浅论湿陷性黄土地区排水管道的技术探讨

摘要 通过对我国湿陷性黄土分布区域及危害性的叙述，针对太原南站市政排水工程，介绍了湿陷性黄土地区管道基础处理的方法，管材、管道接口形式的选择、施工过程质量控制、运行维护的重点。

关键词 湿陷性黄土，排水管道，管道施工

中图分类号 ： TU81 文献标识码：A 文章编号：

Abstract： By narrating the distribution region of collapsible loess in China and its harmfulness, the paper contrapose the municipal drainage engineering of Taiyuan South Station and introduce the pipeline foundation treatment of collapsed loess, the selection of pipe and pipe joint, and the focal point of quality control during project construction, operation and maintenance.

Key Words: collapsible loess drainage pipeline pipeline construction

1引言

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在我国，黄土和黄土状土广泛分布在华北、西北等地，且地层多、厚度大。在这些地区，一般气候干燥、降雨量少，蒸发量大，属于干旱、半干旱气候类型[1]。湿陷是指黄土在一定的压力（土自重力或自重力和外力共同作用）下受水浸湿后，土壤结构发生变化和破坏并导致土壤下沉的现象，我们把被水浸湿下沉的黄土称为湿陷性黄土。我国湿陷性黄土主要分布在甘肃、青海、陕西、山西、河北及山东等地区。

随着城市化进程，西北地区各级城市开展大量基础设施建设。市政管道是市政工程重要的组成部分。在湿陷性黄土地区进行市政管道设计、施工、维护，对管道材质、接口形式、管道基础等都有特殊要求。太原南站距太原市中心约7.9公里，距世纪大道长风街约2.8公里，处在南中环路、农科北路、中心街和北营北路的合围区域。太原南站地区属Ⅱ级自重湿陷性黄土。本文通过太原南站市政排水工程的工程实践就湿陷性黄土地区排水管道的设计、施工技术进行探讨。

2管道材质

我国排水工程中常用的非金属管材主要有：钢筋混凝土排水管、硬聚乙烯加筋管（UPVC管）、高密度聚乙烯缠绕增强管（HDPE管）、玻璃钢夹砂管（RPM管）；金属管材有：排水铸铁管和钢管。

在湿陷性黄土地区，管材质地的选择应较普通地区高些。经过多种管材比选，钢筋混凝土排水管、HDPE排水管道的优点较为突出。

钢筋混凝土排水管。钢筋混凝土管制作方便，造价低等优点，在排水工程中应用极广。但具有抵抗酸、碱侵蚀性能差、管节短、接口多、搬运不便等缺点。钢筋混凝土管口径一般在300mm以上，长度在1m～3m。适用于埋深大或地质条件不良的地段。

高密度聚乙烯缠绕增强管（HDPE）。HDPE是目前市政排水管道比较倾向使用的管材，具有粗糙系数低，水流速度高，耐腐蚀，安装接头少，管材规格齐全等优点。缺点是价格相对高，抗外压差。

由于HDPE管道负载和受力的要求，当管径大于DN1000mm时，管壁将大大加厚，造成一次性工程造价过高。本次太原南站市政排水工程D≥1000mm均采用钢筋混凝土管，以降低工程造价。

3管道接口

目前钢筋混凝土排水管的接口形式有：平口、刚性企口、承插口和柔性企口。由于平口管和刚性企口管施工效率低，抗震性能差，地基移位会使接口拉开，导致路面塌陷受损。所以这两种接口在工程中已基本不采用。承插口和柔性企口因其接口采用橡胶圈密封止水，是柔性连接，抗震性能好，可有效抵抗地基不均匀沉降。

HDPE排水管道接口主要有承插式柔性接口、电熔连接、热熔连接等。电熔连接、热熔连接对施工技术要求比较高；承插式柔性接口应用广泛、操作简便。

湿陷性黄土地区的管道接口应严密不漏水，并具有柔性。本工程钢筋混凝土排水管、HDPE排水管道均采用承插式橡胶圈接口。

4管道基础处理

湿陷性黄土对建、构筑物的破坏影响较大。湿陷性黄土的特点是天然强度很高，垂直开挖3~5m基槽槽壁短时间也会是稳定的，但如果与水接触，如地表水下渗、管道漏水、降雨等因素往往会导致强度大大降低，土与水混合形成胶体流动，引起土体大面积塌陷，进而影响建、构筑物基础的稳定，使其出现不均匀沉降[2]。因此在湿陷性黄土地区实施排水管道时，必须进行基础处理。

4.1地基处理

根据多年工程实践与总结，湿陷性黄土地基处理主要有4种方法。

（1）夯实法：对管道下的土层原土翻松，洒水夯实整平，使管道紧密地铺设在夯实的地基上，夯实厚度20~30cm，密度应大于1.6g/cm3。

（2）土垫层法：施工时将沟槽内土挖出，配成最佳含水量后，再分层夯实至设计标高。

（3）灰土垫层法：沿着整个管线长度铺填夯实一条灰土垫层，灰土垫层比例宜为：白灰：黄土=3:7或2:8，厚度一般为30cm。

（4）地沟铺设法：将整个管道铺设在地沟里。

根据太原南站地区工程地质情况，工程采用灰土垫层法。此方法是目前太原湿陷性黄土地区排水管道设计应用较广泛的地基处理方法，已建成的\"建设南路排水工程、朝阳街、大东关街排水工程\"等均采用此法，没有出现因排水管道漏水造成路面塌陷的现象[3]。

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