浅析给水工程管道弯头支墩.doc

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1、浅析给水工程管道弯头支墩关键词：管道支墩；案例；支墩设置屮图分类号：TE832文献标识码：A给水管道支墩亦叫管道镇墩，是城市给水管网中的重要构筑物，特别是对于承插式柔性连接的管道而言。它主要是用来抵抗有压管道中的内水压力在管道转弯、三通、管端堵头及管道变径处产生的外推力，以防止管道接口松动脱节漏水，影响管道的安全运行，是给水管网中不可缺少的构筑物。笔者结合自己在给水管道工程设计施工屮的工作实际，浅析给水管道管网中管道支墩的设置。案例分析：2012年10月21口在威远县威远大道施工场地，长葫①1200引水管道66号结点及上下数

2、十米开外，地面都出现不同程度的漏水现象，其中66号节点处最大，约每小时100至200立方米，漏水量随着时间的增加而趋于稳定。检杳人员进入引水管道内部检杳，发现引水管道在66号节点正处于水平弯头900的位置，直管段与混凝土弯头连接处出现较大裂缝，结合威远大道施工需要，在混凝土弯头镇墩正后面约2.0米开挖了一个约3.0米长，2.0米宽，且超过混凝土弯头支墩底部基础深度的未浇筑的抗滑桩的情况，做出以下管道在弯头处开裂原因的判断：由于该节点给水管道的内水压为0.55MPa,约90度水平弯头产生的向外推力约为880KN,原离混凝土弯头

3、支墩后面约2.0米处开挖抗滑桩，长时间不浇筑回填混凝土，使水平弯头支墩的后背原状土遭到破坏，减小了原来用來抵抗此处水平弯头外推力的被动土压力，使管道支墩缺少了抵挡，从而使弯头与直管段脱落松动，造成了管道漏水。从该案例可见，管道弯头支墩的设置及工作条件，在管网中的重要性,在给水管道工程设计和施工过程中应引起高度重视。一、管道支墩的设置条件一般情况下，管径W300毫米的管道，且试验压力不大于1.OMPa时，在一般土壤地区的弯头、三通处可不设支墩；在松软土壤中，则应根据管中试验压力和土壤条件，计算确定是否需耍设置支墩；当管道转弯角

4、度〈100时，可不设置支墩；在管径大于700mm的管线上选用弯管，若水平敷设，应尽量避免使用900弯管；若垂直敷设，应尽量避免使用450以上的弯管；管道支墩不应修筑在松土上；利用土体被动土压承受推力的水平支墩的后背必须为原状土，并保证支墩和土体紧密接触，如有空隙需用与之盾相同的材料填实；水平支墩后背原状土的最小厚度应大于墩底在设计地血以下深度的三倍。支墩的材料一般采用大于等于C15的素混凝土或浇筑得整体性较好的片石混凝十二、管道弯头支墩的稳定性计算N二nr2P（1）r：管道内经巴内水压力（试验压力）N：管道内水压力的轴向推力

5、R=2NSin（2）R：管道内水压力的轴向推力合力（外推力）:弯头角度1、管道水平弯头支墩（见图1）外推力R由支墩底面与地基之间摩擦阻力及支墩后背被动土压力承担，并按下式计算KRWGf+Xr(h22-hl2)tg2(45o+)XL(3)式屮：K——抗滑安全系数，施工阶段取1.1,使用阶段取1・2；G——支墩自重及其上部覆土重，不覆土时仅计算支墩自重；f——支墩材料与地基土壤间摩擦系数；r——支墩底面上的土壤容重；hl——支墩顶面在设计地面以下的深度；h2——支墩底面在设计地血以下的深度；——侧面土体内摩擦角；L：支墩总长度。

6、按上式验算镇墩稳定性时，要求采用原槽浇筑镇墩混凝土。若采用大开挖立外模的施工方案时，回填土不宜利用被动土压。此时(3)式应变为;KRWGf(4)这样，镇墩混凝土耗材多，不经济。设计施工时因此尽可能考虑利用被动土压，要求原槽浇筑混凝土。2、垂直向下的竖向弯头支墩(见图2)支墩的受力状态如图外推力R的垂直分力为：Pl=NSin(5)水平分力为：P2二N(1-cos)(6)水平分力P2作用下，按上述水平弯头支墩进行验算。垂直分力作用下按下式验算：KP1WG1+G2(6)式屮：K——抗滑安全系数G1——镇墩自重G2——另加压重，采用

7、锚筋锚固时即为锚筋拉力。式中未计入相邻管道的自重，及管内水中，偏于安全。同时为了工程造价经济节约，管线设计施工时应尽可能将弯头偏角控制在较小范围之内，或选择岩石地基布置弯头，以便设置锚固钢筋。另外在垂直向下的竖向弯头混凝土支墩屮，还应适当配置箍住管身的倒U型构造钢筋。3、垂直向上竖向弯头支墩(见图3)受力状况如图3所示，外推力R由地基承担，但由于支墩底面积较大,地基承载能力一般没有问题，但对于非岩石地基或地基承载力较差的基础，则需采取措施防止变形。结语：在给水管道工程设计施工中，根据工程施工现场实际情况和需要，做好给水管道支

8、墩设置，修筑，对保障管道的安全运行，节约工程投资，具有积极的意义。同时在地下埋置管道周边，特别是弯头附近开挖施工时，要及时了解隐蔽埋置管道情况，经过论证对给水管道无影响时方可允许有条的施工。参考文献：[1]钟淳昌，戚盛豪简明给水设计手册•屮国建筑工业出版社，2002.