非開挖鋪設用球墨鑄鐵管介紹（新興鑄管SHUIMORE）

作者： 張韜臻

摘要：

近年來，非開挖施工技術以其施工簡單便捷、工程安全性高、環境交通影響小、綠色

低碳環保等特點，贏得了給排水行業的廣泛關注和一致好評，已經發展成為一類主流施工工法。本文詳細介紹了非開挖鋪設用球墨鑄鐵管的產品特點、效能引數和應用優勢，為產品推廣 普及和市場開拓起到了積極的促進作用。

隨著城市化程序的快速發展，大量供水、雨

水、汙水、煤氣、熱力、通訊電纜鋪設在人口密集、商業繁華的城市下方，還有一部分鋪設在高 速公路、鐵路、大型地下構建築物等重要基礎設 施下方。在這樣的情況下，如果採用傳統的大開 挖方法，不但會影響交通、汙染環境，給城市發展帶來諸多不便；而且也容易造成高速公路、鐵路等基礎設施使用壽命降低，帶來嚴重的安全隱患。在這樣的大背景下，非開挖管道鋪設技術以其施工場地小、施工速度快、綜合成本低、環 境友好等諸多優勢，已經越來越成為一種城市鋪設管道的重要工法。 非開挖管道鋪設技術主要包括頂管法、水平定向鑽進法、破管法、套管法等工法，常見管 材主要包括鋼管、HDPE 管、球墨鑄鐵管等管材。球墨鑄鐵管行業經過多年技術研發積累，已 經發展出適用於上述工法的施工技術，而且以 其耐腐蝕、抗地基沉降、壽命長、安裝簡便、安全性高等特點，越來越受到市場的青睞，已經逐漸 成為非開挖行業中廣泛使用的一種主流管材。

下面簡單介紹兩種最常用的非開挖管道鋪

設工法

頂管法和水平定向鑽進法鋪設球墨

鑄鐵管的應用情況。

1

頂管法鋪設球墨鑄鐵管的應用

傳統的頂管管材分別存在各自的一些缺

點，如鋼管頂管存在外防腐塗層容易在頂進過

程中破壞且難以修復，外部土壤容易腐蝕管身；PE 等有機材料頂管存在材料力學效能差的缺點；而鋼筋混凝土存在管材自重太大，介面密封安全性差等缺點。球墨鑄鐵頂管很好地解決了傳統頂管管材存在的這些問題，已經逐漸成為 頂管施工工藝採用的主流管材。 球墨鑄鐵頂管是在常規 T 型球墨鑄鐵管的基礎上，透過設定頂推法蘭、加強筋和外包鋼筋混凝土等措施，增加管道允許頂推力，使之能借助工作坑內頂進裝置產生的頂力，克服管道與周圍土壤的摩擦力，在不開挖溝渠的情況下將管道在地下逐節頂進。球墨鑄鐵頂管產品結構

圖見圖 1。

1。1 球墨鑄鐵頂管產品特點

1。1。1 優異的頂推效能，確保較長頂進距離

球墨鑄鐵頂管可以提供矽酸鹽水泥內襯、 鋁酸鹽水泥內襯、聚氨酯內襯、環氧陶瓷內襯等 多種防腐塗層來適應不同客戶及不同輸送介質 的要求，確保管線長期安全執行。

1。1。2 超強的外防腐能力，確保管材百年安

全壽命

球墨鑄鐵材料具有同碳鋼接近的力學效能，如機械強度高 、韌性好等，同時又具有鑄鐵特有的耐腐蝕效能。管道外表面的金屬鋅塗層、鋼筋混凝土外殼及環氧樹脂塗層可以進一步增加球墨鑄鐵頂管耐腐蝕效能，確保管材可安全執行百年以上。

1。1。3 靈活的內防腐塗層，確保適應不同輸

送介質

1。1。4 預製注漿孔及環氧樹脂外塗層，確保

大幅減小頂進阻力球墨鑄鐵頂管預製的注漿孔可用於頂進施工中注入膨潤土泥漿，可起到減小頂進阻力的作用；管道外部的環氧樹脂外塗層，同樣也能起到減小頂進阻力的目的。採用人工掘土的頂進方式，平均頂進速度可達 30～40m/ 天；採用泥水平衡的頂進方式，平均頂進速度可達 80～

