浅议湿陷性黄土地区管道工程设计和施工技术 7页

浅议湿陷性黄土地区管道工程设计和施工技术摘要：结合在河南洛阳及禹州等地数年的给水与排水工程的设计与施工经历，通过对有关文献资料的参考研究，重点对湿陷性黄土地区管道工程的设计与施工进行了专项分析与总结，强调了湿陷性黄土地区管道工程地基处理及防水的重要性。Abstract：CombinedwiththeyearsofdesignandconstructionexperienceofwatersupplyanddrainageengineeringinLuoyang,YuzhouandotherplacesofHenan,thispapermainlyanalyzesandsummarizesthedesignandconstruetionofpipelineprojectincollapsibleloessregionbythestudyofrelevantliterature,andstressestheimportanceaboutthegroundhandlingandwaterproofofpipelineprojectincollapsibleloessregion.关键词：湿陷性黄土；管道；设计；施工Keywords：collapsibleloess；pipeline；design；construction中图分类号:TU74文献标识码：A文章编号:1006-4311(2013)36-0132-02\n1概述1.1湿陷性黄土的特征湿陷性黄土是指在一定压力下受水浸湿，土的结构迅速被破坏，并发生显著附加下沉的黄土，是第四纪地质历史时期条件下的黄色粉状物，它有以下七个特征：①以黄、褐黄颜色为主，有时是灰黄色；②粉粒(0.05〜0.005mm)是颗粒的主要组成部分,占总含量的60%以上，颗粒中基本上没有超过0.25mm的；③孔隙大约是1.0；④富含碳酸钙盐类；⑤没有层理，是垂直节理发育的；⑥一般有肉眼可见的大小孔隙；⑦渗透性大，渗透系数K=0.6〜0.8m/昼夜。1.2湿陷性黄土的分布我国的湿陷性黄土分布区很广，主要分布在甘肃、陕西、山西的大部分地区和河南、河北、宁夏等部分地区，此外，新疆、山西和辽宁等也有局部分布，呈东西走向、带状分布特征。2黄土的湿陷性评价与湿陷性机理2.1几个湿陷性指标①干容重：衡量黄土密实度的一个重要指标就是干容重，它和土的湿陷性有着直接的关系。湿陷性黄土干容重的变化范围一般在11.4〜16.0KN/m3之间。②含水量：湿陷性黄土的天然含水量在3.3〜25.3%之间变化。随着含水量的增大，湿陷性逐渐减弱，反之，则会越强烈。经验表明：一般当土的天然含水量超过25%时，就不再具有湿陷性；而其压缩性则恰恰相反，这一现象在管道工\n程的设计和施工中特别重要。应保证场地在管道工程施工完毕后，其天然含水量尽量不变。③湿陷系数：湿陷系数是单位厚度土样在土自重压力与附加压力共同作用下，受水浸湿后所产生的湿陷量，也是反应黄土湿陷性特征的主要指标。湿陷性黄土的湿陷系数一般不小于0.015o2.2湿陷性黄土的分类①依据土遇水湿陷的难易程度的不同，可分为两类，分别是自重湿陷黄土和非自重湿陷性黄土。自重湿陷性黄土是指土层浸湿后，仅仅由于土的自重压力就发生陷落或沉陷；所谓非自重湿陷性黄土则是在土的自重和外加的附加压力共同作用下才产生沉陷的黄土。②根据土的计算自重湿陷量和总的湿陷量将湿陷性黄土分为轻微、中等、严重和很严重四个等级。一般情况下，湿陷等级越高，地基受水浸湿时可能发生的湿陷变型大，对管道工程的危害性也越严重；湿陷等级低，地基受水浸湿时可能发生的湿陷变型小，对管道工程的危害性也较轻。2.3湿陷机理黄土的湿陷现象是一个复杂的变化过程，受很多因素的影响和制约，这些因素可分为内因和外因两个方面。内因是指由于土本身的物质成分和其结构发生变化；外因则是水和压力的作用。3埋地管漏水影响范围与分析原建筑工程部建筑学研究院和西安市自来水公司等单位曾联合进行过自流管道的漏水影响范围试验，试验结果表明：\n在湿陷性黄土地区的各类埋地管道漏水的浸湿范围为5〜7米。