濕陷性黃土室外管綜交叉做法的研究

熊慧玲

（華南理工大學建筑設計研究院有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引言

據我國科學院地質研究所和北京大學地理系所編制的中國黃土分布圖，我國黃土分布面積為635280km2，其中濕陷性黃土面積約占3/4。主要分布在北緯33°～47°[1]。溫陷性黃土在我國分布很廣，主要分布在山西、陜西、寧夏、甘肅大部分地區以及河南的西部。此外，新疆、山東、遼寧、青海、河北以及內蒙古的部分地區也有分布，但不連續。主要為在上覆土層自重應力作用下，或者在自重應力和附加應力共同作用下，因浸水后土的結構破壞而發生顯著附加變形的土，屬于特殊土。給排水管道的設計應以地質情況、地基處理情況及土建的防水措施為前提進行綜合考慮[2]。濕陷性黃土分為自重濕陷性黃土和非自重濕陷性黃土，特別是Ⅲ、Ⅳ濕陷性黃土，室外管道若直接敷設，管道泄露，嚴重的會造成局部范圍內地塊下沉，同時由于室外給水壓力管道主要包括給水、消防和供熱管道，地塊下沉會引起范圍內其他給水管道的斷裂，特別是北方地區給水管道均位于當地冰凍線以下，一旦出現斷裂，維修困難。這無疑給工程建設增加了經濟成本、施工難度以及技術復雜程度。因此室外管線的布置，以及管道交叉處的防水措施尤為重要。

本文主要以具體的工程項目為例，提出由于建設用地條件有限及項目排水現狀條件等限制因素，室外給水壓力管道采用管溝敷設，室外排水管道與給水壓力管溝交叉時的一系列措施，以及室外給水管道采用管溝敷設后，與電氣專業電纜管道的交叉措施，并且總結經驗，以期為后續相似工程概況的設計人員提供參考。

1 工程概況

項目位于甘肅省蘭州市，為原有園區基礎上二期新建項目。項目園區土質為Ⅳ自重濕陷性黃土，冰凍線為相對標高正負零以下1.4m，由于整個園區一期已有現狀室外管道，因此二期新建的室外管網要綜合考慮一期現狀管網的遷移以及二期管網接入一期的問題。根據業主要求，給排水及暖通專業的壓力管道二期均要以管溝的型式室外敷設，由于一期的室外給排水及其他專業管道未采取管溝敷設，僅按照規范要求凍土層以下直埋，因此二期管道采用管溝敷設時，會遇到排水管道和管溝交叉、電氣管線與管溝交叉的情況，如圖1 所示。根據一期的施工圖紙，二期室外雨水排水終點需接入一期雨水檢查井，接入檢查井埋深為2.525m，考慮到二期給水壓力管采用的管溝有壁厚及結構基礎，同時給水管道還需要位于冰凍線以下，因此在給水管溝和雨水管道交叉處需要單獨考慮交叉做法；根據提供的市政污水接駁井條件，污水管道末端檢查井埋深不應大于3.325m，室外污水管道與雨水管道問題相同，給水管溝和污水管道交叉處同樣需要單獨考慮交叉做法。同時通過與電氣專業溝通，室外電纜不設管溝，采用穿鍍鋅鋼管埋地的敷設方式，管線做混凝土包封，敷設于凍土層以下，因此室外工程應提供水電管道交叉處的節點大樣，便于施工方在后期施工時提前考慮。

圖1 室外雨、污管道與管溝交叉

2 室外管線交叉措施

2.1 濕陷性黃土室外防水措施

在具體設計時需要提前做好資料收集工作，并嚴格按照國家現行規范標準要求來提高給排水工程設計的質量，使其在滿足基本功能的同時，還具有較好的經濟性[3]。水是引起建筑物濕陷的主要因素，往往由于給排水管道、工藝管道的滲漏，引起建筑物的濕陷事故[4]。根據濕陷性地區的設計規范要求，濕陷性黃土地區室外給水、排水管道宜布置在防護范圍外，布置在防護范圍內的地下管道，應采取防水措施。

本項目土質為Ⅳ自重濕陷性黃土，參照現有濕陷性黃土地區給排水圖集，應選用C 型防水鋼筋混凝土檢漏管溝。圖2 為C 型防水鋼筋混凝土檢漏管溝，根據業主要求本項目室外給水壓力管道均采用管溝的方式敷設。在設計中通過與結構專業的溝通，發現圖中的檢漏管溝由于圖集編制時的設計依據已經換版更新，但檢漏管溝相應的圖集并未更新，導致圖集大樣中選用的構件需要按照現行規范進行復核。通過結構專業復核，本項目室外給水管溝依然采用鋼筋混凝土做法，管溝采用C 型鋼筋混凝土管溝，管溝做法及材料配筋根據管溝尺寸及行車情況從圖集《濕陷性黃土地區給水排水檢漏管溝04S531-2》中選取，圖集大樣中HRB335鋼筋由相同直徑HRB400 鋼筋替換，混凝土采用C35混凝土替換，抗滲等級P8，如圖3 所示。側壁保護層厚度不小于35mm，底板保護層厚度不小于50mm，表面防護采用聚合物水泥砂漿，厚度不小于5mm，基礎墊層采用強度等級C20 的100mm 厚聚合物水泥混凝土，3:7灰土采用1:7 水泥土替換。同時由于室外工程管溝敷設范圍龐大且管溝較長，由于不是整個廠區均進行處理，因此需對管溝敷設范圍的地基進行處理。濕陷性黃土地基處理包括墊層法、強夯法、擠壓法、預浸水法及其他方法，地基處理方法要兼顧地質情況、處理成本和后期運營等因素[5]。本項目室外工程在施工前對地基的處理如下，地基進行夯實處理，強夯厚度不小于管溝底以下3m，處理范圍超出底板外邊緣不小于3m，壓實系數不小于0.94，地基承載力特征值不小于100kPa。強夯后在基底設置300mm 厚水泥土墊層。

