序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

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中圖分類號： TU81 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

一、水龍頭防凍裂結(jié)構(gòu)的防凍裂原理分析

因外接結(jié)構(gòu)與水龍頭的防凍裂結(jié)構(gòu)和原理相同 下面僅以水龍頭的防凍裂結(jié)構(gòu)為例來闡述它們的防凍裂原理

1、常溫下防凍裂結(jié)構(gòu)的密封與調(diào)節(jié)

如圖1 所示 常溫下 亦指氣溫處于水的冰點(diǎn)以上溫度 管道內(nèi)的水處于液體狀態(tài) 我們此時(shí)可根據(jù)管道內(nèi)的水壓來調(diào)節(jié)彈力調(diào)節(jié)壓塊12 的松緊 當(dāng)擰緊彈力調(diào)節(jié)壓塊12 時(shí) 彈力調(diào)節(jié)壓塊12 將壓縮彈簧10 通過彈簧10 的彈力作用實(shí)現(xiàn)作用力向頂針11 的傳遞 當(dāng)彈簧10對頂針11 和橡皮密封墊9 的作用力大于或遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水龍頭體內(nèi)的水對頂針11 和橡皮密封墊9 的作用力的時(shí)候 橡皮密封墊9 便會被壓緊在防凍裂結(jié)構(gòu)的出水口平臺上 從而實(shí)現(xiàn)水龍頭防凍裂結(jié)構(gòu)的常溫常閉密封狀態(tài)需要注意的是 當(dāng)在擰緊彈力調(diào)節(jié)壓塊12 的時(shí)候要注意彈簧的彈力大小要適度O 在剛好密封的前提下,可根據(jù)彈簧的剛度大小適當(dāng)再擰緊一點(diǎn)就可以了, 不宜太緊,否則,時(shí)間一長,彈簧容易因疲勞而失去彈力作用,從而直接影響防凍裂結(jié)構(gòu)的密封效果。

2、低溫下防凍裂結(jié)構(gòu)的防凍裂原理

當(dāng)氣溫驟降至零度以下甚至更低,此時(shí)的水龍頭體內(nèi)的水就會結(jié)冰,水一旦結(jié)冰后即會引起水龍頭體內(nèi)水的體積膨脹,當(dāng)膨脹后的冰水對圖1 所示的橡皮密封墊9和頂針11 的推力大于彈簧10 對頂針11 和橡皮密封墊9的壓力的時(shí)候,頂針11 和橡皮密封墊9 即被推開O 這樣,水龍頭體內(nèi)因體積膨脹而產(chǎn)生多余的冰水即會由防凍裂結(jié)構(gòu)的出水口流到其下方的儲備空間, 若溢出的水量較大,水還可以通過彈力調(diào)節(jié)壓塊12 和封蓋13 的小孔溢出水龍頭體外,從而確保水龍頭及防凍裂結(jié)構(gòu)不會被凍裂。如果考慮到溢出的水不影響水龍頭的體外環(huán)境,或者當(dāng)冰解凍時(shí)不會造成水資源的浪費(fèi), 我們可以在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)采用下列方法來解決: ( 1) 將封蓋13 的小孔改為盲孔,同時(shí)增大防凍裂結(jié)構(gòu)的儲備空間;( 2)若管道較粗,考慮速凍時(shí)可能有更多的水溢出,我們可以在外接的圓周方向增設(shè)更多的防凍裂結(jié)構(gòu)。

3、溫升解凍后防凍裂結(jié)構(gòu)的自動(dòng)復(fù)位

當(dāng)氣溫回升冰體解凍時(shí),頂針11 和橡皮密封墊9 便會在彈簧的彈力作用下自動(dòng)復(fù)位, 從而恢復(fù)防凍裂結(jié)構(gòu)初始時(shí)的常溫常閉密封狀態(tài)。

二、管道防凍裂閥門

1、防凍裂閥門的結(jié)構(gòu)

這種閥門是在閥體內(nèi)的兩端分別設(shè)計(jì)一個(gè)胎腔，在每個(gè)胎腔內(nèi)分別裝一個(gè)橡皮制成的氣胎，氣胎類似自行車內(nèi)胎，胎體具有較強(qiáng)的伸縮能力，胎內(nèi)充滿氣體。

下面結(jié)合圖1～5對該種閥門進(jìn)一步說明(僅以閘閥閥體一例說明，其它閥門與此相同)。圖1是閥體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是閥體的正剖視圖；圖3是圖2的A—A剖視圖；圖4是氣胎結(jié)構(gòu)圖；圖5是圖4的B．B剖視圖。圖中：①閥體、②胎腔、③銅環(huán)、④氣胎。在圖2中胎腔②與閥體①為一整體。圖中，r2為胎腔腔體小半徑，r4為氣胎圓環(huán)小半徑，r2=r4，R1

為閥門進(jìn)口半徑，R2為胎腔大圓半徑，Ii4為氣胎小圓中心線的半徑。使用時(shí)氣胎④裝入胎腔②。

2、防凍裂閥門的工作原理

防凍裂閥門巧妙地利用水和氣體的體積隨溫度變化的物理特性設(shè)計(jì)而成，水隨著溫度的降低、結(jié)冰，它的體積會逐漸膨脹，因而對密閉的閥門產(chǎn)生很大的壓力，而氣體卻恰恰相反，隨著溫度的降低和壓力的增大，它的體積會急劇縮小，而且氣體相對水非?；顫姡氖湛s程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水的膨脹程度，所以安裝在閥體內(nèi)的氣胎隨著閥體內(nèi)水的結(jié)冰膨脹，會迅速收縮，讓出空間，完全容納了冰的膨脹部分，徹底消除了冰的膨脹部分對閥體的壓力，從容地保護(hù)了閥體。而閥體內(nèi)不設(shè)置氣胎的一般普通閥門，由于其閥體內(nèi)沒有調(diào)節(jié)空間，當(dāng)水隨溫度的降低、結(jié)冰，體積膨脹時(shí)，膨脹所產(chǎn)生的壓力將全部作用于力，以至閥體不能承受而被脹破，造成閥門報(bào)廢和管道泄漏事故。

3、防凍裂閥門的工作過程

閥門裝于管道上正常使用時(shí)，氣胎保持鼓起狀態(tài)，當(dāng)管道內(nèi)的液體(水)隨溫度的降低、凝固、膨脹時(shí)，氣胎內(nèi)的氣體的體積則因溫度的降低和壓力的增大而大幅縮小，加之胎體有較好的伸縮性，使水結(jié)冰后的膨脹部分進(jìn)入胎腔，從而抵消了由于冰的膨脹對閥體的巨大壓力，使閥體得到保護(hù)而不被脹破。隨著溫度的回復(fù)，冰體溶化，水的體積減小，胎內(nèi)氣體的體積隨之增大，直到恢復(fù)原狀。

三、電熱防凍解凍閥的防凍解凍設(shè)計(jì)原理

1、常溫狀態(tài)下電熱防凍解凍閥的壓力調(diào)節(jié)

如圖2，當(dāng)水溫處于冰點(diǎn)以上溫度時(shí)，此時(shí)可根據(jù)管道內(nèi)的水壓大小調(diào)節(jié)彈力調(diào)節(jié)壓塊20的松緊，活塞3則在彈簧7的彈力作用下克服水壓對它的作用力后頂靠在塑料內(nèi)襯21的凸臺上。此時(shí)兩觸點(diǎn)斷開，電路不導(dǎo)通，電熱器24不工作。要特別注意的是：彈力調(diào)節(jié)壓塊20的松緊度調(diào)節(jié)要適中。在剛好將活塞3頂靠在塑料內(nèi)襯4的凸臺上的前提下，可根據(jù)彈簧7的剛度大小適當(dāng)再擰緊一點(diǎn)就可以了?；钊灰苏{(diào)得太緊，否則彈簧會被過度壓縮，時(shí)間一長，彈簧容易因疲勞而失去彈力作用。彈力作用一旦減弱，水壓就會推動(dòng)活塞3和塑料滑桿21下移。下移量過大，塑料滑桿21會造成行程開關(guān)的非正常接合，使得電路導(dǎo)通，電熱器24就會在常溫狀態(tài)下不停加熱。調(diào)得太松，彈簧7的彈力不夠，活塞3則不能克服水壓作用頂靠在塑料內(nèi)襯4的凸臺上。如果活塞離凸臺的距離超過靜觸頭可調(diào)支架10允許的極限數(shù)值時(shí)，即使我們將靜觸頭可調(diào)支架10調(diào)節(jié)到長條孔右側(cè)的極限位置，也不能將使行程開關(guān)的兩觸點(diǎn)斷開，此時(shí)拆卸閥門重新調(diào)節(jié)彈力調(diào)節(jié)壓塊20則在所難免。

2、低溫時(shí)電熱防凍解凍閥的防凍解凍原理

當(dāng)管道內(nèi)的水處于冰點(diǎn)以下溫度時(shí)，水一旦結(jié)冰即會引起管道內(nèi)水的體積膨脹，當(dāng)膨脹后的冰水對活塞3的作用力大于彈簧7對活塞3的作用力，活塞3即會下移(因?yàn)?#8943;0’型密封圈的密封作用，冰水不會滲透到活塞下方，從而保證了控制線路安全和電熱防凍解凍閥的體外環(huán)境)。隨著冰水體積的不斷膨脹，活塞3連同塑料滑桿21亦不斷下移。當(dāng)行程達(dá)到靜觸頭可調(diào)支架l 0設(shè)定的數(shù)值時(shí)，動(dòng)觸頭簧片9便在塑料滑桿21的錐形部位推移下實(shí)現(xiàn)動(dòng)、靜兩觸頭的接合。此時(shí)電路導(dǎo)通，氖管啟輝，電熱器24開始加熱。隨著加熱后水溫的不斷升高，水中的冰即被溶化。在此過程中，管道內(nèi)的冰水體積不斷縮小，活塞3和塑料滑桿21便在彈簧7的彈力作用下不斷上移，直至兩觸點(diǎn)脫開，電熱器24才會停止加熱，從而實(shí)現(xiàn)低溫時(shí)電熱防凍解凍閥對自來水管道設(shè)備的防凍和解凍功能。

