1、1教学要求教学要求 了解常用的给水管道材料和附件了解常用的给水管道材料和附件教学内容教学内容 1 1、给水管道材料、给水管道材料 2 2、给水管道附件及附属构筑物、给水管道附件及附属构筑物重点：重点： 给水管道材料给水管道材料27.1 7.1 给水管道材料和配件给水管道材料和配件3. 水力条件好水力条件好内壁光滑、不易结垢、减少水头损失，降内壁光滑、不易结垢、减少水头损失，降低常年供水电耗。低常年供水电耗。. 施工维修方便施工维修方便尽可能缩短维修所造成的停水时间。尽可能缩短维修所造成的停水时间。. 建设投资省建设投资省管网建设费用占总费用的管网建设费用占总费用的50%-70%，管材，管材的价
2、格占管道综合工程的价格占管道综合工程50%以上。以上。. 使用寿命长使用寿命长管网扩建对城市交通、环境产生很大影响，管网扩建对城市交通、环境产生很大影响，一般按永久性工程设施进行设计。一般按永久性工程设施进行设计。4 UPVC排水管排水管51、金属管材、金属管材 进口不锈钢管进口不锈钢管6 存在存在问题，影响水质和使用年问题，影响水质和使用年限，限，主要用于，主要用于和和。内衬聚乙烯（内衬聚乙烯（PE）或聚丙烯（）或聚丙烯（PP）的镀）的镀锌钢管。锌钢管。镀锌钢管镀锌钢管衬塑有两种方式衬塑有两种方式，一种是内部，一种是内部聚乙烯，另一种是在薄镀锌钢管聚乙烯，另一种是在薄镀锌钢管管。前一种方式涂
3、衬层既不容易粘牢，也不容易管。前一种方式涂衬层既不容易粘牢，也不容易衬匀；衬匀；，钢塑复合管的连接，钢塑复合管的连接管件内部，也都衬有聚乙烯。管件内部，也都衬有聚乙烯。7 Fe-C二元合金系中，含碳量大于二元合金系中，含碳量大于2.11%的合金称为的合金称为。 工业常用铸铁工业常用铸铁 2.11-4.5%C。Si，Mn，S，P；Mo（钼），（钼），Cr（铬铬）。）。碳和硅的含量高，硫磷杂质多。碳和硅的含量高，硫磷杂质多。制造成本低，减震性能好，耐磨性好，制造成本低，减震性能好，耐磨性好，铸造性能好；力学性能低，不能锻造。铸造性能好；力学性能低，不能锻造。8碳全部以碳全部以存在，宏观断口呈存在，
4、宏观断口呈；碳主要以碳主要以游离状态的碳游离状态的碳存在，宏存在，宏观断口呈观断口呈；其产量约占铸铁总产量的；其产量约占铸铁总产量的80%以上；以上；碳主要以碳主要以存在；存在；石墨呈石墨呈状。状。白口铸铁白口铸铁球墨铸铁球墨铸铁机械制造基础机械制造基础工程材料及热处理工程材料及热处理9碳主要以碳主要以存在。存在。用于制造形状复杂用于制造形状复杂且承受振动载荷的薄壁小型件，如且承受振动载荷的薄壁小型件，如管管接头（配件接头（配件表表7-1）、低压阀门）、低压阀门等。等。可锻铸铁管件可锻铸铁管件10球墨铸铁管道接口球墨铸铁管道接口 11 具有各种特殊性能，具有各种特殊性能， 如：高强度如：高强度
5、、耐热、耐磨、耐蚀合金铸铁等。耐热、耐磨、耐蚀合金铸铁等。扇形扩散器扇形扩散器托架托架 衬板衬板12 13 口径小、口径小、，发生爆，发生爆管事故较多，管事故较多，。 用用、优质铸优质铸铁，经球化处理，铁，经球化处理，形式存在，形式存在，消除了片状石墨引起的金属晶体连续性被割断消除了片状石墨引起的金属晶体连续性被割断的缺陷，的缺陷，14非金属管材非金属管材pccp pipe 1560年代在部分城市使用过，年代在部分城市使用过，。用用425# 或或525# 、325#或或425#2个结晶水的个结晶水的硫酸钙晶体硫酸钙晶体CaS042H20，按适当比例加工制，按适当比例加工制成，所用成，所用为为或
6、或规格规格一般在一般在100600mm之间，强度较低，容易出现之间，强度较低，容易出现二次膨胀及横向断裂，工艺简单，制管成本较二次膨胀及横向断裂，工艺简单，制管成本较低，低，16包括包括、3种，种，相对于金属管相对于金属管而言工艺简单、造价低，使而言工艺简单、造价低，使用比较普遍；但管道重量大、运输安装不方便。用比较普遍；但管道重量大、运输安装不方便。 管芯为管芯为混凝土，在管芯外壁或中部埋入厚混凝土，在管芯外壁或中部埋入厚1.5mm的钢筒，采的钢筒，采用机械张拉在管芯上缠绕一层或两层施加环向预应力用机械张拉在管芯上缠绕一层或两层施加环向预应力的高强度钢丝，然后在外部喷水泥砂浆保护层。的高强度