根据近几年多起房屋（构筑物）裂缝事故的统计分析，除部分是因为房屋（构筑物）周围的排水不畅通引起的地基沉陷外，大部分都是因为构筑物周围的给排水管道漏水引起的，而且这些管道距构筑物的距离不足5米，其中最为严重的房屋坍塌事件是由于距离房子3米的排水管漏水引起的。据统计分析，因排水管漏水引起的事故远远大于因给水管漏水引起的。这主要是由于排水管自身的材质和连接方式决定的。一是由于排水管材质比给水管差、质脆，在外力作用下容易碎裂；二是由于排水管接头多，增加了漏水的可能性；三是排水检查井防渗条件差。4管道工程的设计与施工4.1管线的确定选线时应该遵守以下原则：①管线经过处的地形条件应保证不得积水；②不要选在洪水和山洪威胁地段；③尽量避开不良地质现象发育和地下坑穴集中地段；④最好不要改变原来的天然地形，尽量避开填方区；⑤注意周围的构筑物的防护距离，最好把管道安装在它的外面。4.2防护距离的选择防护距离是防止构筑物地基受管道或其它构筑物的渗水影响的最小安全距离。一般情况下，建筑物的防护距离最少是5〜7米，特殊的情况也可增加到8〜12米。值得注意的是，因为排水管中的污水含有杂质和有机物质，即使出现漏水，它的渗透范围也比给水管小，所\n以排水管的防护距离也比给水管的小，一般不超过8米。此外，在防护距离选择的过程中，应该特别注意地质构造，如果发生漏水时，地基中含有碎石、砂土、粘土夹层，它的浸湿范围会增加，所以，此时应该采取检漏防水措施。4.3管道基础处理方案①夯实法。夯实法一般多用在直接埋地的金属管道，指为了让管道更加紧密地铺设在夯实的地基上，直接夯实整平管道下的土层，夯实密实度大于1.6g/cm3o②灰土垫层法。夯实一条灰土垫层铺填在整个管道上，一般情况下灰土垫层的石灰和黄土的比例是3：7或2：8,一般非自重湿陷性黄土的厚度和自重湿陷性黄土的厚度分别是20cm和30cm,宽度为管子外径加40cm,且不能低于60cm。③浇混凝土或钢筋混凝土垫层。该方式的作用和灰土垫层的作用是一样的，但是比它的防护性能高很多。④地沟敷设法。这种方法主要用在管道、热管线或重要建筑物内外,指把整个管道敷设在地沟内。4.4管道基础形式的选择①基本上金属管道的地基只需表面夯实；②灰土垫层法常用在重要金属管道或大型金属压力管道埋地时；③对于埋地非金属压力管道，不仅要铺设灰土垫层，也要混凝土垫层；④凡埋地非金属自流管道，除设灰土垫层和混凝土垫层外，还应设一道部分包裹管道以增强其稳定性的混凝土条形基础；⑤遇到地质条件恶劣，技术要求高时，最好采用地沟敷设法。\n4.5管道敷设的要求①管道接口应该严密、有柔性；②为了保证排水畅通，应该在敷设时有一定的坡度；③最好把室外管道敷设在建筑物（构筑物）的防护范围之外；④当管道穿过井（沟）时，应在井（沟）壁处设预留孔洞，并用不透水的柔性材料填塞管道与孔洞间的缝隙；⑤不能让地面水、雨水流入检查井、检漏井或阀门井中，并做好防水处理工作。4.6管材的选择管材质地的选择在湿陷性黄土地区比普通地区的要求更高，一般应优先选用钢管、铸铁管，其次是预应力钢筋混凝土管和混凝土管。4.7管道防腐埋地管道常用的外防腐作法为石油沥青防腐层和环氧煤沥青防腐层，通常根据不同的土壤腐蚀环境，分普通级、加强级和特强级三个等级进行涂层包扎施工;而管道内防防腐的通用作法是用水泥砂浆衬里。5结语总而言之，一定要保证湿陷性黄土地区给排水管道工程的安全，具体要求一是管线布置一定要合理，二是管材要求高性能，三是管道基础形式要适当，四是加强管基处理工作,五是加强管道接口的施工处理，六是搞好管道的内外防腐工作。参考文献:\n[1]柳金海.不良条件管道工程设计与施工手册[M].河北：中国物价出版社，1992.[2]孙连溪等.实用给水排水工程施工手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1998.[3]向波，闵军，曹润苍•湿陷性黄土地区管道敷设对策研讨[J].天然气与石油，2000(04).