序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇管道結構設計范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

中圖分類號： TU81 文獻標識碼： A 文章編號：

一、水龍頭防凍裂結構的防凍裂原理分析

因外接結構與水龍頭的防凍裂結構和原理相同 下面僅以水龍頭的防凍裂結構為例來闡述它們的防凍裂原理

1、常溫下防凍裂結構的密封與調節

如圖1 所示 常溫下 亦指氣溫處于水的冰點以上溫度 管道內的水處于液體狀態 我們此時可根據管道內的水壓來調節彈力調節壓塊12 的松緊 當擰緊彈力調節壓塊12 時 彈力調節壓塊12 將壓縮彈簧10 通過彈簧10 的彈力作用實現作用力向頂針11 的傳遞 當彈簧10對頂針11 和橡皮密封墊9 的作用力大于或遠遠大于水龍頭體內的水對頂針11 和橡皮密封墊9 的作用力的時候 橡皮密封墊9 便會被壓緊在防凍裂結構的出水口平臺上 從而實現水龍頭防凍裂結構的常溫常閉密封狀態需要注意的是 當在擰緊彈力調節壓塊12 的時候要注意彈簧的彈力大小要適度O 在剛好密封的前提下,可根據彈簧的剛度大小適當再擰緊一點就可以了, 不宜太緊,否則,時間一長,彈簧容易因疲勞而失去彈力作用,從而直接影響防凍裂結構的密封效果。

2、低溫下防凍裂結構的防凍裂原理

當氣溫驟降至零度以下甚至更低,此時的水龍頭體內的水就會結冰,水一旦結冰后即會引起水龍頭體內水的體積膨脹,當膨脹后的冰水對圖1 所示的橡皮密封墊9和頂針11 的推力大于彈簧10 對頂針11 和橡皮密封墊9的壓力的時候,頂針11 和橡皮密封墊9 即被推開O 這樣,水龍頭體內因體積膨脹而產生多余的冰水即會由防凍裂結構的出水口流到其下方的儲備空間, 若溢出的水量較大,水還可以通過彈力調節壓塊12 和封蓋13 的小孔溢出水龍頭體外,從而確保水龍頭及防凍裂結構不會被凍裂。如果考慮到溢出的水不影響水龍頭的體外環境,或者當冰解凍時不會造成水資源的浪費, 我們可以在產品的結構設計時采用下列方法來解決: ( 1) 將封蓋13 的小孔改為盲孔,同時增大防凍裂結構的儲備空間;( 2)若管道較粗,考慮速凍時可能有更多的水溢出,我們可以在外接的圓周方向增設更多的防凍裂結構。

3、溫升解凍后防凍裂結構的自動復位

當氣溫回升冰體解凍時,頂針11 和橡皮密封墊9 便會在彈簧的彈力作用下自動復位, 從而恢復防凍裂結構初始時的常溫常閉密封狀態。

二、管道防凍裂閥門

1、防凍裂閥門的結構

這種閥門是在閥體內的兩端分別設計一個胎腔，在每個胎腔內分別裝一個橡皮制成的氣胎，氣胎類似自行車內胎，胎體具有較強的伸縮能力，胎內充滿氣體。

下面結合圖1～5對該種閥門進一步說明(僅以閘閥閥體一例說明，其它閥門與此相同)。圖1是閥體的結構示意圖；圖2是閥體的正剖視圖；圖3是圖2的A—A剖視圖；圖4是氣胎結構圖；圖5是圖4的B．B剖視圖。圖中：①閥體、②胎腔、③銅環、④氣胎。在圖2中胎腔②與閥體①為一整體。圖中，r2為胎腔腔體小半徑，r4為氣胎圓環小半徑，r2=r4，R1

為閥門進口半徑，R2為胎腔大圓半徑，Ii4為氣胎小圓中心線的半徑。使用時氣胎④裝入胎腔②。

2、防凍裂閥門的工作原理

防凍裂閥門巧妙地利用水和氣體的體積隨溫度變化的物理特性設計而成，水隨著溫度的降低、結冰，它的體積會逐漸膨脹，因而對密閉的閥門產生很大的壓力，而氣體卻恰恰相反，隨著溫度的降低和壓力的增大，它的體積會急劇縮小，而且氣體相對水非常活潑，它的收縮程度遠遠大于水的膨脹程度，所以安裝在閥體內的氣胎隨著閥體內水的結冰膨脹，會迅速收縮，讓出空間，完全容納了冰的膨脹部分，徹底消除了冰的膨脹部分對閥體的壓力，從容地保護了閥體。而閥體內不設置氣胎的一般普通閥門，由于其閥體內沒有調節空間，當水隨溫度的降低、結冰，體積膨脹時，膨脹所產生的壓力將全部作用于力，以至閥體不能承受而被脹破，造成閥門報廢和管道泄漏事故。

3、防凍裂閥門的工作過程

閥門裝于管道上正常使用時，氣胎保持鼓起狀態，當管道內的液體(水)隨溫度的降低、凝固、膨脹時，氣胎內的氣體的體積則因溫度的降低和壓力的增大而大幅縮小，加之胎體有較好的伸縮性，使水結冰后的膨脹部分進入胎腔，從而抵消了由于冰的膨脹對閥體的巨大壓力，使閥體得到保護而不被脹破。隨著溫度的回復，冰體溶化，水的體積減小，胎內氣體的體積隨之增大，直到恢復原狀。

三、電熱防凍解凍閥的防凍解凍設計原理

1、常溫狀態下電熱防凍解凍閥的壓力調節

如圖2，當水溫處于冰點以上溫度時，此時可根據管道內的水壓大小調節彈力調節壓塊20的松緊，活塞3則在彈簧7的彈力作用下克服水壓對它的作用力后頂靠在塑料內襯21的凸臺上。此時兩觸點斷開，電路不導通，電熱器24不工作。要特別注意的是：彈力調節壓塊20的松緊度調節要適中。在剛好將活塞3頂靠在塑料內襯4的凸臺上的前提下，可根據彈簧7的剛度大小適當再擰緊一點就可以了。活塞不宜調得太緊，否則彈簧會被過度壓縮，時間一長，彈簧容易因疲勞而失去彈力作用。彈力作用一旦減弱，水壓就會推動活塞3和塑料滑桿21下移。下移量過大，塑料滑桿21會造成行程開關的非正常接合，使得電路導通，電熱器24就會在常溫狀態下不停加熱。調得太松，彈簧7的彈力不夠，活塞3則不能克服水壓作用頂靠在塑料內襯4的凸臺上。如果活塞離凸臺的距離超過靜觸頭可調支架10允許的極限數值時，即使我們將靜觸頭可調支架10調節到長條孔右側的極限位置，也不能將使行程開關的兩觸點斷開，此時拆卸閥門重新調節彈力調節壓塊20則在所難免。

2、低溫時電熱防凍解凍閥的防凍解凍原理

當管道內的水處于冰點以下溫度時，水一旦結冰即會引起管道內水的體積膨脹，當膨脹后的冰水對活塞3的作用力大于彈簧7對活塞3的作用力，活塞3即會下移(因為⋯0’型密封圈的密封作用，冰水不會滲透到活塞下方，從而保證了控制線路安全和電熱防凍解凍閥的體外環境)。隨著冰水體積的不斷膨脹，活塞3連同塑料滑桿21亦不斷下移。當行程達到靜觸頭可調支架l 0設定的數值時，動觸頭簧片9便在塑料滑桿21的錐形部位推移下實現動、靜兩觸頭的接合。此時電路導通，氖管啟輝，電熱器24開始加熱。隨著加熱后水溫的不斷升高，水中的冰即被溶化。在此過程中，管道內的冰水體積不斷縮小，活塞3和塑料滑桿21便在彈簧7的彈力作用下不斷上移，直至兩觸點脫開，電熱器24才會停止加熱，從而實現低溫時電熱防凍解凍閥對自來水管道設備的防凍和解凍功能。

3、電熱防凍解凍閥設計的有益效果

(1)電熱防凍解凍閥的設計成功，不僅解決了自來水管道設備的防凍裂問題，而且還具有自動解凍功能，能有效防止自來水管道設備在低溫時的水結冰現象，從而保證了管道設備在低溫時的水流暢通，實現用戶的即時使用。

