[发明专利]一种埋置式管道结构及施工方法

说明书

本发明公开了一种埋置式管道结构及施工方法，它主要通过设置砂砾垫层、水泥混凝土垫层、土工格栅等结构来加强软土管道的地基强度，并具有如下优点：一是沿梯形断面的沟槽按照梯形状布置土工格栅，梯形两腰的土工格栅能承受竖向拉力，有效克服软土局部不均匀沉降产生的管道悬空破裂，并消除管道内液体或气体泄漏的安全事故；二是纵向土工格栅支撑管道和轻质胶结材料回填总体减少工后沉降；三是土工格栅价格低廉、性能优越，计算方法原理清晰、科学合理、简捷实用，可节约管道地基的处理费用，提高安全质量性能。因此，本发明是一种构造简单、施工便利、费用低廉、安全可靠的埋置式管道结构，其结合相应的施工方法，具有较高的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明涉及一种管道建设领域，具体是指一种埋置式管道结构及施工方法。

背景技术

管道作为一种长距离输送液体和气体等物资的运输方式，可省去水运或陆运的中转坏节，具有缩短运输周期、降低运输成本、提高运输效率等使用优点。而埋置式管道是管道建设的一种形式，建筑领域的给排水管道也是管道运输的一种。在软土地基上建设埋置式管道，管道地基一般与场地的处理方法相同，但由于管道结构的特殊性，以及受软土不均匀沉降的影响，容易导致管道破裂泄露液体或气体，酿成安全事故，而且破裂后的管道修复也相当困难，故管道地基必须采取加强措施，以避免或减少出现埋置式管道不均匀沉降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷而提供一种构造简单、施工便利、费用低廉、安全可靠的埋置式管道结构及施工方法。

本发明的技术问题通过以下技术方案实现：

一种埋置式管道结构，包括在软土上开挖的沟槽和埋置在沟槽内的管道，所述的沟槽具有梯形断面，沟槽底部设有填筑的砂砾垫层、浇筑在砂砾垫层上的水泥混凝土下垫层和浇筑在水泥混凝土下垫层上的水泥混凝土上垫层；所述的管道铺设在水泥混凝土上垫层顶面，管道的两侧和顶部均设有回填料，该回填料上依次铺筑基层、土工格栅和面层；所述的水泥混凝土下垫层和水泥混凝土上垫层之间，以及沿梯形断面两腰纵向铺设有土工格栅，且该土工格栅按照梯形断面沿基层顶面向两侧延伸固定。

所述的砂砾垫层底部软土局部最大沉降后，每节管道的长度，土工格栅沿纵向形成变形曲线，土工格栅的最大变形量为，要求土工格栅和管道、面层最大沉降量应满足工后沉降要求，即，水泥混凝土垫层和砂砾垫层、软土脱离不接触时土工格栅受力最大，即无砂砾垫层和软土反力；为了简化计算，土工格栅沿梯形断面两腰的竖向拉力与水平纵向拉力的相互影响忽略不计，同时不计土工格栅与水泥混凝土下垫层、水泥混凝土上垫层之间的摩阻力；由于土工格栅仅承受拉力不受弯矩，其上结构和面层以上荷载为，沿梯形断面两腰的竖向拉力合力为，式中为土工格栅竖向拉力与伸长比例系数；在纵向单位宽度截取截面，土工格栅在荷载和竖向拉力合力的共同作用下，计算公式如下：

公式一、

对上式两次微分，则

为了简化计算，用近似拟合，即

则

最后得到上述以为对称轴的土工格栅变形曲线方程；

公式二、

公式一、公式二中的各符号定义为：

——管道底部水泥混凝土下垫层与水泥混凝土上垫层之间的土工格栅一半长度，采用每节管道的长度或通过试验确定其长度，；

——管道底部水泥混凝土下垫层与水泥混凝土上垫层之间的土工格栅至管道开挖出梯形断面基层顶部的高度，；

——管道底部水泥混凝土下垫层与水泥混凝土上垫层之间的土工格栅一半长度的竖直变形，；

——管道底部砂砾垫层和软土的局部最大沉降，；

——土工格栅变形近似拟合的待定系数；

——单位宽度土工格栅竖向拉力与伸长比例系数，；