试论污水山区污水管道结构设计结论
最后更新时间：2024-03-12
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论文导读：架，以锚杆固定在岩面上，管道采用球磨铸铁管或钢管。栈桥支架式管道的敷设方式见下图示意：在施工图阶段，经现场踏勘发现该段管线位于高架桥下，高架桥的支墩约12m间距，其现场照片及立面图如下：根据现场情况可在两桥墩之间设置素砼支墩架，以架设钢管其素砼支墩大样如下：其他问题：在本工
【摘要】山区地形高低起伏，土岩交错，选择合适的管道敷设方式有利于节约运行成本。以奉节县新县城污水管工程为例，阐述了设计中根据不同的管线走向及标高，分别采用不同的管道型式：明挖开槽埋地钢筋混凝土管、架空钢管，架空钢管中钢筋砼桩柱结构与浆砌片石支墩、素砼支墩应用。为以后此类结构的设计提供参考。
【关键词】明挖开槽，架空钢管，管道支架
工程概况：
奉节县新县城污水管管道总长合计约为50Km，污水一级管长约20Km，二级管长约30Km，管径从DN300~1200不等。
设计：
设计中根据不同的管线走向及标高，分别采用不同的管道型式：明挖开槽埋地钢筋混凝土管、架空钢管。架空钢管又分为钢筋砼桩柱结构与浆砌片石支墩、素砼支墩。
管线大多沿已建成道路路边铺设，设计中大多采用明挖开槽埋地钢筋混凝土管，埋深一般不超过6m，现状道路下土层依次为人工填土层（Q4ml），厚0~22.9m；粉质粘土：厚度小；碎碎石土：厚4.6~18.5m；三叠系中统巴东组（T2b），主要由泥灰岩、泥岩组成。由于整个管线较长，埋深差异较大，地形高低起伏，因此管基有可能落在以上各土层且存在落在软硬不同土层交接处的情况。对此根据不同的土层情况采取了相应的地基处理方法：①当管道位于新近填土上时，应将管底以下2.0m范围内的填土进行压实，要求压实系数不小于0.95，如新近填土层较松散，且填土深度不大于2.0m时，应将填土层挖除，重新回填并进行压实处理，或采用级配碎石或碎石土（碎石含量不小于30%）换填处理，压实要求同上；如新近填土层较松散，且填土深度大于2.0m时，则可采用碎石桩、木桩等其它处理措施，视施工时现场具体情况处理；②当管道局部地段位于岩石上时，则应将岩石超挖300mm，再在管底下铺设中粗砂或砂卵石垫层，要求垫层压实系数不小于0.95；③当出现土基和岩基交替分布时，在交界部位两侧各不小于2m范围内，于管道下设置300厚中粗砂或砂卵石垫层，要求垫层压实系数不小于0.95。对于普通钢筋混凝土管设计主要是根据覆土深度、汽车荷载、地面堆载的具体情况计算确定采用的钢筋混凝土管等级及管道基础，以本工程中某段管线DN600钢筋混凝土管为例列表如下：
对于沟槽回填要求主要按现行规范《给排水工程埋地预制混凝土圆形管管道结构设计规程》CECS143：2002设计。
对于局部路段开挖深度超过6m，施工开挖较困难或根据现场情况无法埋地铺设的管线一般采用架空的形式。架空位置大多在山路边坡外侧，管道支架视具体情况采用钢筋砼桩柱结构或浆砌片石支墩、素砼支墩。对于管内底标高距原地面大于2m的情况采用钢筋砼桩柱结构，对于管内底标高距原地面不大于2m的情况采用浆砌片石支墩或素砼支墩。
本工程钢筋砼桩柱结构是指支架地面以下部分为直径1.2米的人工挖孔嵌岩桩，支架地面以上部分为直径1.2米的圆柱，柱顶二次浇筑管座。架空管段的管径为DN700~DN900根据架空钢管的计算，其允许跨度为14~18m，因此支墩距离在设计中根据具体情况控制在此范围内。钢管桩柱结构大部分位于道路边坡上，虽然管道竖向荷载不大，但考虑到其稳定性并经过相关计算，在设计中要求桩嵌入中风化基岩层深度≥2.4米，管内底标高距中风化岩面不大于24m；桩底端埋入地面以下≥5米等以保证其稳定性。由于架空管段钢管较长，考虑到温度应力的影响，沿架空管道每60~70m设伸缩节一个。这样二次浇筑管座有两种形式：普通支座与伸缩节支座，其大样如下：
本工程浆砌片石支墩大样如下：
在管线沿线中遇到由于山体横坡陡峭，开槽敷设管线将增大土石方量,而且管线沟槽的开挖将影响岩体边坡的稳定的情况，在初步设计时，曾经考虑采用栈桥支架式管道敷设方式。栈桥支架式管道的支架为预制钢筋砼支架，以锚杆固定在岩面上，管道采用球磨铸铁管或钢管。栈桥支架式管道的敷设方式见下图示意：
