竹银水源系统工程pccp管线止推系统分析

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1、doi：10．3969／j．issn．1001—9235．2010．01．0102010年第1期·PEARLRIVER人民珠江竹银水源系统工程PCCP管线止推系统分析傅志浩，李先维，董肖侠(中水珠江规划勘测设计有限公司，广东广州510610)摘要：珠海竹银水源系统工程采用了长约7．36km的PCCP管线。根据地形变化，线路上设置了诸多水平、竖向弯头，在这些地方水流将对管道产生不平衡推力，因此需在管线上设置止推系统。根据工程的特点，对管线的止推结构进行了优化比选，并最终确定了限制性接头与镇墩相结合的组合形式，对同类工程的设计

2、工作具有一定的参考意义。关键词：PCCP；止推系统；珠海竹银中图分类号：TV68；TV22文献标识码：B文章编号：1001-9235(2010)O1-0034-030前言若摩擦力和土的被动土压力不足以平衡推力，则必须设置止竹银水源系统工程由取水泵站、输水管线、竹银水库及推装置。PCCP管道的止推形式通常主要有以下几种“J：已建平岗泵站改建等部分组成。其输水管线PCCP管段长约a)镇墩，通过设置混凝土镇墩来承担止推力。7．36km，钢管长约806m。工程线路依据地形布置，因此b)小转角管道锁定，对小转角的接头，采用以一定转角

3、PCCP管段设置了许多水平弯头、竖向弯头；同时，为了运行安装或斜口管等，利用小角度管道锁定，不需要进行另外的管理还设置了连通、分水、量水等装置。在这些部位，尤其是止推设计。在弯头部位，由于压力管道敷设方向发生改变时，其节点处c)可自由转动的小转角接头。存在液体压力引起的推力，故需在管线上设置止推系统。为d)限制性接头，通过采用限制性接头(焊接接头或铠装了达到工程设计合理、运行安全、管理方便，节省投资、节约管)将几根管道连接在一起，从而增大了限制管道的摩擦力地下空间资源，为今后发展留有余地，有必要对该管线的止来抵抗推力。推系

4、统进行优化比选。e)前述几种止推形式的组合。1PCCP管道止推系统关于PCCP各种止推形式的优缺点及抗滑稳定的基本管道内的水压力在管道方向改变、截面改变、接头等部要求在参考文献[1]中均有较为详细的描述，本文不再赘述。位将产生水推力，如果不能对推力进行充分的限制，就会导2竹银水源工程PCCP管线止推系统分析致接头拉开，即管道功能丧失。当管道为整体性连接时(如竹银水源工程主管线(泵站至已建平岗泵站前池)为单焊接钢管道)，管道内推力可由管道自身平衡；当管道为柔性排DN2400PCCP管，管线长约7．36km。管线试水压力1．0

5、接口管时(如球墨铸铁管、PCCP管)或整体连接的管道在节MPa，全线共布置有水平弯头34个，最大转角75。；竖向弯头点附近有柔性接头时，则应采取一定的抗力措施抵抗节点处26个，最大转角14。，详细的转角设置见表1。管线上共设置的推力以满足抗滑稳定的要求。3处岔管，并根据运行管理要求设置了相应的排水、排气等功PCCP管道内的主要推力有：由管道内部水压力产生的能部件。以上这些部位和连接段均有不平衡推力产生，初步静水压力和有水的动量改变而产生的动水推力。由于大多设计中对水推力较小的小角度(转角小于5。)，拟采用PCCP数管线中水

6、流速度很低，其动水推力很小，在计算中常常忽管道自身的借转角来止推；对于水推力较大的转角，则采用略不计。发生在管道末端、出口、支管及渐缩管处的推力与限制性接头与镇墩相结合的形式来止推。管道接头处的内水压力和截面面积有关；弯管处的推力大小表1管线转角个数统计还受转角的影响，其数值由下式确定：水平转角转角个数竖向转角转角个数T=2PAsin(o12)(1)<1O。l62o2式中一静水压力；P一内水压力；A——管道横截面面2O。26o123O。61O。4积；——管道转角。45。713o4通常有两种途径来抵抗水推力：管道自重、上覆土

7、重及6o。214。4管内水重共同产生的摩擦力；支撑配件的土的被动土压力。75。l收稿日期：2009-06-15作者简介：傅志浩，男，湖北人，主要从事地下工程及水工结构方面的设计与研究工作。2．1竖向转角止推设计自重及覆土产生的摩擦力由式(3)计算。大半径竖向弯管转角接头处的上举力可由总的垂向重F=2++)(3)力抵消，止推力分析图见图I。当满足式(2)要求时不需设式中L一标准管或斜口管单位长度(按lm计算)『=一置其他的止推装置⋯。管与土之间的摩擦系数，一般较保守的取为0．3—0．5；式中其他符号含义同前。≤￡(++veo

8、)c。sf一号1(2)式中水推力；￡——标准管或斜121管的长度；——管重；——管中水重；——上覆土荷载；转角；——坡度。面图2弯管限制性接头的止推力分析图I当水推力较大时，设置镇墩可增大管道与后背土的接触面积，通过镇墩受到的被动土压力来抵消一部分推力。在满足地基承载力的条件下，采用镇墩与限制性接头的组