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地埋输水管道土建工程建设探究

2021-08-29 15:41 来源:土建工程论文 人参与在线咨询

摘要:地埋输水管道工程是指在各种类型的微喷灌工程中,为达到保护管道及配件、合理泄水等目的而建造的工程,主要包括管槽、阀门井、泄水井、镇墩等。

关键词:地埋;输水管道;土建

1管槽工程的构建

管槽是安放地埋输水管的土建工程。各种灌溉形式的干管、分干管及支管均铺设在地表以下,管槽工程对地埋输水管道的保护起着重要的作用。

1.1管槽的形式。管槽的形式主要依断面形式进行划分。根据管槽断面形式的不同,可大致将管槽分为矩形式、梯形式和复合式3种形式(图1),其中复合式是下部分为矩形断面,上部分为梯形断面的断面形式。具体采用哪种形式,应根据工程所在区域的土质、地下水位、管材的规格种类、冻土层深度、施工方法以及现场操作面的条件确定。

1.2管槽的尺寸。管槽的开挖宽度及深度可用以下公式确定。D≤200mm的管材:B=D+0.3(1)D>200mm的管材:B=D+0.5(2)H≥D+h冻+0.1(3)式中:B表示管槽的底部开挖宽度,单位(m);D表示地埋管道的外径,单位(m);H表示管槽的开挖深度,单位(m);h冻表示项目所在地的最大冻土层深度,单位(m)。在确定管槽的开挖深度时,除了应满足公式(3)以外,还需要考虑地面荷载以及大型耕作机械的影响,对于PVC-U等塑料材质的管材,在使用机械进行耕作或有大型车辆通过的情况下,最小埋设深度不得小于0.7m。

1.3注意事项。1.3.1地埋输水管道的断面为圆形,因此当管槽底部为圆弧形时,输水管道的受力条件最佳。在开挖管槽时应尽可能将管槽底部开挖成弧形。1.3.2在布置管网时,地埋输水管道的布置应避开松软、不均匀地带及岩石地带的土基。如管线无法避开,则需要针对不同类型的地基采取相应的处理措施。1.3.3对于一般的地埋输水管道,如无特殊情况,一般采用原土地基即可。对于松软地带的土基,应对相应位置进行夯实处理,同时回填土也应进行夯实处理,夯实密度应达到设计要求。对于地下水位较高的位置,土层易受地下水影响,针对此种情况,应在土基上铺碎石垫层进行处理,碎石垫层的厚度及粒径应满足设计要求。对于岩石地带的坚硬岩石地基,可采取超挖一部分再使用沙土对超挖部分进行回填的方法处理,超挖部分厚度不得小于0.1m。1.3.4为方便安装,防止弃土滑落至管槽内,管槽开挖时产生的弃土应堆放在距管槽一定距离的位置,为方便回填土工作,减少工程量,弃土堆放的位置不宜距离管槽过远,一般以0.3m为宜。1.3.5为方便管道检修,及冬季泄水时可以方便快捷的排除积水,管槽底部应具有一定坡度,坡度应均匀的向泄水井方向倾斜,防止管道中段部分出现积水,阻碍检修,或在冬季出现冻胀地埋输水管道的现象。1.3.6在管槽开挖完成后,地埋输水管道安装前,应集中将管槽底部的各种杂物、石块等清理干净并进行整平,防止管道在安装过程及回填过程中出现损坏。

2阀门井及泄水井的建设

地埋输水管道使用的阀门主要有闸阀、球阀、蝶阀、减压阀等。

2.1阀门井。阀门井是地埋管道输水系统必需的附属设施,一般情况下,地下输水管道的各种阀门处均需设置阀门井。阀门井的作用有2个:一是保护阀门,防止阀门被土淹没造成损害;二是在需要对阀门进行启闭时方便操作。阀门井的尺寸大小以便于人工操作为宜,建造阀门井的材质可以是砖、混凝土等,或者直接使用一体成型的塑料阀门井。

2.2泄水井。泄水井也是地埋输水管道系统的附属设施。2.2.1泄水井的作用。①在寒冷有冻土的地区对管道进行防冻保护,在冻土形成以前,灌溉停止后的时间段内,通过泄水井将地埋输水管道系统内的余水排除干净,从而达到对管道的保护作用;②在对管道进行冲洗时以排除管道内的污水,防止管道中的沉淀、杂质等污物堵塞灌溉系统中的电磁阀及灌水器等。2.2.2泄水井的建设。泄水井通常设置在地埋输水管道系统的干管末端及管道最低处。泄水井使用的阀门通常为PVC-U材质的球阀,操作方便,易于安装,2021年第7期现代农村科技土肥水利同时方便检修。泄水井的尺寸大小以方便人工操作为宜,建造泄水井的材质可以是砖、混凝土等,在泄水井的底部应铺设砂石垫层,方便管道排水渗流。

3镇墩的建设

3.1镇墩的结构形式。镇墩是指使用混凝土、浆砌石等材料将管道位置固定的构筑物,地下输水管道与镇墩紧密接触,将管道中由于水流方向改变、管道及管道内水的自重及温度变形、应力变形等原因产生的推、拉力转移给镇墩承受。镇墩因其结构形式的不同可分为封闭式和敞开式。封闭式镇墩的结构简单,与管道接触面积大,对管道的固定作用强,受力条件均匀,普遍用于管道的各个部位;敞开式镇墩结构较复杂,与管道接触面积较小,受力不均匀,对管道的固定作用较弱。敞开式镇墩易于检修,应用于管道作用力较小且需要进行检修的可能性较大的部位。

3.2镇墩的设置位置。在设置镇墩时应充分考虑水流作用下管道受力的大小和方向,并使管道所受的作用力通过镇墩传递给地基。一般情况下,在地埋输水管道的转弯处、分叉处、变径处、阀门处以及管道末端均应设置镇墩,在直管位置,每隔一定的距离应设置镇墩。

3.3镇墩建设的技术要求3.3.1在进行镇墩设计时,要综合考虑管道内水流作用力对镇墩的影响、镇墩的强度,对镇墩的抗滑稳定性、抗倾倒性能进行校核,对地基的强度及稳定性进行验算,对于地基坡度较大的位置,还要考虑管道自重、管道内水的自重。最后计算出镇墩的尺寸、重量等数据。3.3.2封闭式镇墩必须将管道全部包在镇墩内部,并且管道要与镇墩接触良好,镇墩包裹管道部分的厚度不得小于0.2m。使镇墩满足对管道的固定及保护作用,并且使管道受到的作用力很好的通过镇墩传递到地基。3.3.3混凝土镇墩采用现场浇筑的方式实施,镇墩采用的混凝土强度不小于C15,浇筑完毕后,待混凝土具有一定强度后方可进行部分回填,最低时间不得少于48h。

作者:赵洪运 许庆广 单位:北京中农天陆微纳米气泡水科技有限公司

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