3、電熱防凍解凍閥設(shè)計(jì)的有益效果

(1)電熱防凍解凍閥的設(shè)計(jì)成功，不僅解決了自來水管道設(shè)備的防凍裂問題，而且還具有自動(dòng)解凍功能，能有效防止自來水管道設(shè)備在低溫時(shí)的水結(jié)冰現(xiàn)象，從而保證了管道設(shè)備在低溫時(shí)的水流暢通，實(shí)現(xiàn)用戶的即時(shí)使用。

(2)圖2所示電熱防凍解凍水龍頭僅是電熱防凍解凍閥作為其他管道設(shè)備附屬結(jié)構(gòu)的實(shí)施例之一。電熱防凍解凍閥在實(shí)現(xiàn)與水表、閘閥和水龍頭等管道設(shè)備的一體化設(shè)計(jì)之后，對簡化管道設(shè)備安裝、縮小電熱防凍解凍閥在管道中的空間占用，及其對主體結(jié)構(gòu)的直接防凍和解凍起著十分重要的作用。

(3)本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)即便是在斷電的情況下，仍能實(shí)現(xiàn)管道設(shè)備的防凍裂要求。

(4)本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也可以通過去除電熱器及其他電路控制部元件將其簡化為一般的防凍裂結(jié)構(gòu)。

(5)本文設(shè)計(jì)的電熱防凍解凍閥不但適合在自來水管道中使用，還可以在小型密封水箱、間斷性使用的機(jī)械或?qū)嶒?yàn)設(shè)備的水冷卻管道中推廣使用。

(6)本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與現(xiàn)有的自來水管道設(shè)備的防凍(裂)裝置相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、投資少、安裝使用方便及性能可靠等優(yōu)點(diǎn)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]任繼德.劉少輝寒區(qū)低壓塑料管道在淺埋輸水灌溉工程中的應(yīng)用[期刊論文]-黑龍江水專學(xué)報(bào)2003,30(3)

篇（2）

中圖分類號TG453 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2012）69-0121-02

1 完全脹型成型蝸殼模具的設(shè)計(jì)

蝸殼模具是生產(chǎn)蝸殼的重要設(shè)備之一。不銹鋼沖壓焊接管道泵及單級離心泵的工藝制造難度很大，至今只有日本EBARA公司、美國ITT公司能夠生產(chǎn)。由于水力設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)不盡完善，產(chǎn)品渦室的脹型不到位，泵的性能并不好。水力性能上，主要表現(xiàn)為偏工況運(yùn)行，俗稱“大馬拉小車”或高比轉(zhuǎn)速低用，電機(jī)配置功率大，泵的運(yùn)行效率低，時(shí)有電機(jī)超載損壞的情況發(fā)生。

圖1是日本EBARA公司的3M40-160/4.0不銹鋼沖壓焊接單級離心泵的性能曲線。設(shè)計(jì)流量為25m3/h，但最高效率點(diǎn)的流量在40m3/h以上。圖2是前期仿制產(chǎn)品CYB65-50-160型不銹鋼沖壓焊接單級離心泵的性能曲線，流量加大到50m3/h時(shí)效率仍不下降，偏工況現(xiàn)象均十分嚴(yán)重。成型工藝上為保證水力性能，要求蝸殼必須360°全斷面完全脹型，并且蝸殼出口彎頸要求擴(kuò)散回收動(dòng)能。日本產(chǎn)品的蝸殼采用的是半螺旋式的部分?jǐn)嗝娌煌耆浶?，彎頸用圓管斷面進(jìn)行過渡。而美國ITT公司3500型不銹鋼沖壓焊接單級離心泵蝸殼根本不脹型，為一圓筒，出口管為一段直管，所以EBARA和ITT的沖壓焊接泵的水力性能均不理想。主要原因是蝸殼的成型工藝十分困難，一種蝸殼需要48套模具，工裝夾具費(fèi)100多萬元。最后不得不用較為容易制造、成本也較低的不完全脹型或不脹型替代，但影響了水泵的效率和汽蝕性能。

不均勻、不對稱、360°全斷面完全脹型是粘性設(shè)計(jì)的技術(shù)特征，但這種技術(shù)特征沖壓成型非常困難，日本專利是部分?jǐn)嗝娴牟煌耆浶汀?/p>

圖3是日本專利產(chǎn)品的成型原理，利用這種對半式、部分?jǐn)嗝娌煌耆浶筒粌H生產(chǎn)效率低，而且也不能滿足粘性流技術(shù)特征要求的全斷面完全脹型。

圖4所示為荷花瓣式的自動(dòng)分合的組合模具，從上部加力，利用側(cè)向力使模具收攏，由于分成4瓣~8瓣，蝸殼渦線為全斷面漸開線凹模，能夠準(zhǔn)確加工。底部有導(dǎo)桿及底板模，向下繼續(xù)加力時(shí)，導(dǎo)桿下移，上蓋板下壓，聚氨酯橡膠在上下蓋板擠壓下側(cè)向變形，使不銹鋼鋼板緊貼凹模成型，泄壓時(shí)模瓣中彈簧使模瓣自動(dòng)分開，脹型的殼體自動(dòng)彈出，生產(chǎn)效率很高，質(zhì)量達(dá)到要求。

2 管道泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

現(xiàn)一般的管道泵普遍存在流部件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，產(chǎn)品笨重，材料消耗大；泵的水力性能也不夠理想，偏工況運(yùn)行，效率低等問題。經(jīng)分析認(rèn)為：低比轉(zhuǎn)速離心泵，流道窄長，粘性產(chǎn)生的水力損失大，效率低。而粘性增大必將引起進(jìn)、出口流道堵塞，從而偏離設(shè)計(jì)工況。

圖5 泵結(jié)構(gòu)示意圖

針對上述問題，本文在傳統(tǒng)的管道泵的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一種蝸殼完全脹型的，能有效提高泵水力性能的高效泵結(jié)構(gòu)，如圖5所示。

其特征在于：泵體由呈桶狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)、外缸構(gòu)成，內(nèi)缸連通進(jìn)水管，外缸連通出水管，內(nèi)缸同軸設(shè)于外缸內(nèi)通過在內(nèi)、外缸底部互相固定連接，內(nèi)缸開口端低于外缸開口端，內(nèi)缸開口端向上依次同軸設(shè)有導(dǎo)流部件、葉輪、排氣部件及安裝在外缸開口端的泵后蓋。

所述的葉輪為軸向吸入、徑向排出的離心葉輪，導(dǎo)流部件為一整體沖壓成型的盤狀結(jié)構(gòu)，盤底與內(nèi)缸開口端密封，盤底中心設(shè)有與葉輪前端入口對應(yīng)密封的進(jìn)水口，葉輪同軸設(shè)于盤狀的導(dǎo)流部件內(nèi)，導(dǎo)流部件周壁設(shè)有與葉輪的徑向排出口對應(yīng)的導(dǎo)流葉片。

所述的導(dǎo)流部件周壁均勻沖壓為多段，各段周壁為沿圓周同一方向徑向向外增大的弧形導(dǎo)流葉片，每兩相鄰導(dǎo)流葉片之間由徑向差形成一沿軸向向下的出水孔，盤狀的導(dǎo)流部件開口處向外沖壓有盤沿。該弧形導(dǎo)流葉片弧線分布與葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向?qū)?yīng)，提高出水效率。

所述的外缸內(nèi)壁對應(yīng)導(dǎo)流部件盤沿設(shè)有凸臺，盤沿放置于凸臺上以支撐導(dǎo)流部件，該凸臺與內(nèi)缸開口端的軸向距離等于導(dǎo)流部件的軸向深度。

3 產(chǎn)品應(yīng)用情況

該產(chǎn)品在北京科技發(fā)展有限公司水處理回收，環(huán)保節(jié)能應(yīng)用等方面，廣州雅韶泵業(yè)有限公司食品行業(yè)水處理方面，張家港市東晨物資有限公司高純度凈水系統(tǒng)方面，杭州德士比泵業(yè)有限公司水供應(yīng)系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用等方面到得到了很好的應(yīng)用，直接或間接產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)論

1）由于底座、泵體、導(dǎo)流部件與葉輪等全部過流部件都是通過沖壓焊接成型的，因而與鑄造泵相比，整體結(jié)構(gòu)輕巧，重量大大減輕，節(jié)省材料效果明顯；水泵運(yùn)行的可靠性大大提高。鑄造泵相比，整體結(jié)構(gòu)輕巧，重量減輕75%，節(jié)省材料效果明顯；水泵運(yùn)行的可靠性大大提高，效率提高3%~8%；

2）采用在葉輪徑向出口的導(dǎo)流方式，并對導(dǎo)流部件的進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)等措施，使得傳送的液體流動(dòng)更通暢，水力性能好，效率高。外缸的周壁上及底部分別設(shè)置外缸和內(nèi)缸的排水孔、密封圈、螺釘，可以把內(nèi)缸的水完全放空；

3）導(dǎo)流部件為一體沖壓結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有的沖壓泵相比，保證了導(dǎo)流部件具有足夠的強(qiáng)度、剛度和精度，安裝方便，提高了產(chǎn)品的可靠性，同時(shí)也延長了產(chǎn)品的使用壽命；

4）葉輪入口處采用密封環(huán)活動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，不僅密封效果好，提高了泵的水力效率；而且降低了制造、安裝難度，提高了生產(chǎn)效率；

5）外缸的周壁上及底部分別設(shè)置外缸和內(nèi)缸的排水孔、密封圈、螺釘，可以把內(nèi)缸的水完全放空。

參考文獻(xiàn)

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前言：建筑給排水設(shè)施, 是保證城市地面水及時(shí)排除, 防治城市水污染, 并使城市水資源保護(hù)得以良性循環(huán)的必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施, 我國排水工程建設(shè)初創(chuàng)于50年代, 到80年代以后, 隨著城市化進(jìn)程的加快和城市水污染日益得到重視,建筑給排水設(shè)施建設(shè)得到較快發(fā)展, 但建筑給排水設(shè)施普遍存在各種問題, 如防洪排水能力不足; 平坦地區(qū)的排水管渠的坡度偏小, 易淤積; 部分地區(qū)的排水設(shè)施不成系統(tǒng), 易形成內(nèi)澇等。造成這些問題的原因, 有設(shè)計(jì)不合理, 日常管理不到位, 自然條件變化等。通過對許多工程設(shè)計(jì)的總結(jié), 我們認(rèn)為, 建筑給排水工程設(shè)計(jì)能否更好地避免這些問題的發(fā)生, 做到經(jīng)濟(jì)合理, 運(yùn)行安全,受市政給排水工程規(guī)劃的影響較大。

