惠州市安惠大道箱涵改管變更設(shè)計(jì)

深圳市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司 廣東深圳 518028

摘要：根據(jù)惠州市安惠大道A4x2.2m排水箱涵變更為2條d2400PCCP鋼筒混凝土管的工程案例，比較了箱涵和管涵的過(guò)流量大小，探討了大口徑排水管材的選擇及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工辦法、并對(duì)工程降水措施作了進(jìn)一步的研究。

關(guān)鍵詞：箱涵改管；管材選擇；流量核算；基礎(chǔ)設(shè)計(jì)；降水措施

惠州市安惠大道原是通往大亞灣東南部海域的一條現(xiàn)狀道路，為改善安惠大道上游及周邊的排水狀況，同時(shí)結(jié)合大亞灣濱海公園（濱海公園位于安惠大道終點(diǎn)處，填海建造）一期工程的建設(shè)，對(duì)現(xiàn)狀安惠大道實(shí)施改造，其改造工程為大亞灣濱海公園一期工程的一部分。

根據(jù)原設(shè)計(jì)，安惠大道下布置一條A4x2.2m箱涵，收集上游雨水穿過(guò)濱海公園后排海。由于樁號(hào)K0+060—至排海口段箱涵位于填海區(qū)域，地下水位高（此段箱涵涵底標(biāo)高為0.31m～-0.56m，地下水位標(biāo)高為-0.48m～0.11m），施工難度大，排水措施費(fèi)高，且甲方為縮短工期，要求將本段箱涵變更為管涵。

根據(jù)甲方要求，設(shè)計(jì)單位及時(shí)編制了箱涵改管變更設(shè)計(jì)方案，方案主要包括以下四個(gè)方面內(nèi)容：

1、過(guò)流能力核算

原設(shè)計(jì)A4x2.2m箱涵，坡度為0.002，n為0.013；

式中：

經(jīng)計(jì)算，箱涵最大泄流量Q=24.09m3/s；

箱涵變更為管涵時(shí)，管徑采用d2200或d2400，數(shù)量為2條，坡度為0.002；

Q=vA，v=1/ n ? R2/3? i1/2，A=π/4 ? D2，R=D/4；

式中：D—管徑（米）；

v—流速（米/秒）；

n—粗糙系數(shù)；

Q—流量（立方米/秒）；

i—坡度；

A—過(guò)水?dāng)嗝妫ㄆ椒矫祝?/p>

R—水力半徑（米）；

上表為幾種常用的大口徑排水管材過(guò)流能力計(jì)算表，由上表可知，同等條件下HDPE塑鋼纏繞排水管及FRP玻璃鋼夾砂排水管過(guò)流量最大，PCCP鋼筒混凝土管次之，PCP鋼筋混凝土排水管最小，而A4x2.2m箱涵變更為管涵時(shí)，采用2條d2400HDPE塑鋼纏繞管、FRP玻璃鋼夾砂排水管或PCCP鋼筒混凝土管，過(guò)流能力均可滿足要求，如果采用2條鋼筋混凝土管，管徑需進(jìn)一步放大?。

1、管材選擇

當(dāng)前使用較廣泛的大口徑排水管材主要有鋼筋混凝土排水管、HDPE塑鋼纏繞排水管、FRP玻璃鋼夾砂排水管、PCCP鋼筒混泥土排水管。鋼筋混凝土排水管粗糙系數(shù)較大，同等條件下過(guò)流量小，且大口徑管材需廠家定制，市場(chǎng)需求量小，廠家不愿制作，無(wú)法購(gòu)置；HDPE塑鋼纏繞排水管和（FRP）玻璃鋼夾砂管造價(jià)太高，超出工程概算，不適宜本項(xiàng)目采用；鋼筒混泥土排水管（PCCP）造價(jià)適中，施工方便，符合本變更加快施工進(jìn)度、降低施工難度的目標(biāo)，故本變更推薦采用鋼筒混泥土排水管（PCCP）；

