北方濕陷性黃土地區給排水管道設計及施工要點探討

摘要：給排水管道的設計對整個工程的安全運行有重要影響，現對濕陷性黃土地區給排水管道管材接口、布置、管道溝槽開挖、基礎回填、防腐等進行了探討，并提出了相應的對策。

關鍵詞：給排水管道;濕陷性;回填

0? ? 引言

在一定壓力下受水浸濕，土結構迅速破壞，并產生顯著附加下沉的黃土，稱為“濕陷性黃土”，包括自重濕陷性黃土、非自重濕陷性黃土。其中，在上覆土的自重壓力下受水浸濕發生顯著附加下沉的濕陷性黃土為自重濕陷性黃土，在上覆土的自重壓力下受水浸濕不發生顯著附加下沉的濕陷性黃土為非自重濕陷性黃土。濕陷性黃土在我國西北地區大面積存在，這無疑給工程建設增加了經濟成本、施工難度以及技術復雜程度。本文主要根據實際工程案例，對濕陷性黃土地區給排水管道設計及施工要點進行探討。

1? ? 工程概況

內蒙古華廈朱家坪電力有限公司一期2×660 MW超超臨界機組工程規劃新建2×660 MW超超臨界燃煤直接空冷發電機組，同步配套建設煙氣脫硫、脫硝裝置，電廠位于內蒙古自治區鄂爾多斯市準格爾旗龍口鎮境內，準格爾旗位于鄂爾多斯市東南部，距離呼和浩特115 km。廠址附近地形變化較復雜，主要表現在廠址外圍（西、北、東側）沖溝發育，溝深10～30 m。廠址內自然地面標高一般在1 260.5～1 290.5 m，地表相對高差約30.0 m，總體上為西北低、東南高。結合地形，廠區總平面分臺階布置，第一平臺主要為鍋爐、煙囪、汽機房、空冷平臺，設計地面標高1 264.0 m，屬開挖區;第二、三平臺主要為大部分的輔屬建（構）筑物，二、三平臺標高分別為1 259.0 m、1 254.0 m，屬于填方區及挖填邊界;第四平臺主要布置原水儲存池、及少量單層建筑物，大部分為自留地，分三個小平臺，設計標高為1 281.5 m、1 264.0 m、1 259.0 m，既有挖方也有填方。

根據地質勘察，第一平臺場地開挖平整后大部分地段濕陷性黃土層已挖除，無濕陷性，但局部區域（東北側）仍存在厚度5.00～15.00 m（從設計地面起算）濕陷性黃土，該區域場地濕陷類型為非自重濕陷場地，地基濕陷等級為Ⅰ級;第二、三、四平臺場地黃土濕陷性不均勻，黃土部分有濕陷性，部分無濕陷性，濕陷性黃土中，部分為自重濕陷性黃土，部分為非自重濕陷性黃土，濕陷性黃土底界厚度為0.00～13.00 m（從天然地面起算），考慮到場地大部分地段回填土較厚，建議該區域濕陷類型按自重濕陷場地、地基濕陷等級為Ⅱ級考慮。廠址區地震基本烈度為Ⅵ度，土壤最大凍結深度為1.5 m。

2? ? 廠區地基處理

濕陷性黃土地基處理包括墊層法、強夯法、擠壓法、預浸水法及其他方法，地基處理方法要兼顧地質情況、處理成本和后期運營等因素。為消除或減輕濕陷性黃土對建構筑物的危害，根據本廠區總體布置及濕陷性等級，本廠區場坪時對除第一、二、三平臺的地基進行了強夯;第四平臺的建構筑物布置在1 281.5 m層，其余均為自留地，地塊面積較大，局部地基處理由建構筑物相關專業考慮。在給排水埋地管道的設計時應結合地質及地基處理情況給予不同的考慮。

3? ? 給排水管道設計要點

在濕陷性黃土地區管道發生事故的主要原因是地基的不均勻沉降，在給排水管道設計中既要考慮給排水管道本身滲漏引起黃土濕陷，產生不均勻沉降對管道造成破壞，也要考慮黃土濕陷對周邊建構筑物的不利影響。由于并不是全廠區都進行了地基處理，且給排水管道輸送介質為水，從后期運行管理的安全角度考慮，給排水管道設計時考慮采用防水措施或結構措施，用于彌補對地基處理的不足。