(2)圖2所示電熱防凍解凍水龍頭僅是電熱防凍解凍閥作為其他管道設備附屬結構的實施例之一。電熱防凍解凍閥在實現與水表、閘閥和水龍頭等管道設備的一體化設計之后，對簡化管道設備安裝、縮小電熱防凍解凍閥在管道中的空間占用，及其對主體結構的直接防凍和解凍起著十分重要的作用。

(3)本結構設計即便是在斷電的情況下，仍能實現管道設備的防凍裂要求。

(4)本結構設計也可以通過去除電熱器及其他電路控制部元件將其簡化為一般的防凍裂結構。

(5)本文設計的電熱防凍解凍閥不但適合在自來水管道中使用，還可以在小型密封水箱、間斷性使用的機械或實驗設備的水冷卻管道中推廣使用。

(6)本結構設計與現有的自來水管道設備的防凍(裂)裝置相比，具有結構簡單、投資少、安裝使用方便及性能可靠等優點。

【參考文獻】

[1]任繼德.劉少輝寒區低壓塑料管道在淺埋輸水灌溉工程中的應用[期刊論文]-黑龍江水專學報2003,30(3)

篇（2）

中圖分類號TG453 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）69-0121-02

1 完全脹型成型蝸殼模具的設計

蝸殼模具是生產蝸殼的重要設備之一。不銹鋼沖壓焊接管道泵及單級離心泵的工藝制造難度很大，至今只有日本EBARA公司、美國ITT公司能夠生產。由于水力設計和工藝設計不盡完善，產品渦室的脹型不到位，泵的性能并不好。水力性能上，主要表現為偏工況運行，俗稱“大馬拉小車”或高比轉速低用，電機配置功率大，泵的運行效率低，時有電機超載損壞的情況發生。

圖1是日本EBARA公司的3M40-160/4.0不銹鋼沖壓焊接單級離心泵的性能曲線。設計流量為25m3/h，但最高效率點的流量在40m3/h以上。圖2是前期仿制產品CYB65-50-160型不銹鋼沖壓焊接單級離心泵的性能曲線，流量加大到50m3/h時效率仍不下降，偏工況現象均十分嚴重。成型工藝上為保證水力性能，要求蝸殼必須360°全斷面完全脹型，并且蝸殼出口彎頸要求擴散回收動能。日本產品的蝸殼采用的是半螺旋式的部分斷面不完全脹型，彎頸用圓管斷面進行過渡。而美國ITT公司3500型不銹鋼沖壓焊接單級離心泵蝸殼根本不脹型，為一圓筒，出口管為一段直管，所以EBARA和ITT的沖壓焊接泵的水力性能均不理想。主要原因是蝸殼的成型工藝十分困難，一種蝸殼需要48套模具，工裝夾具費100多萬元。最后不得不用較為容易制造、成本也較低的不完全脹型或不脹型替代，但影響了水泵的效率和汽蝕性能。

不均勻、不對稱、360°全斷面完全脹型是粘性設計的技術特征，但這種技術特征沖壓成型非常困難，日本專利是部分斷面的不完全脹型。

圖3是日本專利產品的成型原理，利用這種對半式、部分斷面不完全脹型不僅生產效率低，而且也不能滿足粘性流技術特征要求的全斷面完全脹型。

圖4所示為荷花瓣式的自動分合的組合模具，從上部加力，利用側向力使模具收攏，由于分成4瓣~8瓣，蝸殼渦線為全斷面漸開線凹模，能夠準確加工。底部有導桿及底板模，向下繼續加力時，導桿下移，上蓋板下壓，聚氨酯橡膠在上下蓋板擠壓下側向變形，使不銹鋼鋼板緊貼凹模成型，泄壓時模瓣中彈簧使模瓣自動分開，脹型的殼體自動彈出，生產效率很高，質量達到要求。

2 管道泵的結構設計

現一般的管道泵普遍存在流部件結構復雜，產品笨重，材料消耗大；泵的水力性能也不夠理想，偏工況運行，效率低等問題。經分析認為：低比轉速離心泵，流道窄長，粘性產生的水力損失大，效率低。而粘性增大必將引起進、出口流道堵塞，從而偏離設計工況。

圖5 泵結構示意圖

針對上述問題，本文在傳統的管道泵的結構基礎上，設計一種蝸殼完全脹型的，能有效提高泵水力性能的高效泵結構，如圖5所示。

其特征在于：泵體由呈桶狀結構的內、外缸構成，內缸連通進水管，外缸連通出水管，內缸同軸設于外缸內通過在內、外缸底部互相固定連接，內缸開口端低于外缸開口端，內缸開口端向上依次同軸設有導流部件、葉輪、排氣部件及安裝在外缸開口端的泵后蓋。

所述的葉輪為軸向吸入、徑向排出的離心葉輪，導流部件為一整體沖壓成型的盤狀結構，盤底與內缸開口端密封，盤底中心設有與葉輪前端入口對應密封的進水口，葉輪同軸設于盤狀的導流部件內，導流部件周壁設有與葉輪的徑向排出口對應的導流葉片。

所述的導流部件周壁均勻沖壓為多段，各段周壁為沿圓周同一方向徑向向外增大的弧形導流葉片，每兩相鄰導流葉片之間由徑向差形成一沿軸向向下的出水孔，盤狀的導流部件開口處向外沖壓有盤沿。該弧形導流葉片弧線分布與葉輪轉動方向對應，提高出水效率。

所述的外缸內壁對應導流部件盤沿設有凸臺，盤沿放置于凸臺上以支撐導流部件，該凸臺與內缸開口端的軸向距離等于導流部件的軸向深度。

3 產品應用情況

該產品在北京科技發展有限公司水處理回收，環保節能應用等方面，廣州雅韶泵業有限公司食品行業水處理方面，張家港市東晨物資有限公司高純度凈水系統方面，杭州德士比泵業有限公司水供應系統的技術應用等方面到得到了很好的應用，直接或間接產生了較好的經濟效益。

4 結論

1）由于底座、泵體、導流部件與葉輪等全部過流部件都是通過沖壓焊接成型的，因而與鑄造泵相比，整體結構輕巧，重量大大減輕，節省材料效果明顯；水泵運行的可靠性大大提高。鑄造泵相比，整體結構輕巧，重量減輕75%，節省材料效果明顯；水泵運行的可靠性大大提高，效率提高3%~8%；

2）采用在葉輪徑向出口的導流方式，并對導流部件的進行特殊設計等措施，使得傳送的液體流動更通暢，水力性能好，效率高。外缸的周壁上及底部分別設置外缸和內缸的排水孔、密封圈、螺釘，可以把內缸的水完全放空；

3）導流部件為一體沖壓結構，與現有的沖壓泵相比，保證了導流部件具有足夠的強度、剛度和精度，安裝方便，提高了產品的可靠性，同時也延長了產品的使用壽命；

4）葉輪入口處采用密封環活動密封結構，不僅密封效果好，提高了泵的水力效率；而且降低了制造、安裝難度，提高了生產效率；

5）外缸的周壁上及底部分別設置外缸和內缸的排水孔、密封圈、螺釘，可以把內缸的水完全放空。

參考文獻

篇（3）

前言：建筑給排水設施, 是保證城市地面水及時排除, 防治城市水污染, 并使城市水資源保護得以良性循環的必不可少的基礎設施, 我國排水工程建設初創于50年代, 到80年代以后, 隨著城市化進程的加快和城市水污染日益得到重視,建筑給排水設施建設得到較快發展, 但建筑給排水設施普遍存在各種問題, 如防洪排水能力不足; 平坦地區的排水管渠的坡度偏小, 易淤積; 部分地區的排水設施不成系統, 易形成內澇等。造成這些問題的原因, 有設計不合理, 日常管理不到位, 自然條件變化等。通過對許多工程設計的總結, 我們認為, 建筑給排水工程設計能否更好地避免這些問題的發生, 做到經濟合理, 運行安全,受市政給排水工程規劃的影響較大。

