口径管道焊接工作时间长。
　　2.3预应力钢筋混凝土管
　　预应力钢筋混凝土管采用承插口连接，一般为钢性和柔性两种方式。刚性接口与柔性接口特点与前面2.1叙述的相同。
　　2.4 PE管
　　PE管有热熔连接、电熔连接和钢塑连接三种连接方式。热熔连接是采用热熔焊机将两根待连接管道的端面进行加热，使其熔化，然后迅速将其贴合，保持一定的压力，经冷却后达到熔接的目的。该方法经济，连接费用低，安全可靠，由于接口处壁厚增加，其接口在承压和承拉时均比管材本身强度高。电熔连接是通过对预埋在电熔管材内的电热丝通电使其加热，从而使其内外表面分别被熔化连接，冷却后达到焊接的目的。该方法连接方便、迅速、接头质量好，外界干扰小。但这种连接方式造价高，因管材内必需预置地热丝，一般用于口径较小（直径小于或等于63㎜的管材）的管道上。 钢塑连接，PE管道在和其它管材或阀门等附件连接时，采用钢塑过渡接头或钢塑法兰连接。对于小口径的管道（直径小于或等于63㎜），一般采用一体式钢塑过渡接头，对于大口径的管道（直径大于63㎜），一般采用钢塑法兰连接。
　　2.5 PVC管
　　PVC管的接口一般有三种方式：胶水粘接口、橡胶圈接口、法兰连接口。胶水粘接口方式是在管材的一端扩成平滑的承口，另外一根未扩口的管材的一端的外表和扩好承口的里表涂抹上专用胶水，然后相承插完成连接。橡胶圈接口方式是在管材的一端通过自动扩口机扩成带凹道的承口，放上柔性橡胶密封圈，另外—根管材未扩口的一端插进装好密封围的承口里完成连接。法兰连接口方式是管材与传统管道、蝶阀、闸阀、流量计等连接时，管材被连接的一端与PVC-U法兰接好后再与其通过螺丝紧固连接的方式。论文参考，发展方向。
　　
3几种常用接口形式需注意的问题
　　3.1承插口柔性连接密封材料胶圈的使用寿命问题
　　管线的设计使用寿命一般在50年以上，管材及接口密封胶圈是构成管线的主要材料，管材的使用寿命大家普遍比较关注，但接口密封材料胶圈使用寿命却经常被疏忽。“千里之堤，毁于蚁穴”，占工程总造价不到0.2%的胶圈，如不加以注意，将会变成管线漏水的主要因素。胶圈的使用寿命主要取决于它的抗老化性能，定量测算胶圈使用寿命是一个非常复杂的过程，需要的专用测试设备多，对于使用单位，一般不具备这些条件。经过长期实践，笔者认为可用水煮、曲绕、压缩三种方法对比胶圈的品质。
　　3.1.1水煮
　　将胶切片，在1000C沸水中煮3小时左右，观察水的色度和浑浊度，色度越低、浑浊度越小，说明胶圈满足卫生要求的可靠性越大。论文参考，发展方向。此方法能直观的反映胶圈符合卫生标准的程度。
　　3.1.2曲绕
　　将胶圈对折弯成1800，在阳光下照射72小时，看其表面有无龟裂现象，龟裂同时间成正比，龟裂越少，品质越好。
　　3.1.3压缩
　　用两块板夹住胶圈，使其压缩30%左右，在常温状态下放置72小时，松开看其变形量，变形越小，说明品质越好。
　　3.2热熔连接操作需注意问题
　　3.2.1热熔工具接通电源，等到工作温度指示灯亮后，方能开始操作；
　　3.2.2管材切割前，必须正确丈量和计算好所需长度，用合适的笔在管表面画出切割线和热熔连接深度线，连接深度应符合管材生产厂家的技术条件要求；
　　 3.2.3切割管材，必须使端面垂直于管轴线。管材切割应使用管子剪或管道切割机；
　　3.2.4管材与管件的连接端面和熔接面必须清洁、干燥、无油；
