第五章程地质特殊地区的管线布置(2学时) ※本章要求 理解冻土地区管线布置 2.黄土地区管线布置 3.地震地区的管线布置 ※本章重点 1冻土地区管线布置 本章难点 1冻土地区管线布置 授课内容 5工程地质特殊地区的管线布置 5.1冻土地区管线布置 5.1.1冻土地区管线冻害原因分析 1.设计方面 管网布置时供水支管过多,过长,支管管径小其抗冻能力甚差,夜间管内水处于停滞状态时则极易冻 结 给水管道埋设方式多采用深埋管道,埋管深度约在3米左右。深埋管道存在的问题是: ①管道散热量大:由于水管没有特殊的保温层,仅依靠土层保温,从热工条件来看埋设在土层中的水管 热阻极小,水管散热量大,水温不易保持而易冻结 ②施工维修困难:多年冻土地区,开挖管沟十分困难,效率又低。如在温暖季节虽然表层土壤融化,但 此时地表水多,往往又需排水设备。在运用中,管道一旦发生故障维修十分困难,为了寻找故障部位, 常常需要动用大量人力并花很长的时间。 ③回填材料:采用塔头草或泥炭回填其保温性能虽然好些,但由于回填时常常呈冻结状态,很难夯实, 其保温性能也不理想。设计中也曾以炉碴回填,但炉碴浸水以后保温性能降低,对管道腐蚀也比较严 重,故不宜采用 2.施工方面 本地区给水管道施工季节的选择是一项很重要的环节。冬季施工效率很低,夏季多雨且塔头草下多半为 多年冻土,开挖时常发生塌方,还需排水设施。管道的冻害与施工季节有密切关系。据调查有许多发生 冻害的给水站如金林、得尔布尔、阿龙山等管道均系冬季施工的,运营后第一年都不同程度的发生了管 道沉陷事故。这是因为在含冰量较大的冻土中,水管通水以后周围土壤解冻,土壤结构变形引起热融沉 陷,这是管道基底沉陷以致水管折断的主要原因。此外冬季施工的水管,由于回填冻土块不能夯实,其 保温性能极差,管道在第一次通水时,由热耗很大水温急剧下降,极易发生冰结事故 3.运营管理方面 本地区的给排水系统需要有一套完善的管理方法,例如原水加温、测温,泵水的班制和时间,管网末端 定时放水、定期的巡迥检査等都十分重要。管理不善也是给排水工程发生故障的原因之一。譬如,有些 给水站为了防止水管冻结,把原水加温过高,不但浪费了燃料而且由于管道散热量增大,使管道周围融 化圈扩大,以致管基变形,使水管折断。又如泵房的工作班制,泵水时间安排不当,两次泵水的时间 隔过长,而泵水时间过短,对于维持水槽内的水温非常不利,尤其是当送水管长度较大,管内贮存水量 占水塔容量的比例大于1/3时更为突出。运营中水槽或水塔内水温过低是管道发生冻结事故的潜在因 素。正常情况下水槽或水塔内的水温应维持在4℃左右。给水设施的检查维修不及时也是造成冻害事故 的原因 5.1.2冻土地区管线防治冻害的措施
第五章 程地质特殊地区的管线布置(2学时) ※ 本章要求 1.理解冻土地区管线布置; 2.黄土地区管线布置; 3.地震地区的管线布置 ※ 本章重点 1冻土地区管线布置 本章难点 1冻土地区管线布置 授课内容 5工程地质特殊地区的管线布置 5.1 冻土地区管线布置 5.1.1 冻土地区管线冻害原因分析 1.设计方面 管网布置时供水支管过多,过长,支管管径小其抗冻能力甚差,夜间管内水处于停滞状态时则极易冻 结。 给水管道埋设方式多采用深埋管道,埋管深度约在3米左右。深埋管道存在的问题是: ①管道散热量大:由于水管没有特殊的保温层,仅依靠土层保温,从热工条件来看埋设在土层中的水管 热阻极小,水管散热量大,水温不易保持而易冻结。 ②施工维修困难:多年冻土地区,开挖管沟十分困难,效率又低。如在温暖季节虽然表层土壤融化,但 此时地表水多,往往又需排水设备。在运用中,管道一旦发生故障维修十分困难,为了寻找故障部位, 常常需要动用大量人力并花很长的时间。 ③回填材料:采用塔头草或泥炭回填其保温性能虽然好些,但由于回填时常常呈冻结状态,很难夯实, 其保温性能也不理想。设计中也曾以炉碴回填,但炉碴浸水以后保温性能降低,对管道腐蚀也比较严 重,故不宜采用。 2.施工方面 本地区给水管道施工季节的选择是一项很重要的环节。冬季施工效率很低,夏季多雨且塔头草下多半为 多年冻土,开挖时常发生塌方,还需排水设施。管道的冻害与施工季节有密切关系。据调查有许多发生 冻害的给水站如金林、得尔布尔、阿龙山等管道均系冬季施工的,运营后第一年都不同程度的发生了管 道沉陷事故。这是因为在含冰量较大的冻土中,水管通水以后周围土壤解冻,土壤结构变形引起热融沉 陷,这是管道基底沉陷以致水管折断的主要原因。此外冬季施工的水管,由于回填冻土块不能夯实,其 保温性能极差,管道在第一次通水时,由热耗很大水温急剧下降,极易发生冰结事故。 3.运营管理方面 本地区的给排水系统需要有一套完善的管理方法,例如原水加温、测温,泵水的班制和时间,管网末端 定时放水、定期的巡迥检查等都十分重要。管理不善也是给排水工程发生故障的原因之一。譬如,有些 给水站为了防止水管冻结,把原水加温过高,不但浪费了燃料而且由于管道散热量增大,使管道周围融 化圈扩大,以致管基变形,使水管折断。又如泵房的工作班制,泵水时间安排不当,两次泵水的时间间 隔过长,而泵水时间过短,对于维持水槽内的水温非常不利,尤其是当送水管长度较大,管内贮存水量 占水塔容量的比例大于1/3时更为突出。运营中水槽或水塔内水温过低是管道发生冻结事故的潜在因 素。正常情况下水槽或水塔内的水温应维持在4℃左右。给水设施的检查维修不及时也是造成冻害事故 的原因。 5.1.2 冻土地区管线防治冻害的措施