1、現場踏勘

給排水管道距離相對較長,或穿越城鎮密集區,或敷設在農田,或跨越山丘和河流,還有可能橫跨鐵路、公路及橋涵。一項管道工程同時會遇到上述幾種或所有的地形和地貌,其復雜的地形和地貌若不現場查看,則很難全面完成設計。結構設計人員應會同給排水、概預算等專業設計人員共同進行現場踏勘和選線,了解管道線路擬通過的沿線地帶地形地貌、地質概況,必要時應在施工圖階段對個別疑難地段重新踏勘。

2、測量和地勘要求

要準確地反應管道沿線的地形地貌和水文地質情況,必須有測量和勘探部門提供的準確的地形和水文地質資料。

2.1 勘探點間距和鉆孔深度

勘探點應布置在管道的中線上,并不得偏離中線3m,間距應根據地形復雜程度確定的30～100m,較復雜和地質變化較大的地段應適當加密,深度應達到管道埋設深度以下1m以上,遇河流應鉆至河床最大沖刷深度以下2～3m。

2.2 提供勘探成果要求

劃分沿線地質單元;查明管道埋設深度范圍內的地層成因、巖性特征和厚度;調查巖層產狀和分化破碎程度及對管道有影響的全部活動斷裂帶的性質和分布特點;調查沿線滑坡、崩塌、泥石流、沖溝等不良地質現象的范圍、性質、發展趨勢及其對管道的影響;查明沿線井、泉的分布和水位等影響;查明擬穿、跨河流的岸坡穩定性,河床及兩岸的地層巖性和洪水淹沒范圍。

3、結構設計內容

3.1 結構形式

管道的結構形式主要由給排水專業確定,結構專業應根據管道的用途(給水還是排水,污水還是雨水)、工作環境(承壓還是非承壓)、口徑、流量、埋置深度、水文地質情況、敷設方式和經濟指標等從專業角度提出參考意見。

一般情況下,承壓管道常采用預應力鋼筋混凝土管、鋼管、鑄鐵管、玻璃鋼管、UPVC管、PE管、現澆鋼筋混凝土箱涵。非承壓管常采用混凝土管、鋼筋混凝土管、砌體蓋板涵、現澆鋼筋混凝土箱涵等。當污水管道口徑較大時應采用現澆鋼筋混凝土箱涵,特殊情況、特殊地段(過河渠、公路、鐵路等)、局部地段非承壓管也采用鋼管等形式。大型給排水管道工程也有采用盾構結構形式的。

3.2 結構設計

根據管道規格、埋置深度、地面荷載、地下水位、工作和試驗壓力對管道的剛度和強度進行計算及復核,提供管道壁厚、管道等級、或結構配筋圖。

對于一些必須采取加固方法才能滿足剛度和強度要求的管道,應根據計算采用具體的加強加固措施。通常采用的加固措施有管廊、混凝土或鋼筋混凝土包管等,當鋼管計算出的壁厚不經濟時,應采用加肋的方法處理。加固的具體方式和方法應根據實際情況和經濟指標來確定。

3.3 敷設方式

敷設方式的選擇應根據埋置深度、地面地下障礙物等因素確定,一般有溝埋式、上埋式、頂管及架空,較為常用敷設方式采用溝埋式,當溝埋式有一定的難度時,可選擇頂管和架空等敷設方式。不同的敷設方式,其結構設計亦不同。

3.4 抗浮穩定

有些管道敷設的地段地下水位較高或者施工期間多雨,因而管道的抗浮穩定應引起結構設計人員的重視。設計時應根據計算采取相應的抗浮措施,避免浮管現象的出現。

3.5 抗震設計

3.5.1 場地和管材的選擇

確定管線走向時應盡量避開對抗震不利的場地、地基,如不可避免而必須通過地震斷裂帶或可液化土地基時,應根據工程的重要性、使用條件綜合考慮。給水管道應選擇抗拉、抗折強度高且具有較好延性的鋼管,并要求做好防腐措施。有抗震要求的排水管道應采用鋼筋混凝土結構,并有相應的構造措施,盡量避免嚴重破壞。

3.5.2 構造措施

承插管設置柔性連接;磚石砌體的矩形、拱形無壓管道,除砌體材料應滿足磚石結構抗震要求外,一般可加強整體剛度(頂底板采用整體式)、減少在地震影響下產生的變形,提高管道的抗震性能;圓形排水管應設置不小于120 度的混凝土管基,管道接口采用鋼絲網水泥帶,液化地段采用柔性接口的鋼筋混凝土管;管道穿越構筑物時應在管道與套管的縫隙內填充柔性填料,若管道必須與墻體嵌固時,應在墻外就近設置柔性連接;管道附屬構筑物應采用符合抗震要求的材料和整體剛度好的結構型式。

(1)地基處理。出圖時應包含地基處理的平、縱斷面圖。掃描矢量化需要處理的地段的地勘資料縱斷面,選擇參考點并根據給排水專業的平、縱斷面將管道基底輪廓線放在地質縱斷面上,劃分地質單元并注明樁號和基底高程,標明溝槽范圍內和基底以下土層構造以及地下水位。根據縱斷面地質單元的劃分(樁號劃分),確定需處理的范圍,針對不同的地質情況和厚度分別采取相應的處理方法。具體的處理方法有:換填、拋石擠淤、砂石擠密、水泥攪拌樁、灰砂樁、木麻黃樁等方法。具體設計按地基處理規范規程執行。

(2)管道支墩及鎮墩。對承插接口的壓力管道,應設置水平和垂直支墩。設計時應根據管道轉角、土的參數、工作壓力和試驗壓力計算所需支墩的大小。埋地鋼管可不設管道支墩。

4 給排水管道設計中的其他問題

4.1 在用戶管線出口建立格柵

中纖維、塑料等沉積物、懸浮物和漂浮物的大量存在,給管道的清掏和疏通維護作業帶來了很大困難。特別是抽升泵站的格柵間,每天都會攔截到大量的漂浮物。有的漂浮物通過格柵進入泵房后,常導致水泵葉輪堵塞、磨損損壞現象的發生。盡管格柵柵條的間距一再減小,但仍有大量的漂浮物進入泵站造成堵塞。為了解決上述問題,建議在庭院或住宅小區的管道出口處設置簡易人工攔污格柵,定期進行清理、清掏,從源頭上控制漂浮物進入市政管網,以減輕市政管網維護管理的工作量。

4.2 在檢查井井底設置沉淀池

中的沉積物在管道內水流量小、流速慢時會發生沉淀,造成管道淤積堵塞、通水不暢,而管道的疏通工作又費時費力。因此,針對傳統的檢查井做法,建議將其井底改為沉淀式的,井底下沉30～50cm。這樣中的沉積物多數會沉積在檢查井中,不至于流入下游管段,只要定期清掏檢查井內的沉積物即可,減少了管道維護作業的工作量。這種做法也可用于雨水檢查井。

4.3 在檢查井內設置閘槽

篇（4）

湖北省孝感市大悟縣芳畈水庫至城區應急供水工程包括取水工程和引水工程兩部分。其中取水工程采用泵船取水，配備三臺水泵，兩用一備；引水工程采用DN700（k9級T型接口）球墨鑄鐵管和碳鋼管，輸水管道從水源地芳畈水庫開始，沿芳新線、S243省道、城關鎮南路、澴河西路進入大悟縣老水廠，通過已鋪設界牌水庫至大悟縣城引水管道進入二水廠。管道總長約23公里，沿線多次穿越河道、S243省道和復雜地形及不良地質地段等，存在諸多結構安全問題，現就本工程設計施工過程中遇到的主要結構問題予以探討。

1. 管道抗浮驗算

2. 水平彎管支墩設計

上式中，為支墩抗推力側的被動土壓力標準值；為支墩迎推力側的主動土壓力標準值；為水平向支墩滑動平面上摩擦力標準值；為支墩抗滑穩定性抗力系數，不小于1.5；為水平向支墩承受截面外推力對支墩產生的水壓合力標準值；為土壤內摩擦角；和分別為地下水位以上的原狀土重度和回填土重度；和分別為支墩底和支墩頂在設計地面下的深度；和分別為支墩被動土壓力和主動土壓力側支墩長度；為支墩的重量；為支墩頂部覆土的重量；為土對支墩底部的摩擦系數；為管道接口設計內徑；為管道設計內水壓力；為彎管角度。