1、現(xiàn)場踏勘

給排水管道距離相對較長,或穿越城鎮(zhèn)密集區(qū),或敷設(shè)在農(nóng)田,或跨越山丘和河流,還有可能橫跨鐵路、公路及橋涵。一項(xiàng)管道工程同時(shí)會遇到上述幾種或所有的地形和地貌,其復(fù)雜的地形和地貌若不現(xiàn)場查看,則很難全面完成設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)會同給排水、概預(yù)算等專業(yè)設(shè)計(jì)人員共同進(jìn)行現(xiàn)場踏勘和選線,了解管道線路擬通過的沿線地帶地形地貌、地質(zhì)概況,必要時(shí)應(yīng)在施工圖階段對個(gè)別疑難地段重新踏勘。

2、測量和地勘要求

要準(zhǔn)確地反應(yīng)管道沿線的地形地貌和水文地質(zhì)情況,必須有測量和勘探部門提供的準(zhǔn)確的地形和水文地質(zhì)資料。

2.1 勘探點(diǎn)間距和鉆孔深度

勘探點(diǎn)應(yīng)布置在管道的中線上,并不得偏離中線3m,間距應(yīng)根據(jù)地形復(fù)雜程度確定的30～100m,較復(fù)雜和地質(zhì)變化較大的地段應(yīng)適當(dāng)加密,深度應(yīng)達(dá)到管道埋設(shè)深度以下1m以上,遇河流應(yīng)鉆至河床最大沖刷深度以下2～3m。

2.2 提供勘探成果要求

劃分沿線地質(zhì)單元;查明管道埋設(shè)深度范圍內(nèi)的地層成因、巖性特征和厚度;調(diào)查巖層產(chǎn)狀和分化破碎程度及對管道有影響的全部活動(dòng)斷裂帶的性質(zhì)和分布特點(diǎn);調(diào)查沿線滑坡、崩塌、泥石流、沖溝等不良地質(zhì)現(xiàn)象的范圍、性質(zhì)、發(fā)展趨勢及其對管道的影響;查明沿線井、泉的分布和水位等影響;查明擬穿、跨河流的岸坡穩(wěn)定性,河床及兩岸的地層巖性和洪水淹沒范圍。

3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容

3.1 結(jié)構(gòu)形式

管道的結(jié)構(gòu)形式主要由給排水專業(yè)確定,結(jié)構(gòu)專業(yè)應(yīng)根據(jù)管道的用途(給水還是排水,污水還是雨水)、工作環(huán)境(承壓還是非承壓)、口徑、流量、埋置深度、水文地質(zhì)情況、敷設(shè)方式和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等從專業(yè)角度提出參考意見。

一般情況下,承壓管道常采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管、鋼管、鑄鐵管、玻璃鋼管、UPVC管、PE管、現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱涵。非承壓管常采用混凝土管、鋼筋混凝土管、砌體蓋板涵、現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱涵等。當(dāng)污水管道口徑較大時(shí)應(yīng)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱涵,特殊情況、特殊地段(過河渠、公路、鐵路等)、局部地段非承壓管也采用鋼管等形式。大型給排水管道工程也有采用盾構(gòu)結(jié)構(gòu)形式的。

3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)管道規(guī)格、埋置深度、地面荷載、地下水位、工作和試驗(yàn)壓力對管道的剛度和強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算及復(fù)核,提供管道壁厚、管道等級、或結(jié)構(gòu)配筋圖。

對于一些必須采取加固方法才能滿足剛度和強(qiáng)度要求的管道,應(yīng)根據(jù)計(jì)算采用具體的加強(qiáng)加固措施。通常采用的加固措施有管廊、混凝土或鋼筋混凝土包管等,當(dāng)鋼管計(jì)算出的壁厚不經(jīng)濟(jì)時(shí),應(yīng)采用加肋的方法處理。加固的具體方式和方法應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來確定。

3.3 敷設(shè)方式

敷設(shè)方式的選擇應(yīng)根據(jù)埋置深度、地面地下障礙物等因素確定,一般有溝埋式、上埋式、頂管及架空,較為常用敷設(shè)方式采用溝埋式,當(dāng)溝埋式有一定的難度時(shí),可選擇頂管和架空等敷設(shè)方式。不同的敷設(shè)方式,其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)亦不同。

3.4 抗浮穩(wěn)定

有些管道敷設(shè)的地段地下水位較高或者施工期間多雨,因而管道的抗浮穩(wěn)定應(yīng)引起結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的重視。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)計(jì)算采取相應(yīng)的抗浮措施,避免浮管現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3.5 抗震設(shè)計(jì)

3.5.1 場地和管材的選擇

確定管線走向時(shí)應(yīng)盡量避開對抗震不利的場地、地基,如不可避免而必須通過地震斷裂帶或可液化土地基時(shí),應(yīng)根據(jù)工程的重要性、使用條件綜合考慮。給水管道應(yīng)選擇抗拉、抗折強(qiáng)度高且具有較好延性的鋼管,并要求做好防腐措施。有抗震要求的排水管道應(yīng)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),并有相應(yīng)的構(gòu)造措施,盡量避免嚴(yán)重破壞。

3.5.2 構(gòu)造措施

承插管設(shè)置柔性連接;磚石砌體的矩形、拱形無壓管道,除砌體材料應(yīng)滿足磚石結(jié)構(gòu)抗震要求外,一般可加強(qiáng)整體剛度(頂?shù)装宀捎谜w式)、減少在地震影響下產(chǎn)生的變形,提高管道的抗震性能;圓形排水管應(yīng)設(shè)置不小于120 度的混凝土管基,管道接口采用鋼絲網(wǎng)水泥帶,液化地段采用柔性接口的鋼筋混凝土管;管道穿越構(gòu)筑物時(shí)應(yīng)在管道與套管的縫隙內(nèi)填充柔性填料,若管道必須與墻體嵌固時(shí),應(yīng)在墻外就近設(shè)置柔性連接;管道附屬構(gòu)筑物應(yīng)采用符合抗震要求的材料和整體剛度好的結(jié)構(gòu)型式。

(1)地基處理。出圖時(shí)應(yīng)包含地基處理的平、縱斷面圖。掃描矢量化需要處理的地段的地勘資料縱斷面,選擇參考點(diǎn)并根據(jù)給排水專業(yè)的平、縱斷面將管道基底輪廓線放在地質(zhì)縱斷面上,劃分地質(zhì)單元并注明樁號和基底高程,標(biāo)明溝槽范圍內(nèi)和基底以下土層構(gòu)造以及地下水位。根據(jù)縱斷面地質(zhì)單元的劃分(樁號劃分),確定需處理的范圍,針對不同的地質(zhì)情況和厚度分別采取相應(yīng)的處理方法。具體的處理方法有:換填、拋石擠淤、砂石擠密、水泥攪拌樁、灰砂樁、木麻黃樁等方法。具體設(shè)計(jì)按地基處理規(guī)范規(guī)程執(zhí)行。

(2)管道支墩及鎮(zhèn)墩。對承插接口的壓力管道,應(yīng)設(shè)置水平和垂直支墩。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)管道轉(zhuǎn)角、土的參數(shù)、工作壓力和試驗(yàn)壓力計(jì)算所需支墩的大小。埋地鋼管可不設(shè)管道支墩。

4 給排水管道設(shè)計(jì)中的其他問題

4.1 在用戶管線出口建立格柵

中纖維、塑料等沉積物、懸浮物和漂浮物的大量存在,給管道的清掏和疏通維護(hù)作業(yè)帶來了很大困難。特別是抽升泵站的格柵間,每天都會攔截到大量的漂浮物。有的漂浮物通過格柵進(jìn)入泵房后,常導(dǎo)致水泵葉輪堵塞、磨損損壞現(xiàn)象的發(fā)生。盡管格柵柵條的間距一再減小,但仍有大量的漂浮物進(jìn)入泵站造成堵塞。為了解決上述問題,建議在庭院或住宅小區(qū)的管道出口處設(shè)置簡易人工攔污格柵,定期進(jìn)行清理、清掏,從源頭上控制漂浮物進(jìn)入市政管網(wǎng),以減輕市政管網(wǎng)維護(hù)管理的工作量。

4.2 在檢查井井底設(shè)置沉淀池

中的沉積物在管道內(nèi)水流量小、流速慢時(shí)會發(fā)生沉淀,造成管道淤積堵塞、通水不暢,而管道的疏通工作又費(fèi)時(shí)費(fèi)力。因此,針對傳統(tǒng)的檢查井做法,建議將其井底改為沉淀式的,井底下沉30～50cm。這樣中的沉積物多數(shù)會沉積在檢查井中,不至于流入下游管段,只要定期清掏檢查井內(nèi)的沉積物即可,減少了管道維護(hù)作業(yè)的工作量。這種做法也可用于雨水檢查井。

4.3 在檢查井內(nèi)設(shè)置閘槽

篇（4）

湖北省孝感市大悟縣芳畈水庫至城區(qū)應(yīng)急供水工程包括取水工程和引水工程兩部分。其中取水工程采用泵船取水，配備三臺水泵，兩用一備；引水工程采用DN700（k9級T型接口）球墨鑄鐵管和碳鋼管，輸水管道從水源地芳畈水庫開始，沿芳新線、S243省道、城關(guān)鎮(zhèn)南路、澴河西路進(jìn)入大悟縣老水廠，通過已鋪設(shè)界牌水庫至大悟縣城引水管道進(jìn)入二水廠。管道總長約23公里，沿線多次穿越河道、S243省道和復(fù)雜地形及不良地質(zhì)地段等，存在諸多結(jié)構(gòu)安全問題，現(xiàn)就本工程設(shè)計(jì)施工過程中遇到的主要結(jié)構(gòu)問題予以探討。