5.1.4.1给水管网防治冻害的措施 ①深埋管道 虽然深埋管道存在不足之处,但它也有很多可取之处。例如管道埋设在地面下3m处,由观测可知3m处地 温变化幅度很小,与1皿、2m处地温相比地温有明显的提髙,因而管道散热量较小。如以埋管深度1m处水 管的热损失为100%,则2m处为48.6%,2.5m处为46%,3m处为31.踹%,可见深埋管道对防冻有利。从实践 中可知,深埋管道经过一段时间运营之后,管基趋于稳定,同时在周围土层中形成了融化圈。这时管道 的防冻能力是很强的,即使是停水时间较长也不会引起冻害 经过长期的实践及科研观测,铺设深埋管道时应注意以下环节: 设计前必须取得管线所经地段的地质资料,主要是要查明0~4m范围内地温变化、土层含冰量及其融 沉性质。 2.设计时应把注意力集中在基底稳定上。对于融沉地段,管底以下0.51m范围内以砂卵石或非融沉土 换填。 3.水管接口应采用柔性填料,如采用橡胶圈接口或铅接口,使其具有变形适应能力。水管与检査井或 建筑物交接处应留有环状孔隙,其中填充以弹性材料,防止产生不均匀沉降时危及管道。 4.选择有利的施工季节,应避开冬季和雨季。本地区有利于施工的季节为46月和911月。施工中特别 要注意基底处理、水管接口及回填土的施工质量。回填材料应使用融化的土料,避免回填冻土块,并要 夯实 5.管道建成后第一次通水应尽量避免在严寒季节,使用时原水加温要适度,一般加温到6~8℃为宜。水 塔或山上水池水温应维持在4℃左右,并以此来安排给水所工作班制及泵水时间,尽量减少在管内的停 留时间 ②保温管道 由于直接埋入土层的管道出现问题较多,故开始对给水保温管道进行了系统研究并取得成功。 1.保温管道的特点 保温管道具有以髙效保温材料构成的保温层。即使管道铺设在地面以上,管道的散热量也可控制在维持 正常工作所允许的范围内。因此,保温管道不一定必须埋设在地面以下,根据当地条件也可以铺设在地 面上或架立在支架上。由于保温管道散热量小,从而改善了管道的防冻性能并消除了因管道散热引起的 管基热融沉陷问题,从根本上解决了深埋管道遇到的难题 保温管道的散热量与深埋管道相比,热损失可以减少80~85%。 保温管道的类型及构造 按铺设方式不同可将保温管道分为地面式、架空式、浅埋式和直埋式四种类型。 (1)地面式保温管道 这种类型管道构造简单,沿地面铺设,易于施工。如图5-1所示。 (2)架空式保温管道 这种管道适用于地质条件不良地段,如沼泽、泥塘或受洪水威胁的地段以及管道穿过沟渠处,以桩或柱 支承管道,架空铺设。其构造如图5-2所示
5.1.4.1 给水管网防治冻害的措施 ①深埋管道 虽然深埋管道存在不足之处,但它也有很多可取之处。例如管道埋设在地面下3m处,由观测可知3m处地 温变化幅度很小,与1m、2m处地温相比地温有明显的提高,因而管道散热量较小。如以埋管深度1m处水 管的热损失为100%,则 2m处为48.6%,2.5m处为46%,3m处为31.2%,可见深埋管道对防冻有利。从实践 中可知,深埋管道经过一段时间运营之后,管基趋于稳定,同时在周围土层中形成了融化圈。这时管道 的防冻能力是很强的,即使是停水时间较长也不会引起冻害。 经过长期的实践及科研观测,铺设深埋管道时应注意以下环节: 1.设计前必须取得管线所经地段的地质资料,主要是要查明0~4m范围内地温变化、土层含冰量及其融 沉性质。 2.设计时应把注意力集中在基底稳定上。对于融沉地段,管底以下0.5~1m范围内以砂卵石或非融沉土 换填。 3.水管接口应采用柔性填料,如采用橡胶圈接口或铅接口,使其具有变形适应能力。水管与检查井或 建筑物交接处应留有环状孔隙,其中填充以弹性材料,防止产生不均匀沉降时危及管道。 4.选择有利的施工季节,应避开冬季和雨季。本地区有利于施工的季节为4~6月和9~11月。施工中特别 要注意基底处理、水管接口及回填土的施工质量。回填材料应使用融化的土料,避免回填冻土块,并要 夯实。 5.管道建成后第一次通水应尽量避免在严寒季节,使用时原水加温要适度,一般加温到6~8℃为宜。水 塔或山上水池水温应维持在4℃左右,并以此来安排给水所工作班制及泵水时间,尽量减少在管内的停 留时间。 ②保温管道 由于直接埋入土层的管道出现问题较多,故开始对给水保温管道进行了系统研究并取得成功。 1.保温管道的特点 保温管道具有以高效保温材料构成的保温层。即使管道铺设在地面以上,管道的散热量也可控制在维持 正常工作所允许的范围内。因此,保温管道不一定必须埋设在地面以下,根据当地条件也可以铺设在地 面上或架立在支架上。由于保温管道散热量小,从而改善了管道的防冻性能并消除了因管道散热引起的 管基热融沉陷问题,从根本上解决了深埋管道遇到的难题。 保温管道的散热量与深埋管道相比,热损失可以减少80~85%。 2.保温管道的类型及构造 按铺设方式不同可将保温管道分为地面式、架空式、浅埋式和直埋式四种类型。 (1)地面式保温管道 这种类型管道构造简单,沿地面铺设,易于施工。如图5-1 所示。 (2)架空式保温管道 这种管道适用于地质条件不良地段,如沼泽、泥塘或受洪水威胁的地段以及管道穿过沟渠处,以桩或柱 支承管道,架空铺设。其构造如图5-2 所示