在施工图阶段，经现场踏勘发现该段管线位于高架桥下，高架桥的支墩约12m间距，其现场照片及立面图如下：
根据现场情况可在两桥墩之间设置素砼支墩架，以架设钢管其素砼支墩大样如下：
其他问题：
在本工程设计中还碰到一些其他问题如管线穿越大面积弃土层，弃土为近一年来的工程弃论文导读：、沟通，更为重要的是在对工程有一定前期工作的概念后，必须要到现场进行调查研究，且要在到现场前应做一定的准备工作，以达到有的放矢。参考文献：中国工程建设标准化协会标准，《自承式给水钢管跨越结构设计规程》CECS214:2006《自承式平直架空钢管》05S506-1中华人民共和国国家标准,《给水排水工程管道结构设计
土，高度大、面积广从设计角度来说很难在经济节约的基础上将其处理好并保证其长期可靠度，由于此段管线位于长江沿岸，当时施工中国家有关部门正在对其边坡进行分级治理，此段管线经与业主协商，采用了临时管线的措施并结合治理工程铺设。又如遇到钢筋砼桩柱结构基础落在较大冲沟的情况，对于这种情况设计中尽量加大跨度，使支墩布置在受水冲刷较小的地方，并在柱底采取一定的防护措施以缓解山洪对支墩的冲击。此外设计中还有一些细节问题在这里不再详述。
结语：
本管线工程具有典型的山区特点，如人工挖孔桩由于其承载力高、造价适中、施工方便，在山区地基中被广泛应用，并取得了良好的效果。山区地形高低起伏，土岩交错，为了节约运行成本，尽量利用重力流，管线难免遇到架空的情况，本次设计仅解决了较小跨度架空管的问题。由于运输方便，土质情况较好，在路基范围内采用明挖开槽埋地钢筋混凝土管也是比较经济的。
在本工程管线的设计过程中深深体会到，设计工作尤其是管道设计不仅要与源于：毕业设计论文致谢www.7ctime.com
相关专业配合、协调、沟通，更为重要的是在对工程有一定前期工作的概念后，必须要到现场进行调查研究，且要在到现场前应做一定的准备工作，以达到有的放矢。
参考文献：
中国工程建设标准化协会标准，《自承式给水钢管跨越结构设计规程》CECS214:2006
《自承式平直架空钢管》05S506-1
中华人民共和国国家标准,《给水排水工程管道结构设计规范》GB50141-2008
中华人民共和国国家标准,《给水排水构筑物工程施工及验收规范》GB50141-2008
【摘要】山区地形高低起伏，土岩交错，选择合适的管道敷设方式有利于节约运行成本。以奉节县新县城污水管工程为例，阐述了设计中根据不同的管线走向及标高，分别采用不同的管道型式：明挖开槽埋地钢筋混凝土管、架空钢管，架空钢管中钢筋砼桩柱结构与浆砌片石支墩、素砼支墩应用。为以后此类结构的设计提供参考。
【关键词】明挖开槽，架空钢管，管道支架
工程概况：
奉节县新县城污水管管道总长合计约为50Km，污水一级管长约20Km，二级管长约30Km，管径从DN300~1200不等。
设计：
设计中根据不同的管线走向及标高，分别采用不同的管道型式：明挖开槽埋地钢筋混凝土管、架空钢管。架空钢管又分为钢筋砼桩柱结构与浆砌片石支墩、素砼支墩。
管线大多沿已建成道路路边铺设，设计中大多采用明挖开槽埋地钢筋混凝土管，埋深一般不超过6m，现状道路下土层依次为人工填土层（Q4ml），厚0~22.9m；粉质粘土：厚度小；碎碎石土：厚4.6~18.5m；三叠系中统巴东组（T2b），主要由泥灰岩、泥岩组成。由于整个管线较长，埋深差异较大，地形高低起伏，因此管基有可能落在以上各土层且存在落在软硬不同土层交接处的情况。对此根据不同的土层情况采取了相应的地基处理方法：①当管道位于新近填土上时，应将管底以下2.0m范围内的填土进行压实，要求压实系数不小于0.95，如新近填土层较松散，且填土深度不大于2.0m时，应将填土层挖除，重新回填并进行压实处理，或采用级配碎石或碎石土（碎石含量不小于30%）换填处理，压实要求同上；如新近填土层较松散，且填土深度大于2.0m时，则可采用碎石桩、木桩等其它处理措施，视施工时现场具体情况处理；②当管道局部地段位于岩石上时，则应将岩石超挖300mm，再在管底下铺设中粗砂或砂卵石垫层，要求垫层压实系数不小于0.95；③当出现土基和岩基交替分布时，在交界部位两侧各不小于2m范围内，于管道下设置300厚中粗砂或砂卵石垫层，要求垫层压实系数不小于0.95。对于普通钢筋混凝土管设计主要是根据覆土深度、汽车荷载、地面堆载的具体情况计算确定采用的钢筋混凝土管等级及管道基础，以本工程中某段管线DN600钢筋混凝土管为例列表如下：
