地下管道

荷載

作用在地下管道上的荷載，主要有管道自重、管內(nèi)介質(zhì)壓力、豎向和水平土壓力、地下水壓力、地面活載（交通荷載）產(chǎn)生的豎向和水平壓力以及地震作用等,其中除管自重和管內(nèi)介質(zhì)壓力外,都直接或間接地與管道周圍土體發(fā)生關(guān)系。土體不僅對管道施加荷載，而且對管道的變形起約束作用。圓形或橢圓形管道受到豎向土壓后，豎向直徑減小，水平向直徑增大，但由于管道被土體包圍，因此產(chǎn)生水平土壓力。鋼筋混凝土、鑄鐵、石棉水泥管等剛性管的剛度大，豎向和水平向變形都很小,由此引起的土的彈性抗力很小。因此,作用在管道上的水平土壓力通常按主動土壓力計算。對鋼管、波紋鋼管、玻璃管等柔性管，在豎向土壓力作用下，其變形可達(dá)管直徑的2～5%，相應(yīng)的水平向變形受到土的彈性抗力的約束，從而使管道對豎向土壓力的承載能力相應(yīng)提高。

集中系數(shù)

管道上的豎向荷載應(yīng)等于管道上部土體重量乘以大于1的系數(shù),這個系數(shù)稱集中系數(shù)。在中國一般采用1.05～1.4。而當(dāng)槽寬很窄或不開槽埋管時,由于管道上部土體受到兩側(cè)土體的向上摩擦力，因此管道上的豎向荷載應(yīng)等于管道上部土體重量乘以小于 1的集中系數(shù)。柔性管管體的豎向變位較大，上部土體之間摩擦力影響不大，豎向土壓力取管道上部土體重量。

土體密實度的影響

土體的相對沉降和彈性抗力取決于土的性質(zhì)和密實度。因此，對開槽埋設(shè)的管道，應(yīng)要求管道兩側(cè)回填土的密實度達(dá)到90%以上，對柔性管應(yīng)達(dá)到95%以上。管頂上部的回填土亦應(yīng)根據(jù)不同部位提出相應(yīng)的密實度要求，使作用在管道上的土壓力值減小到最低限度。

地面車輛的作用

當(dāng)管頂覆土較薄時，應(yīng)考慮地面車輛通過土體傳到管道上的壓力。由于車輛以集中力的形式作用在地面上，因此，可采用布森涅斯克彈性半無限體理論來計算。在實用上可簡化為分布角方法，即假定地面集中荷載按與豎直線成30°～45°的分布角往下均勻傳播。當(dāng)管頂覆土超過2米時,車輛荷載的影響可以不計。

圓管荷載計算簡圖

對圓形剛性管道，一般是將豎向和水平土壓力作為均布壓力作用在管道頂部和兩側(cè)，基床反力在支承角2α范圍內(nèi)按均布或按一定的分布規(guī)律作用在管道上。當(dāng)為土基床時可采用拋物線圖形，如為混凝土基床則接近于均布甚至兩側(cè)反力大于管底反力。由于施工條件的限制，土基床的支承角2α≤90°,而混凝土基床的支承角2α最大可達(dá)180°，因此采用混凝土基床能提高管的承載能力，在工程實踐中亦有人采用根據(jù)試驗結(jié)果提出圓管上的土壓力和土基床反力為圓弧形的假定。 對柔性管道，由于土的彈性抗力的作用，其兩側(cè)的荷載圖形可用拋物線表示，在管中心處壓力值最大。土的彈性抗力的大小，可根據(jù)兩側(cè)回填土的實測數(shù)據(jù)和工程實踐的經(jīng)驗來確定。

斷面計算

根據(jù)彈性理論求得管道各斷面內(nèi)力后，按強度選擇斷面尺寸?；炷痢摻罨炷梁皖A(yù)應(yīng)力混凝土管尚需進(jìn)行抗裂度驗算和控制裂縫寬度的計算。鋼管還應(yīng)驗算穩(wěn)定性和剛度。計算自應(yīng)力混凝土管和鑄鐵管的強度，有時需做標(biāo)準(zhǔn)管段的強度對比試驗。凡工廠生產(chǎn)的各種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格管，常按廠方提供的技術(shù)指標(biāo)，核算管道的承載能力。

管道地基

開槽埋管時，管道地基上的附加荷載很小，因此只需把管道安放在可靠的原狀土層上，地基可不作處理。但如果管道敷設(shè)在回填土、淤泥上，或在被施工超挖、原狀地基被破壞的土層上，則必須對地基進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚砗蟛拍芊蠊?。?dāng)管道沿長度方向通過不同地層或相鄰區(qū)段，其豎向荷載變化較大時，管道沿縱向可能產(chǎn)生較大的不均勻沉陷，應(yīng)該用柔性接口或沿縱向?qū)Φ鼗M(jìn)行處理，以防止管道斷裂。