3. 復雜環境下的管道基礎處理

3.1. 含淤泥層的管道地基處理

管道底部淤泥層不厚時，可將淤泥層挖除而換以砂礫石、砂墊層；淤泥層較厚時，不宜采用換填法，在流砂現象不嚴重的情況下，可采用拋填塊石的方法。塊石擠入淤泥中，以增大淤泥的密度，增強地基承載力；同時，塊石在管溝內形成一個整體，增大了支承管道的面積，使單位面積基礎受管道傳來的壓力大大減小，能有效防止基礎和管道沉降。塊石宜采用大塊和堅硬的，杜絕采用風化石。這種地基處理方法的優點是可不清理管底淤泥，能避免塌方，施工簡單。本工程遇到的淤泥地基為原來的水田、水塘被人工填土覆蓋，淤泥層厚度為1m～3m。現場采用人工拋填塊石鋪滿整個溝底，然后進行夯實，同時在溝槽邊開挖集水坑，將塊石夯實擠出的泥漿水用人工或水泵排走，塊石之間的縫隙則以砂礫石或砂填充，最后在塊石上澆筑一層厚度為0.15m的C20混凝土，待混凝土凝固后即可鋪設管道。

3.2. 斜坡路堤上的基礎處理

本工程管道很多地方埋設在省道的路堤上，局部地方的路堤比較狹窄且坡度較陡，路堤邊緣也沒有護坡，直接開槽埋管可能存在安全問題，特別是在雨季，路面上的積水沖刷路堤上的管道基礎，可能出現管道架空甚至滑移等，對輸水管道的安全產生嚴重不利影響。對于這種局部不利情況，本工程采用人工挖孔灌注樁作為基礎架設鋼管，每隔10～12m設置一支墩，明敷鋼管采取適當的保護措施。

本工程在各方的共同努力下歷時百余天基本完工，在全線管道水壓試驗合格后，于2013年1月底正式通水，為大悟人民春節用水提供了有力保障，受到了建設方和大悟人民的一致好評。通過管道水壓試驗和正常供水期間的觀測并未出現結構安全問題，說明在本工程中采用的結構設計方案是實用可行的，為長距離給水管道設計和施工提供了可靠的經驗。

參考文獻

[1] 《給水排水工程結構設計手冊》（第二版）中國建筑工業出版社，2007.

[2]《給水排水工程埋地鋼管管道結構設計規程》CECS141：2002 中國工程建設標準化協會，2003.

[3] 《柔性接口給水管道支墩》10S505 中國計劃出版社，2010.

篇（5）

市政給排水工程的質量直接關系著整個城市的給排水系統，對于城市的正常運行、道路建設、交通運輸安全的作用巨大。因此，相關的從業單位要重視市政給排水管道工程的重要性，在設計結構方案時，綜合考慮實際的工程狀況，尤其是場地周圍、氣候變化、地下管線和電纜的情況，在保證工程施工質量的同時，避免其他因素影響給排水管路工程設計方案的實施。

一 現場踏勘

市政給排水管路工程的建設距離相對較長，需要穿過城市密集區，施工場地周圍的周圍車輛對施工帶來了極大的不便，如果施工之前現場勘察工作不到位，就會對管道工程建設中可能面臨的困難估計不足，進而影響了施工質量和施工進度。在市政給排水管路工程中，要綜合考慮復雜的交通狀況和城市地下電線的分布，結構設計人員應當和給排水施工人員、專業預算人員、市政交通人員一同進行實地的工程概況勘察，了解管道線路的通過地帶的交通狀況和地質概況，必要時在施工圖上對于個別的疑難地段重新踏勘。

二 測量和地勘要求

測量和地勘要求是要準確的了解給排水管路沿線的地質狀況、地形外貌和地下水水文狀況，另外提供準確的地形和水文地質資料。

2.1 勘探點間距和鉆孔深度

勘探點的應均勻的分布在管道的中線上，不得偏離中線，同時根據的地質的變化和施工現場的狀況確定合理的間距，一般采用的間距是30到100米，對于地形較為復雜的地段，適當的縮小間距。此外鉆孔的深度要達到管道埋設深度的1m以下，到管道周圍的水位較高或者是河流周圍時，要增加鉆孔的深度，一般要求鉆孔深度在河床沖刷深度以下2―3m。

2.2 提供勘探成果要求

查明管道埋設深度內的土層的特性、地層成因、巖石厚度等，并明確劃分不同地質的分界線，同時調查的巖石強度和分化破碎程度對于給排水管道的影響，判斷巖石是否會破壞管道的結構，調查管路沿線發生土層斷裂、滑坡、崩塌、泥石流的概率以及發展趨勢，并判斷對于給排水管路的威脅指數；查明管道沿線的地下水位的水文狀況，查明垮河流岸坡的穩定性，河床兩側的底層巖石和洪峰淹沒范圍。

三 結構設計內容

3.1結構形式

管道結構的設計形式應當由給排水專業機構完成，同時在結構設計匯總參考管道的用途，對于管道中輸送的不同液體，確定是給水還是排水工程，選用不同的設計標準。而且管道的工作環境、管道的規格、輸送液體的流量、埋設深度、地下水文狀況、經濟指標等方面的因素也是結構設計中必須要考慮的因素。鑄鐵管、玻璃鋼管等；而非承壓管道采用混凝土管、鋼筋混凝土管、砌體蓋板涵、現澆鋼筋混凝土箱涵等；污水管路的結構設計選用的是大口徑的管路，而且優先使用抗腐蝕能力強的管道，如玻璃鋼管、UPVC 管、PE 管等。對于特殊的負荷承載較大的路段，要采用抗壓能力強的管道，如橋梁、河渠、公路段等局部地段非承壓管也采用鋼管等形式。

3.2結構設計

根據管道施工中管道規格、埋設深度、地面承載力等工程條件，嚴格計算管道的強度和剛度，同時提供管道壁厚、管道等級、結構配筋圖，對于特殊要求的管道，要進行加固處理，保證其強度和剛度符合實際的工程使用，并根據實際情況選用加固措施，確定加固的位置和程度，在給排水管道中，常采用的加固措施是混凝土包管。

3.3敷設方式

敷設方式的選擇應當結合埋置深度、地面地下障礙物確定，通常采用的敷設方式有：溝埋式、上埋式、頂管及架空等，當工程的不便于采用溝埋式敷設方式時，可以用頂管和架空方式，總之，施工方式的選擇要參照實際工程狀況。

3.4抗浮穩定

部分市政給排水管路施工中，會出現地下水位較高的情況，尤其是在施工期間降水較多或者施工地區的氣候多雨等，管道敷設的地段會出現漂浮現象，嚴重影響了管路施工的質量。因此在結構設計中要重視抗浮措施，避免這一現象的出現。

3.5抗震設計

3.5.1 場地和管材的選擇

在結構設計中，管路基線的選擇要盡量避開抗震性能不足的場地、地基，減少對管路結構完整性的破壞，如果是不可避免，則必須要對這一地段的地基進行特殊處理，同時選用抗震性強、抗拉性強、延展性強的管道，并做好管道的防腐蝕工作，避免由于土層振動、位移對管路結構產生影響。

3.5.2 構造措施

在管道結合處設置柔性連接，砌體材料要滿足管道結構要求的抗震強度，增強整體的抗震性能和結構剛度，減少地震的影響形變。對于圓形給排水管設置不小于120度的混凝土管基，管道接口采用鋼絲網水泥帶，管道穿越構筑物時應在管道與套管的縫隙內填充柔性填料。

3.5.3 地基處理

對于特殊地段的地基處理至關重要，首先要測定地段的工程參數，畫出地基處理的平、縱斷面圖，注明樁號、基底高程、溝槽范圍、地下水位等，確定需要處理的地基范圍，然后根據測量的數據，根據不同的地質情況和厚度采用合理的處理方法，如：換填、拋石擠淤、砂石擠密、水泥攪拌樁、灰砂樁、木麻黃樁等方法。

