趙 亮

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)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(zhǎng)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(diǎn)建設(shè)互聯(lián)互通工程。該工程輸水管（洞）線全長(zhǎng)253.98 km，包含壓力管線總長(zhǎng)度183.75 km，隧洞長(zhǎng)69.00 km以及箱涵、明渠等多種引調(diào)水建筑物。管線管材主要為PCCP管、鋼管、球墨鑄鐵管，管線鋪設(shè)距離長(zhǎng)、揚(yáng)程高、地形情況復(fù)雜。結(jié)合工程地質(zhì)報(bào)告分析和線路的實(shí)地觀測(cè)，設(shè)計(jì)對(duì)管道斷面形式進(jìn)行了細(xì)化，以達(dá)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(shè)深度

根據(jù)工程所處地段凍土深度較淺的特點(diǎn)，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(shè)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(jié)合工程實(shí)際情況，當(dāng)溝槽無(wú)排水和支撐要求時(shí)，最小底寬按如下方式確定：管徑小于500 mm，管道外徑兩側(cè)各加300 mm；管徑在500~1 500 mm之間，管道外徑兩側(cè)各加500 mm；管徑大于1 500 mm，管道外徑兩側(cè)各加750 mm。

2.3 溝槽開挖邊坡

溝槽開挖邊坡視地質(zhì)條件而定，對(duì)于地質(zhì)條件較好、土質(zhì)均勻、地下水位低于溝槽底面高程，且開挖深度在5 m以內(nèi)、溝槽不設(shè)支撐的情況，溝槽邊坡最陡應(yīng)符合《山西省大水網(wǎng)工程有壓輸水管道標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)導(dǎo)則》（試行）規(guī)定。

巖石段開挖邊坡一般最陡為1∶0.3，實(shí)際情況需考慮具體地質(zhì)和巖石條件。

3 地基處理

東山供水工程線路較長(zhǎng)，工程線路地形環(huán)境復(fù)雜，應(yīng)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(wèn)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(shè)管道類型的不同，換填不同深度的3∶7灰土地基，壓實(shí)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(dá)到巖石與土基逐漸過(guò)渡的目的。

4 溝槽處理

根據(jù)規(guī)范結(jié)合東山供水線路中的實(shí)際地質(zhì)情況，對(duì)不同管材埋設(shè)時(shí)溝槽處理提出了不同的技術(shù)要求。

4.1 PCCP管道溝槽處理技術(shù)要求

底層基礎(chǔ)采用150 mm厚松散碎石墊層，寬度為1/2管道外徑。

管側(cè)墊層底層基礎(chǔ)以上，管基中心角120°范圍內(nèi)為管側(cè)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(shí)度不小于95%，非黏性土最小相對(duì)密度為0.75。

管側(cè)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(shí)度不小于92%，非黏性土最小相對(duì)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(shí)度不小于90%，非黏性土最小相對(duì)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(shù)要求

管道基礎(chǔ)處理需將管道底部土壤平整，管道基礎(chǔ)至管頂采用開挖料填筑，分層壓實(shí)，回填材料最大粒徑要求小于20 mm，黏性土壓實(shí)度不小于95%，非黏性土最小相對(duì)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(shí)度不小于92%，非黏性土最小相對(duì)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(nèi)壓實(shí)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(shí)度不小于90%，非黏性土最小相對(duì)密度為0.60（耕作層恢復(fù)除外）。

4.3 溝槽回填技術(shù)要求

溝槽底部至管頂以上500 mm范圍內(nèi)，回填材料中不得含有機(jī)物、凍土及大于50 mm的磚石等硬塊。溝槽回填時(shí)應(yīng)分層壓實(shí)，管道兩側(cè)對(duì)稱均勻，兩側(cè)壓實(shí)面高差不應(yīng)超過(guò)300 mm，回填土含水量宜按土類和采用的壓實(shí)工具控制在最佳含水率±2%的范圍內(nèi)。

5 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)山西省的地理地形條件特點(diǎn)，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(shè)計(jì)，對(duì)于節(jié)約工程成本、提高生產(chǎn)效率、保證施工工期及工程質(zhì)量具有重要的意義。該設(shè)計(jì)方案可為類似工程提供參考和借鑒。