　　 3.2.5熔接弯头或三通时，应注意管线的走向宜先进行预装， 校正好走向后，用笔画出轴向定位线；
　　 3.2.6加热：管材应无旋转地将管端导入加热套内，插人到所标志的连接深度，同时，无旋转地把管件推到加热头上，并达到规定深度标志处。加热时间必须符合管材生产厂家的技术条件的规定(或热熔机具生产厂的规定)；
　　 3.2.7达到规定的加热时间后，必须立即将管材与管件从加热套和加热头上同时取下，迅速无旋转地直线均匀地插入到所标深度，使接头处形成均匀的凸缘；
　　 3.2.8在管材生产厂家的技术条件规定的加工时间内，刚熔接好的接头允许立即校正，但严禁旋转。
　　 3.2.9在管材生产厂家的技术条件规定的冷却时间内，应扶好管材、管件，使它不受扭、受弯和受拉。
　　3.3膨胀水泥接口配比及使用注意问题
　　膨胀水泥也称石膏氯化钙水泥，实践中其材料配合比为：水泥：石膏粉：氯化钙＝１０：１：０．５，水占水泥重量的２０％。三种材料中水泥起强度作用，石膏粉起膨胀作用，氯化钙促使速凝快干。论文参考，发展方向。水泥应采用４２５号硅酸盐水泥。论文参考，发展方向。膨胀水泥接口配比中石膏的掺量对膨胀作用过于敏感，施工中稍有不慎，就可能发生接口胀裂，使用中应注意石膏的用量；同时由于石膏终凝时间不早于６ｍｉｎ，并不迟于３０ｍｉｎ，因此拌料应在６ｍｉｎ内用完，接口完成后要抹黄泥或湿草袋覆盖，８ｈ后即可通水进行试验。论文参考，发展方向。膨胀水泥作为填料，因配制与养护要求严格，建议只在工程抢修当中应用。论文参考，发展方向。
　
　4不同材质管道间相互连接需注意的问题
　　PE管、PPR管与其他管材连接一般使用金属螺纹或法兰转换接头等，但大口径钢管与球墨铸铁管或钢筋混凝土管之间没有成品转换接头，需施工单位自己制作。在实践中，我公司一般采用钢管制作承口，用石棉水泥或膨胀水泥作密封材料，经过几十年的运行，取得了满意的效果。但也有失败的教训，主要是接口材料问题，近几年橡胶圈密封材料在安装上有方便快捷的优点，得到广泛应用，我公司也偿试在不同材质管道间相互连接时使用橡胶圈作密封材料，近年出现多次漏水现象，分析原因认为一是不同管材材质的热胀冷缩系数不同，引起的热胀冷缩量不一样，导致胶圈松动接口漏水；二是自制钢管承口没有止脱功能，使用中由于水力推力的不断作用，导致胶圈位移漏水。因此在施工中建议不要用胶圈作为不同材质管道间相互连接接口的密封材料。
　
　5管道接口发展方向
　　管道接口是管道施工的重要工序，是保证工程施工质量的重要环节，笔者认为管道接口将会向柔性接口发展并逐步推广使用止脱胶圈。
　　5.1向柔性接口发展
　　如果采用刚性很强的接口，当管道受压后，管道会相当于一根很长的承重梁，一旦强度不能承受，或气温变化产生热胀冷缩时，管道就会开裂。而柔性接口适应地基变形性能强、抗震效果好，在一定转角内不会漏水，因此使用柔性接口的管材，会减少因地基变形、管道受压变形及热胀冷缩开裂等因素造成的漏水问题。
　　5.2止脱胶圈的应用
　　普通胶圈会因水力推力或地基不良引起接口脱离。目前有的公司推出了一种全新的接口形式——止脱胶圈，其具有密封与止脱的双重功能，作用在于代替以抵消水力推力的混凝土支墩，或者是地基不良引起的接口脱离。但对管材尺寸有严格的要求，因如果仅仅考虑密封性能，即使接口较松，也不影响其密封效果，但止脱的要求就无法满足了。随着管材制造工艺的发展，管材尺寸将会越来越精密，止脱胶圈在今后的管道安装中将被广泛使用。