圖2 C 型防水鋼筋混凝土檢漏管溝

圖3 室外給水壓力管溝

由于設計中不同專業之間有交叉，規范的更新往往影響的不僅僅為本專業，本項目設計中及時與結構專業溝通，通過結構專業的復核，根據現場實際情況與現有規范，對尚未更新的圖集做法進行了修正，明確了選用構件在用料、尺寸等參數上的更替原則，綜合提出了室外管溝在做法上應該注意的問題，提出了可行性的解決法案，合理有效的避免了后期因用料等一系列問題導致的施工問題及成本造價的浪費。

2.2 室外給排水管溝交叉措施

本項目為二期新建，二期室外管網均需與一期現狀管網接駁，新建管網由于室外雨水、污水管網末端排水檢查井埋深受限，同時本項目的室外給排水管道需要設置在冰凍線-1.4m 以下，給水管網同時還要采用管溝的方式敷設，導致雨污管道無法完全位于給水管溝下方，因此需盡量避免給水管溝與排水管道的交叉，必須交叉的地方采用排水管道穿管溝的方式，水管穿管溝需要與結構專業溝通復核。圖4 為室外排水壓力管溝交叉措施，根據管溝內需要排布的管道以及各管道間距，選擇合適的管溝寬度，由于管溝寬度與整段室外排水管道相差很大，同時室外排水管道坡度為i=0.003，排水管穿管溝內的一段可近似按水平考慮。排水管考慮管道壁厚，通過計算可得穿管溝處雨水管底相對標高為-2.11m，污水管管底相對標高為-2.74m。圖5 為道路雨水口排水穿管溝做法，由于雨水和污水管道都需要穿管溝，以埋深較深的管道為準，為了方便后期結構專業對管溝的配筋等進行復核以及避免出現非標準管溝對后續施工造成的一系列問題，參照國標圖集，管溝寬度B=1200mm 時，同時考慮污水管道埋深，管溝的溝深選擇H=2000mm。排水管開洞這段管溝整體埋深要比普通管溝深，因此需在管溝兩端設置相應的鋼筋混凝土檢漏井或閥門井。與常規的管溝相比，為了保證排水管道的穩定性，管道開洞處以及管溝內均考慮進行加固，通過結構專業復核，排水管道管徑對管溝配筋沒有影響，管道開洞處采取加固處理，同時在管溝內部上下管道的交叉處，各管道兩端做好柔性接口。管溝內給水管道下方采用中、粗砂敷設，排水管道上下均采用C30 混凝土對管道進行加固，混凝土下方為合成高分子防水涂膜防水層。管溝采用C35 鋼筋混凝土替換國標圖集中的C30 鋼筋混凝土，基礎墊層采用強度等級C20 的100 厚聚合物水泥混凝土替換圖集中C15 混凝土，3:7 灰土采用1:7 水泥土替換。

圖4 室外給排水管溝交叉措施

圖5 道路雨水口排水穿管溝做法

室外給排水管道與電纜交叉時，給排水管道需位于電纜或電纜溝以下。圖6 為室外道路雨水口排水穿管溝做法，項目室外電纜不設管溝，采用穿鍍鋅鋼管埋地的敷設方式，管線做混凝土包封，敷設于凍土層以下，室外給水管溝與電纜碎石墊層預留300mm 的間距，管溝圖集中最小管溝深度為H=600mm，通過計算，管溝底相對標高為-3.45m。此段管溝相比其他管溝段要深很多，因此需要在管溝兩端設置單獨的鋼筋混凝土檢漏井對管道進行轉折。

圖6 室外壓力管道與電力管道交叉做法

3 結語

綜合上述，濕陷性黃土地區室外給水管溝與排水管道交叉時，在總體條件允許的情況下，按照給水在上排水在下，優先考慮排水管道從管溝下方穿過。若排水管道埋深受限，采用排水管開洞穿管溝也可作為一種解決措施，管溝及基礎需經過結構專業復核，對管溝和管道的加固進行深化調整。同時排水管穿管溝同樣存在缺陷，一旦管道出現問題，穿管處的管道后期維修的成本較大，因此在管道交叉處，排水管兩端需額外進行加固。在設計時根據不同的項目情況，應該因地制宜的選擇合適的相應措施，保證室外管網合理性和可行性的前提下，同時滿足各方需求，進行科學的設計工作，采取不同的方式最大限度優化室外管網。