1. 管道抗浮驗(yàn)算

2. 水平彎管支墩設(shè)計(jì)

上式中，為支墩抗推力側(cè)的被動(dòng)土壓力標(biāo)準(zhǔn)值；為支墩迎推力側(cè)的主動(dòng)土壓力標(biāo)準(zhǔn)值；為水平向支墩滑動(dòng)平面上摩擦力標(biāo)準(zhǔn)值；為支墩抗滑穩(wěn)定性抗力系數(shù)，不小于1.5；為水平向支墩承受截面外推力對支墩產(chǎn)生的水壓合力標(biāo)準(zhǔn)值；為土壤內(nèi)摩擦角；和分別為地下水位以上的原狀土重度和回填土重度；和分別為支墩底和支墩頂在設(shè)計(jì)地面下的深度；和分別為支墩被動(dòng)土壓力和主動(dòng)土壓力側(cè)支墩長度；為支墩的重量；為支墩頂部覆土的重量；為土對支墩底部的摩擦系數(shù)；為管道接口設(shè)計(jì)內(nèi)徑；為管道設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力；為彎管角度。

3. 復(fù)雜環(huán)境下的管道基礎(chǔ)處理

3.1. 含淤泥層的管道地基處理

管道底部淤泥層不厚時(shí)，可將淤泥層挖除而換以砂礫石、砂墊層；淤泥層較厚時(shí)，不宜采用換填法，在流砂現(xiàn)象不嚴(yán)重的情況下，可采用拋填塊石的方法。塊石擠入淤泥中，以增大淤泥的密度，增強(qiáng)地基承載力；同時(shí)，塊石在管溝內(nèi)形成一個(gè)整體，增大了支承管道的面積，使單位面積基礎(chǔ)受管道傳來的壓力大大減小，能有效防止基礎(chǔ)和管道沉降。塊石宜采用大塊和堅(jiān)硬的，杜絕采用風(fēng)化石。這種地基處理方法的優(yōu)點(diǎn)是可不清理管底淤泥，能避免塌方，施工簡單。本工程遇到的淤泥地基為原來的水田、水塘被人工填土覆蓋，淤泥層厚度為1m～3m?，F(xiàn)場采用人工拋填塊石鋪滿整個(gè)溝底，然后進(jìn)行夯實(shí)，同時(shí)在溝槽邊開挖集水坑，將塊石夯實(shí)擠出的泥漿水用人工或水泵排走，塊石之間的縫隙則以砂礫石或砂填充，最后在塊石上澆筑一層厚度為0.15m的C20混凝土，待混凝土凝固后即可鋪設(shè)管道。

3.2. 斜坡路堤上的基礎(chǔ)處理

本工程管道很多地方埋設(shè)在省道的路堤上，局部地方的路堤比較狹窄且坡度較陡，路堤邊緣也沒有護(hù)坡，直接開槽埋管可能存在安全問題，特別是在雨季，路面上的積水沖刷路堤上的管道基礎(chǔ)，可能出現(xiàn)管道架空甚至滑移等，對輸水管道的安全產(chǎn)生嚴(yán)重不利影響。對于這種局部不利情況，本工程采用人工挖孔灌注樁作為基礎(chǔ)架設(shè)鋼管，每隔10～12m設(shè)置一支墩，明敷鋼管采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施。

本工程在各方的共同努力下歷時(shí)百余天基本完工，在全線管道水壓試驗(yàn)合格后，于2013年1月底正式通水，為大悟人民春節(jié)用水提供了有力保障，受到了建設(shè)方和大悟人民的一致好評。通過管道水壓試驗(yàn)和正常供水期間的觀測并未出現(xiàn)結(jié)構(gòu)安全問題，說明在本工程中采用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案是實(shí)用可行的，為長距離給水管道設(shè)計(jì)和施工提供了可靠的經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 《給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊》（第二版）中國建筑工業(yè)出版社，2007.

[2]《給水排水工程埋地鋼管管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》CECS141：2002 中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會，2003.

[3] 《柔性接口給水管道支墩》10S505 中國計(jì)劃出版社，2010.

篇（5）

市政給排水工程的質(zhì)量直接關(guān)系著整個(gè)城市的給排水系統(tǒng)，對于城市的正常運(yùn)行、道路建設(shè)、交通運(yùn)輸安全的作用巨大。因此，相關(guān)的從業(yè)單位要重視市政給排水管道工程的重要性，在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方案時(shí)，綜合考慮實(shí)際的工程狀況，尤其是場地周圍、氣候變化、地下管線和電纜的情況，在保證工程施工質(zhì)量的同時(shí)，避免其他因素影響給排水管路工程設(shè)計(jì)方案的實(shí)施。

一 現(xiàn)場踏勘

市政給排水管路工程的建設(shè)距離相對較長，需要穿過城市密集區(qū)，施工場地周圍的周圍車輛對施工帶來了極大的不便，如果施工之前現(xiàn)場勘察工作不到位，就會對管道工程建設(shè)中可能面臨的困難估計(jì)不足，進(jìn)而影響了施工質(zhì)量和施工進(jìn)度。在市政給排水管路工程中，要綜合考慮復(fù)雜的交通狀況和城市地下電線的分布，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)和給排水施工人員、專業(yè)預(yù)算人員、市政交通人員一同進(jìn)行實(shí)地的工程概況勘察，了解管道線路的通過地帶的交通狀況和地質(zhì)概況，必要時(shí)在施工圖上對于個(gè)別的疑難地段重新踏勘。

二 測量和地勘要求

測量和地勘要求是要準(zhǔn)確的了解給排水管路沿線的地質(zhì)狀況、地形外貌和地下水水文狀況，另外提供準(zhǔn)確的地形和水文地質(zhì)資料。

2.1 勘探點(diǎn)間距和鉆孔深度

勘探點(diǎn)的應(yīng)均勻的分布在管道的中線上，不得偏離中線，同時(shí)根據(jù)的地質(zhì)的變化和施工現(xiàn)場的狀況確定合理的間距，一般采用的間距是30到100米，對于地形較為復(fù)雜的地段，適當(dāng)?shù)目s小間距。此外鉆孔的深度要達(dá)到管道埋設(shè)深度的1m以下，到管道周圍的水位較高或者是河流周圍時(shí)，要增加鉆孔的深度，一般要求鉆孔深度在河床沖刷深度以下2―3m。

2.2 提供勘探成果要求

查明管道埋設(shè)深度內(nèi)的土層的特性、地層成因、巖石厚度等，并明確劃分不同地質(zhì)的分界線，同時(shí)調(diào)查的巖石強(qiáng)度和分化破碎程度對于給排水管道的影響，判斷巖石是否會破壞管道的結(jié)構(gòu)，調(diào)查管路沿線發(fā)生土層斷裂、滑坡、崩塌、泥石流的概率以及發(fā)展趨勢，并判斷對于給排水管路的威脅指數(shù)；查明管道沿線的地下水位的水文狀況，查明垮河流岸坡的穩(wěn)定性，河床兩側(cè)的底層巖石和洪峰淹沒范圍。

三 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容

3.1結(jié)構(gòu)形式

管道結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)形式應(yīng)當(dāng)由給排水專業(yè)機(jī)構(gòu)完成，同時(shí)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)匯總參考管道的用途，對于管道中輸送的不同液體，確定是給水還是排水工程，選用不同的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。而且管道的工作環(huán)境、管道的規(guī)格、輸送液體的流量、埋設(shè)深度、地下水文狀況、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等方面的因素也是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須要考慮的因素。鑄鐵管、玻璃鋼管等；而非承壓管道采用混凝土管、鋼筋混凝土管、砌體蓋板涵、現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱涵等；污水管路的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選用的是大口徑的管路，而且優(yōu)先使用抗腐蝕能力強(qiáng)的管道，如玻璃鋼管、UPVC 管、PE 管等。對于特殊的負(fù)荷承載較大的路段，要采用抗壓能力強(qiáng)的管道，如橋梁、河渠、公路段等局部地段非承壓管也采用鋼管等形式。

3.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)管道施工中管道規(guī)格、埋設(shè)深度、地面承載力等工程條件，嚴(yán)格計(jì)算管道的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)提供管道壁厚、管道等級、結(jié)構(gòu)配筋圖，對于特殊要求的管道，要進(jìn)行加固處理，保證其強(qiáng)度和剛度符合實(shí)際的工程使用，并根據(jù)實(shí)際情況選用加固措施，確定加固的位置和程度，在給排水管道中，常采用的加固措施是混凝土包管。

3.3敷設(shè)方式

敷設(shè)方式的選擇應(yīng)當(dāng)結(jié)合埋置深度、地面地下障礙物確定，通常采用的敷設(shè)方式有：溝埋式、上埋式、頂管及架空等，當(dāng)工程的不便于采用溝埋式敷設(shè)方式時(shí)，可以用頂管和架空方式，總之，施工方式的選擇要參照實(shí)際工程狀況。

3.4抗浮穩(wěn)定

部分市政給排水管路施工中，會出現(xiàn)地下水位較高的情況，尤其是在施工期間降水較多或者施工地區(qū)的氣候多雨等，管道敷設(shè)的地段會出現(xiàn)漂浮現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了管路施工的質(zhì)量。因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要重視抗浮措施，避免這一現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3.5抗震設(shè)計(jì)

3.5.1 場地和管材的選擇

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，管路基線的選擇要盡量避開抗震性能不足的場地、地基，減少對管路結(jié)構(gòu)完整性的破壞，如果是不可避免，則必須要對這一地段的地基進(jìn)行特殊處理，同時(shí)選用抗震性強(qiáng)、抗拉性強(qiáng)、延展性強(qiáng)的管道，并做好管道的防腐蝕工作，避免由于土層振動(dòng)、位移對管路結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。

3.5.2 構(gòu)造措施

在管道結(jié)合處設(shè)置柔性連接，砌體材料要滿足管道結(jié)構(gòu)要求的抗震強(qiáng)度，增強(qiáng)整體的抗震性能和結(jié)構(gòu)剛度，減少地震的影響形變。對于圓形給排水管設(shè)置不小于120度的混凝土管基，管道接口采用鋼絲網(wǎng)水泥帶，管道穿越構(gòu)筑物時(shí)應(yīng)在管道與套管的縫隙內(nèi)填充柔性填料。