图5-1玻璃棉保温的地面式管道 1-管基:2-底板;3-支架;4-水管 5-玻璃棉保温层;6-防护外罩。 图5-2架空式保温管道结构 1-承台:2-“T”形梁;3-支架:4-水管:5-保温层;6-防护外罩:7-爆扩桩 (3)浅埋式保温管道 这种保温管道埋设在地面以下1.0^1.5m。浅埋式保温管道的构造如图5-3所示,与地面式管道大体相 同,但因埋设于地面下,为防止地下水侵入防护外罩,在接缝处应有止水措施,如图5-3所示。防护外 罩内亦有排水系统,不使地下水聚积 图5-3浅埋式保温管道结构示意 1-砂垫层:2-底板:3-架:4-水管;5-保温层;6-防护外罩;7-回填土, (4)直埋式保温管道 这种保温管道设有防护外罩,是把包扎有保温层的水管直接埋设在土层中,故施工简单。埋管断面如图 5-4所示。保温层应采用吸水性小而本身又具有一定强度的材料,以适应在土层中的环境。试验证明, 质地致密的聚苯乙烯泡沫塑料(密度在100kg/m3以上)用于直埋式保温管道是较合适的
图5-1玻璃棉保温的地面式管道 1-管基;2-底板;3-支架;4-水管; 5-玻璃棉保温层;6-防护外罩。 图5-2架空式保温管道结构 1-承台;2-“T”形梁;3-支架;4-水管;5-保温层;6-防护外罩;7-爆扩桩 (3)浅埋式保温管道 这种保温管道埋设在地面以下1.0~1.5m。浅埋式保温管道的构造如图5-3 所示,与地面式管道大体相 同,但因埋设于地面下,为防止地下水侵入防护外罩,在接缝处应有止水措施,如图5-3所示。防护外 罩内亦有排水系统,不使地下水聚积。 图5-3浅埋式保温管道结构示意 1-砂垫层;2-底板;3-架;4-水管;5-保温层;6-防护外罩;7-回填土。 (4)直埋式保温管道 这种保温管道设有防护外罩,是把包扎有保温层的水管直接埋设在土层中,故施工简单。埋管断面如图 5-4 所示。保温层应采用吸水性小而本身又具有一定强度的材料,以适应在土层中的环境。试验证明, 质地致密的聚苯乙烯泡沫塑料(密度在100kg/m3以上)用于直埋式保温管道是较合适的
3.保温管道类型的选择 影响管道类型选择的因素很多,设计时可根据当地的具体条件选择适当类型 E 图5-4直埋式保温管道埋设断面 1-保温层;2-砂土:3-回填土 4.保温管道设计要点 (1)管网的平面布置应以地形、地物为控制点,并以不妨碍交通和地表水的排泄为原则 (2)主要干管应尽量靠近用水点,最好采用送配兼用管网。 (3)供住宅区用的生活用水支管不宜过长,用水点的实际耗水量至少应大于支管本身容水量的两倍以 上。在条件许可时尽量与干管联成环状管网。 (4)管道在平面上力求顺直,减少折角 (5)管网分支处应设检查井,直线管段上检查井间距架空式、地面式为400~500m,浅埋式管道为 200300m。 (6)浅埋式保温管道的底板应高于地下水位0.2m。 (7)由水泵房至水塔(或山上水池)扬水管的单向坡度至少不小于2‰。如因地形起伏不能满足上述要 求时,则应在纵剖面的变坡点处设置排水阀及排气阀,以便维修时可将水全部排空 8)配水管均设计为单向坡度,当管道末端低于干管时应在末端设排水阀以利维修。 5.1.4.2排水管网防治冻害的措施 1铺设方式及埋管深度 般情况下,排水管道应埋设在地面下,但在地下水位高或地质不良地段排水管也可采用半填半挖或填 土形式铺设。 污水具有一定的温度是保证水管可靠工作的必要条件。埋管深度大一些,土层温度有所上升,管道的热 阻也增加。但埋管过深则工程造价高,施工维修困难。排水管道工作情况与给水管道不同,排水管大都 是重力式自流管,停止排水期间管内不积水,不致发生冻害,所以对保温要求较给水管道放宽一些。根 据调査及试验资料,建议排水管的埋深可以浅些,以1.5m2.0m为宜。回填材料则以泥炭为优,因为泥 炭既使饱含水分仍具有较好的绝热性能 2管径、坡度及流量 大量地实地调査材料证明,排水管的管径、坡度适当加大并使其通过一定的流量,是保证水管正常工作 的重要条件。据满州里调査资料(该地区季节冻深为3.8m),某处φ150m出户管埋深仅1.1m,管轴线 处地温为-10℃,曾连年发生冻害。后来将管道坡度改建使坡度大于7‰以后,不再出现冻害,当使用人 数增加、排水量增大以后,排水管即不再冻结。 从调查中得知,排水管路冻害常常是由于局部堵塞排水不畅引起的,因此管径和坡度都应适当加大。但 管径选择时也要兼顾到水力条件,避免发生淤塞
3.保温管道类型的选择 影响管道类型选择的因素很多,设计时可根据当地的具体条件选择适当类型 图5-4直埋式保温管道埋设断面 1-保温层;2-砂土;3-回填土。 4.保温管道设计要点 (1)管网的平面布置应以地形、地物为控制点,并以不妨碍交通和地表水的排泄为原则。 (2)主要干管应尽量靠近用水点,最好采用送配兼用管网。 (3)供住宅区用的生活用水支管不宜过长,用水点的实际耗水量至少应大于支管本身容水量的两倍以 上。在条件许可时尽量与干管联成环状管网。 (4)管道在平面上力求顺直,减少折角。 (5)管网分支处应设检查井,直线管段上检查井间距架空式、地面式为400~500m,浅埋式管道为 200~300m。 (6)浅埋式保温管道的底板应高于地下水位0.2m。 (7)由水泵房至水塔(或山上水池)扬水管的单向坡度至少不小于2‰。如因地形起伏不能满足上述要 求时,则应在纵剖面的变坡点处设置排水阀及排气阀,以便维修时可将水全部排空。 (8)配水管均设计为单向坡度,当管道末端低于干管时应在末端设排水阀以利维修。 5.1.4.2 排水管网防治冻害的措施 1铺设方式及埋管深度 一般情况下,排水管道应埋设在地面下,但在地下水位高或地质不良地段排水管也可采用半填半挖或填 土形式铺设。 污水具有一定的温度是保证水管可靠工作的必要条件。