对于沟槽回填要求主要按现行规范《给排水工程埋地预制混凝土圆形管管道结构设计规程》CECS143：2002设计。
对于局部路段开挖深度超过6m，施工开挖较困难或根据现场情况无法埋地铺设的管线一般采用架空的形式。架空位置大多在山路边坡外侧，管道支架视具体情况采用钢筋砼桩柱结构或浆砌片石支墩、素砼支墩。对于管内底标高距原地面大于2m的情况采用钢筋砼桩柱结构，对于管内底标高距原地面不大于2m的情况采用浆砌片石支墩或素砼支墩。
本工程钢筋砼桩柱结构是指支架地面以下部分为直径1.2米的人工挖孔嵌岩桩，支架地面以上部分为直径1.2米的圆柱，柱顶二次浇筑管座。架空管段的管径为DN700~DN900根据架空钢管的计算，其允许跨度为14~18m，因此支墩距离在设计中根据具体情况控制在此范围内。钢管桩柱结构大部分位于道路边坡上，虽然管道竖向荷载不大，但考虑到其稳定性并经过相关计算，在设计中要求桩嵌入中风化基岩层深度≥2.4米，管内底标高距中风化岩面不大于24m；桩底端埋入地面以下≥5米等以保证其稳定性。由于架空管段钢管较长，考虑到温度应力的影响，沿架空管道每60~70m设伸缩节一个。这样二次浇筑管座有两种形式：普通支座与伸缩节支座，其大样如下：
本工程浆砌片石支墩大样如下：
在管线沿线中遇到由于山体横坡陡峭，开槽敷设管线将增大土石方量,而且管线沟槽的开挖将影响岩体边坡的稳定的情况，在初步设计时，曾经考虑采用栈桥支架式管道敷设方式。栈桥支架式管道的支架为预制钢筋砼支架，以锚杆固定在岩面上，管道采用球磨铸铁管或钢管。栈桥支架式管道的敷设方式见下图示意：
在施工图阶段，经现场踏勘发现该段管线位于高架桥下，高架桥的支墩约12m间距，其现场照片及立面图如下：
根据现场情况可在两桥墩之间设置素砼支墩架，以架设钢管其素砼支墩大样如下：
其他问题：
在本工程设计中还碰到一些其他问题如管线穿越大面积弃土层，弃土为近一年来的工程弃论文导读：、沟通，更为重要的是在对工程有一定前期工作的概念后，必须要到现场进行调查研究，且要在到现场前应做一定的准备工作，以达到有的放矢。参考文献：中国工程建设标准化协会标准，《自承式给水钢管跨越结构设计规程》CECS214:2006《自承式平直架空钢管》05S506-1中华人民共和国国家标准,《给水排水工程管道结构设计
土，高度大、面积广从设计角度来说很难在经济节约的基础上将其处理好并保证其长期可靠度，由于此段管线位于长江沿岸，当时施工中国家有关部门正在对其边坡进行分级治理，此段管线经与业主协商，采用了临时管线的措施并结合治理工程铺设。又如遇到钢筋砼桩柱结构基础落在较大冲沟的情况，对于这种情况设计中尽量加大跨度，使支墩布置在受水冲刷较小的地方，并在柱底采取一定的防护措施以缓解山洪对支墩的冲击。此外设计中还有一些细节问题在这里不再详述。
结语：
本管线工程具有典型的山区特点，如人工挖孔桩由于其承载力高、造价适中、施工方便，在山区地基中被广泛应用，并取得了良好的效果。山区地形高低起伏，土岩交错，为了节约运行成本，尽量利用重力流，管线难免遇到架空的情况，本次设计仅解决了较小跨度架空管的问题。由于运输方便，土质情况较好，在路基范围内采用明挖开槽埋地钢筋混凝土管也是比较经济的。
在本工程管线的设计过程中深深体会到，设计工作尤其是管道设计不仅要与源于：毕业设计论文致谢www.7ctime.com
相关专业配合、协调、沟通，更为重要的是在对工程有一定前期工作的概念后，必须要到现场进行调查研究，且要在到现场前应做一定的准备工作，以达到有的放矢。
参考文献：
中国工程建设标准化协会标准，《自承式给水钢管跨越结构设计规程》CECS214:2006
《自承式平直架空钢管》05S506-1
中华人民共和国国家标准,《给水排水工程管道结构设计规范》GB50141-2008
中华人民共和国国家标准,《给水排水构筑物工程施工及验收规范》GB50141-2008