地下管道的埋设环境与安全.pdf

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1、地下管道的埋设环境与安全吴宝玲1。郭清平2管线工程器PipelineEngineering(1．北京建业通工程检测技术有限公司，北京102600；2．北京市市政专业设计院有限责任公司，北京100037)摘要：地下管道是城市的生命线，地下管道的安全运营关系到社会的安全和稳定。重点论述了地下管道的埋设环境及埋设环境对地下管线安全的影响，并提出了消除地下管线安全隐患的办法。关键词：地下管道；埋设；环境；安全中图分类号：U175．5文献标志码：B文章编号：1009—7767(2011)02-0061-04TheEmbedmentEnvironmentandSafetyofUnder—gro

2、undPipelineWuBaoling，GuoQingping地下管道的安全包括管道的结构性安全和功能性安全两大方面。以埋地刚性给水、排水管道为例，其结构安全主要是指：管道完好、接口完好，没有出现危及安全的裂缝；其功能安全主要是指：管道通畅、无泄漏，接口密闭性完好，可以满足输送介质的正常使用要求【11。1埋设环境对地下管道安全的影响除了部分地下管道埋在特设的沟槽里，大多数地下管道都是直接埋设在地层中的(根据不同的地质情况有的管道完全直接埋设、有的管道设有砂基或其他基础等)。目前，地下管道的结构设计主要是围绕管体在平面应变状态下的环向结构受力进行的，所以可以说。地下管道的环向受力安

3、全主要是由结构设计保证的，而地下管道的纵向结构安全则主要是由吊运措施和施工措施予以保证的。这自然导致了工程界对地下管道自身环向结构安全的重视超过对地下管道轴向结构安全的重视、对地下管道自身结构安全的重视超过对地下管道接口安全的重视的两种倾向。但是地下管道屡遭损坏的案例证明．绝大多数地下刚性管道的损坏并不是由于外荷载的增加导致承载能力的丧失而直接引发管道环向结构的损坏(见图1)，而是由于管道埋设环境的改变恶化了地下管道的受力状态、特别是纵向受力状态，从而导致了地下管道的损坏(见图2)。对于地下管道受力状态影响最大的是管体周边图l埋地钢筋混凝土管在荷载作用下的环向破坏形状a)纵向断裂损

4、坏示意图b)接口损坏示意图图2埋地钢筋混凝土圆管纵向断裂和接口损坏示意图土体中出现的非密实区(孔洞或疏松区)和局部积水区(也称为水囊)。它们的出现，不但使管道的环向受力模式发生了变化。而且破坏了地下管道纵向基础的均匀性。迫使地下管道产生过大的局部位移．管道发生弯曲变形，导致管道折断或接口遭受破坏，造成地下管道的结构性和功能性损坏。2011第2期(3一)$29拳啼荭投术一盯61燃缮器管线工程PipelineEngineering地下管道周边土体中的非密实区和水囊的出现主要有以下原因：1．1与管道施工有关1)施工工艺原因。以北京地区传统的排水管明挖平基施工方法为例，该方法采用平口钢筋混

5、凝土排水圆管，接口形式为钢丝网水泥砂浆抹带接口。这样敷设的管道存在“先天不足”——接口外包砂浆收缩于裂导致流水的渗漏；土体沉降会使条基折断、接El错动、造成流水的大量泄漏；地下管道的渗漏冲刷会淘空管体周边土体中的细小颗粒，在管道周边特别是管道下方形成空洞和水囊。虽然这种落后的施工方法已被废止，但是北京城市地下数百公里施工质量低劣的地下管线所造成的隐患却难以立即排除。2)施工质量原因。近期推行的砂砾垫层柔性接口管道铺设工艺，具有环保、方便快捷的优点，特别适合于大城市地下管道的快速装配化施工。但是施工阶段砂砾基础和腋角的压实度很难检查和控制。后期沉降有可能会使地下管道发生过大的位移，也

6、会使管道和检查井的相对沉降过大，造成承插口损坏或漏泄。1．2与管道周边土体的扰动有关深基坑施工、地下顶管施工、地下铁道施工、地下结构施工都会扰动一定范围内的土体．对相邻地下管道和地面建筑造成一定的影响。除了造成周边土体沉降之外．施工还会在新建地下结构的周围形成空洞或土体疏松区，使周边土体内的既有地下管线产生强迫位移，造成漏泄，形成局部积水现象。除此之外，地下管道的合槽施工、在既有管道附近铺设新管道、穿越现况管线施工，都是常见的施工形式。而上述每一种施工都不可避免对原有管线产生扰动，施工不当都会造成管道损害或泄漏。城市道路的频繁塌陷说明，在同一断面存在多种管线的情况下，其中一条管道的

7、泄漏往往成为其他管道发生连锁损坏的诱因。1．3与地面荷载有关城市里的地下管道大多埋设在道路下方．道路翻建、加铺施工往往会造成原有地下管道承受的外荷载增加：1)道路施工通常要先挖后铺，地下管道上所承受的活荷载是随覆土深度的增加呈双曲线形式递减。施工过程中管顶覆土层的减薄使得运输机械、道路碾压机械等活荷载的作用明显增加。往往超出地下管道的62．事荭投木一ET2011No．2(Mar．)V01．29正常使用荷载。2)道路加铺会增加管道上方的自重荷载，改造后的通行车辆等级提高