埋管深度大一些,土层温度有所上升,管道的热 阻也增加。但埋管过深则工程造价高,施工维修困难。排水管道工作情况与给水管道不同,排水管大都 是重力式自流管,停止排水期间管内不积水,不致发生冻害,所以对保温要求较给水管道放宽一些。根 据调查及试验资料,建议排水管的埋深可以浅些,以1.5m~2.0m为宜。回填材料则以泥炭为优,因为泥 炭既使饱含水分仍具有较好的绝热性能。 2管径、坡度及流量 大量地实地调查材料证明,排水管的管径、坡度适当加大并使其通过一定的流量,是保证水管正常工作 的重要条件。据满州里调查资料(该地区季节冻深为3.8m),某处φ150 mm出户管埋深仅1.1m,管轴线 处地温为-10℃,曾连年发生冻害。后来将管道坡度改建使坡度大于7‰以后,不再出现冻害,当使用人 数增加、排水量增大以后,排水管即不再冻结。 从调查中得知,排水管路冻害常常是由于局部堵塞排水不畅引起的,因此管径和坡度都应适当加大。但 管径选择时也要兼顾到水力条件,避免发生淤塞
如果排水管距离过长,超过临时距离,就有冻结的可能 为了避免排水管冻结,应该采取必要的措施。提高污水温度、增加污水流量或提高排水管热阻,都可以 使临界距离増加。污水温度主要取决于给水温度和居民的生活方式,据现场观测资料冬季污水温度略高 于给水温度。从增加临界距离考虑,增加管道热阻和维持水管必要的排水量是易于做到的。排水管愈 长,必须维持的排水量也愈大,设计时应予注意 5.1.4.3附属构造物防治冻害措施 1检查井 采用钢筋混凝土整体结构,进入孔内应设防寒木盖,其上填充保温材料。水管穿过井壁处必需留有环状 孔隙,其间填充柔性材料,防止因不均匀沉陷危及管道。井壁周围应以非冻胀性土壤回填,以防冻胀。 检査井底部以设流槽为宜,因为沉淀槽易于冻结 在融沉性土层地段检查井地基也必须做换填处理 2暗式出水口 排水管内温度与大气温度差值极大,因而在排水管的始端和末端产生了热位差压头,驱使冷空气不断侵 入排水管并形成气流循环造成出水口处管壁过度冷却,以致冻结 暗式出水口则可以消除上述弊端,它的构造是在岀水口设一个沉淀井,周壁与放射状的沟槽相连,均系 以干砌片石码成。沉淀井上有钢筋混凝土盖板,盖板以上及干砌片石沟槽上均以塔头草及泥炭覆盖做为 保温层,厚11.5m,填筑成半锥体型式。由沉淀井至填土坡脚距离约为3m。暗式出水口的构造如图5-5 所示 钢筋湿凝士盖板 ↓43+1 片石排水沟 普通土 干砌片石 浆片石 图5-5暗式出水口构造图(单位:m) 5.2黄土地区管线布置 5.2.1湿陷性黄土地区给排水与供热的技术要求 5.2.1.1给水、排水管道设计的技术要求: 1室外管道宜布置在防护范围外,在防护范围内,地下管道的布置应缩短其长度 接口应严密不漏水,并具有柔性。检漏井的设置,应便于检查和排水 2对埋地铸铁管应做防腐处理。对埋地钢管及钢配件宜设加强防腐层。 3屋面雨水悬吊管道引出外墙后,应接入室外雨水明沟或管道水明沟或管道。在建筑物的外墙上,不得 设置洒水栓。 4检漏管沟,应做防水处理。其材料与做法可根据不同防水措施的要求,按下列规定采用: (1)检漏防水措施,检漏管沟应采用砖壁混凝土槽形底或砖壁钢筋混凝土槽形底 (2)严格防水措施,检漏管沟应采用钢筋混凝土。在非自重湿陷性黄土场地可适当降低标准:在自重湿陷 性黄土场地,对地基受水浸湿可能性大的建筑,尚宜增设卷材防水层或塑料油膏防水层
如果排水管距离过长,超过临时距离,就有冻结的可能。 为了避免排水管冻结,应该采取必要的措施。提高污水温度、增加污水流量或提高排水管热阻,都可以 使临界距离增加。污水温度主要取决于给水温度和居民的生活方式,据现场观测资料冬季污水温度略高 于给水温度。从增加临界距离考虑,增加管道热阻和维持水管必要的排水量是易于做到的。排水管愈 长,必须维持的排水量也愈大,设计时应予注意。 5.1.4.3 附属构造物防治冻害措施 1检查井 采用钢筋混凝土整体结构,进入孔内应设防寒木盖,其上填充保温材料。水管穿过井壁处必需留有环状 孔隙,其间填充柔性材料,防止因不均匀沉陷危及管道。井壁周围应以非冻胀性土壤回填,以防冻胀。 检查井底部以设流槽为宜,因为沉淀槽易于冻结。 在融沉性土层地段检查井地基也必须做换填处理。 2暗式出水口 排水管内温度与大气温度差值极大,因而在排水管的始端和末端产生了热位差压头,驱使冷空气不断侵 入排水管并形成气流循环造成出水口处管壁过度冷却,以致冻结。 暗式出水口则可以消除上述弊端,它的构造是在出水口设一个沉淀井,周壁与放射状的沟槽相连,均系 以干砌片石码成。沉淀井上有钢筋混凝土盖板,盖板以上及干砌片石沟槽上均以塔头草及泥炭覆盖做为 保温层,厚1~1.5m ,填筑成半锥体型式。由沉淀井至填土坡脚距离约为3m。暗式出水口的构造如图5-5 所示。 图5-5 暗式出水口构造图(单位:m) 5.2 黄土地区管线布置 5.2.1湿陷性黄土地区给排水与供热的技术要求 5.2.1.1给水、排水管道设计的技术要求: 1 室外管道宜布置在防护范围外,在防护范围内,地下管道的布置应缩短其长度。 管道接口应严密不漏水,并具有柔性。检漏井的设置,应便于检查和排水。 2 对埋地铸铁管应做防腐处理。对埋地钢管及钢配件宜设加强防腐层。 3 屋面雨水悬吊管道引出外墙后,应接入室外雨水明沟或管道水明沟或管道。在建筑物的外墙上,不得 设置洒水栓。 4 检漏管沟,应做防水处理。其材料与做法可根据不同防水措施的要求,按下列规定采用: ⑴检漏防水措施,检漏管沟应采用砖壁混凝土槽形底或砖壁钢筋混凝土槽形底。 ⑵严格防水措施,检漏管沟应采用钢筋混凝土。在非自重湿陷性黄土场地可适当降低标准;在自重湿陷 性黄土场地,对地基受水浸湿可能性大的建筑,尚宜增设卷材防水层或塑料油膏防水层
