摘要：N1 型球墨铸铁管在地铁区间隧道采取架空明装方式，其接口综合考虑了区间隧道活塞风效应、地铁车辆运行震动效应、安全限界、安装固定、运营维修特殊需求等因素影响，并采了取合理、有效的接口防拔脱措施，以确保其安全可靠、适用可行、不超限界。球墨铸铁管在固定时每2 米设定一个管卡，且满足在承插口两端均有管卡，与主体结构固定，在转弯处应管道支墩（或支架）或采用刚性接口固定。

Abstract：The N1-type ball ink cast iron pipe adopts an overhead in the subway section tunnel。 Its interface considers the factors such as interval tunnel wind effect， subway vehicle operating vibration effect， safety limit， installation and fixation， operation maintenance， etc.， and take it Reasonable， effective interface anti-cutting measures to ensure that it is safe and reliable， it is feasible， not excellent。The ductile iron tube sets a tube card every 2 meters， and is satisfied with the tube card at both ends of the socket， fixed to the main structure， and fixed pitch （or stent） or the rigid interface is fixed at the turn。

关键字：N1 型；双压兰；自锚中图分类号：文献标志码：文章编号：

1.N1 型双压兰自锚固球墨铸铁管介绍

1.1 简介

N1 型双压兰自锚固球墨铸铁管在地铁车站、隧道内均为明装（设支墩或支架），安装在有地下水的环境具有耐腐蚀性，并能在区间隧道内有活塞风效应及地铁车辆振动情况下正常工作。

深圳地铁 2 号线三期及 8 号线一期区间消防管道采用N1 型球墨铸铁管，双压兰连接，可自锚固，N1 双压兰接头为新兴球墨铸铁厂专利，深圳地铁绝大多数地铁区间使用这种管道接口。地铁隧道中使用的主要配件有：N1 型双压兰接头、承插单支盘三通、盘插（插盘短管）、盘承（承盘短管）、承插弯管、双承变径管等，其中N1 型双压兰接头由接口压兰、支撑圈、三元乙丙橡胶圈、花键亚兰、T 型加长螺栓、插口焊环、承口法兰 7 部分组成。

1.2 优点

N1 型球墨铸铁管采用退火离心和环保铸造工艺生产，球化率大于 85% ，球铁密度为 7050kg/m³ ，并且能够进行机械加工。具有高强度、高延伸、耐腐蚀、寿命长、密封好、无渗漏、安全卫生、输水可靠的性能、耐腐蚀等，由于采用自锁结构，防脱效果良好，球墨铸铁管、管件、附件、胶圈在正常使用条件下的使用期为50 年。

1.3 缺点

单管重量重，运输吊装不方便、无法自行切割使用、配件多、连接方式复杂、安装方式不灵活，由于采用自锁结构，导致单段管拆除极其麻烦，漏水时检修困难。

1.4 N1 型双压兰自锚固球墨铸铁管配件

1.4.1 双压兰

双压兰主要用于两根球墨铸铁管之间的连接，每根DN150 的球墨管需要配置的管件有：花键压兰、压紧压兰、高密度聚乙烯支撑圈、三元乙丙橡胶胶圈各一个、球墨加长螺栓各六套，管道插口处有一圈焊接挡环，管道承口端自带法兰。