四 給排水管道設計中的其他問題

除了加強市政給排水管路的結構設計工作，還要采取一些措施，避免給排水管路中出現堵塞現象，具體的措施如下：

4.1在用戶管線出口建立格柵

工程建設中出現的纖維、塑料等沉積物、懸浮物、漂浮物的存在給管道建設、維修、疏通等作業帶來了極大的困難，特別是抽升泵站中如果進入漂浮物就會造成水泵葉輪堵塞、磨損損壞現象的發生，雖然已經采取了減小格柵條之間的間距 ，但是還是不能避免更小的雜質進入。為了解決上述問題，建議在庭院或住宅小區的管道出口處設置簡易人工攔污格柵，定期進行清理、清掏，從源頭上控制漂浮物進入市政管網，以減輕市政管網維護管理的工作量。

4.2在檢查井井底設置沉淀池

要革新傳統的檢查井方法，將井底改為沉淀式，井底下沉 30～50 cm。這樣中的沉積物多數會沉積在檢查井中，不至于流入下游管段，只要定期清掏檢查井內的沉積物即可，減少了管道維護作業的工作量。這種做法也可用于雨水檢查井。

4.3在檢查井內設置閘槽

給排水管路中的流量和流速均較大，對管道的維修工作帶來諸多不便，為了方便維護作業，建議干管的管道交匯處檢查井、轉彎處檢查井或直線段的每隔一定距離的檢查井內根據需要設置閘槽，利用閘槽控制水流的流量，當有施工需要時，便利用閘槽切斷給排水管路的水流，為維修施工帶方便。

五 總結

市政給排水工程質量好壞直接影響到了整個城市的發展狀況，對城市運作、道路建設、交通安全等多個方面都有顯著的作用，但是在實際的工程中，市政給排水管道建設中存在著較多的結構問題，所以在工程結構設計中，要綜合考慮施工周圍環境、地下電網鋪設等因素，保證管道結構設計的科學性，全面性。以上是本人的粗淺之見，由于本人知識水平有限，文中如有不當之處還望不吝賜教。

[參考文獻]

篇（6）

在普遍工業設備和天然氣等設備中，運輸材料最便捷的途徑就是管道運輸，這種運輸方式已經在此領域被多出運用起來。在普遍工業中每天對管道的應用不計其數，因此極易導致管道生銹、出現裂縫等情況，為了有效解決這一現象必須對管道進行定期的檢查和修理。本文提到的管道機器人就是為管道檢修量身定做的機械，它能夠準確的找到生銹和出現裂縫的位置。能源自給式機器人分為兩種，一種是有纜一種是無纜。其中有纜式管道機器人，這種管道機器人行程范圍小，精準度不高，而無纜式管道機器人其能量主要來自于蓄電池，雖然行程范圍廣泛，但是蓄電池的電量有限，因此，無纜式機器人的行程范圍仍然有限。

針對這一問題，本篇文章根據現實中的一些創意來將這些想法應用到新型管道機器人的設計上，根據此創意設計出的機器人主要是靠其管道中含有的流體不斷流動來產生能源。當機器人停止運動時，這種流體就開始發電，為蓄電池補充能量。

二、管道機器人的設計方案闡述

（一）管道機器人設計時應注意的事項

能源自給式管道機器人與有纜機器人和無纜機器人不同，以下是在傳統管道機器人設計基礎上對能源自給式管道機器人設計的一些要求。

（1）維持能源自給式管道機器人正常運動的動力是其內部流體流動產生的能量，這些能量的產生能夠保障機器人的運動。

（2）在管道機器人的設計中必須要對其運動速度加以控制，要設計控制速度的機械裝置。

（3） 能源自給式管道機器人是在無纜式管道機器人的基礎上加以改進，無纜式管道機器人不能自己為蓄電池充電，而能源自給式管道機器人可以將管道中的流體運動轉換成電能，為蓄電池充電。

（4） 在設計機器人的過程中要對其設置自主更換前進方向的能力。這種能力能夠在機器人行進到分叉管道時被有效運用起來，它能使機器人自主找到能夠前進的管道，并且自主調節前進方向。

（二）管道機器人的總體方案設計

下面是管道機器人的總體方案設計，假設管道中的流體成分為氣體，那么可以以上文的設計要求為依托，將機器人的機械結構設計成具有自給功能優勢的管道形式，如下圖1所示。能源自給式機器人從本質上來看，就是能夠進行能源的自動生產及運轉，因此此結構組成必然要設有發電、本體、及導向結構，而發電實際上就是將氣體運轉環節產生的動能轉化成電能，從而為機器人本身的能動性提供電能基礎。由圖1所示發電部分涵蓋著風輪、變速齒輪和發電機。機器人內的本體結構能夠其系統運行及電能存儲提供基礎條件，導向部分主要是由電磁鐵和導向頭共同組成，其主要是幫助機器人順利調轉方向。根據圖1可以看出三部分之間主要是靠一組彈簧來鏈接，彈簧外部包有蒙皮，該設計能夠最大化的減少第七題與機器人之間存在的摩擦，使機身保持相對穩定的狀態。與此同時還在發電部分和主體部分安裝三個支撐輪組件。

三、新型能源自給式管道機器人發電部分的設計

本小結重點闡述了新型能源自給式管道機器人的發電部分。主要器件有葉輪、發電機、齒輪機構和充電電池等。其中葉輪是管道機器人中發電部分的關鍵部件，主要作用是在葉輪中有流體流入時，能夠帶動葉輪轉動，同時還能夠為管道機器人提供推力。另一點，當流體與葉輪表面發生接觸時，壓力降也會伴隨而來，而壓力降在機器人的機械結構中是主要的推動力來源。因此，將發電機外殼設計成流線型，方便流體的順暢流入。此外為了使機器人能夠在窄小的管道中順利運行，特此選擇面積小，體積小的發電機。這種發電機的轉子直徑為30mm，與之相對應的配套有齒輪傳動機構。

四、支扮輪組件的設計

篇（7）

中圖分類號:TU992文獻標識碼:A文章編號:1009-2374(2009)10-0024-02

近年來在國家建設部積極培育和引導下,我國無壓埋地塑料排水管行業有了迅速的發展。塑料管道在市政工程建設項目的雨、污排水工程中得到了廣泛的應用,但在化工企業項目中腐蝕性污水排水管的應用仍需要加強和引導。目前國家對環境保護非常重視,聚乙烯纏繞結構壁管道系統將管道和檢查井連接在一起,組成了一個封閉的管道系統,做到不滲不漏,大大地減少了污染,而且安裝快捷方便,在化工企業排水的應用中體現出非常優越的性能。現已經成功應用的有內蒙古大路煤化工基地的污水管道系統,石家莊維生藥業有限公司的排水系統,河北鉻鹽化工廠的排水系統等多家化工企業,運行效果良好,下面就聚乙烯纏繞結構壁管道系統的技術特性、設計和安裝進行介紹和討論。

一、聚乙烯纏繞結構壁管道系統的技術特性

聚乙烯纏繞結構壁管道系統由聚乙烯纏繞結構壁管和檢查井構成。聚乙烯纏繞結構壁管是以高密度聚乙烯為主要原料,采用熱態纏繞成型工藝,以聚丙烯單壁波紋管為輔助支撐結構制成的特殊結構壁管材。管材標準長度為6米,管內徑范圍為ф300～ф3000mm。該管材具備配套管件及檢查井可組成完整的管道系統,且獨有的同材質承插口電熔連接技術保證了管道系統100%無滲漏,管道使用壽命長;并具有耐腐蝕、綠色環保、重量輕、柔韌性好等優點。下面是該管材技術的特性:

(一)熱態纏繞成型熔縫質量高

聚乙烯纏繞結構壁管是從擠塑機口模擠出的190℃的平料帶和U型料帶,按預定的位置均勻的纏繞在加熱的滾筒模具上加工制成,保證了結構壁管熔接縫質量。特別是結構設計中平料帶的熔接縫被包覆支撐管所覆蓋,提高了管材的整體質量。

(二)具有零滲漏的優異連接性能(獨一無二的一體化連接技術)