(3)高层建筑或重要建筑,当有成熟经验时,可采用其它形式的检漏管沟或有电讯检漏系统的直埋管中管 设施 直径较小的管道,当采用检漏管沟确有困难时,可采用金属钢筋混凝土套管。 5检漏管沟的设计,除应符合第4条的要求外,并应符合下列规定 (1)检漏管沟的盖板不宜明设。当明设时或在入孔处,应采取防止地面水流入沟内的措施 (2)检漏管沟的沟底,应设坡度坡向检漏井。进出户管的检漏管沟,沟底坡度宜大于0.02。 3)检漏管沟的截面,应根据管道安装与检修的要求确定。当在使用和枃造上需保持地面完整或地下管较 多,并需集中设置时,宜采用半通行或通行管沟 (4)不得利用建筑物和设备基础作为沟壁或井壁。 ⑤5)检漏管沟在穿过建筑物基础或墙处不得断开,并应加强其刚度。穿出外墙的检漏管的施工缝,宜设在 室外检漏井处或超出基础3m处。 6检漏井的设计,应符合下列规定 (1)检漏井应设置在管沟末端和管沟沿线的分段检漏处,并应防止地面水流入 (2)检漏井内宜设集水坑,其深度不得小于30cm (3)当检漏井与排水系统接通时,应防止倒灌。 7检漏井、阀门井和检查井等,应做防水处理,并应防止地面水、雨水流入检漏井或阀门井内。在建筑 物防护范围内,宜采用与检漏管沟相应的材料。 不得利用检査井、消火栓井、洒水栓井和阀门井等兼作检漏井。但检漏井可与检查井或阀门井共壁合 8对地下管道及其附属构筑物如检漏井、阀门井、检査井、管沟等的地基设计,在自重湿陷性黄土场 地,应设15~30cm厚的土垫层;对埋地的重要管道或大型压力管道及其附属构筑物,尚应在土垫层上设 30cm厚的灰土垫层。 9当管道穿过井(或沟)时,应在井(或沟)壁处预留洞孔。管道与洞孔间的缝隙,应用不透水的柔性 材料填塞。 10管道在穿过水池的池壁处,宜设在柔性防水套管内。水池的溢水管和泄水管,应接入排水系统。 5.2.1.2供热管道设计的技术要求 1热力管道及其进口装置宜明设。当埋地敷设时,必须设置管沟,但其阀门不宜设在沟内。管沟截面、 管沟穿过建筑物的基础或墙时,应符合本规范第4、5条内容的规定。 2建筑物防护范围内的热力管沟,其材料与做法应符合给排水管的第4条的要求。检査井、检漏井应采 用与管沟相应的材料和做法。 在建筑物防护范围外,或对采用基本防水措施的建筑,管沟和检查井的材料与做法,可按一般地区的标 准执行。 3热力管沟的沟底,应设坡向室外检漏井的坡度,检漏井内宜设集水坑,其深度不应小于30cm 检漏井可与管网上的检查井合并设置。 在过门管沟的末端,应设置检漏孔,并应采取防冻措施 5.2.2湿陷性黄土地区管线综合布置的技术要求 湿限系数δS≥0.015的黄土属于湿限性黄土,它具有遇水下陷的特性。因此,在湿限性黄土地区布置管 线时,要特别注意埋地水管、雨水明沟、水渠、水池等渗漏对邻近建(构)筑物和其它管线的不良影 为避免建(构)筑物的基础和管线遇水下沉而遭到破坏,埋地水管、排水沟、引水渠应尽量远离建 (构)筑物布置,各种管线也应尽量远离水池布置。当需要靠近布置时,则应尽量缩短靠近的长度, 采取有效的防水措施。彼此之间防护距离的要求分述如下。 1在湿陷性黄土场地内,埋地水管、排水沟、雨水明沟等与建筑物之间的防护距离,宜大于表5-6所列
⑶高层建筑或重要建筑,当有成熟经验时,可采用其它形式的检漏管沟或有电讯检漏系统的直埋管中管 设施。 直径较小的管道,当采用检漏管沟确有困难时,可采用金属钢筋混凝土套管。 5 检漏管沟的设计,除应符合第4条的要求外,并应符合下列规定: ⑴检漏管沟的盖板不宜明设。当明设时或在入孔处,应采取防止地面水流入沟内的措施。 ⑵检漏管沟的沟底,应设坡度坡向检漏井。进出户管的检漏管沟,沟底坡度宜大于0.02。 ⑶检漏管沟的截面,应根据管道安装与检修的要求确定。当在使用和构造上需保持地面完整或地下管较 多,并需集中设置时,宜采用半通行或通行管沟。 ⑷不得利用建筑物和设备基础作为沟壁或井壁。 ⑸检漏管沟在穿过建筑物基础或墙处不得断开,并应加强其刚度。穿出外墙的检漏管的施工缝,宜设在 室外检漏井处或超出基础3m处。 6 检漏井的设计,应符合下列规定: ⑴检漏井应设置在管沟末端和管沟沿线的分段检漏处,并应防止地面水流入。 ⑵检漏井内宜设集水坑,其深度不得小于30cm。 ⑶当检漏井与排水系统接通时,应防止倒灌。 7 检漏井、阀门井和检查井等,应做防水处理,并应防止地面水、雨水流入检漏井或阀门井内。在建筑 物防护范围内,宜采用与检漏管沟相应的材料。 不得利用检查井、消火栓井、洒水栓井和阀门井等兼作检漏井。但检漏井可与检查井或阀门井共壁合 建。 8 对地下管道及其附属构筑物如检漏井、阀门井、检查井、管沟等的地基设计,在自重湿陷性黄土场 地,应设15~30cm厚的土垫层;对埋地的重要管道或大型压力管道及其附属构筑物,尚应在土垫层上设 30cm厚的灰土垫层。 9 当管道穿过井(或沟)时,应在井(或沟)壁处预留洞孔。管道与洞孔间的缝隙,应用不透水的柔性 材料填塞。 10 管道在穿过水池的池壁处,宜设在柔性防水套管内。水池的溢水管和泄水管,应接入排水系统。 5.2.1.2供热管道设计的技术要求 1 热力管道及其进口装置宜明设。当埋地敷设时,必须设置管沟,但其阀门不宜设在沟内。管沟截面、 管沟穿过建筑物的基础或墙时,应符合本规范第4、5条内容的规定。 