1.4.2 承插单支盘三通

承插单支盘三通主要用于区间消火栓头、泄水阀门、排气阀等的连接，一般需要N1 型承插单支盘三通一个，N1 型三通小管口处的螺栓应为满扣螺栓，180 度反方向安装。

1.4.3 盘承、盘插

盘承、盘插主要用于区间蝶阀、防护闸阀、不锈钢金属软管、波纹补偿器等阀门及附件的连接，一般每个阀门需要N1 型盘承和N1 型盘插各一个。

1.4.4 承插弯管

承插弯管主要安装于需要转弯或者有弧度地方，一般有四种角度的N1 型承插弯头：11.25。、25。、50。、90。。1.4.5 承插短管

承插短管主要用于管道无法掉头的地方或者法兰孔不对应等情况的转换，同时，需要N1 型承插短管的地方，需要提供准确长度尺寸，以便定制。

插口焊环为管道连接处最薄弱位置，磕碰会产生裂缝。在运输和安装过程中，施工员要提醒工人注意，管子、管件、附件在搬运和堆放过程中，应防止碰伤、变形和损坏。

1.5 N1 型双压兰自锚固球墨铸铁管安装

N1 型球墨铸铁管在地铁区间隧道采取架空明装方式，其接口综合考虑了区间隧道活塞风效应、地铁车辆运行震动效应、安全限界、安装固定、运营维修特殊需求等因素影响，并采了取合理、有效的接口防拔脱措施，以确保其安全可靠、适用可行、不超限界。球墨铸铁管在固定时每2 米设定一个管卡，且满足在承插口两端均有管卡，与主体结构固定。在转弯处应管道支墩（或支架）或采用刚性接口固定。

1.5.1 双压兰自锚原理

如下图为N1 型双压兰接口的剖面示意图，假设两端都是盲端的话，管道内的水压会使得管道接口有拔脱的趋势，当管道接口拔脱时，花键压兰右侧与 管道本体焊接在一起的焊环2 将管道接口拔脱的动力传递到花键压兰1，花键压兰将管道接口拔脱的动力传递给螺栓4，最终螺栓将拔脱力作用在管道承口 8 本体，从而实现管路中每根管道的插口和承口保持可靠连接而不被拔脱的稳定状态，实现了接口的自锚功能。安装示意图如下：

1.5.2 安装步骤

（1）准备无腐蚀性润滑油（凡士林或植物油），将其用刷子均匀涂抹于橡胶圈表面（便于安装及今后调整）备用；

（2）依次将花键压兰、压紧压兰、橡胶密封圈及支撑圈套入铸铁管插口（位置如图所示）

双压兰接口

（3）将套上支撑圈、密封胶圈后的插口插入承口一端，将插口插入承口。

（4）调整花键压兰及压紧压兰，两个压兰及承口螺栓孔成一条直线。如下图所示，将花键压兰内环方形豁口与插口挡环（箭头所指位置）重合后套入，旋转花键压兰卡在挡环上。

（5）将T 型加长螺栓从承口一端插入，先将压紧压兰及承口锁紧，在锁紧过程中顺时针或逆时针依次旋紧五个螺母，每次旋紧螺母应循序渐进（注意：按 180 对角分别上螺丝，保证胶圈与承口管壁不留缝隙，坚决避免只在一头依次拧。胶圈必须刷凡士林油及植物油润滑剂）。三通小管正对的螺栓孔，反方向安装满扣螺栓。确保六个螺母同步锁紧，最终螺母旋转不动为准，最后同样的方式锁紧压压兰。基本安装到位后，六个螺母要进行对角调整。胶圈破损一定要更换。

2.N1 型球墨铸铁管在安装过程中存在的问题

2.1 累计管件长度影响材料下单

深圳地铁区间消防管道管径大小为 DN150，以 DN150 单支盘三通为例，1 个 DN150 单支盘三通长度达到36cm，1 个DN150 盘插短管长度为38cm，因此在施工前计算N1 型球墨铸铁管长度的时候应当充分考虑各种管件的累加长度，同时应当考虑其他因素引起的管件数量变化因素，管件数量变化直接影响管道用量。

2.2 运输方式影响

在运输过程中应考虑安装方向，受区间隧道大小影响，一旦运输进去，方向反了将很难掉头。为了解决这个问题需额外增加单支盘承插短管，弊端是占用管道长度，增加接口数量，造成漏水率增加，同时双压兰与承插短管螺栓孔数量及位置应对应，否则需采用特殊加长型T 型螺栓进行连接

球墨铸铁管在装车时，伸出车体外部分不得超过管道长度的四分之一，管道、管件、附件在搬运和堆放过程中，应防止碰伤、变形和损坏，存放球墨铸铁管的地面应平坦松软、硬地面应垫木块，管架上每层球墨铸铁管应将承插口相间平放，并用木块垫好，上下两层管方向垂直。