3.5.3 地基處理

對于特殊地段的地基處理至關(guān)重要，首先要測定地段的工程參數(shù)，畫出地基處理的平、縱斷面圖，注明樁號、基底高程、溝槽范圍、地下水位等，確定需要處理的地基范圍，然后根據(jù)測量的數(shù)據(jù)，根據(jù)不同的地質(zhì)情況和厚度采用合理的處理方法，如：換填、拋石擠淤、砂石擠密、水泥攪拌樁、灰砂樁、木麻黃樁等方法。

四 給排水管道設(shè)計(jì)中的其他問題

除了加強(qiáng)市政給排水管路的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，還要采取一些措施，避免給排水管路中出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，具體的措施如下：

4.1在用戶管線出口建立格柵

工程建設(shè)中出現(xiàn)的纖維、塑料等沉積物、懸浮物、漂浮物的存在給管道建設(shè)、維修、疏通等作業(yè)帶來了極大的困難，特別是抽升泵站中如果進(jìn)入漂浮物就會造成水泵葉輪堵塞、磨損損壞現(xiàn)象的發(fā)生，雖然已經(jīng)采取了減小格柵條之間的間距 ，但是還是不能避免更小的雜質(zhì)進(jìn)入。為了解決上述問題，建議在庭院或住宅小區(qū)的管道出口處設(shè)置簡易人工攔污格柵，定期進(jìn)行清理、清掏，從源頭上控制漂浮物進(jìn)入市政管網(wǎng)，以減輕市政管網(wǎng)維護(hù)管理的工作量。

4.2在檢查井井底設(shè)置沉淀池

要革新傳統(tǒng)的檢查井方法，將井底改為沉淀式，井底下沉 30～50 cm。這樣中的沉積物多數(shù)會沉積在檢查井中，不至于流入下游管段，只要定期清掏檢查井內(nèi)的沉積物即可，減少了管道維護(hù)作業(yè)的工作量。這種做法也可用于雨水檢查井。

4.3在檢查井內(nèi)設(shè)置閘槽

給排水管路中的流量和流速均較大，對管道的維修工作帶來諸多不便，為了方便維護(hù)作業(yè)，建議干管的管道交匯處檢查井、轉(zhuǎn)彎處檢查井或直線段的每隔一定距離的檢查井內(nèi)根據(jù)需要設(shè)置閘槽，利用閘槽控制水流的流量，當(dāng)有施工需要時(shí)，便利用閘槽切斷給排水管路的水流，為維修施工帶方便。

五 總結(jié)

市政給排水工程質(zhì)量好壞直接影響到了整個(gè)城市的發(fā)展?fàn)顩r，對城市運(yùn)作、道路建設(shè)、交通安全等多個(gè)方面都有顯著的作用，但是在實(shí)際的工程中，市政給排水管道建設(shè)中存在著較多的結(jié)構(gòu)問題，所以在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要綜合考慮施工周圍環(huán)境、地下電網(wǎng)鋪設(shè)等因素，保證管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性，全面性。以上是本人的粗淺之見，由于本人知識水平有限，文中如有不當(dāng)之處還望不吝賜教。

[參考文獻(xiàn)]

篇（6）

在普遍工業(yè)設(shè)備和天然氣等設(shè)備中，運(yùn)輸材料最便捷的途徑就是管道運(yùn)輸，這種運(yùn)輸方式已經(jīng)在此領(lǐng)域被多出運(yùn)用起來。在普遍工業(yè)中每天對管道的應(yīng)用不計(jì)其數(shù)，因此極易導(dǎo)致管道生銹、出現(xiàn)裂縫等情況，為了有效解決這一現(xiàn)象必須對管道進(jìn)行定期的檢查和修理。本文提到的管道機(jī)器人就是為管道檢修量身定做的機(jī)械，它能夠準(zhǔn)確的找到生銹和出現(xiàn)裂縫的位置。能源自給式機(jī)器人分為兩種，一種是有纜一種是無纜。其中有纜式管道機(jī)器人，這種管道機(jī)器人行程范圍小，精準(zhǔn)度不高，而無纜式管道機(jī)器人其能量主要來自于蓄電池，雖然行程范圍廣泛，但是蓄電池的電量有限，因此，無纜式機(jī)器人的行程范圍仍然有限。

針對這一問題，本篇文章根據(jù)現(xiàn)實(shí)中的一些創(chuàng)意來將這些想法應(yīng)用到新型管道機(jī)器人的設(shè)計(jì)上，根據(jù)此創(chuàng)意設(shè)計(jì)出的機(jī)器人主要是靠其管道中含有的流體不斷流動(dòng)來產(chǎn)生能源。當(dāng)機(jī)器人停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，這種流體就開始發(fā)電，為蓄電池補(bǔ)充能量。

二、管道機(jī)器人的設(shè)計(jì)方案闡述

（一）管道機(jī)器人設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)

能源自給式管道機(jī)器人與有纜機(jī)器人和無纜機(jī)器人不同，以下是在傳統(tǒng)管道機(jī)器人設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上對能源自給式管道機(jī)器人設(shè)計(jì)的一些要求。

（1）維持能源自給式管道機(jī)器人正常運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力是其內(nèi)部流體流動(dòng)產(chǎn)生的能量，這些能量的產(chǎn)生能夠保障機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。

（2）在管道機(jī)器人的設(shè)計(jì)中必須要對其運(yùn)動(dòng)速度加以控制，要設(shè)計(jì)控制速度的機(jī)械裝置。

（3） 能源自給式管道機(jī)器人是在無纜式管道機(jī)器人的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，無纜式管道機(jī)器人不能自己為蓄電池充電，而能源自給式管道機(jī)器人可以將管道中的流體運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成電能，為蓄電池充電。

（4） 在設(shè)計(jì)機(jī)器人的過程中要對其設(shè)置自主更換前進(jìn)方向的能力。這種能力能夠在機(jī)器人行進(jìn)到分叉管道時(shí)被有效運(yùn)用起來，它能使機(jī)器人自主找到能夠前進(jìn)的管道，并且自主調(diào)節(jié)前進(jìn)方向。

（二）管道機(jī)器人的總體方案設(shè)計(jì)

下面是管道機(jī)器人的總體方案設(shè)計(jì)，假設(shè)管道中的流體成分為氣體，那么可以以上文的設(shè)計(jì)要求為依托，將機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成具有自給功能優(yōu)勢的管道形式，如下圖1所示。能源自給式機(jī)器人從本質(zhì)上來看，就是能夠進(jìn)行能源的自動(dòng)生產(chǎn)及運(yùn)轉(zhuǎn)，因此此結(jié)構(gòu)組成必然要設(shè)有發(fā)電、本體、及導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，而發(fā)電實(shí)際上就是將氣體運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成電能，從而為機(jī)器人本身的能動(dòng)性提供電能基礎(chǔ)。由圖1所示發(fā)電部分涵蓋著風(fēng)輪、變速齒輪和發(fā)電機(jī)。機(jī)器人內(nèi)的本體結(jié)構(gòu)能夠其系統(tǒng)運(yùn)行及電能存儲提供基礎(chǔ)條件，導(dǎo)向部分主要是由電磁鐵和導(dǎo)向頭共同組成，其主要是幫助機(jī)器人順利調(diào)轉(zhuǎn)方向。根據(jù)圖1可以看出三部分之間主要是靠一組彈簧來鏈接，彈簧外部包有蒙皮，該設(shè)計(jì)能夠最大化的減少第七題與機(jī)器人之間存在的摩擦，使機(jī)身保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)。與此同時(shí)還在發(fā)電部分和主體部分安裝三個(gè)支撐輪組件。

三、新型能源自給式管道機(jī)器人發(fā)電部分的設(shè)計(jì)

本小結(jié)重點(diǎn)闡述了新型能源自給式管道機(jī)器人的發(fā)電部分。主要器件有葉輪、發(fā)電機(jī)、齒輪機(jī)構(gòu)和充電電池等。其中葉輪是管道機(jī)器人中發(fā)電部分的關(guān)鍵部件，主要作用是在葉輪中有流體流入時(shí)，能夠帶動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)還能夠?yàn)楣艿罊C(jī)器人提供推力。另一點(diǎn)，當(dāng)流體與葉輪表面發(fā)生接觸時(shí)，壓力降也會伴隨而來，而壓力降在機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)中是主要的推動(dòng)力來源。因此，將發(fā)電機(jī)外殼設(shè)計(jì)成流線型，方便流體的順暢流入。此外為了使機(jī)器人能夠在窄小的管道中順利運(yùn)行，特此選擇面積小，體積小的發(fā)電機(jī)。這種發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子直徑為30mm，與之相對應(yīng)的配套有齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

四、支扮輪組件的設(shè)計(jì)

篇（7）

中圖分類號:TU992文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-2374(2009)10-0024-02

近年來在國家建設(shè)部積極培育和引導(dǎo)下,我國無壓埋地塑料排水管行業(yè)有了迅速的發(fā)展。塑料管道在市政工程建設(shè)項(xiàng)目的雨、污排水工程中得到了廣泛的應(yīng)用,但在化工企業(yè)項(xiàng)目中腐蝕性污水排水管的應(yīng)用仍需要加強(qiáng)和引導(dǎo)。目前國家對環(huán)境保護(hù)非常重視,聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管道系統(tǒng)將管道和檢查井連接在一起,組成了一個(gè)封閉的管道系統(tǒng),做到不滲不漏,大大地減少了污染,而且安裝快捷方便,在化工企業(yè)排水的應(yīng)用中體現(xiàn)出非常優(yōu)越的性能?，F(xiàn)已經(jīng)成功應(yīng)用的有內(nèi)蒙古大路煤化工基地的污水管道系統(tǒng),石家莊維生藥業(yè)有限公司的排水系統(tǒng),河北鉻鹽化工廠的排水系統(tǒng)等多家化工企業(yè),運(yùn)行效果良好,下面就聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管道系統(tǒng)的技術(shù)特性、設(shè)計(jì)和安裝進(jìn)行介紹和討論。