聚乙烯纏繞結構壁管的連接采用在承口預埋電熔絲同材質承插電熔連接技術,連接質量高,接口零滲漏,保證了管道整個系統運行的安全性,避免了因接口滲漏造成地下水污染和路面塌陷等問題的發生,延長了道路的使用年限。同時有效地保護了土質和地下水源不受污染。

(三)聚乙烯纏繞結構壁管道系統配件齊全

聚乙烯纏繞結構壁管可以用纏繞的實壁管二次加工制成各種配套管件、檢查井等,如二通、三通、四通等,與管道連接組成完整的管道系統。

(四)抗腐蝕、耐老化、使用壽命長

高密度聚乙烯具有極強的耐化學藥品腐蝕和侵蝕的能力,因此聚乙烯纏繞結構壁管在輸送腐蝕性流體或在腐蝕性土壤中敷設時,不需防腐處理,環保性能大大優于其它管材,在化工企業的排水應用中體現出非常大的優越性。

(五)安裝性能優異

聚乙烯纏繞結構壁管重量輕,便于運輸;溝槽開挖土方量小,不需混凝土墊層和混凝土管基,驗槽合格后即可直接敷管,可做到邊開挖、邊下管、邊回填,安裝方便快捷,大大縮短了工期。可采用閉氣檢驗代替閉水試驗,既加快了驗收速度,又節省了閉水試驗中繁雜的工作和大量的試驗費用。

二、聚乙烯纏繞結構壁管的管道系統設計

(一)聚乙烯纏繞結構壁管材的設計及計算

聚乙烯纏繞結構壁管道工程首先用CECS164:2004標準進行驗證設計,核實無誤后再用用德國排污協會ATV-A127靜力計算方法校核,設計出合適的管材型號用于管道工程。管型的選擇可以利用靜力計算軟件系統,根據每個工程中不同管段的地形、埋深、土質、荷載及有無地下水等工程條件的變化,連續選擇最適合每一個管段的管材型號,達到最優化設計,從而節省工程投資。選定的每一個聚乙烯纏繞結構壁管產品都要進行短期(1分鐘)和長期(50年)的強度、剛度、穩定性校核,以滿足管道系統的安全可靠。

(二)聚乙烯纏繞結構壁管道系統的計算和設計

1.管道系統的計算。根據化工企業項目管道和工程條件選定管型后,按照排水管道系統的施工圖設計圖紙中每個井段的長度和坡降的設計值計算出整個管道系統中每一井段的實際的有效管道長度,并計算每一管段中的非標準長度管的有效尺寸。然后根據施工圖設計圖紙每個檢查井的直徑、標高及支管的管徑和標高計算每個檢查井的高度及支管的位置、方向和有效尺寸,并標明各個支管的有效長度和流水方向。

2.管道系統的設計。工程項目中排水系統的每個檢查井的直徑、流水方向和接入管支管的位置、方向和管徑都不盡相同,根據前面的計算結果,對每個檢查井分別進行設計,設計圖紙中應標明檢查井的高度、主管道的長度、流水方向,以及其它接入管的直徑、長度、位置和方向。將所有檢查井設計完畢后,進行整個排水管道系統管線的安裝設計,畫出管道系統的安裝圖。

三、聚乙烯纏繞結構壁管道系統的安裝和驗收

聚乙烯纏繞結構壁管道系統的安裝重點是管道與檢查井的連接,因該管材的連接方式是承插口電熔焊接連接,所以管道安裝必需按照一個方向進行順序安裝。經過幾年的應用,累了一些安裝施工的經驗,施工工藝總結如下:

(一)聚乙烯纏繞結構壁管道及檢查井下槽

管道溝槽驗收完畢后,按照管道系統設計圖紙將管材和檢查井按要求的次序和位置下槽,將管材、檢查井平穩地放在溝槽內,管材插口方向為流水方向。

(二)管道系統的對接和調整

管道和檢查井對接之前要將管材的電熔絲抽頭位置調整至正上方,檢查和核對管材和檢查井的尺寸、編號是否符合設計圖紙的要求,并仔細檢查電熔絲是否完好,對管道的承、插口工作面全部都要擦洗,保證工作面干燥、清潔。再對管道和檢查井進行對接,調整管道及檢查井的中心線與設計中心線重合,以保證整條管線與設計走向一致。

(三)管道系統的焊接

聚乙烯纏繞結構壁管道系統采用承插口電熔焊接的接口方式。管道及檢查井的焊接是整個電熔焊接工藝的關鍵工序,由專業作業人員全過程監控。使用專用電熔焊機,對于不同直徑的管道,調整電熔焊機的工作時間和焊接電流,在冬季和夏季氣溫變化較大的時候,可對焊接時間進行適當調整(增加或減少),來滿足工藝要求。當管道接口表面溫度低于60度時才可以拆除鎖緊夾具,達到常溫時按施工規范的要求進行回填。

(四)管道系統的驗收

對管道嚴密性檢驗可采用閉氣或閉水兩種試驗方法。在北方缺水地區管道嚴密性檢驗一般采用閉氣檢驗,可參照CECS19:90《混凝土排水管道閉氣檢驗標準》。在南方地區一般采用閉水試驗,可參照GB50268-97《給水排水管道工程施工及驗收規范》。采用以上兩種方法各有優劣,我們推薦采用閉氣試驗,因為采用閉氣試驗,不需用水,且不需要24小時浸泡時間,成本低,進度快。

四、聚乙烯纏繞結構壁管道系統在化工排水中的應用示例

這幾年聚乙烯纏繞結構壁管道系統在化工排水中的應用較多,幾個典型的工程應用示例如下。主要有內蒙古大路煤化工基地的污水管道系統,石家莊維生藥業有限公司的排水系統,河北鉻鹽化工廠等。

1.內蒙古大路煤化工基地污水管道系統,工程條件為:沙土地,覆土深度8-10米,有地下水且靠近黃河,設計管材型號為ISO標準SN4級別,管徑有DN1600、DN1400、DN1200、DN1000、DN800、DN600、DN500等,主要應用在包括緯一路、緯二路、緯四路、緯六路、緯七路、錦園路等幾條區內道路的污水管道工程中,由近十公里管道和200多個檢查井組成了一個整體封閉的的污水管道系統,目前已投入使用且運行良好。

2.石家莊維生藥業維有限公司的排水管道系統,包括山梨醇生產、維C生產車間及廠內主排水管道三條排水管道,設計管材型號為ISO標準SN2級別,管徑有DN1000、DN800、DN600、DN500 DN400、DN300等,使用了近5公里管道和100多個檢查井。維生藥業的生產廢水酸性很強,使用聚乙烯纏繞結構壁管道系統后效果很好。

3.河北鉻鹽化工廠的生產廢水有很強的腐蝕性和污染性,幾年來在新上項目及改造項目中使用DN300～DN800了聚乙烯纏繞結構壁管道和管件系統,有效地保護了企業周圍的耕地和環境不受污染。

五、結語

通過以上的討論和敘述,聚乙烯纏繞結構壁管道系統在化工排水中的應用體現了優越的性能。經過近幾年在多個化工企業排水工程中的實際應用,顯示了聚乙烯纏繞結構壁管道系統能夠保證地下污水管網的安全使用和運行,有效保護地下水資源和生態環境,為國家的可持續發展保駕護航。

篇（8）

中圖分類號：TE52 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）01（a）-00-01

在深水油氣田勘探開發過程中，結構導管主要作用是為水下井口和水下防噴器等設備提供支撐作用。導管的入泥深度和鉆具組合的設計是深水噴射成功的關鍵因素，該文對噴射鉆入法的關鍵影響因素進行了研究，并結合深水現場作業實踐經驗進行了分析，對深水導管噴射鉆入作業具有一定的指導作用。

1 噴射作業關鍵技術

1.1 入泥深度確定

一般要準確確定結構導管具體下深，需要對目標井位進行井場調查，經過土工試驗分析確定海底淺層土體的抗剪強度，然后根據導管作業載荷，通過下式計算確定導管具體下深：

式中Q：導管承載的重量；Qf：導管表面摩阻力；TD：導管設計下深；x：導管單位長度；ML：泥面；f：單位面積摩阻力；As：導管側面積；c：土壤剪切強度；fox：安全系數；a：噴射鉆井后，受擾動土壤剪切強度的安全系數，一般取值10%～40%。公式中單位采用國際單位制。