2 建筑物防护范围内的热力管沟,其材料与做法应符合给排水管的第4条的要求。检查井、检漏井应采 用与管沟相应的材料和做法。 在建筑物防护范围外,或对采用基本防水措施的建筑,管沟和检查井的材料与做法,可按一般地区的标 准执行。 3 热力管沟的沟底,应设坡向室外检漏井的坡度,检漏井内宜设集水坑,其深度不应小于30cm。 检漏井可与管网上的检查井合并设置。 在过门管沟的末端,应设置检漏孔,并应采取防冻措施。 5.2.2 湿陷性黄土地区管线综合布置的技术要求 湿限系数δS≥0.015的黄土属于湿限性黄土,它具有遇水下陷的特性。因此,在湿限性黄土地区布置管 线时,要特别注意埋地水管、雨水明沟、水渠、水池等渗漏对邻近建(构)筑物和其它管线的不良影 响。 为避免建(构)筑物的基础和管线遇水下沉而遭到破坏,埋地水管、排水沟、引水渠应尽量远离建 (构)筑物布置,各种管线也应尽量远离水池布置。当需要靠近布置时,则应尽量缩短靠近的长度,并 采取有效的防水措施。彼此之间防护距离的要求分述如下。 1 在湿陷性黄土场地内,埋地水管、排水沟、雨水明沟等与建筑物之间的防护距离,宜大于表5-6 所列
数值,难以满足时,应采取与建筑物相应的防水措施 2在湿陷性黄土场地内,埋地水管、雨水明沟与架空管道支架之间的防护距离,应按表5-6规定的数值 采用。难以符合规定时,应处理管道支架地基,或对埋地水管、雨水明沟采取防水措施。 3在自重湿陷性黄土场地内,各种管道之间或不漏水的雨水明沟与管道之间的防护距离,不应小于 2.5~3.5m;未铺砌的雨水明沟与管道之间的防护距离,不应小于5.0m 4在自重湿陷性黄土场地内,埋地管道与水池之间的防护距离,应按表5-6中对甲、乙类建筑物规定的 数值采用,但小型小池(如集水池、化粪池等)可不受此限 表5-6埋地道管、排水沟、雨水明沟等与建筑物之间的防护距离(m) 各类建筑 地基湿陷等级 891112 乙|5678910~12 6~789 5新建水渠与建筑物之间防护距离。在非自重湿陷性黄土场地内。不得小于12m;在自重湿陷性黄土场 地不得小于湿陷性土层厚度的3倍,并不应小于25m 6在防护范围内的雨水明沟,不得漏水。 在自重湿陷性黄土场地宜设混凝土雨水明沟:防护范围外的雨水明沟,宜做防水处理,沟底下均应设灰 土(或土)垫层 7地下管道应结合具体情况采用下列管材 压力管道应采用给水铸铁管、钢管或预应力钢筋混凝土管等。 自流管道宜采用铸铁管、离心成型钢筋混凝土管、离心成型混凝土管、内外上釉陶土管或耐酸陶土管 等。当有成熟经验时,也可采用自应力钢筋混凝土管或塑料管等。 5.3地震地区的管线布置 5.3.1影响管线震害的几个因素 城市和工矿的管线包括供水、排水、煤气、热力、电信、输油、天然气、蒸气和其他化学液体,一旦遭 受地震破坏,其直接灾害和次生灾害都将造成极大的灾难。 地震后地下管线所遭到的破坏,国外文献有所记载,但毕竟没有第一手资料,因而国内学者十分重视震 害调査。我国通过对几次大地震的调查,得出了以下认识和经验 1.烈度和场地土的影响 2.地形地貌的影响 3.管材和接口型式的影响 4.管径 5.管道埋深 管道采用深埋时,还要考虑如下两个问题:一是深埋管道平时的维护管理问题,一旦在地震时损坏,抢 修时间较长:二是目前在大城市的地下,有多种管道(如上水管、下水管、煤气管、电缆等),为使地 下管道有条不紊,不相互打架及达到有关的规定要求(如上、下水管道要有一定的间隔距离等),往往 进行管线综合,将各种管道的标高及平面位置事先确定 5.3.2六度及以上地震区管线布置的技术要求 就管线布置而言,主要立足于“防”,其具体技术要求如下 1管网系统布置要合理,当管线局部遭受震害后,使其余完好的管线在震后能继续加以利用
数值,难以满足时,应采取与建筑物相应的防水措施。 2 在湿陷性黄土场地内,埋地水管、雨水明沟与架空管道支架之间的防护距离,应按表5-6 规定的数值 采用。难以符合规定时,应处理管道支架地基,或对埋地水管、雨水明沟采取防水措施。 3 在自重湿陷性黄土场地内,各种管道之间或不漏水的雨水明沟与管道之间的防护距离,不应小于 2.5~3.5m;未铺砌的雨水明沟与管道之间的防护距离,不应小于5.0m。 4 在自重湿陷性黄土场地内,埋地管道与水池之间的防护距离,应按表5-6 中对甲、乙类建筑物规定的 数值采用,但小型小池(如集水池、化粪池等)可不受此限。 表5-6埋地道管、排水沟、雨水明沟等与建筑物之间的防护距离(m) 各类建筑 地基湿陷等级 I II III~IV 甲 — — 8~9 11~12 乙 5 6~7 8~9 10~12 丙 4 5 6~7 8~9 丁 — 5 6 7 5 新建水渠与建筑物之间防护距离。在非自重湿陷性黄土场地内。不得小于12m;在自重湿陷性黄土场 地不得小于湿陷性土层厚度的3倍,并不应小于25m。 6 在防护范围内的雨水明沟,不得漏水。 在自重湿陷性黄土场地宜设混凝土雨水明沟;防护范围外的雨水明沟,宜做防水处理,沟底下均应设灰 土(或土)垫层。 7 地下管道应结合具体情况采用下列管材: 压力管道应采用给水铸铁管、钢管或预应力钢筋混凝土管等。 自流管道宜采用铸铁管、离心成型钢筋混凝土管、离心成型混凝土管、内外上釉陶土管或耐酸陶土管 等。当有成熟经验时,也可采用自应力钢筋混凝土管或塑料管等。 5.3 地震地区的管线布置 5.3.1 影响管线震害的几个因素 城市和工矿的管线包括供水、排水、煤气、热力、电信、输油、天然气、蒸气和其他化学液体,一旦遭 受地震破坏,其直接灾害和次生灾害都将造成极大的灾难。 