環(huán)形斷面管多為工廠生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，分節(jié)運到現(xiàn)場就位安裝和進(jìn)行接口，同時支模和灌筑管基混凝土，這樣可加快施工進(jìn)度和保證工程質(zhì)量。

預(yù)制混凝土圓管和預(yù)制鋼筋混凝土圓管

均為工廠制作的機制管，用離心法、懸輥法和立式擠壓法制造。管內(nèi)徑小于 400毫米時采用混凝土管；大于 500毫米時采用鋼筋混凝土管。中國在70年代已生產(chǎn)和敷設(shè)管徑為2000毫米左右的大口徑管道。圓管的壁厚為內(nèi)徑的1/12～1/10，混凝土標(biāo)號不低于300號,鋼筋大部用冷拔低碳鋼絲。平口管接口可用水泥砂漿或鋼絲網(wǎng)水泥砂漿抹帶；企口管接口用膨脹水泥或石棉水泥填實；當(dāng)防滲要求較高時宜用預(yù)制或現(xiàn)場灌筑的混凝土套環(huán)接口，在管接口部分用水泥砂漿，膨脹水泥或石棉水泥等材料填實。

預(yù)應(yīng)力混凝土管

內(nèi)徑為 400～1400毫米的管子可用于工作壓力為0.4～1.2兆帕的管道中；當(dāng)工作壓力小于0.4兆帕?xí)r,最大管徑可達(dá)4000毫米。采用承插式接口和圓形斷面膠圈密封止水。有管心繞絲和立式振動擠壓兩種制管工藝?；炷翗?biāo)號不低于400號,預(yù)應(yīng)力鋼筋用高強冷拔鋼絲。

自應(yīng)力混凝土管

用于工作壓力為0.4～1兆帕的輸水管道。內(nèi)徑100～600毫米。采用承插式接口和圓形斷面膠圈密封止水。這是一種利用膨脹水泥張拉鋼筋而產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力的鋼筋混凝土管。

鑄鐵管

用于工作壓力不超過 1兆帕的輸水管道。分低壓管(小于0.45兆帕)、普壓管(0.45～0.75兆帕)和高壓管（0.75～1兆帕）三種,管徑可達(dá)1200毫米。有連續(xù)鑄造和砂型鑄造（直立式和離心式）兩種制管工藝。

鋼管

用于工作壓力為 1兆帕以下的輸水、輸油和輸氣管道，管內(nèi)徑可達(dá)3000毫米以上。當(dāng)內(nèi)徑大于1600毫米時可在管壁上焊剛性環(huán)以減小管壁厚度。采用焊接接口。

磚石管道

用于無內(nèi)壓的輸水和排水管道，斷面形式一般為矩形或拱形。由于地方性材料磚、石價廉，施工方便，且管道大小可根據(jù)地形和流量任意調(diào)整，因此，磚石管道為中國各地區(qū)普遍采用。矩形斷面的凈寬可達(dá)4米左右，高達(dá)3米。拱形斷面一般有上部為半圓，下部為直墻的馬蹄形和多圓心形兩種形式,凈寬可達(dá)4米左右。

磚石管道大多用混凝土或鋼筋混凝土底板，矩形斷面管道的頂板也采用鋼筋混凝土預(yù)制板。由于磚石砌體的抗?jié)B能力差，一般用水泥砂漿抹面防滲，因此，不宜用于防滲要求高的管道。磚石砌矩形管道還可用作地下通行和半通行的暖氣和電纜溝。

鋼筋混凝土管道

用于防滲要求高的大中型輸水排水管道?，F(xiàn)場灌筑的大尺寸管道,其工作內(nèi)壓可達(dá)0.2兆帕?xí)r，內(nèi)徑較大。中國已建的大型單孔矩形斷面凈寬達(dá)8.5米，凈高達(dá)4.2米；雙孔斷面中每孔的凈寬和凈高分別達(dá)7米和3.5米。中型的矩形和拱形斷面也可采用預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)。

北京6月14日電 記者14日從中國政府網(wǎng)獲悉：近日，國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于加強城市地下管線建設(shè)管理的指導(dǎo)意見》，部署加強城市地下管線建設(shè)管理。

《意見》指出，近年來，地下管線建設(shè)規(guī)模不足、管理水平不高等問題凸顯，一些城市相繼發(fā)生大雨內(nèi)澇、管線泄漏爆炸、路面塌陷等事件，嚴(yán)重影響了人民群眾生命財產(chǎn)安全和城市運行秩序。為此，要把加強城市地下管線建設(shè)管理作為履行政府職能的重要內(nèi)容，全面加強城市地下管線建設(shè)管理。

