¿Medidas de refuerzo para tuberías de fundición dúctil en tramos de túneles del metro?

13.2.3-1 del "Código de diseño del metro" (GB50157-2003) estipula que "las tuberías principales de suministro de agua colocadas debajo de las losas de las plataformas de las estaciones subterráneas y en los túneles de sección subterránea deben utilizar tuberías de hierro dúctil". e interfaces de anillos de caucho ”, Además, de acuerdo con las características de la humedad del aire y la densa corriente parásita en la parte inferior de la placa de la plataforma subterránea y la sección del túnel, el uso de tuberías de hierro dúctil e interfaces de anillos de caucho tiene las siguientes ventajas: ① Las tuberías de hierro dúctil tienen alta resistencia y gran alargamiento, serie K9. La presión de la tubería puede alcanzar 6 MPa; ② Las tuberías de hierro dúctil no son propensas a la corrosión eléctrica debido a su gran resistencia y las conexiones se realizan con sellos de goma aislantes, por lo que son resistente a la corrosión eléctrica y puede usarse en túneles llenos de diversas corrientes parásitas. Tiene ventajas obvias en aplicaciones medias; ③ El hierro dúctil tiene alta resistencia, buena resistencia a la fatiga, buen rendimiento de fundición, bajo costo y producción conveniente; La tubería de hierro dúctil se rocía con zinc y pintura asfáltica, y el interior se puede revestir con cemento, lo que no solo puede mejorar su resistencia a la corrosión, sino también proteger la calidad del agua. Por lo tanto, su resistencia a la corrosión puede adaptarse mejor al ambiente húmedo subterráneo y extender la vida útil de la tubería. ⑤ La construcción de las tuberías de hierro dúctil es flexible y las juntas de las tuberías se pueden desviar hasta cierto ángulo, lo que hace que su instalación sea muy conveniente. en el tramo de túnel del tramo de curva del metro.

En comparación con los tubos de acero galvanizado, los tubos de hierro dúctil tienen las siguientes desventajas cuando se utilizan en túneles de metro: a. Masa grande, aproximadamente un 40% mayor que los tubos de acero galvanizado del mismo diámetro, lo que aumenta la instalación y la dificultad de instalación. fijación b. Los requisitos de instalación de la interfaz son altos, el tamaño de instalación del anillo de goma y la fuerza de apriete de los pernos deben ser precisos, y el espacio libre de la superficie de la brida debe ser relativamente uniforme; de ​​lo contrario, es fácil provocar la rotura; la junta se instala incorrectamente, lo que hace que el anillo de goma se afloje y provoque un accidente por fuga de agua c. Cojinete de la tubería La boca, especialmente la brida de la junta de brida, es grande y el diámetro exterior de la tubería DN150 alcanza los 313 mm. el túnel (especialmente la sección de protección) puede causar fácilmente intrusiones y afectar la seguridad de la conducción; d. Las tuberías de hierro dúctil son más caras que las tuberías de hierro galvanizadas, la probabilidad de que se produzcan daños es aproximadamente un 25% mayor. Los accidentes por fugas de agua son mayores que los de las juntas rígidas.

Aunque la aplicación de tuberías de hierro dúctil en túneles de metro tiene ventajas incomparables sobre las tuberías de acero galvanizado, y el "Código de Diseño de Metros" también recomienda su uso, las deficiencias anteriores limitan su uso en túneles de metro, por lo que se resuelven. Los defectos antes mencionados de las tuberías de hierro dúctil son de gran importancia para promover su uso en túneles de metro.