地震后地下管线所遭到的破坏,国外文献有所记载,但毕竟没有第一手资料,因而国内学者十分重视震 害调查。我国通过对几次大地震的调查,得出了以下认识和经验。 1.烈度和场地土的影响 2.地形地貌的影响 3.管材和接口型式的影响 4.管径 5.管道埋深 管道采用深埋时,还要考虑如下两个问题:一是深埋管道平时的维护管理问题,一旦在地震时损坏,抢 修时间较长;二是目前在大城市的地下,有多种管道(如上水管、下水管、煤气管、电缆等),为使地 下管道有条不紊,不相互打架及达到有关的规定要求(如上、下水管道要有一定的间隔距离等),往往 进行管线综合,将各种管道的标高及平面位置事先确定。 5.3.2 六度及以上地震区管线布置的技术要求 就管线布置而言,主要立足于“防”,其具体技术要求如下: 1 管网系统布置要合理,当管线局部遭受震害后,使其余完好的管线在震后能继续加以利用
①给水、煤气干管宜布置成环状。有两个热源的热力主干管之间应尽量连通 ②不同水源的输水干管,不宜平行敷设在同一个通道内,应拉开距离分别布置。用量较大的企业的自备 生活饮用水供水系统,应尽量与城市配水管网连通。 ③排水管网系统,宜采用分区布置、就近处理和分散出口的方案。系统之间或系统内部的主干管及干 管,应尽量设置连通管 2管线路由应尽量选择在稳定岩石、稳定土等对防震有利的地带,并尽量避开下列危险和不利的地带: ①发震的构造断裂带(当管线必须穿过断裂带时,应呈直角相交); ②河、湖、坑、沟(包括故河道、暗藏的坑、沟)的边缘地带和可能产生滑坡的山脚下; ③地下水位高,土壤松散软湿,地震时可能液化的地带 ④高填土和地质有突变的地带; ⑤悬崖峭壁和可能崩塌的地带。 3管线敷设方式采用要适当,并尽量将管线布置在避免造成次生灾害和便于抢修、能迅速恢复使用的地 方 ①为减轻震害,有条件时各种管线应尽量采用地下敷设,并尽量将地下管线布置在道路车行道的下面 ②必须架空敷设的易燃、易爆、有毒、有害、有腐蚀性的液体和气体管道,应远离建(构)筑物布置 避免墙、柱震倒砸坏管线,引起火灾、爆炸、中毒等次生灾害 ③架空管线一般不应采用沿建筑物墙、柱敷设的方式。当沿建筑物墙、柱敷设时,该建筑物的抗震设防 标准不应低于规定的设计烈度 4当设计强度为8度、9度时,场地配水管道应尽量与供热管道同沟敷设在供热管道的下面。 5热力管道,压缩空气管道,在8度以上地震区不得采用无沟敷设方式,只能架空敷设或管沟内敷设。 6管网是供水工程设施中抗震的薄弱环节,它的特点是量大面广,穿越不同性质的场地及地基,情况复 杂,因此往往难以避免遭受震害,并且震后对地下管道的抢修工作也较为艰巨。一般管网应采取以下抗 震措施 ①场地、地基的选择 应尽量避免沿河、湖、沟、坑边缘地带和地基土液化地段敷设管网。由于岸(边)坡滑移、地基液化导 致管网严重破坏的震害实例很多,如果条件限制,不能避免通过液化地段时,宜采用钢管敷设,以便 旦遭震后可快速抢修 ②管网布置 管网应采用环状布置:并宜多设阀门控制,便于遭受震害后分割、抢修。阀门应修建井室,以利于平时 加强养护,震时使用方便。唐山市震后管网修复较营口方便,主要在于唐山市管网多设闸阀,使用方 便,而营口市管网多为闸罐,平时养护困难,大多锈蚀,震后无法启动,管网震害漏水不利分割,造成 抢修不便 ③穿越河道的管道 过河管应从提高抗震能力和便于抢修考虑,采用强度高、延性好的钢管敷设,并应在过河管段上设置一 定数量的柔性连接,适应岸坡向河心的位移。 ④增加管道的柔性连接,提高其适应地震动位移的能力,在管道与附件(三通、四通、闸门等)连接 处,及其与构筑物或设备连接处尤其如此。当与室内设备连接时,应将管道的柔性连接敷设在邻近室外 的管段上,以防止地震时设备受到损坏 ⑤增加分割措施,在必要处增设闸阀,以便分割遭受破坏严重的管段,避免影响管网整体运行的功能, 同时也为震后抢修创造有利条件; ⑥对重要的或容易造成重大次生灾害的管段,可增设套管,减轻地震动反应: ⑦管线穿越铁路、公路时,应加设涵管(洞)。穿越软硬差异大的两种土层时,应在交接面上的软土侧 加设柔性接头
①给水、煤气干管宜布置成环状。有两个热源的热力主干管之间应尽量连通。 ②不同水源的输水干管,不宜平行敷设在同一个通道内,应拉开距离分别布置。用量较大的企业的自备 生活饮用水供水系统,应尽量与城市配水管网连通。 ③排水管网系统,宜采用分区布置、就近处理和分散出口的方案。系统之间或系统内部的主干管及干 管,应尽量设置连通管。 2 管线路由应尽量选择在稳定岩石、稳定土等对防震有利的地带,并尽量避开下列危险和不利的地带: ①发震的构造断裂带(当管线必须穿过断裂带时,应呈直角相交); ②河、湖、坑、沟(包括故河道、暗藏的坑、沟)的边缘地带和可能产生滑坡的山脚下; ③地下水位高,土壤松散软湿,地震时可能液化的地带; ④高填土和地质有突变的地带; ⑤悬崖峭壁和可能崩塌的地带。 3 管线敷设方式采用要适当,并尽量将管线布置在避免造成次生灾害和便于抢修、能迅速恢复使用的地 方。 ①为减轻震害,有条件时各种管线应尽量采用地下敷设,并尽量将地下管线布置在道路车行道的下面; ②必须架空敷设的易燃、易爆、有毒、有害、有腐蚀性的液体和气体管道,应远离建(构)筑物布置, 避免墙、柱震倒砸坏管线,引起火灾、爆炸、中毒等次生灾害; ③架空管线一般不应采用沿建筑物墙、柱敷设的方式。