3.1? ? 管道材質及接口

根據《濕陷性黃土地區建筑規范》（GB 50025—2004），濕陷性黃土地區，壓力管道宜采用球墨鑄鐵管、給水鑄鐵管、給水塑料管、鋼管、預應力鋼筒混凝土管或預應力鋼筋混凝土管等，自流管道宜采用鑄鐵管、塑料管、離心成型鋼筋混凝土管、耐酸陶瓷管等。

廠區給排水管道主要有雨水管、污水管、循環水管、補給水管、生活給水管、工業給水管、消防管、含油廢水管、回用水管等，其中雨水管、污水管為自流管，其余為壓力管。

雨水管管徑≤DN600采用聚乙烯纏繞結構管，承插電熱熔連接;管徑>DN600采用Ⅱ鋼筋混凝土管，要求離心成型，采用承插式橡膠圈接口。重力流生活污水管采用聚乙烯纏繞結構管，承插電熱熔連接;生活污水壓力管采用鋼塑復合壓力管，擴口式連接。其余壓力管道均采用鋼管，焊接連接。現場管道安裝時，應加強對管道接口施工質量的控制，保證管道不漏水。

3.2? ? 管道及附屬構筑物布置

埋地管道、排水溝及附屬構筑物等應與建筑物有一定的防護距離，防護距離的要求根據建筑物類別、地基濕陷等級確定。本工程主廠房為乙類建筑，其余輔助附屬建筑物為丙類、丁類，確定本工程防護距離為5 m。埋地管道、閥門井、檢查井等優先布置在防護距離外，受現場空間限制布置在防護距離內，應采取與建筑物相應的防水措施。各管道布置間距需滿足管道檢修要求。

3.3? ? 溝槽開挖

管道溝槽開挖可采用機械開挖或人工開挖，開挖溝槽應嚴格控制基底高程，當采用機械開挖土方時，保留20 cm厚土層用人工清槽，且不得超挖，開槽達到設計高程后按規定進行驗槽，槽底如有堅硬物體必須清除，用砂石回填處理。開挖第四平臺敷設的雨水管、補給水管溝槽時，若遇表層土的含水量過大或局部地段有松軟土層，應采取晾干或換土等措施。

3.4? ? 基礎及回填

鋼筋混凝土管采用120°C20混凝土條形基礎，鋼管、塑料管、鋼塑復合管等均采用120°中、粗砂基礎;所有管道及其附屬構筑物的基礎底部下鋪設3：7灰土墊層，厚度300 mm，壓實系數不小于0.95（圖1），具體應滿足國家標準圖集04S531-1～5的相關要求。

3.5? ? 其他

《濕陷性黃土地區建筑規范》（GB 50025—2004）要求埋地鋼管及管道附件宜設加強防腐層。本工程所有埋地鋼管外防腐層均采用四油三布方式：即外表面先涂一道H52-31環氧煤瀝青防腐底漆，再涂四層瀝青夾三層玻璃布。

本工程地處濕陷性黃土地區，管道安裝完成后，自流管包括雨水管、污水管及檢查井應進行閉水試驗，壓力管應進行水壓試驗，試驗合格后方可進行回填。

4? ? 結論

根據本工程具體案例，充分考慮濕陷性黃土地區的自然特性，對于敷設在濕陷性黃土地區給排水管道的設計及施工總結以下幾點：（1）管道應盡量選擇符合相關標準的優質管材，加強管道接口施工質量控制，避免因管道材質及接口問題引起管道滲漏。（2）管道及其附屬構筑物應盡量布置在防護距離外，對于布置在防護距離內的，應采取與建筑物相應的防水措施。（3）采用機械開挖管道溝槽時，不得超挖，應保留20 cm厚土層用人工清槽。（4）管道基礎應根據濕陷性等級及管道材質采用不同的基礎，具體可參考國家標準圖集04S531-1;管道及其附屬構筑物的基礎底部下鋪設一定厚度的3：7灰土墊層，具體厚度可根據不同工程實際情況經計算最終確定。

[參考文獻]

[1] 濕陷性黃土地區建筑規范：GB 50025—2004[S].

[2] 向波，閔軍，曹潤蒼.濕陷性黃土地區管道敷設對策研討[J].天然氣與石油，2000，18（4）：46-49.

收稿日期：2020-05-25

作者簡介：李芳（1989—），女，江西贛州人，碩士，給排水工程師，從事給排水設計工作。