東山供水工程有壓輸水管線斷面設計

趙 亮

（山西省水利水電勘測設計研究院，山西 太原 030024）

1 工程概況

東山供水工程是“山西大水網(wǎng)”第五橫晉中—長治線“晉中南部供水體系”的規(guī)劃工程，是山西省“十二五”期間重點建設互聯(lián)互通工程。該工程輸水管（洞）線全長253.98 km，包含壓力管線總長度183.75 km，隧洞長69.00 km以及箱涵、明渠等多種引調水建筑物。管線管材主要為PCCP管、鋼管、球墨鑄鐵管，管線鋪設距離長、揚程高、地形情況復雜。結合工程地質報告分析和線路的實地觀測，設計對管道斷面形式進行了細化，以達到減少泵站和管材損耗，便于施工，減少拆遷的目的。

2 溝槽開挖

2.1 管道埋設深度

根據(jù)工程所處地段凍土深度較淺的特點，考慮外部荷載、管材性能、抗浮要求及與其他管道交叉等因素，確定管道埋設深度不小于1.5 m。

2.2 溝槽開挖寬度

溝槽底部開挖寬度按照管徑的不同確定，結合工程實際情況，當溝槽無排水和支撐要求時，最小底寬按如下方式確定：管徑小于500 mm，管道外徑兩側各加300 mm；管徑在500~1 500 mm之間，管道外徑兩側各加500 mm；管徑大于1 500 mm，管道外徑兩側各加750 mm。

2.3 溝槽開挖邊坡

溝槽開挖邊坡視地質條件而定，對于地質條件較好、土質均勻、地下水位低于溝槽底面高程，且開挖深度在5 m以內、溝槽不設支撐的情況，溝槽邊坡最陡應符合《山西省大水網(wǎng)工程有壓輸水管道標準化設計導則》（試行）規(guī)定。

巖石段開挖邊坡一般最陡為1∶0.3，實際情況需考慮具體地質和巖石條件。

3 地基處理

東山供水工程線路較長，工程線路地形環(huán)境復雜，應根據(jù)地基條件的不同，采用不同的處理方式。

3.1 濕陷性黃土地基處理

工程面臨的主要地基處理問題是濕陷性黃土地基。濕陷性黃土地基濕陷類型可分為自重濕陷和非自重濕陷兩種。根據(jù)埋設管道類型的不同，換填不同深度的3∶7灰土地基，壓實度要求不小于95%。PCCP管道自重濕陷性黃土地基換填1 000 mm，非自重濕陷性黃土地基換填500 mm；鋼管、球墨鑄鐵管等柔性管道自重濕陷性黃土地基換填500 mm，非自重濕陷性黃土地基換填300 mm。

3.2 巖基段地基處理

巖基段超挖厚度350 mm，采用開挖石渣料回填，以達到巖石與土基逐漸過渡的目的。

4 溝槽處理

根據(jù)規(guī)范結合東山供水線路中的實際地質情況，對不同管材埋設時溝槽處理提出了不同的技術要求。

4.1 PCCP管道溝槽處理技術要求

底層基礎采用150 mm厚松散碎石墊層，寬度為1/2管道外徑。

管側墊層底層基礎以上，管基中心角120°范圍內為管側墊層范圍。采用開挖料填筑，其中粒徑小于1 mm的材料要求小于12%，黏性土壓實度不小于95%，非黏性土最小相對密度為0.75。

管側墊層以上至管頂以上500 mm為初步回填區(qū)。采用開挖料填筑，回填材料最大粒徑要求不大于50 mm，黏性土壓實度不小于92%，非黏性土最小相對密度為0.70。

初步回填以上至原地面線以下300 mm為溝槽帶回填，溝槽帶回填以上至原地面線以上150 mm為表土回填。兩者均采用開挖料填筑，回填材料最大粒徑要求不大于100 mm，黏性土壓實度不小于90%，非黏性土最小相對密度為0.60。

4.2 球墨鑄鐵管、鋼管等柔性管道溝槽處理技術要求

管道基礎處理需將管道底部土壤平整，管道基礎至管頂采用開挖料填筑，分層壓實，回填材料最大粒徑要求小于20 mm，黏性土壓實度不小于95%，非黏性土最小相對密度為0.75。

管頂以上根據(jù)管徑不同，分別回填500~1 200 mm，采用開挖料填筑，回填材料最大粒徑要求小于40 mm，黏性土壓實度不小于92%，非黏性土最小相對密度為0.70；管頂正上方區(qū)（不小于1倍管徑且不小于500 mm）范圍內壓實度為（85±2）%。

管頂回填層以上至原地面線以上150 mm采用開挖料填筑，黏土壓實度不小于90%，非黏性土最小相對密度為0.60（耕作層恢復除外）。

4.3 溝槽回填技術要求

溝槽底部至管頂以上500 mm范圍內，回填材料中不得含有機物、凍土及大于50 mm的磚石等硬塊。溝槽回填時應分層壓實，管道兩側對稱均勻，兩側壓實面高差不應超過300 mm，回填土含水量宜按土類和采用的壓實工具控制在最佳含水率±2%的范圍內。

5 結語

根據(jù)山西省的地理地形條件特點，有壓輸水管道在大水網(wǎng)工程中具有重要地位，良好的輸水管線斷面設計，對于節(jié)約工程成本、提高生產效率、保證施工工期及工程質量具有重要的意義。該設計方案可為類似工程提供參考和借鑒。