7、钢丝，然后在外部喷水泥砂浆保护层。（所谓（所谓预应力构件预应力构件一般是指在制作该构件时，针对该构件受力一般是指在制作该构件时，针对该构件受力的要求，的要求，对其预先施加相反方向的力然后成形对其预先施加相反方向的力然后成形。这样，当构件。这样，当构件在工作受力时，构件本身就会有预先施加的力与之对应，从而在工作受力时，构件本身就会有预先施加的力与之对应，从而能减小构件受力后的变形，并增加构件的钢度。）能减小构件受力后的变形，并增加构件的钢度。）17水泥管材的缺点：水泥管材的缺点： 1、水泥工业、水泥工业，生产加工能，生产加工能耗高，浪费资源。耗高，浪费资源。 2、不便于运输、施工复杂、工程、不便
8、于运输、施工复杂、工程周期长。周期长。 3、。 4、与塑料管相比，、与塑料管相比，可能在内，可能在内壁壁，影响水质。，影响水质。 5、，水泥管，水泥管。182）塑料管）塑料管 （） （） 高密度聚乙烯管（高密度聚乙烯管（HDPE） 中密度聚乙烯管（中密度聚乙烯管（MDPE） 低密度聚乙烯管（低密度聚乙烯管（LDPE） 聚乙烯夹铝复合管（聚乙烯夹铝复合管（HAH） 交联聚乙烯管（交联聚乙烯管（PEX） 19普通普通UPVC管道管道（硬聚氯乙烯管）（硬聚氯乙烯管）20UPVC隔音空壁管道隔音空壁管道21一、一、 构造原理构造原理:在在UPVC基础上开发的新一代环保基础上开发的新一代环保新品，在新品
9、，在UPVC空壁管材内壁形成空壁管材内壁形成。主要用于主要用于等场合，尤其适用等场合，尤其适用。UPVC空壁螺旋消音管道空壁螺旋消音管道22 UPVC+FRP复合管复合管是是市政排污工程市政排污工程、 自来水工程自来水工程大口径管网大口径管网上档次上档次、更、更新换代的新换代的。其强度、刚性满足埋地管线受。其强度、刚性满足埋地管线受到地层应力的要求，作为自来水管线，达到国家卫到地层应力的要求，作为自来水管线，达到国家卫生标准。性能优良、低成本、长寿命，大大提高工生标准。性能优良、低成本、长寿命，大大提高工程质量，节约投资、保护环境。程质量，节约投资、保护环境。UPVC+FRP 管道管道23 玻
10、璃钢管玻璃钢管热固性塑料管热固性塑料管（FRP）通常指）通常指玻纤维增强树脂塑料管玻纤维增强树脂塑料管。 特点：强度较高，重量轻（约为钢管的特点：强度较高，重量轻（约为钢管的1/2），承压能力高、耐腐蚀，不结垢，内壁），承压能力高、耐腐蚀，不结垢，内壁光滑，阻力小，在相同管径、流量下，比金属光滑，阻力小，在相同管径、流量下，比金属管道和混凝土管道水头损失小，节省能耗。管道和混凝土管道水头损失小，节省能耗。 但但，属柔性管道，对基础与回，属柔性管道，对基础与回填要求较高。填要求较高。24 。 CPVC(氯化氯化聚氯乙烯聚氯乙烯)管道系列管道系列PVC-聚氯乙烯聚氯乙烯 251231、聚乙烯（或其
11、他塑料）、聚乙烯（或其他塑料）2、铝、铝 管管3、聚乙烯（或其他塑料）、聚乙烯（或其他塑料）强度高、强度高、施工方便、质量轻。施工方便、质量轻。管道剖面图管道剖面图26适用场合：适用场合：民用供水工程、民用供水工程、 工业用管道系统、工业用管道系统、化工用管道系统化工用管道系统 采用特殊方法由采用特殊方法由、管件及、管件及PVC（聚氯乙烯聚氯乙烯 ）、）、PE（聚乙烯聚乙烯） 等工程塑料管复合而等工程塑料管复合而成，避免了它们各自的缺陷。成，避免了它们各自的缺陷。钢塑复合管道钢塑复合管道27内螺纹三通内螺纹三通一体平承法兰一体平承法兰活套平承法兰活套平承法兰带法兰异径三通带法兰异径三通正三通正
12、三通异径三通异径三通大小头大小头45弯头弯头90弯头弯头管箍管箍双扩口管双扩口管直管直管U-PVC（硬聚氨乙烯管硬聚氨乙烯管）管件）管件128外螺纹接头外螺纹接头托架托架内螺纹接头内螺纹接头内螺纹接头内螺纹接头双头外螺纹接头双头外螺纹接头U-PVC（硬聚氯乙烯管硬聚氯乙烯管）管件）管件229 制造能耗低制造能耗低、内表面光滑、水力条件、内表面光滑、水力条件优越、不生锈、不结垢、水质卫生、没有管道优越、不生锈、不结垢、水质卫生、没有管道二次污染、重量轻、加工和接口方便、安装劳二次污染、重量轻、加工和接口方便、安装劳动强度低、节约综合施工费用；动强度低、节约综合施工费用； 但管材强度低、对基础及回