四種常用管材優(yōu)缺點(diǎn)比較

鋼筋混凝土排水管（PCP）（HDPE）塑鋼纏繞排水管（FRP）玻璃鋼夾砂管帶預(yù)應(yīng)力的鋼筒混凝土管（PCCP）

摩阻（0.013-0.014），同等流量需要更大口徑摩阻（0.009-0.01），同等流量管材口徑小摩阻（0.009-0.01），

同等流量管材口徑小摩阻較PCP小很多（0.011）

不耐腐HDPE材質(zhì)，管身雙面防腐玻璃鋼材質(zhì)，管身雙面防腐防腐能力較強(qiáng)

接口易錯(cuò)位，易滲漏接口相對(duì)少，不易滲漏接口相對(duì)少，不易滲漏鋼制接口，精度鋼度極高，不易滲漏

定長(zhǎng)2米或2.5米，接口多、管身重、埋地基礎(chǔ)要求高，導(dǎo)致施工慢管長(zhǎng)8-12米，重量輕，對(duì)埋地要求不高，施工方便迅速管長(zhǎng)8-12米，重量輕，對(duì)基礎(chǔ)要求較高管長(zhǎng)5-6米，接口方便，對(duì)地基要求不高，施工迅速

剛性管，抗地質(zhì)沉降差，尤其在軟基礎(chǔ)地帶柔性管，抗地質(zhì)沉降好柔性管，抗地質(zhì)沉降好柔性管材，抗浮能力和抗沉降能力強(qiáng)

壽命較短，小于30年壽命大于50年壽命大于50年壽命大于50年

造價(jià)較低造價(jià)高造價(jià)高造價(jià)適中

2、基礎(chǔ)處理

1）箱涵改管涵段處于填海造地區(qū)域。填海方式為開(kāi)山石推填，推填至設(shè)計(jì)標(biāo)高后采用強(qiáng)夯工藝處理，強(qiáng)夯后交工面地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值不小于120kPa。

2）變更后的兩條d2400鋼筒混凝土管道位于推填處理后的地基上，承載力不小于120kPa，滿足規(guī)范要求。

3）d2400鋼筒混凝土管道采用120°混凝土條形基礎(chǔ)。在制作混凝土條形管道基礎(chǔ)時(shí)，在管道槽底整平后先鋪設(shè)一道土工布，然后在土工布上敷設(shè)30cm碎石墊層，最后在碎石墊層上敷設(shè)混凝土條形基礎(chǔ)。土工布是由聚丙烯、滌淪等材料制成的無(wú)紡布，機(jī)械性能好，抗拉強(qiáng)度大、抗彎強(qiáng)度大，耐疲勞，彎曲性好，防水性能好，化學(xué)性能穩(wěn)定，耐腐蝕。土工布的使用不僅能使上部荷載均勻分布到底層地基上，還能夠隔絕海水，方便混凝土基礎(chǔ)的施工，并能減少海水對(duì)管道基礎(chǔ)的侵蝕。碎石墊層具有良好的透水作用，可以使基礎(chǔ)下面的孔隙水迅速擴(kuò)散，加速墊層下基礎(chǔ)的固結(jié)?。

3、施工期間降水措施

1）地下水概況

施工期間測(cè)得地下水位埋深：3.20m～4.50m，平均埋深：4.12m，地下水位標(biāo)高：-0.48m～0.11m，低潮時(shí)最低地下水位為-0.41m，平均標(biāo)高：-0.16m，屬上層滯水類型，與海水緊密相連，含水量較豐富。

2）施工期間降水處理措施

①箱涵變更為管涵段管底標(biāo)高為0.31m～-0.56m，本段地下水位為-0.48m～0.11m，低潮時(shí)最低地下水位為-0.41m，故施工期間必須采取降水措施。

②本次對(duì)現(xiàn)澆的集水井區(qū)域止水和降水采取打入雙排I號(hào)拉森鋼板樁，樁間保留0.5m空隙，填入透水性差的素填土，然后根據(jù)施工情況進(jìn)行必要的挖坑和水泵抽水。

③降水方案應(yīng)結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際開(kāi)挖考慮其他措施，應(yīng)保證排水管道和U型集水井正常施工。

④管道出口處按照施工實(shí)際情況進(jìn)行臨時(shí)止水帷幕，可堆填填滿粘性