《意見》提出，要在2015年底前，完成城市地下管線普查，建立綜合管理信息系統(tǒng)，編制完成地下管線綜合規(guī)劃。力爭用5年時間，完成城市地下老舊管網(wǎng)改造，將管網(wǎng)漏失率控制在國家標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)，顯著降低管網(wǎng)事故率，避免重大事故發(fā)生。用10年左右時間，建成較為完善的城市地下管線體系，使地下管線建設(shè)管理水平能夠適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要，應(yīng)急防災(zāi)能力大幅提升。

根據(jù)《意見》，要加強規(guī)劃統(tǒng)籌，嚴(yán)格規(guī)劃管理。開展地下空間資源調(diào)查與評估，制定城市地下空間開發(fā)利用規(guī)劃，組織編制地下管線綜合規(guī)劃。原則上不允許在中心城區(qū)規(guī)劃新建生產(chǎn)經(jīng)營性危險化學(xué)品輸送管線，其他地區(qū)新建的危險化學(xué)品輸送管線，不得在穿越其他管線等地下設(shè)施時形成密閉空間，且距離應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。

要統(tǒng)籌工程建設(shè)，提高建設(shè)水平。統(tǒng)籌安排各專業(yè)管線工程建設(shè)，力爭一次敷設(shè)到位。嚴(yán)格控制道路挖掘，杜絕“馬路拉鏈”現(xiàn)象。在36個大中城市開展地下綜合管廊試點工程，提高綜合管廊建設(shè)管理水平。嚴(yán)格規(guī)范建設(shè)行為。對于可能涉及危險化學(xué)品管道的施工作業(yè)，建設(shè)單位施工前要召集有關(guān)單位，制定施工方案，明確安全責(zé)任，嚴(yán)格按照安全施工要求作業(yè)，嚴(yán)禁在情況不明時盲目進(jìn)行地面開挖作業(yè)。

要加大老舊管線改造力度。改造使用年限超過50年、材質(zhì)落后和漏損嚴(yán)重的供排水管網(wǎng)。對存在事故隱患的供熱、燃?xì)?、電力、通信等地下管線進(jìn)行維修、更換和升級改造。對存在塌陷、火災(zāi)、水淹等重大安全隱患的電力電纜通道進(jìn)行專項治理改造，推進(jìn)城市電網(wǎng)、通信網(wǎng)架空線入地改造工程。

要加強維修養(yǎng)護(hù)，建立地下管線巡護(hù)和隱患排查制度。對地下管線安全風(fēng)險較大的區(qū)段和場所要進(jìn)行重點監(jiān)控；對已建成的危險化學(xué)品輸送管線，要按照相關(guān)法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范嚴(yán)格管理。制定應(yīng)急防災(zāi)綜合預(yù)案，提高事故防范、災(zāi)害防治和應(yīng)急處置能力。加強城市窨井蓋管理，落實維護(hù)和管理責(zé)任，采用防墜落、防位移、防盜竊等技術(shù)手段，避免窨井傷人等事故發(fā)生。

要開展普查工作，完善信息系統(tǒng)。城市地下管線普查實行屬地負(fù)責(zé)制，各城市要在普查的基礎(chǔ)上，建立地下管線綜合管理信息系統(tǒng)。

《地下管道腐蝕與漏損控制》全面、系統(tǒng)地介紹了地下管道腐蝕與漏損基礎(chǔ)知識及管道測腐、測漏、腐蝕與漏損控制等方面知識。全書共九章，主要包括管道腐蝕與漏損控制分析方法、防腐層隔離法控制地下管道內(nèi)外壁腐蝕、外加電流法陰極保護(hù)控制地下管道腐蝕、犧牲陽極法陰極保護(hù)控制地下管道腐蝕、排流保護(hù)法控制地下管道雜散電流干擾腐蝕、多種方法綜合運用控制管道內(nèi)壁腐蝕、地下管道腐蝕控制措施評價、地下管道漏損檢測與控制、地下管道堵漏與搶維修等，內(nèi)容緊密結(jié)合現(xiàn)場實際，具有很強的實用性和可操作性。

《地下管道檢測與評估》內(nèi)容涉及地下管道評估方案設(shè)計，模型選用原則、數(shù)據(jù)采集及處理，現(xiàn)場檢測技巧和運營風(fēng)險控制軟件編制。

楊印臣，1982年1月畢業(yè)于華東理工大學(xué)(本科)，從事管道輸配安全研究和管理工作20余年，管道防腐高級工程師，注冊安全工程師，安全評價師，監(jiān)理工程師。建設(shè)部“十五”攻關(guān)項目《城市燃?xì)夤艿腊踩珷顩r評估系統(tǒng)》技術(shù)負(fù)責(zé)人，已出版《地下管道和儲罐管理維護(hù)實用技術(shù)》和《地下管道腐蝕控制和檢測評估》等專著。