13、填土要求较但管材强度低、对基础及回填土要求较高、高、膨胀系数较大、需考虑温度补偿措施膨胀系数较大、需考虑温度补偿措施、抗、抗紫外线能力较弱。紫外线能力较弱。30管道接口管道接口 钢管：钢管：焊接、法兰连接、承插连接；焊接、法兰连接、承插连接； 铸铁管：铸铁管：法兰连接、承插连接；法兰连接、承插连接； 混凝土管：混凝土管：一般采用承插连接；一般采用承插连接； 塑料管：塑料管：法兰连接、承插连接、溶剂法兰连接、承插连接、溶剂粘结、热熔或电熔连接。粘结、热熔或电熔连接。 313233流体阻力小、开闭所需外流体阻力小、开闭所需外力较小、介质流向不受限制等；力较小、介质流向不受限制等；但外形尺寸和开启高
14、度都但外形尺寸和开启高度都较大、较大、水中、水中有杂质落入阀座后阀不能关闭严有杂质落入阀座后阀不能关闭严密、关闭过程中密封面间的相对密、关闭过程中密封面间的相对摩擦容易引起擦伤现象。摩擦容易引起擦伤现象。 7.2.1 闸阀：闸阀：是指关闭件是指关闭件()由由带动，沿阀座密封面作带动，沿阀座密封面作的的。34是指启闭件是指启闭件()借介借介质作用力，质作用力，自动阻止介质逆流的阀门，自动阻止介质逆流的阀门，。 根据启闭件动作方式不同，可进一步分为根据启闭件动作方式不同，可进一步分为止回阀（止回阀（）、）、止回阀、止回阀、止回阀、止回阀、止回阀等类型。止回阀等类型。35 7.2.3 蝶阀：蝶阀：是
15、指启闭件是指启闭件(蝶板蝶板)绕固定轴旋转的绕固定轴旋转的阀门。阀门。 蝶阀具有操作力矩小、开闭时间短、安装空间蝶阀具有操作力矩小、开闭时间短、安装空间小、重量轻等优点；小、重量轻等优点； 主要缺点：主要缺点：蝶板占据一定过水断面蝶板占据一定过水断面，增大水头损，增大水头损失，且易挂积杂物和纤维。失，且易挂积杂物和纤维。36377.2.4 消火栓消火栓 安装在安装在上，向火场供水的上，向火场供水的的的，是市政和建筑物内消防供水的主要水源之一。，是市政和建筑物内消防供水的主要水源之一。38有有消火栓消火栓和和消火栓消火栓。室外消火栓室外消火栓有有双出口双出口和和三出口三出口两种形式，两种形式，出
16、水口直径有出水口直径有65mm、80mm、100mm和和150mm四种规格四种规格。至少一个。至少一个出水口直径不小于出水口直径不小于100mm。安装。安装间距不超过间距不超过120米米。给水管给水管39 地上消火栓地上消火栓部分露出地面，部分露出地面，目标明显目标明显、易于寻找、易于寻找、出水出水操作方便操作方便，适应于气温较高地区，但，适应于气温较高地区，但易损坏易损坏，妨碍交通妨碍交通，易被车辆意外撞坏，影响市容。，易被车辆意外撞坏，影响市容。 地上消火栓有两种型号：地上消火栓有两种型号：公称通径公称通径100mm，一个一个100mm的出水口，两个的出水口，两个65mm的出水的出水口）口
17、）；公称通径公称通径150mm，一个一个150mm的出的出水口，两个水口，两个65mm或或80mm的出水口的出水口。 地下消火栓地下消火栓隐蔽性强隐蔽性强，受破坏情况少，适于，受破坏情况少，适于较寒冷地区。较寒冷地区。，易被建筑和停放车辆等埋、占、压，要求在地下易被建筑和停放车辆等埋、占、压，要求在地下消火栓旁设置明显标志。消火栓旁设置明显标志。地下消火栓有两种型号，地下消火栓有两种型号，和和。40 参数参数类别类别 型号型号公称压力公称压力（MPaMPa）进水口进水口出水口出水口口径口径( (mmmm) )数量数量( (个个) )口径口径( (mmmm) )数量数量( (个个) )SS100