当沿建筑物墙、柱敷设时,该建筑物的抗震设防 标准不应低于规定的设计烈度。 4 当设计强度为8度、9度时,场地配水管道应尽量与供热管道同沟敷设在供热管道的下面。 5 热力管道,压缩空气管道,在8度以上地震区不得采用无沟敷设方式,只能架空敷设或管沟内敷设。 6 管网是供水工程设施中抗震的薄弱环节,它的特点是量大面广,穿越不同性质的场地及地基,情况复 杂,因此往往难以避免遭受震害,并且震后对地下管道的抢修工作也较为艰巨。一般管网应采取以下抗 震措施。 ①场地、地基的选择 应尽量避免沿河、湖、沟、坑边缘地带和地基土液化地段敷设管网。由于岸(边)坡滑移、地基液化导 致管网严重破坏的震害实例很多,如果条件限制,不能避免通过液化地段时,宜采用钢管敷设,以便一 旦遭震后可快速抢修。 ②管网布置 管网应采用环状布置;并宜多设阀门控制,便于遭受震害后分割、抢修。阀门应修建井室,以利于平时 加强养护,震时使用方便。唐山市震后管网修复较营口方便,主要在于唐山市管网多设闸阀,使用方 便,而营口市管网多为闸罐,平时养护困难,大多锈蚀,震后无法启动,管网震害漏水不利分割,造成 抢修不便。 ③穿越河道的管道: 过河管应从提高抗震能力和便于抢修考虑,采用强度高、延性好的钢管敷设,并应在过河管段上设置一 定数量的柔性连接,适应岸坡向河心的位移。 ④增加管道的柔性连接,提高其适应地震动位移的能力,在管道与附件(三通、四通、闸门等)连接 处,及其与构筑物或设备连接处尤其如此。当与室内设备连接时,应将管道的柔性连接敷设在邻近室外 的管段上,以防止地震时设备受到损坏; ⑤增加分割措施,在必要处增设闸阀,以便分割遭受破坏严重的管段,避免影响管网整体运行的功能, 同时也为震后抢修创造有利条件; ⑥对重要的或容易造成重大次生灾害的管段,可增设套管,减轻地震动反应; ⑦管线穿越铁路、公路时,应加设涵管(洞)。穿越软硬差异大的两种土层时,应在交接面上的软土侧 加设柔性接头;
⑧液化地基中的管线和构筑物,经鉴定将产生危害时,应采取抗液化措施。对管线可采取配重、旋喷 桩、钢或钢筋混凝土桩等方法处理,防止液化上浮和液化沉降的危害 7当输水、输气等埋地管道不能避开活动断裂带时,应采取下列措施 ①管道宜尽量与断裂带正交 ②管道应敷设在套管内,周围填充砂料 ③管道及套筒应采用钢管 ④断裂带两侧的管道上(距断裂带有一定距离)应设置紧急关断阀 ⑤管网上的阀门均应设置阀门井。 5.4膨胀土地区的管线布置 4.4膨胀土地区的管线布置 在季节冻土或永久冻土地区,由于岩层或土壤里的地下水冻结膨胀现象,对建筑物和上、下水管线都有 危害,因此,膨胀土地区管线布置应避免深埋,在山区布置管线,应依山就势。就势敷设,不应采用大 填大挖土方地埋设。当采用管沟敷设时,管沟应避开暗流地带。胀缩土地区的建筑物四周不宜采用明沟 排水 高压、易燃或易爆管线及其基础的设计,须注意到膨胀土不均匀胀缩变形可能造成的危害,管线宜离开 建筑一定的距离,并应采取适当的措施减少支架基础的变形,而管道接头处也须采取相应的措施(如采 用柔性接头、加设垫板等)。 室外给排水主干道应远离建筑(给、排水干管应距离建筑物外墙≥3m),以防管道漏水造成建筑物的变 形。蒸汽管道则应采取必要的隔热措施。在管道下边应设置砂垫层,其砂垫层的厚度应根据土壤膨胀力 的大小确定,一般100200m厚即可。 沿地面敷设的电缆,宜铺设成波浪式,并同时加铺砂垫层(100200m厚) 场地内的排水明沟应加大坡度,以避免局部积水而造成地基土壤的不均匀变形 u习题: 小结:本节主要内容有1.理解冻土地区管线布置;2.黄土地区管线布置:3.地震u地区的管线布置。 其中重点:冻土地区管线布置。难点:冻土地区管线布置
⑧液化地基中的管线和构筑物,经鉴定将产生危害时,应采取抗液化措施。对管线可采取配重、旋喷 桩、钢或钢筋混凝土桩等方法处理,防止液化上浮和液化沉降的危害。 7 当输水、输气等埋地管道不能避开活动断裂带时,应采取下列措施: ①管道宜尽量与断裂带正交; ②管道应敷设在套管内,周围填充砂料; ③管道及套筒应采用钢管; ④断裂带两侧的管道上(距断裂带有一定距离)应设置紧急关断阀; ⑤管网上的阀门均应设置阀门井。 5.4 膨胀土地区的管线布置 5.4.4 膨胀土地区的管线布置 在季节冻土或永久冻土地区,由于岩层或土壤里的地下水冻结膨胀现象,对建筑物和上、下水管线都有 危害,因此,膨胀土地区管线布置应避免深埋,在山区布置管线,应依山就势。就势敷设,不应采用大 填大挖土方地埋设。当采用管沟敷设时,管沟应避开暗流地带。胀缩土地区的建筑物四周不宜采用明沟 排水。 高压、易燃或易爆管线及其基础的设计,须注意到膨胀土不均匀胀缩变形可能造成的危害,管线宜离开 建筑一定的距离,并应采取适当的措施减少支架基础的变形,而管道接头处也须采取相应的措施(如采 用柔性接头、加设垫板等)。 室外给排水主干道应远离建筑(给、排水干管应距离建筑物外墙≥3m),以防管道漏水造成建筑物的变 形。蒸汽管道则应采取必要的隔热措施。在管道下边应设置砂垫层,其砂垫层的厚度应根据土壤膨胀力 的大小确定,一般100~200mm厚即可。 沿地面敷设的电缆,宜铺设成波浪式,并同时加铺砂垫层(100~200mm厚)。 场地内的排水明沟应加大坡度,以避免局部积水而造成地基土壤的不均匀变形。 ü 习题: ü 小结:本节主要内容有1.理解冻土地区管线布置;2.黄土地区管线布置;3.地震ü 地区的管线布置。 其中重点:冻土地区管线布置。难点:冻土地区管线布置