90m/ 天。

1。1。5 滑入式承插柔性介面，確保安裝便捷

性及地基沉降適應性球墨鑄鐵頂管採用 T 型承插式柔性介面，每個介面均可承受 1。5°~3。5°的偏轉角，能有效適應地基不均勻沉降及熱膨脹帶來的徑向偏轉和軸向伸縮；同時滑入式承插式介面安裝簡單便捷，工人經過簡單培訓後即可熟練施工安裝。

1。2 球墨鑄鐵頂管尺寸引數見表 1

2

水平定向鑽進法鋪設球墨鑄鐵管的應用。

目前，在水平定向鑽管道鋪設領域廣泛使

用的主要有鋼管、HDPE 管、球墨鑄鐵管等管

材。鋼管拖拉管在回拖施工時，鑽孔孔壁容易破壞外防腐層，大大降低鋼管使用壽命；HDPE 拖拉管材料強度低，透過鑽孔彎曲段時，管材需要在發生撓曲變形情況下傳遞拖拉力，容易造成管壁破裂損壞；而且焊（熔）接的連線方式施工速度較慢，無法適應城市施工工期緊張、場地狹小的工況條件。球墨鑄鐵拖拉管很好地解決了鋼管、HDPE 管存在的這些問題，得到了市場的 廣泛好評。

球墨鑄鐵拖拉管採用的不是普通 T 型接

口，而是承插式柔性自錨介面，該介面帶有自錨倉和密封倉兩個獨立倉體，利用自錨倉內分體式擋環、橡膠支撐體及插口端焊環的相互配合， 使分體式擋環始終緊緊箍在插口端焊環一側， 提供可靠的軸向抗拔脫力。依靠水平定向鑽機 提供的拖拉力和介面間軸向抗拔脫力，在不開 挖溝渠的情況下將管道依次拖入鑽孔中。球墨 鑄鐵拖拉管產品結構圖見圖 2。

2。1 球墨鑄鐵拖拉管產品特點

2。1。1 耐腐蝕效能優異，確保管材百年安全

壽命

① 球墨鑄鐵基材具有優良的耐（電）化學腐蝕效能，管身外部的金屬鋅塗層和環氧樹脂塗層及介面外部的熱縮套、梳妝金屬套可進一步增強管道的使用壽命（如圖 3 所示），確保管線安全執行百年以上。

② 由於球墨鑄鐵拖拉管線承口外徑大於

管身，回拖施工時孔壁與管線主要接觸的地方

均位於管線承口部分，對介面採取保護措施後，

2。1。2 柔性承插式自錨連線，確保施工安裝

經濟、安全、便捷

經濟性上，每個球墨鑄鐵管的自錨介面均

有 1。2～3°的偏轉角，安裝完成的球墨鑄鐵拖拉管線的最小曲率半徑 113～382m，與鑽桿曲率半 徑相當，可最大程度的節省管材、施工成本。安全性上，球墨鑄鐵拖拉管線依靠介面偏 轉透過鑽孔曲線段，管材本身不發生撓曲變形， 可有效減小回拖阻力及增加管材安全性。 便捷性上，球墨鑄鐵拖拉管線由於採用滑入式承插自錨連線，安裝速度極快，每個介面的 安裝可控制在 10～15 分鐘，在施工場地狹小的條件下，具備分段回拖能力。

2。1。3 科學的介面設計，確保拖拉力傳遞安

全可靠

在介面研發過程中，球墨鑄鐵拖拉管 SIAWb 介面從 CAD 設計到有限元分析，再到型式試驗，再到最終的產品定型，嚴格遵循球墨鑄鐵管介面研發流程，從根本上保證了優良的介面

效能。

介面允許拖拉力是球墨鑄鐵拖拉管最重要的引數，為保證拖拉力傳遞安全可靠，球墨鑄鐵拖拉管 SIA Wb 介面的自錨元件與管道承口球面接觸，即使在管線偏轉的情況下，焊環與擋環 依然全接觸，確保拖拉力傳遞安全可靠。

2。2 產品尺寸引數見表 2

3

國內首個非開挖球墨鑄鐵管行業標準

國內首個非開挖鋪設用球墨鑄鐵管的產品

標準 YB/T 4564-2016《非開挖鋪設用球墨鑄鐵

管》已經於 2017 年 4 月 1 日正式頒佈實施（見 圖 5），該標準修改採用國際標準 ISO 13470：2012《球墨鑄鐵管線系統的非開挖應用—產品 設計和安裝》，標準水平達到國際先進水平。 標準內容主要針對頂管法、水平定向鑽進