18、1.01.01.01001001 165652 21001001 1SS1001.61.61.61001001 165652 21001001 1SS1501.01.01.01501501 16565、80802 21501501 1SS1501.61.61.61501501 16565、80802 21501501 1地下式地下式消火栓消火栓SX651.01.01.01001001 165652 2SX651.61.61.61001001 165652 2SX1001.01.01.01001001 165651 11001001 1SX1001.61.61.61001001 165651 1
19、1001001 1SX1001.01.01.01001001 11001001 1SX1001.61.61.61001001 11001001 141SX100 地下式地下式消火栓消火栓放水闸放水闸42 7.2.5 排气阀：排气阀：用来排除集积在管中的空气，以用来排除集积在管中的空气，以提高管线的使用效率。提高管线的使用效率。 在间歇性使用的给水管网末端在间歇性使用的给水管网末端和和最高点最高点、给水管、给水管网网有明显起伏有明显起伏可能积聚空气的管段的可能积聚空气的管段的峰点峰点应设置自动应设置自动排气阀。排气阀。 43 7.3.1 阀门井：阀门井：用于安装管网中用于安装管网中及管道及管道。
20、 阀门井阀门井，应满足阀门操作和安装、拆卸各，应满足阀门操作和安装、拆卸各种附件所需的最小尺寸。种附件所需的最小尺寸。，一般采用，一般采用，也可用，也可用或或建造。建造。 7.3.2 支墩支墩 承插式接口的管线承插式接口的管线，在，在、，都，都，接口可能松动脱节而使管线漏水。因此在，接口可能松动脱节而使管线漏水。因此在这些部位须设置支墩以承受拉力和防止事故。这些部位须设置支墩以承受拉力和防止事故。 但当管径但当管径350mm或转弯角度小于或转弯角度小于10且水压力且水压力980kPa时时，因接口本身足以承受拉力，因接口本身足以承受拉力，。7.3 管网附属构筑物管网附属构筑物44设计原则设计原则
21、（1）管径）管径600mm，水平敷设应尽量避免，水平敷设应尽量避免90弯头，垂直敷设应尽弯头，垂直敷设应尽量避免量避免45以上弯头。以上弯头。（2）支墩后背必须为原形土，支墩与土体应紧密接触，倘若空隙）支墩后背必须为原形土，支墩与土体应紧密接触，倘若空隙需用与支墩相同材料填实。需用与支墩相同材料填实。（3）支撑水平支墩后背的土壤，最小厚度应大于墩底在设计地面）支撑水平支墩后背的土壤，最小厚度应大于墩底在设计地面以下深度的以下深度的3倍。倍。支墩类型支墩类型弯头处支墩；堵头处支墩；三通处支墩。弯头处支墩；堵头处支墩；三通处支墩。管中线由水平方向转入垂直向上的弯头支墩。管中线由水平方向转入垂直向上
22、的弯头支墩。管中线由水平方向转入垂直向下的弯头支墩。管中线由水平方向转入垂直向下的弯头支墩。管中线既有水平转向又会有垂直转向的管中线既有水平转向又会有垂直转向的异形管支墩。异形管支墩。457.3.3 管道穿越障碍物措施：管道穿越障碍物措施： ，可不设套管，但应将，可不设套管，但应将接口放在两股道之间；接口放在两股道之间； 穿越较重要的铁路或交通频繁的公路，须放在套穿越较重要的铁路或交通频繁的公路，须放在套管内，管内，应比给水管直径应比给水管直径； 穿越铁路或公路时，穿越铁路或公路时，应在铁轨底或公路路面应在铁轨底或公路路面，井内设阀门或排水，井内设阀门或排水管等。管等。 管线穿越河川山谷时，可
23、利用现有桥梁架设水管，管线穿越河川山谷时，可利用现有桥梁架设水管，或敷设倒虹管，或建造水管桥，钢管过河时，也可设或敷设倒虹管，或建造水管桥，钢管过河时，也可设为拱管。为拱管。46管道穿越河谷时，通常采用以下一些管道穿越河谷时，通常采用以下一些我国我国始于始于60年代初期）管道穿越江河的一种年代初期）管道穿越江河的一种。技术简单、施工方便、无需大型施工机具。技术简单、施工方便、无需大型施工机具。稳管的稳管的，浅水区易，浅水区易和和。把管道埋置于把管道埋置于。此法已成为我国水下敷。此法已成为我国水下敷设管道的主要方式。设管道的主要方式。 它主要是以它主要是以为主体的为主体的，此外还有，此外还有、。（1）隧道穿越；（）隧道穿越；（2）顶管穿越；（）顶管穿越；（3）定向钻穿越）定向钻穿越47给水管网建设给水管网建设48
