談老舊管網(wǎng)改造中特殊節(jié)點(diǎn)管道的保護(hù)

翟 苗 亮

(廈門水務(wù)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限公司,福建 廈門　361009)

0　引言

廈門主城區(qū)內(nèi)，不少供水干管建于二十世紀(jì)八九十年代，多為混凝土管、灰口鑄鐵管、鍍鋅管等落后管材，且口徑偏小、管網(wǎng)壓力不平衡，再加上城市人口的增長，這些老舊的供水管網(wǎng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求。2006年9月，臺風(fēng)“莫蘭蒂”登陸后，由于電力中斷等原因，一度出現(xiàn)大面積停水情況，即使電力恢復(fù)后，水廠產(chǎn)量充足，供水也仍需要一段時(shí)間才恢復(fù)正常，問題主要出在供水管網(wǎng)上。

根據(jù)《福建省人民政府關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市供水安全保障工作的實(shí)施意見精神》，為滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民生活日益增長的用水需求，提高我市供水保障能力，提升城市承載力與宜居度，廈門市政府明確將逐步推動全市老舊供水管網(wǎng)的更新改造工作。

近期實(shí)施的管網(wǎng)改造項(xiàng)目均處于城市主干道或交通密集道路，人流、車流集中，改造地點(diǎn)的地下管線密布交錯復(fù)雜，線位緊張，此外，部分道路施工過程中遇到巖石、淤泥、流砂、跨越排水箱涵等極為不利的條件。

下面從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的角度談?wù)勌厥馇闆r下管道的保護(hù)措施。

1　跨越現(xiàn)狀條石箱涵

湖濱南路現(xiàn)狀給水管道為DN600灰口鑄鐵管，本次更新改造為DN800球墨鑄鐵管。起點(diǎn)為湖濱西路，終點(diǎn)為蓮坂。南北兩側(cè)改造給水管管徑均為DN800，管材采用球墨鑄鐵管，跨越箱涵等障礙下穿或上跨的管道采用鋼管。

DN800管位于現(xiàn)狀湖濱南路輔道下，根據(jù)地勘資料，路面下1.5～2多為淤泥。且需橫跨17道排水箱涵。收集資料顯示，排水箱涵全部為干砌條石底板及側(cè)墻，箱涵底部采用拋填處理淤泥。箱涵埋深及尺寸不一，且箱涵頂板覆土多數(shù)為1.10 m左右。

因箱涵埋深較深，水量較大，箱涵側(cè)墻及底板為干砌條石，地質(zhì)條件復(fù)雜，DN800下穿箱涵施工難度太大，且容易破壞箱涵地基穩(wěn)定。因金磚會議前必須完成該路段管網(wǎng)改造，工期緊張。經(jīng)與箱涵管理部分溝通，采用管道上跨箱涵的方案。

箱涵頂部覆土不足，不滿足埋設(shè)DN800管道及管頂覆土的要

求。經(jīng)與箱涵管理部門協(xié)商，管理部門同意管道占用箱涵頂板高度空間，即拆除箱涵預(yù)制蓋板，管底標(biāo)高同箱涵頂板底相同。因考慮到箱涵為干砌條石，且時(shí)間久遠(yuǎn)，箱涵管理單位不同意管道及管道保護(hù)管廊直接作用于箱涵側(cè)壁上。

上跨箱涵處，管道需上彎，設(shè)計(jì)采用豎直向上22.5°彎頭，為避免彎頭的水平推力、管廊自重、上部車輛荷載對箱涵干砌條石造成破壞，在箱涵側(cè)壁外設(shè)置支撐墩，管道兩側(cè)設(shè)置梁來傳遞管廊蓋板及上部車輛荷載。為防止路面開裂，在新舊蓋板交界處加鋪一道玻纖格柵，寬度每側(cè)向外寬出1.0 m。因鋼管直接從排水箱涵穿過，鋼管有可能與污水接觸及受水氣影響，為保證管道安全，必須要提高管道防腐要求。本工程鋼管除了常規(guī)的防腐外，在鋼管外側(cè)再纏繞3 mm厚玻璃鋼防腐，以提高鋼管的抗腐蝕性能。支墩、管廊做法詳見管廊、支墩平面布置圖見圖1，管廊支墩剖面圖見圖2(支墩大小、梁、板配筋根據(jù)自身工程情況計(jì)算)。

本條管道自2017年3月投入運(yùn)行至今，未發(fā)現(xiàn)有滲漏及路面開裂情況，運(yùn)行狀況良好。

2　穿越巖石段管道覆土不足保護(hù)