1 Análisis de las uniones y condiciones de fijación de tuberías de fundición dúctil La primera fase del proyecto del Metro de Shenzhen utiliza tuberías de fundición dúctil bajo todas las losas de los andenes de las estaciones y en los tramos del túnel, y utiliza uniones tipo brida N1, que. es el primero nacional Por primera vez, se utilizan juntas tipo N1 y S en tramos de túneles de metro. Con respecto a las formas de interfaz de anillo de goma requeridas en el "Código de diseño del metro", actualmente la sección del túnel del metro adopta principalmente dos métodos: conexión de brida (junta tipo S, N1) y conexión de enchufe ordinaria (junta tipo T, entre ellas, el tipo N1). forma de interfaz En términos de principios estructurales, su rendimiento de sellado es mejor que el de la interfaz tipo T. Desde la perspectiva del uso, las juntas tipo N1 son más adecuadas para sellar tuberías de gas. En teoría, sellar agua no debería ser un problema. Sin embargo, desde la apertura de la primera fase del Metro de Shenzhen, ha habido muchos accidentes por fugas de agua causados ​​por el desprendimiento de las juntas de las tuberías de agua contra incendios de hierro dúctil, mientras que el Metro de Nanjing, que utiliza juntas en forma de T para la conexión, no ha tenido un solo accidente por fuga de agua. Los analistas creen que debido a que el metro vibrará al circular por el túnel, lo que provocará que las tuberías se muevan, y el metro de Shenzhen adopta una red de tuberías de suministro de agua para la producción, la vivienda y la protección contra incendios, el flujo de agua en las tuberías de hierro dúctil contra incendios a menudo fluye irregularmente. Esto aumenta la posibilidad de que se produzcan golpes de ariete. Además, se instalaron puertas de defensa aérea civil en el túnel por motivos de defensa aérea civil, lo que provocó muchas vueltas en la tubería, lo que aumentó la probabilidad de que sobresaliera el tubo de conexión en las uniones de la tubería antes y después del codo de la tubería de hierro dúctil. En el caso del Metro de Nanjing, debido a que está construido con redes de agua contra incendios y de agua doméstica y de producción, la velocidad del flujo de agua en la red de tuberías fluctúa menos y hay pocas vueltas en las tuberías intermedias. Al mismo tiempo, se toman medidas de fijación más estrictas. en las curvas, por lo que ha sido puesto en funcionamiento desde su inauguración. Nunca se ha producido ningún accidente por fuga de tuberías de agua contra incendios de fundición dúctil. Con base en el resumen de investigación, investigación y análisis anterior, se encuentra que las fugas en las tuberías no están necesariamente relacionadas con la forma de las juntas, sino que se ven muy afectadas por el patrón de flujo de la red de tuberías y las medidas de fijación de las tuberías. 2 Solución De acuerdo con el "Código de diseño de drenaje y suministro de agua al aire libre", "Al diseñar tuberías de agua de flujo total, se debe considerar la posibilidad de golpe de ariete y, si es necesario, se deben tomar medidas para eliminar el golpe de ariete", "Tipo de enchufe Las tuberías deben instalarse en dirección vertical u horizontal. La configuración de los pilares en los giros debe determinarse en función de factores como el diámetro de la tubería, el ángulo de giro, los estándares de prueba de presión y la fricción de la interfaz.

El artículo 7 de 13.2.5 del "Código de diseño del metro" (GB50157-2003) establece que para evitar que la tubería de hierro dúctil se desvíe debido a la vibración durante el funcionamiento a largo plazo, debe fijarse a la estructura principal y a la base de la vía. . Según la experiencia operativa del Metro de Beijing, el método de fijación de la interfaz del anillo de goma de la tubería de hierro dúctil es: se coloca una abrazadera de tubería cada 2 m, la abrazadera de tubería se debe fijar junto con la estructura principal y se deben instalar contrafuertes en las curvas. para evitar el movimiento durante la prueba de presión. Por tanto, el primer problema a solucionar a la hora de instalar tuberías de fundición dúctil en túneles de metro es la fijación. La fijación radial de la tubería se puede lograr mediante soportes de "arrastrar y sujetar", etc. La fijación axial de la tubería sin desplazamiento es la clave para solucionar el accidente de fuga de agua provocado por el prolapso de la junta de la tubería de hierro dúctil. Debido a las limitaciones de espacio y ubicación en la sección del túnel, especialmente en la sección de escudo, es difícil instalar contrafuertes en las curvas. Es difícil para el metro de Shenzhen adoptar contrafuertes, soportes encriptados, etc., como en los túneles del metro de Beijing. Además, las tuberías de hierro dúctil en el tramo del túnel debido a que se instalan en la superficie, no hay fricción del suelo que pueda compensar el desplazamiento cuando la tubería se instala bajo tierra, por lo que es particularmente importante tomar medidas para evitar deslizamientos en el tramo. articulaciones. Con base en los factores anteriores, y bajo la premisa de considerar completamente las medidas de refuerzo en el túnel, se sueldan dos anillos de soldadura a 1 m de la junta en el cuerpo de la tubería de hierro dúctil y se instala la abrazadera de acero de la tubería en el exterior (ver Figura 1, con la junta en forma de T como por ejemplo), cuando la tubería se desplaza en cualquier dirección debido a la fuerza, puede bloquearse mediante la abrazadera de tubería y el anillo de soldadura para reducir y evitar la aparición de desplazamiento axial, que puede Minimizar la aparición de accidentes por fugas en tuberías de agua contra incendios causados ​​por la protuberancia de las juntas de tuberías de hierro dúctil. Las abrazaderas para tuberías deben estar hechas de placas de acero para mejorar su resistencia contra el empuje axial de la tubería. Para demostrar la viabilidad del esquema anterior, la prueba se llevó a cabo en la zona del escudo "Purchasing-Xiang", donde hay muchas vueltas y múltiples accidentes de fuga en las juntas. Los resultados muestran que cuando se sueldan dos anillos de retención (altura de 7 mm) en la tubería de hierro dúctil cerca del interior del soporte de la junta, las juntas de la tubería no se aflojan cuando existen oportunidades artificiales para crear golpes de ariete, como ventilar la red de tuberías y Al abrir rápidamente las válvulas en ambos lados de la red de tuberías, no hubo ningún fenómeno de desprendimiento y no se produjo ningún accidente de fuga de agua, por lo que básicamente se determina que este método de fijación es factible. Cabe señalar que antes de implementar esta medida se deben realizar cálculos detallados sobre la altura y ancho del anillo de soldadura, la selección de abrazaderas para tuberías, la forma del soporte, etc., para controlar al máximo el desplazamiento axial. extensión y evitar el aflojamiento de las juntas de tuberías de hierro dúctil por fugas de agua.

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