2.3 螺栓孔不对应造成的影响

区间消火栓头安装按要求只需使用一个承插单支盘三通，但三通的承口法兰为6 孔，球墨铸铁管承口法兰为8 孔，因此需要增加一个承盘短管进行转换，造成球墨铸铁管管件使用量增加，同时造成球墨铸铁管剩余，在采购材料时应匹配相应规格的管道与管件。

2.4 非直线段安装不便

N1 型球墨铸铁管无法进行切割，切割后安装，时需特殊管件配合安装，安装过程复杂，因此在非直线段等凹凸的地方安装不便。区间球磨铸铁管在区间人防门端或者端面大小变化处，球磨铸铁管弯头管件由于尺寸太大，导致无法使用，此类部位可采用其他材质管道进行代替。

2.5 弯曲率较大部位管段安装困难

由于区间具有较大的转弯曲率，6 米长的通长铸铁管长度较长，和支架之间会造成错位，现场安装时改用2米、3 米特殊长度的球墨铸铁管，但使用短管会增加接口数量，同时会影响管道安装长度，一定程度上也造成了增加管件的费用，在施工前需充分考虑现场情况，进行现场勘查。

2.6 材料偶剩

由于N1 型双压兰球墨铸铁管为新材料、新工艺，管配件之间连接关系复杂，管道图纸量共6774m，采购量为6528m，采购时经考虑了246 米的余量，在现场安装过程中遇到部分区域无法安装铸铁管，替换成了涂塑钢管，加上各类管件的长度累加造成的影响，最后导致球墨铸铁管剩余291 米。

2.7 管道维修

因为采用自锁结构，导致单段管拆除极其麻烦，漏水时维修困难。可以采用T 型承套和K 型承套与双插套管配合使用，用于管道合口（特殊情况下也可以用于管道换向），为施工安装时开展多面工作，及断管维修提供技术保障。

K 型接口结构示意图

K 型接口是通过紧固连接螺栓，使压兰挤压密封胶圈，胶圈被压缩并与密封面产生接触压力来实现密封的。由于采用压兰、螺栓压紧装置，接口安装时，插口不受任何阻力，因此不需要大型的顶进设备或者倒链。相比之下K 型接口在检修和维护方面很方便。使用K 型承套维修管道步骤如下：

（1）切管

将损坏部分的管道挖出，确认管子的损坏长度后，再将受损管段切除。

（2）换管准备

准备一段同规格的双插直管和两套 K 型承套组件。

（3）安装K 型承套

将两个 K 型承套的可伸缩端分别连接到待修复管线的两个管端，使原管线的插口端尽量插到K 型承套的最大安装深度。

K 型承套

（4）换管

切割一段长度比损坏管道长度略短的同口径的双插短管，并将其放入待更换位置。将两个K 型承套分别向新插入的管段进行轴向移动，然后按照要求紧固螺栓进行连接。

T 型套筒和K 型套筒均为维修断管常用配件，对于N1 型双压兰自锚固管，既可采用T 型套筒，也可采用K型套筒。采用K 型套筒可省去套筒下面的支墩且抗拔脱能力更强，安全性更高，是普遍采用的非常成熟的维修配件。

2.8 其他建议

承插接口最好按水流方向安装，但区间消火栓管道是环网，不存在水流方向问题，最好考虑承口朝向列车开动方向进行安装，减少拔脱力作用。安装承插管道宜间隔 50m 设置一处快速检修接头，方便后期维修替换。3.总结

N1 型球墨铸铁管虽然目前在整个地铁施工中应用不够广泛，但是具有其独特的性能，在地下工程中具有独特的优势，其高强度、高延伸、耐腐蚀、寿命长、密封好、无渗漏、安全卫生、输水可靠、耐腐蚀、防脱效果好等优势非常明显，特别双压兰、自锚固这种安装方式特别可靠，防脱效果好，是新兴球墨铸铁厂的专利产品，也具有其独特性。在安装过程中虽然也会有诸多问题，但是只要注意安装工艺，综合考虑，都能避免。

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