嘉禾路現(xiàn)狀給水管道為DN1 200鋼筋混凝土管，本次更新改造為DN1 400球墨鑄鐵管。設(shè)計(jì)起點(diǎn)為石鼓山立交，終點(diǎn)為仙岳路。因管徑較大，管線密布交錯復(fù)雜，線位緊張，DN1 200鋼筋混凝土管和DN1 400球磨鑄鐵管外徑相近，有管位路段才用輔道下新鋪DN1 400球磨鑄鐵管，無管位路段采用原位替換。

SM城市廣場至南山路段道路西側(cè)，因無新的管位，采用原位替換的方式。現(xiàn)狀DN1 200鋼筋混凝土管位于嘉禾路輔道下，管道直接鋪設(shè)于強(qiáng)風(fēng)化花崗巖上，巖石表面有弧形凹槽。將原有管道拆除，DN1 400球墨鑄鐵管安裝到位后，發(fā)現(xiàn)管頂覆土只有200 mm～300 mm。本條管道作為廈門市供水的主干管，金磚會議前必須完成該路段管網(wǎng)改造，工期緊張。向下鑿巖石增加埋深滿足覆土要求，工期無法滿足，只能采用管道保護(hù)。

通常情況下，道路下管道覆土不足時(shí)，可采用管廊保護(hù)，將上部車輛荷載通過蓋板、壁板傳至管底以下土層。本項(xiàng)目管道覆土太少，不能滿足做管廊的空間要求。

根據(jù)《給水排水管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》，當(dāng)?shù)孛嬖O(shè)有剛性混凝土路面時(shí)，一般可不計(jì)地面車輛輪壓對下部埋設(shè)管道的影響，但應(yīng)計(jì)算路基施工時(shí)運(yùn)料車輛和碾壓機(jī)械的輪壓作用影響，計(jì)算公式如下：

1)單個(gè)輪壓傳遞到管道頂部的豎向壓力標(biāo)準(zhǔn)值：

2)兩個(gè)以上單排輪壓綜合影響傳遞到管道頂部的豎向壓力標(biāo)準(zhǔn)值：

根據(jù)《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》，柔性管道的管頂覆土無法滿足管道最小覆土厚度時(shí)，可采用套管方法，不得采用包封混凝土的處理方法。

結(jié)合規(guī)范及現(xiàn)場實(shí)際情況，本工程不滿足做管廊及套管的條件，且本工程為順著輔道邊緣鋪設(shè)的更新改造項(xiàng)目，不存在路基施工時(shí)運(yùn)料車輛和碾壓機(jī)械的輪壓作用的問題。最終設(shè)計(jì)采用：管溝采用中粗砂分層夯實(shí)至管頂以上50 mm(管溝回填密實(shí)度要求見圖3)，上部設(shè)置雙層雙向鋼筋網(wǎng)，采用C35(fr=5.0 MPa)混凝土澆筑至現(xiàn)狀瀝青路面標(biāo)高，后期路面提升改造時(shí)加高100 mm做瀝青路面。

本條管道自2017年3月投入運(yùn)行至今，未發(fā)現(xiàn)有滲漏及路面開裂情況，運(yùn)行狀況良好。

3　柔性接口給水管道支墩的設(shè)置

新建管道，柔性接口管道支墩可參照國標(biāo)圖集《柔性接口給水管道支墩》10S505。本次老舊管網(wǎng)改造的管線基本位于輔道上，地下管線密布交錯復(fù)雜，線位緊張，不具備按圖集施工的條件。

設(shè)計(jì)只能從措施上盡可能的減小支墩尺寸，降低成本，因受條件現(xiàn)狀，本次老舊管道改造中，支墩設(shè)計(jì)主要采用外包鋼筋混凝土的拖拉墩，并通過以下幾種方式減小支墩尺寸：

1)在支墩底部鋪設(shè)級配碎石，增加基底摩擦系數(shù)。

2)管徑不小于800 mm，彎頭角度不小于45°，采用鋼制彎頭及兩側(cè)6 m～12 m鋼管提高整體性，確保供水安全。

3)管道變徑處支墩在有條件處局部加寬、加深。

4　結(jié)語

隨著建于二十世紀(jì)八九十年代供水干管的日益老舊，管材質(zhì)量問題凸顯，爆管幾率增加、水質(zhì)二次污水、且口徑偏小、管網(wǎng)壓力不平衡，再加上城市人口的增長，急需對老舊管網(wǎng)改造。如今人們的生活水平越來越高，以前的供水標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)難以滿足人們對供水水質(zhì)的要求。這就需要從使用要求、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和投資額度等方面進(jìn)行綜合考慮，經(jīng)過科學(xué)合理的設(shè)計(jì)來滿足管網(wǎng)供水安全與客戶對水質(zhì)的要求。