一、聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管道系統(tǒng)的技術(shù)特性

聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管道系統(tǒng)由聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管和檢查井構(gòu)成。聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管是以高密度聚乙烯為主要原料,采用熱態(tài)纏繞成型工藝,以聚丙烯單壁波紋管為輔助支撐結(jié)構(gòu)制成的特殊結(jié)構(gòu)壁管材。管材標(biāo)準(zhǔn)長度為6米,管內(nèi)徑范圍為ф300～ф3000mm。該管材具備配套管件及檢查井可組成完整的管道系統(tǒng),且獨(dú)有的同材質(zhì)承插口電熔連接技術(shù)保證了管道系統(tǒng)100%無滲漏,管道使用壽命長;并具有耐腐蝕、綠色環(huán)保、重量輕、柔韌性好等優(yōu)點(diǎn)。下面是該管材技術(shù)的特性:

(一)熱態(tài)纏繞成型熔縫質(zhì)量高

聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管是從擠塑機(jī)口模擠出的190℃的平料帶和U型料帶,按預(yù)定的位置均勻的纏繞在加熱的滾筒模具上加工制成,保證了結(jié)構(gòu)壁管熔接縫質(zhì)量。特別是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中平料帶的熔接縫被包覆支撐管所覆蓋,提高了管材的整體質(zhì)量。

(二)具有零滲漏的優(yōu)異連接性能(獨(dú)一無二的一體化連接技術(shù))

聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管的連接采用在承口預(yù)埋電熔絲同材質(zhì)承插電熔連接技術(shù),連接質(zhì)量高,接口零滲漏,保證了管道整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性,避免了因接口滲漏造成地下水污染和路面塌陷等問題的發(fā)生,延長了道路的使用年限。同時(shí)有效地保護(hù)了土質(zhì)和地下水源不受污染。

(三)聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管道系統(tǒng)配件齊全

聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管可以用纏繞的實(shí)壁管二次加工制成各種配套管件、檢查井等,如二通、三通、四通等,與管道連接組成完整的管道系統(tǒng)。

(四)抗腐蝕、耐老化、使用壽命長

高密度聚乙烯具有極強(qiáng)的耐化學(xué)藥品腐蝕和侵蝕的能力,因此聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管在輸送腐蝕性流體或在腐蝕性土壤中敷設(shè)時(shí),不需防腐處理,環(huán)保性能大大優(yōu)于其它管材,在化工企業(yè)的排水應(yīng)用中體現(xiàn)出非常大的優(yōu)越性。

(五)安裝性能優(yōu)異

聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管重量輕,便于運(yùn)輸;溝槽開挖土方量小,不需混凝土墊層和混凝土管基,驗(yàn)槽合格后即可直接敷管,可做到邊開挖、邊下管、邊回填,安裝方便快捷,大大縮短了工期?？刹捎瞄]氣檢驗(yàn)代替閉水試驗(yàn),既加快了驗(yàn)收速度,又節(jié)省了閉水試驗(yàn)中繁雜的工作和大量的試驗(yàn)費(fèi)用。

二、聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管的管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)

(一)聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管材的設(shè)計(jì)及計(jì)算

聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管道工程首先用CECS164:2004標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)證設(shè)計(jì),核實(shí)無誤后再用用德國排污協(xié)會ATV-A127靜力計(jì)算方法校核,設(shè)計(jì)出合適的管材型號用于管道工程。管型的選擇可以利用靜力計(jì)算軟件系統(tǒng),根據(jù)每個(gè)工程中不同管段的地形、埋深、土質(zhì)、荷載及有無地下水等工程條件的變化,連續(xù)選擇最適合每一個(gè)管段的管材型號,達(dá)到最優(yōu)化設(shè)計(jì),從而節(jié)省工程投資。選定的每一個(gè)聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管產(chǎn)品都要進(jìn)行短期(1分鐘)和長期(50年)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性校核,以滿足管道系統(tǒng)的安全可靠。

(二)聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管道系統(tǒng)的計(jì)算和設(shè)計(jì)

1.管道系統(tǒng)的計(jì)算。根據(jù)化工企業(yè)項(xiàng)目管道和工程條件選定管型后,按照排水管道系統(tǒng)的施工圖設(shè)計(jì)圖紙中每個(gè)井段的長度和坡降的設(shè)計(jì)值計(jì)算出整個(gè)管道系統(tǒng)中每一井段的實(shí)際的有效管道長度,并計(jì)算每一管段中的非標(biāo)準(zhǔn)長度管的有效尺寸。然后根據(jù)施工圖設(shè)計(jì)圖紙每個(gè)檢查井的直徑、標(biāo)高及支管的管徑和標(biāo)高計(jì)算每個(gè)檢查井的高度及支管的位置、方向和有效尺寸,并標(biāo)明各個(gè)支管的有效長度和流水方向。

2.管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。工程項(xiàng)目中排水系統(tǒng)的每個(gè)檢查井的直徑、流水方向和接入管支管的位置、方向和管徑都不盡相同,根據(jù)前面的計(jì)算結(jié)果,對每個(gè)檢查井分別進(jìn)行設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)圖紙中應(yīng)標(biāo)明檢查井的高度、主管道的長度、流水方向,以及其它接入管的直徑、長度、位置和方向。將所有檢查井設(shè)計(jì)完畢后,進(jìn)行整個(gè)排水管道系統(tǒng)管線的安裝設(shè)計(jì),畫出管道系統(tǒng)的安裝圖。

三、聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管道系統(tǒng)的安裝和驗(yàn)收

聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管道系統(tǒng)的安裝重點(diǎn)是管道與檢查井的連接,因該管材的連接方式是承插口電熔焊接連接,所以管道安裝必需按照一個(gè)方向進(jìn)行順序安裝。經(jīng)過幾年的應(yīng)用,累了一些安裝施工的經(jīng)驗(yàn),施工工藝總結(jié)如下:

(一)聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管道及檢查井下槽

管道溝槽驗(yàn)收完畢后,按照管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖紙將管材和檢查井按要求的次序和位置下槽,將管材、檢查井平穩(wěn)地放在溝槽內(nèi),管材插口方向?yàn)榱魉较颉?/p>

(二)管道系統(tǒng)的對接和調(diào)整

管道和檢查井對接之前要將管材的電熔絲抽頭位置調(diào)整至正上方,檢查和核對管材和檢查井的尺寸、編號是否符合設(shè)計(jì)圖紙的要求,并仔細(xì)檢查電熔絲是否完好,對管道的承、插口工作面全部都要擦洗,保證工作面干燥、清潔。再對管道和檢查井進(jìn)行對接,調(diào)整管道及檢查井的中心線與設(shè)計(jì)中心線重合,以保證整條管線與設(shè)計(jì)走向一致。

(三)管道系統(tǒng)的焊接

聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管道系統(tǒng)采用承插口電熔焊接的接口方式。管道及檢查井的焊接是整個(gè)電熔焊接工藝的關(guān)鍵工序,由專業(yè)作業(yè)人員全過程監(jiān)控。使用專用電熔焊機(jī),對于不同直徑的管道,調(diào)整電熔焊機(jī)的工作時(shí)間和焊接電流,在冬季和夏季氣溫變化較大的時(shí)候,可對焊接時(shí)間進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整(增加或減少),來滿足工藝要求。當(dāng)管道接口表面溫度低于60度時(shí)才可以拆除鎖緊夾具,達(dá)到常溫時(shí)按施工規(guī)范的要求進(jìn)行回填。

(四)管道系統(tǒng)的驗(yàn)收

對管道嚴(yán)密性檢驗(yàn)可采用閉氣或閉水兩種試驗(yàn)方法。在北方缺水地區(qū)管道嚴(yán)密性檢驗(yàn)一般采用閉氣檢驗(yàn),可參照CECS19:90《混凝土排水管道閉氣檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》。在南方地區(qū)一般采用閉水試驗(yàn),可參照GB50268-97《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》。采用以上兩種方法各有優(yōu)劣,我們推薦采用閉氣試驗(yàn),因?yàn)椴捎瞄]氣試驗(yàn),不需用水,且不需要24小時(shí)浸泡時(shí)間,成本低,進(jìn)度快。

四、聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管道系統(tǒng)在化工排水中的應(yīng)用示例

這幾年聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管道系統(tǒng)在化工排水中的應(yīng)用較多,幾個(gè)典型的工程應(yīng)用示例如下。主要有內(nèi)蒙古大路煤化工基地的污水管道系統(tǒng),石家莊維生藥業(yè)有限公司的排水系統(tǒng),河北鉻鹽化工廠等。

1.內(nèi)蒙古大路煤化工基地污水管道系統(tǒng),工程條件為:沙土地,覆土深度8-10米,有地下水且靠近黃河,設(shè)計(jì)管材型號為ISO標(biāo)準(zhǔn)SN4級別,管徑有DN1600、DN1400、DN1200、DN1000、DN800、DN600、DN500等,主要應(yīng)用在包括緯一路、緯二路、緯四路、緯六路、緯七路、錦園路等幾條區(qū)內(nèi)道路的污水管道工程中,由近十公里管道和200多個(gè)檢查井組成了一個(gè)整體封閉的的污水管道系統(tǒng),目前已投入使用且運(yùn)行良好。

2.石家莊維生藥業(yè)維有限公司的排水管道系統(tǒng),包括山梨醇生產(chǎn)、維C生產(chǎn)車間及廠內(nèi)主排水管道三條排水管道,設(shè)計(jì)管材型號為ISO標(biāo)準(zhǔn)SN2級別,管徑有DN1000、DN800、DN600、DN500 DN400、DN300等,使用了近5公里管道和100多個(gè)檢查井。維生藥業(yè)的生產(chǎn)廢水酸性很強(qiáng),使用聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管道系統(tǒng)后效果很好。

3.河北鉻鹽化工廠的生產(chǎn)廢水有很強(qiáng)的腐蝕性和污染性,幾年來在新上項(xiàng)目及改造項(xiàng)目中使用DN300～DN800了聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管道和管件系統(tǒng),有效地保護(hù)了企業(yè)周圍的耕地和環(huán)境不受污染。