經過井場調查地質取芯計算得出的土壤剪切強度往往是地層非擾動抗剪切強度，而實際作業過程中，由于噴射鉆井導致結構導管周圍土壤遭到破壞，受擾動土壤抗剪切能力往往比原土壤低很多，雖然抗剪切強度恢復很快，但實際計算時，往往取一個安全系數a，一般為原地層抗剪切系數的10%～40%。

1.2 鉆具及鉆頭設計與選擇

噴射鉆具組合主要考慮噴射鉆井作業結束后繼續鉆進的需求，與下一開鉆具組合設計一樣，只是在鉆具組合上端安裝與導管頭連接工具，噴射到位后與導管脫開繼續鉆進。鉆具組合中一般都安裝隨鉆測量工具，一邊隨時監測井斜變化，根據工作需要有時也安裝隨鉆測壓工具，以便及時了解環空泥漿當量循環密度變化等。

噴射鉆井鉆頭相對位置及尺寸的選擇對噴射鉆井的成功與否至關重要。目前深水作業，部分作業者習慣將鉆頭控制在導管鞋以內30.48～45.72 cm，也有很多作業者習慣將鉆頭伸出導管鞋15.24～25.40 cm。鉆頭在導管鞋以內還是伸出導管鞋，主要取決于地層的軟硬，一般如果地層較松軟，往往選擇將鉆頭控制在導管鞋以內，如果地層相對較硬，則將鉆頭伸出導管鞋15.24～25.40 cm，目前世界上大多數作業者選擇將鉆頭伸出導管鞋，但同時保持鉆頭水眼在管鞋以內。

2 導管下沉預防及處理辦法

導管下沉是深水鉆井的重要事故之一，主要原因是對該地區地層承載能力認知不足或由于操作不當引起，尤其在探井和評價井階段更容易發生，主要是沒有準確的井位土壤資料分析。

2.1 設計階段導管下沉的預防措施

對于新區塊第一口導管尺寸及噴射深度的設計要非常慎重，新區塊一般要做重力取樣，并要充分借鑒臨近區塊土壤數據或者噴射鉆井實際情況，對于易出現導管下沉區塊，增加導管尺寸比增加噴射深度要更好。如果已鉆井導管尺寸較大，可以適當增加導管入泥深度，每增加一根導管則增加15%的支撐力，另外對于導管容易出現下沉的井，可以考慮安裝泥墊，增加支持力，也可以增加設計浸泡時間。

2.2 噴射結束后發生導管下沉的技術措施

如果作業結束后，發生導管下沉至無法滿足作業要求時，可通過上提導管或者重新接回連接工具并上提導管至設計預留高度，增加浸泡時間6～8 h，如果繼續出現下沉可以考慮再嘗試上提一次并進一步浸泡時間。該方法仍無法滿足要求時，一般只能起出導管按照設計階段預防措施執行或采用鉆入+固井的方式下入導管。

3 結語

（1）導管入泥深度確定和鉆具組合選擇是影響深水表層噴射鉆井成功與否的關鍵因素。對于新區探井，需要在考慮表層重力取樣結果基礎上，充分參考鄰井資料來確定導管入泥深度。（2）為防止深水表層作業發生結構導管下沉事故，可采取的措施包括增加導管外徑，在保證導管能順利下入的前提下增加入泥深度，并可在井口頭位置安裝防沉板，增加導管噴射到位后的浸泡時間。

篇（9）

Abstract: the groove support is the guarantee piping installation and groove surrounding environment safety of groove of the retaining wall to strengthening and protection measures. The article mainly in haikou agriculture architectural history and cultural blocks, drainage groove supporting design and construction are discussed.

Key words: the historical and cultural blocks,; Drainage pipe; Groove support; Design; construction

中圖分類號：E223文獻標識碼：A 文章編號：

前言

2007年3月，國務院將海口列為國家歷史文化名城。海口市歷史上作為連接我國內陸與東南亞地區的重要樞紐，形成了特色鮮明的文化沉淀。舊城區現存的幾條民國時期所形成的南洋風格特色騎樓街巷，是作為海口城市由古老城鎮發展為沿海繁華商業城市的歷史見證，具有很高的文化價值和藝術價值。保護歷史遺存，挖掘城市歷史文化特色，恢復歷史城區活力，是海口城市發展需要重點考慮的問題。

根據海口騎樓建筑歷史文化街區保護與綜合整治規劃，海口市人民政府適時地提出了對騎樓建筑歷史文化街區內五條老街及一些巷弄進行保護和綜合整治的工作要求，在工作目的中強調了改善區域基礎設施條件、完善市政等配套設施的要求。要達到以上工作目的，設計中采用分流制及截流式合流制相結合的排水體制，其中五條主要老街（中山路、大興西路、博愛北路、新華北路、解放東路）的街區排水均采用雨污分流制。這五條老街均具有以下特點：

第一，街道兩側均為上世紀20、30年代修建的騎樓建筑，具有很高的保護價值，同時由于使用時間較長，房屋總體質量較差。

第二，街道下各類管線密集，老管線的敷設由于沒有相應規劃控制，凌亂不堪，同時原有地下管線，地下設施的檔案資料由于涉及部門多范圍廣很難調查清楚，造成排水布設難度較大。

第三，五條老街位于海口市海甸溪南岸，區域地下水位較高，地質狀況不甚理想，給排水管道施工帶來極大的不便。

上述狀況都給排水管道的設計和施工帶來了一定的困難。如何合理地對騎樓建筑歷史文化街區排水管道溝槽進行設計，確保安全經濟是整個綜合整治項目的難點。

一、溝槽支護特點

1.溝槽支護具有不確定性

隨著城市建設的快速發展，地下各種設施管線也越來越密集，原有地下管線，地下設施的檔案資料由于涉及部門多范圍廣很難調查清楚。溝槽支護工程又受周邊建筑和地下設施的影響很大，使支護結構設計施工和基坑開挖前無法準確查明。在溝槽支護結構施工或基坑開挖過程中，有些事先不明、無法預料的周邊條件和地質條件的變化，往往給工程帶來很大的麻煩，甚至造成嚴重后果。給國家和單位造成了巨大的經濟損失和不良的社會影響。

2.技術綜合性強

溝槽支護技術是給排水專業工藝、巖土力學與結構力學的結合。工程技術人員既要有豐富的給排水工程專業設計施工知識和經驗，又要有一定的巖土力學結構專業知識和經驗；同時支護設計與施工方法選擇受地域地質條件影響很大，因此需要具有相當豐富的施工經驗和對當地地質情況的深入了解。

3.溝槽支護具有臨時性

溝槽支護結構大多為臨時性結構，其作用僅是在溝槽開挖和管道安裝施工期間，保證溝槽周邊建筑物、道路、地下管線等環境的安全和本工程管道安裝的順利進行，其有效使用期往往很短。

二、工程概述

海口市騎樓建筑歷史文化街區保護與綜合整治工程（一期）包括海口市五條老街（新華北路、解放東路、博愛北路、大興西路、中山路及中山橫路），本次建設項目的目標是：達到城市街道設施完善、空間完整有序、交通便捷順暢、環境整潔美觀、街道空間富有特色和識別性，使海口市騎樓建筑歷史文化街區的形象有較大改觀，提升歷史文化街區整體形象價值，增強歷史文化街區的對外吸引力。

由于海口市騎樓老街兩側建筑的特殊性，同時考慮到項目沿線地下水位較高，為了防止管道溝槽施工過程中對兩側騎樓建筑的影響，建設業主特委托我們進行專項溝槽支護設計。本次設計溝槽長度為1525m。

三、 支護設計原則

在確保支護結構的安全、保證溝槽周圍道路及建筑物安全的前提下，做到經濟合理，滿足國家建設工程的有關法規和規范要求，施工可行方便，盡量縮短工期，滿足土方開挖及地下管線施工的技術要求。

四、工程地質條件

1. 地形地貌

擬改建道路沿線穿過的原始地貌為南渡江三角洲沖積平原，地勢平坦。道路沿線的地面高程為2.51m～4.19m。

整個路段為海口主要商業街，道路狹小，商店林立，熱鬧非凡，人流和車流量頻繁。

地層結構及基坑支護設計采用巖土參數

經勘察查明，鉆探深度范圍內，各道路沿線地層自上而下依次為雜填土層(Qml)、第四系全新統河流沖洪積相（Q4al+pl）、下更新統海陸交互相沉積層(Q1mc)。

基坑支護設計采用巖土參數見下表。

地基土設計參數建議 （表1）

五、水文地質條件

在勘探深度范圍內道路沿線地下水有一層，主要是賦存于第①層雜填土、②粉砂、第③層粗砂層中，為第四系松散層孔隙潛水，其補給來源主要接受大氣降水和美舍河、海甸溪側向入滲，排泄途徑主要是地表蒸發和向海甸溪滲流，本次勘察期間測得地下水穩定水位為0.80m左右。根據街道居民反映的情況，地下水年變化幅度約0.5m。

六、溝槽支護設計方案比選

參照巖土工程勘察報告及相關規范規程并結合相關類似工程經驗，根據溝槽開挖至回填間隔時間短的特點，按各路段所處周邊環境及挖深的不同，有針對性的選擇適合其施工的支護方案。

由于騎樓街道間距較窄，同時道路兩側許多騎樓古建筑基礎較淺，建筑擴大基礎邊緣甚至已進入機動車道內緣，因此在本項目中采用明開槽放坡方式開挖不甚合適，本設計均采用直槽加支護方式對溝槽進行施工。

根據管線橫斷面布置，為了縮短施工工期，減少對民眾的影響，雨污水采用合槽方式進行施工。

篇（10）

關鍵詞： 道路橋梁；橋頭搭板；結構設計方法

Key words: road and bridge；transition slab at bridge head；structure design method

中圖分類號：U44文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2012）15-0107-01

0引言

為了避免路面和橋臺之間出現錯臺，最常用的一種辦法就是通過設置搭板，所以，借助于合理的設計橋頭搭板的結構，對搭板的長寬厚和深埋進行科學合理的調整，可以能夠更好地實現和體現優越的道路橋梁橋頭搭板結構設計。

1設計橋頭搭板結構之最基本的原則

1.1 土基位于橋頭過渡段的土基，一定要均勻、密實并且穩定。對于對突擊強度和穩定性產生負面影響的地面或者地下水，要及時的攔截或者排出。填土，情況正常的，要求干燥或者中濕，太濕的話，就會影響到穩定性或者強度，在壓實度方面，填土也應該是足夠的，也應該符合當前的規范性要求，建議為95%。

1.2 對地基承載力的深度要求路基在橋頭的填土，高度一般較高，速度要求較快，在這樣的作業模式下，就不能夠很好的活著很順利的將地基水排出去，地基承載力也有可能不足，進而埋下隱患，所以需要特殊處理地基，比如粉噴樁或換填土。

1.3 墊層對于墊層材料的選擇，一個最基本的選取原則就是就地取材，為了盡可能的避免因為地基本身的軟弱性對墊層或者基層產生污染，乃至將地下水隔斷，需要鋪設合成的材質作為隔離層到路基的頂面。一般對于墊層來講，最小厚度應該是15厘米。墊層的寬度應該超越基層每側25厘米，或者同寬與路基。

1.4 搭板連接橋梁和路面的地方，可以按照具體的公路等級、結合具體的建造經驗，按照最終的要求，選擇設置或者不設置搭板。一般來講，位于搭板下面的加強層，其厚度在2米以上，長度會超越搭板1米左右，材料的選擇應該與底基層相同，適當提高路堤。長期的實踐告訴我們，為了有效的防止路基出現沉降，可以加固處理臺背填方，作為本身的作者，有如下的建議，基層到土基之間的壓實度符合95%的要求。如不進行搭板設置，可以鋪筑瀝青路面或者具有過渡性的由混凝土制成的塊。

2設計搭板

2.1 搭板埋置深度和搭板型式對搭板進行分類管理，它有如下三種主要的類型：臺階型、變厚度和等厚。按照搭板埋置的深淺不一，可以將其劃分為低、中、高置三種。一般來講，高置式的搭板在頂面上是與橋臺齊平的；低置式，其搭板遠臺端的頂面位于路面基層的下方，對于路面鋪設來說非常的有利；如果為中置式，則遠臺端搭板的頂面介于基層和面層之間。

2.2 搭板的長度在確定搭板具體的長度的時候，下面四個條件必須要予以考慮：①出現了沉降現象之后，搭板縱坡產生的變化值應該在最大容許值的范圍之內；②搭板本身的長度需要在跨越臺后，對棱體長度產生破壞；③填土前預留下的缺口之傷口長度，應該在搭板長度的跨越范圍之內；④必須要能夠保證搭板的有效受力長度。除此之外，結合對搭板進行的動力響應分析，我們知曉越長的板長就越有利于搭板受力。正常地說，搭板長度要設定在5米之上，對于中小橋，一般是6到8米，對于大橋來說，一般是8到12米。

2.3 搭板的寬度具體施工的過程中，對于一般的搭板來講，其邊緣應該離石邊緣有大約半米的距離，盡可能的窄化處理，在上面對搭板動力進行響應分析的基礎上，我們知道伴隨著不斷增加的板寬，需要慢慢增大位移，但在兩個方向上，板底最大彎處的拉應力則呈現減小的趨勢。此外，如果搭板本身比較窄，行駛的時候，車輪就可能走在縱向邊緣的位置，損害搭板受力情況，所以，在寬度上，搭板應該與橋面保持一致。

2.4 搭板的厚度具體的分析搭板動力產生的響應，可以清晰的滯銷，伴隨著不斷增大的板厚，位移會出現稍微的縮減，但是位于板底的拉應力,則出現了稍稍的增大現象。基于板頂出現的位移情況，可以反向推算板厚,板底配筋能夠幫助將板底彎拉應力有效的解決掉。

2.5 橋臺與搭板之間的連接橋臺是搭板近臺端放置的位置，借助于錨筋將橋臺和搭板之間很好的連接起來，填入瀝青瑪蹄脂到橋臺和搭板之間的結合處，避免滲入水分。路基是搭板遠臺端放置的位置，路基出現或者發生沉降現象之后，在縱向層面上，搭板可能會出現滑移，所以需要設置錨栓在搭板和臺頂之間，加強處理位于遠臺端的地基，盡可能的將局部沉降現象減小，為了提升維修的效果，需要設置灌漿孔以及檢查孔在近臺端。

2.6 設計搭板配筋在設計搭板配筋的時候，需要考慮或者依據的一個關鍵因素為搭板底面上的最大彎拉應力。按照具體的構造提出或者產生的要求、按照實際的搭板受力復雜狀況、按照路基本身的沉陷狀況、結合重載類型的交通產生的影響，在具體的設計過程中，按照工程的要求，主筋直徑被適當加大，主筋間距被適當縮小，使用雙層配筋。

2.7 枕梁枕梁的架設具有諸多積極有益的一面，包括分布荷載到地基上，增加在橫向層面上搭板抗彎的剛度。諸多相關的資料告訴我們，對于有效的改善枕梁的承載能力、提升枕梁下部路基本身的承載能力來講，如果能夠設置水泥石屑樁或者碎石樁到位于枕梁下面的路基中的話，效果將非常的明顯，對于這個部位發生沉降現象來說，也能夠有效的減少。諸多實踐性的結果告訴我們，這種方法成本低，效果顯著，所以對于設置搭板來講，可以做成兩種主要的類型：設枕梁或者不設枕梁。如果選擇設枕梁的類型，又可以再進一步的被劃分為設水泥石屑樁或者碎石樁以及不設水泥石屑樁或者碎石樁。對于上面三種不同的類型，可以結合具體的實踐，檢驗各種類型的具體效應。

3結論

總而言之，對于橋頭跳車問題的解決，搭板本身的長寬高以及埋置的深度都發揮著至關重要的作用，其有助于更好的實現搭板、路面與路基之間的合理有效組合，有助于橋頭跳車現象更好的、更高水平的預防，并且最終科學高效的解決這一現象。

參考文獻：