五、結(jié)語

通過以上的討論和敘述,聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管道系統(tǒng)在化工排水中的應(yīng)用體現(xiàn)了優(yōu)越的性能。經(jīng)過近幾年在多個(gè)化工企業(yè)排水工程中的實(shí)際應(yīng)用,顯示了聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管道系統(tǒng)能夠保證地下污水管網(wǎng)的安全使用和運(yùn)行,有效保護(hù)地下水資源和生態(tài)環(huán)境,為國家的可持續(xù)發(fā)展保駕護(hù)航。

篇（8）

中圖分類號：TE52 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）01（a）-00-01

在深水油氣田勘探開發(fā)過程中，結(jié)構(gòu)導(dǎo)管主要作用是為水下井口和水下防噴器等設(shè)備提供支撐作用。導(dǎo)管的入泥深度和鉆具組合的設(shè)計(jì)是深水噴射成功的關(guān)鍵因素，該文對噴射鉆入法的關(guān)鍵影響因素進(jìn)行了研究，并結(jié)合深水現(xiàn)場作業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了分析，對深水導(dǎo)管噴射鉆入作業(yè)具有一定的指導(dǎo)作用。

1 噴射作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)

1.1 入泥深度確定

一般要準(zhǔn)確確定結(jié)構(gòu)導(dǎo)管具體下深，需要對目標(biāo)井位進(jìn)行井場調(diào)查，經(jīng)過土工試驗(yàn)分析確定海底淺層土體的抗剪強(qiáng)度，然后根據(jù)導(dǎo)管作業(yè)載荷，通過下式計(jì)算確定導(dǎo)管具體下深：

式中Q：導(dǎo)管承載的重量；Qf：導(dǎo)管表面摩阻力；TD：導(dǎo)管設(shè)計(jì)下深；x：導(dǎo)管單位長度；ML：泥面；f：單位面積摩阻力；As：導(dǎo)管側(cè)面積；c：土壤剪切強(qiáng)度；fox：安全系數(shù)；a：噴射鉆井后，受擾動(dòng)土壤剪切強(qiáng)度的安全系數(shù)，一般取值10%～40%。公式中單位采用國際單位制。

經(jīng)過井場調(diào)查地質(zhì)取芯計(jì)算得出的土壤剪切強(qiáng)度往往是地層非擾動(dòng)抗剪切強(qiáng)度，而實(shí)際作業(yè)過程中，由于噴射鉆井導(dǎo)致結(jié)構(gòu)導(dǎo)管周圍土壤遭到破壞，受擾動(dòng)土壤抗剪切能力往往比原土壤低很多，雖然抗剪切強(qiáng)度恢復(fù)很快，但實(shí)際計(jì)算時(shí)，往往取一個(gè)安全系數(shù)a，一般為原地層抗剪切系數(shù)的10%～40%。

1.2 鉆具及鉆頭設(shè)計(jì)與選擇

噴射鉆具組合主要考慮噴射鉆井作業(yè)結(jié)束后繼續(xù)鉆進(jìn)的需求，與下一開鉆具組合設(shè)計(jì)一樣，只是在鉆具組合上端安裝與導(dǎo)管頭連接工具，噴射到位后與導(dǎo)管脫開繼續(xù)鉆進(jìn)。鉆具組合中一般都安裝隨鉆測量工具，一邊隨時(shí)監(jiān)測井斜變化，根據(jù)工作需要有時(shí)也安裝隨鉆測壓工具，以便及時(shí)了解環(huán)空泥漿當(dāng)量循環(huán)密度變化等。

噴射鉆井鉆頭相對位置及尺寸的選擇對噴射鉆井的成功與否至關(guān)重要。目前深水作業(yè)，部分作業(yè)者習(xí)慣將鉆頭控制在導(dǎo)管鞋以內(nèi)30.48～45.72 cm，也有很多作業(yè)者習(xí)慣將鉆頭伸出導(dǎo)管鞋15.24～25.40 cm。鉆頭在導(dǎo)管鞋以內(nèi)還是伸出導(dǎo)管鞋，主要取決于地層的軟硬，一般如果地層較松軟，往往選擇將鉆頭控制在導(dǎo)管鞋以內(nèi)，如果地層相對較硬，則將鉆頭伸出導(dǎo)管鞋15.24～25.40 cm，目前世界上大多數(shù)作業(yè)者選擇將鉆頭伸出導(dǎo)管鞋，但同時(shí)保持鉆頭水眼在管鞋以內(nèi)。

2 導(dǎo)管下沉預(yù)防及處理辦法

導(dǎo)管下沉是深水鉆井的重要事故之一，主要原因是對該地區(qū)地層承載能力認(rèn)知不足或由于操作不當(dāng)引起，尤其在探井和評價(jià)井階段更容易發(fā)生，主要是沒有準(zhǔn)確的井位土壤資料分析。

2.1 設(shè)計(jì)階段導(dǎo)管下沉的預(yù)防措施

對于新區(qū)塊第一口導(dǎo)管尺寸及噴射深度的設(shè)計(jì)要非常慎重，新區(qū)塊一般要做重力取樣，并要充分借鑒臨近區(qū)塊土壤數(shù)據(jù)或者噴射鉆井實(shí)際情況，對于易出現(xiàn)導(dǎo)管下沉區(qū)塊，增加導(dǎo)管尺寸比增加噴射深度要更好。如果已鉆井導(dǎo)管尺寸較大，可以適當(dāng)增加導(dǎo)管入泥深度，每增加一根導(dǎo)管則增加15%的支撐力，另外對于導(dǎo)管容易出現(xiàn)下沉的井，可以考慮安裝泥墊，增加支持力，也可以增加設(shè)計(jì)浸泡時(shí)間。

2.2 噴射結(jié)束后發(fā)生導(dǎo)管下沉的技術(shù)措施

如果作業(yè)結(jié)束后，發(fā)生導(dǎo)管下沉至無法滿足作業(yè)要求時(shí)，可通過上提導(dǎo)管或者重新接回連接工具并上提導(dǎo)管至設(shè)計(jì)預(yù)留高度，增加浸泡時(shí)間6～8 h，如果繼續(xù)出現(xiàn)下沉可以考慮再嘗試上提一次并進(jìn)一步浸泡時(shí)間。該方法仍無法滿足要求時(shí)，一般只能起出導(dǎo)管按照設(shè)計(jì)階段預(yù)防措施執(zhí)行或采用鉆入+固井的方式下入導(dǎo)管。

3 結(jié)語

（1）導(dǎo)管入泥深度確定和鉆具組合選擇是影響深水表層噴射鉆井成功與否的關(guān)鍵因素。對于新區(qū)探井，需要在考慮表層重力取樣結(jié)果基礎(chǔ)上，充分參考鄰井資料來確定導(dǎo)管入泥深度。（2）為防止深水表層作業(yè)發(fā)生結(jié)構(gòu)導(dǎo)管下沉事故，可采取的措施包括增加導(dǎo)管外徑，在保證導(dǎo)管能順利下入的前提下增加入泥深度，并可在井口頭位置安裝防沉板，增加導(dǎo)管噴射到位后的浸泡時(shí)間。

篇（9）

Abstract: the groove support is the guarantee piping installation and groove surrounding environment safety of groove of the retaining wall to strengthening and protection measures. The article mainly in haikou agriculture architectural history and cultural blocks, drainage groove supporting design and construction are discussed.

Key words: the historical and cultural blocks,; Drainage pipe; Groove support; Design; construction

中圖分類號：E223文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

前言

2007年3月，國務(wù)院將?？诹袨閲覛v史文化名城。海口市歷史上作為連接我國內(nèi)陸與東南亞地區(qū)的重要樞紐，形成了特色鮮明的文化沉淀。舊城區(qū)現(xiàn)存的幾條民國時(shí)期所形成的南洋風(fēng)格特色騎樓街巷，是作為?？诔鞘杏晒爬铣擎?zhèn)發(fā)展為沿海繁華商業(yè)城市的歷史見證，具有很高的文化價(jià)值和藝術(shù)價(jià)值。保護(hù)歷史遺存，挖掘城市歷史文化特色，恢復(fù)歷史城區(qū)活力，是?？诔鞘邪l(fā)展需要重點(diǎn)考慮的問題。

根據(jù)?？隍T樓建筑歷史文化街區(qū)保護(hù)與綜合整治規(guī)劃，?？谑腥嗣裾m時(shí)地提出了對騎樓建筑歷史文化街區(qū)內(nèi)五條老街及一些巷弄進(jìn)行保護(hù)和綜合整治的工作要求，在工作目的中強(qiáng)調(diào)了改善區(qū)域基礎(chǔ)設(shè)施條件、完善市政等配套設(shè)施的要求。要達(dá)到以上工作目的，設(shè)計(jì)中采用分流制及截流式合流制相結(jié)合的排水體制，其中五條主要老街（中山路、大興西路、博愛北路、新華北路、解放東路）的街區(qū)排水均采用雨污分流制。這五條老街均具有以下特點(diǎn)：

第一，街道兩側(cè)均為上世紀(jì)20、30年代修建的騎樓建筑，具有很高的保護(hù)價(jià)值，同時(shí)由于使用時(shí)間較長，房屋總體質(zhì)量較差。

第二，街道下各類管線密集，老管線的敷設(shè)由于沒有相應(yīng)規(guī)劃控制，凌亂不堪，同時(shí)原有地下管線，地下設(shè)施的檔案資料由于涉及部門多范圍廣很難調(diào)查清楚，造成排水布設(shè)難度較大。

第三，五條老街位于海口市海甸溪南岸，區(qū)域地下水位較高，地質(zhì)狀況不甚理想，給排水管道施工帶來極大的不便。

上述狀況都給排水管道的設(shè)計(jì)和施工帶來了一定的困難。如何合理地對騎樓建筑歷史文化街區(qū)排水管道溝槽進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保安全經(jīng)濟(jì)是整個(gè)綜合整治項(xiàng)目的難點(diǎn)。

一、溝槽支護(hù)特點(diǎn)

1.溝槽支護(hù)具有不確定性

隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，地下各種設(shè)施管線也越來越密集，原有地下管線，地下設(shè)施的檔案資料由于涉及部門多范圍廣很難調(diào)查清楚。溝槽支護(hù)工程又受周邊建筑和地下設(shè)施的影響很大，使支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工和基坑開挖前無法準(zhǔn)確查明。在溝槽支護(hù)結(jié)構(gòu)施工或基坑開挖過程中，有些事先不明、無法預(yù)料的周邊條件和地質(zhì)條件的變化，往往給工程帶來很大的麻煩，甚至造成嚴(yán)重后果。給國家和單位造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會影響。

2.技術(shù)綜合性強(qiáng)

溝槽支護(hù)技術(shù)是給排水專業(yè)工藝、巖土力學(xué)與結(jié)構(gòu)力學(xué)的結(jié)合。工程技術(shù)人員既要有豐富的給排水工程專業(yè)設(shè)計(jì)施工知識和經(jīng)驗(yàn)，又要有一定的巖土力學(xué)結(jié)構(gòu)專業(yè)知識和經(jīng)驗(yàn)；同時(shí)支護(hù)設(shè)計(jì)與施工方法選擇受地域地質(zhì)條件影響很大，因此需要具有相當(dāng)豐富的施工經(jīng)驗(yàn)和對當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)情況的深入了解。

3.溝槽支護(hù)具有臨時(shí)性

溝槽支護(hù)結(jié)構(gòu)大多為臨時(shí)性結(jié)構(gòu)，其作用僅是在溝槽開挖和管道安裝施工期間，保證溝槽周邊建筑物、道路、地下管線等環(huán)境的安全和本工程管道安裝的順利進(jìn)行，其有效使用期往往很短。

二、工程概述

?？谑序T樓建筑歷史文化街區(qū)保護(hù)與綜合整治工程（一期）包括海口市五條老街（新華北路、解放東路、博愛北路、大興西路、中山路及中山橫路），本次建設(shè)項(xiàng)目的目標(biāo)是：達(dá)到城市街道設(shè)施完善、空間完整有序、交通便捷順暢、環(huán)境整潔美觀、街道空間富有特色和識別性，使海口市騎樓建筑歷史文化街區(qū)的形象有較大改觀，提升歷史文化街區(qū)整體形象價(jià)值，增強(qiáng)歷史文化街區(qū)的對外吸引力。

由于海口市騎樓老街兩側(cè)建筑的特殊性，同時(shí)考慮到項(xiàng)目沿線地下水位較高，為了防止管道溝槽施工過程中對兩側(cè)騎樓建筑的影響，建設(shè)業(yè)主特委托我們進(jìn)行專項(xiàng)溝槽支護(hù)設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)溝槽長度為1525m。

三、 支護(hù)設(shè)計(jì)原則

在確保支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全、保證溝槽周圍道路及建筑物安全的前提下，做到經(jīng)濟(jì)合理，滿足國家建設(shè)工程的有關(guān)法規(guī)和規(guī)范要求，施工可行方便，盡量縮短工期，滿足土方開挖及地下管線施工的技術(shù)要求。

四、工程地質(zhì)條件

1. 地形地貌

擬改建道路沿線穿過的原始地貌為南渡江三角洲沖積平原，地勢平坦。道路沿線的地面高程為2.51m～4.19m。

整個(gè)路段為?？谥饕虡I(yè)街，道路狹小，商店林立，熱鬧非凡，人流和車流量頻繁。

地層結(jié)構(gòu)及基坑支護(hù)設(shè)計(jì)采用巖土參數(shù)

經(jīng)勘察查明，鉆探深度范圍內(nèi)，各道路沿線地層自上而下依次為雜填土層(Qml)、第四系全新統(tǒng)河流沖洪積相（Q4al+pl）、下更新統(tǒng)海陸交互相沉積層(Q1mc)。

基坑支護(hù)設(shè)計(jì)采用巖土參數(shù)見下表。

地基土設(shè)計(jì)參數(shù)建議 （表1）

五、水文地質(zhì)條件

在勘探深度范圍內(nèi)道路沿線地下水有一層，主要是賦存于第①層雜填土、②粉砂、第③層粗砂層中，為第四系松散層孔隙潛水，其補(bǔ)給來源主要接受大氣降水和美舍河、海甸溪側(cè)向入滲，排泄途徑主要是地表蒸發(fā)和向海甸溪滲流，本次勘察期間測得地下水穩(wěn)定水位為0.80m左右。根據(jù)街道居民反映的情況，地下水年變化幅度約0.5m。

六、溝槽支護(hù)設(shè)計(jì)方案比選

參照巖土工程勘察報(bào)告及相關(guān)規(guī)范規(guī)程并結(jié)合相關(guān)類似工程經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)溝槽開挖至回填間隔時(shí)間短的特點(diǎn)，按各路段所處周邊環(huán)境及挖深的不同，有針對性的選擇適合其施工的支護(hù)方案。

由于騎樓街道間距較窄，同時(shí)道路兩側(cè)許多騎樓古建筑基礎(chǔ)較淺，建筑擴(kuò)大基礎(chǔ)邊緣甚至已進(jìn)入機(jī)動(dòng)車道內(nèi)緣，因此在本項(xiàng)目中采用明開槽放坡方式開挖不甚合適，本設(shè)計(jì)均采用直槽加支護(hù)方式對溝槽進(jìn)行施工。

根據(jù)管線橫斷面布置，為了縮短施工工期，減少對民眾的影響，雨污水采用合槽方式進(jìn)行施工。

篇（10）

關(guān)鍵詞： 道路橋梁；橋頭搭板；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

Key words: road and bridge；transition slab at bridge head；structure design method

中圖分類號：U44文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006-4311（2012）15-0107-01

0引言

為了避免路面和橋臺之間出現(xiàn)錯(cuò)臺，最常用的一種辦法就是通過設(shè)置搭板，所以，借助于合理的設(shè)計(jì)橋頭搭板的結(jié)構(gòu)，對搭板的長寬厚和深埋進(jìn)行科學(xué)合理的調(diào)整，可以能夠更好地實(shí)現(xiàn)和體現(xiàn)優(yōu)越的道路橋梁橋頭搭板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

1設(shè)計(jì)橋頭搭板結(jié)構(gòu)之最基本的原則

1.1 土基位于橋頭過渡段的土基，一定要均勻、密實(shí)并且穩(wěn)定。對于對突擊強(qiáng)度和穩(wěn)定性產(chǎn)生負(fù)面影響的地面或者地下水，要及時(shí)的攔截或者排出。填土，情況正常的，要求干燥或者中濕，太濕的話，就會影響到穩(wěn)定性或者強(qiáng)度，在壓實(shí)度方面，填土也應(yīng)該是足夠的，也應(yīng)該符合當(dāng)前的規(guī)范性要求，建議為95%。

1.2 對地基承載力的深度要求路基在橋頭的填土，高度一般較高，速度要求較快，在這樣的作業(yè)模式下，就不能夠很好的活著很順利的將地基水排出去，地基承載力也有可能不足，進(jìn)而埋下隱患，所以需要特殊處理地基，比如粉噴樁或換填土。

1.3 墊層對于墊層材料的選擇，一個(gè)最基本的選取原則就是就地取材，為了盡可能的避免因?yàn)榈鼗旧淼能浫跣詫|層或者基層產(chǎn)生污染，乃至將地下水隔斷，需要鋪設(shè)合成的材質(zhì)作為隔離層到路基的頂面。一般對于墊層來講，最小厚度應(yīng)該是15厘米。墊層的寬度應(yīng)該超越基層每側(cè)25厘米，或者同寬與路基。

1.4 搭板連接橋梁和路面的地方，可以按照具體的公路等級、結(jié)合具體的建造經(jīng)驗(yàn)，按照最終的要求，選擇設(shè)置或者不設(shè)置搭板。一般來講，位于搭板下面的加強(qiáng)層，其厚度在2米以上，長度會超越搭板1米左右，材料的選擇應(yīng)該與底基層相同，適當(dāng)提高路堤。長期的實(shí)踐告訴我們，為了有效的防止路基出現(xiàn)沉降，可以加固處理臺背填方，作為本身的作者，有如下的建議，基層到土基之間的壓實(shí)度符合95%的要求。如不進(jìn)行搭板設(shè)置，可以鋪筑瀝青路面或者具有過渡性的由混凝土制成的塊。

2設(shè)計(jì)搭板

2.1 搭板埋置深度和搭板型式對搭板進(jìn)行分類管理，它有如下三種主要的類型：臺階型、變厚度和等厚。按照搭板埋置的深淺不一，可以將其劃分為低、中、高置三種。一般來講，高置式的搭板在頂面上是與橋臺齊平的；低置式，其搭板遠(yuǎn)臺端的頂面位于路面基層的下方，對于路面鋪設(shè)來說非常的有利；如果為中置式，則遠(yuǎn)臺端搭板的頂面介于基層和面層之間。

2.2 搭板的長度在確定搭板具體的長度的時(shí)候，下面四個(gè)條件必須要予以考慮：①出現(xiàn)了沉降現(xiàn)象之后，搭板縱坡產(chǎn)生的變化值應(yīng)該在最大容許值的范圍之內(nèi)；②搭板本身的長度需要在跨越臺后，對棱體長度產(chǎn)生破壞；③填土前預(yù)留下的缺口之傷口長度，應(yīng)該在搭板長度的跨越范圍之內(nèi)；④必須要能夠保證搭板的有效受力長度。除此之外，結(jié)合對搭板進(jìn)行的動(dòng)力響應(yīng)分析，我們知曉越長的板長就越有利于搭板受力。正常地說，搭板長度要設(shè)定在5米之上，對于中小橋，一般是6到8米，對于大橋來說，一般是8到12米。

2.3 搭板的寬度具體施工的過程中，對于一般的搭板來講，其邊緣應(yīng)該離石邊緣有大約半米的距離，盡可能的窄化處理，在上面對搭板動(dòng)力進(jìn)行響應(yīng)分析的基礎(chǔ)上，我們知道伴隨著不斷增加的板寬，需要慢慢增大位移，但在兩個(gè)方向上，板底最大彎處的拉應(yīng)力則呈現(xiàn)減小的趨勢。此外，如果搭板本身比較窄，行駛的時(shí)候，車輪就可能走在縱向邊緣的位置，損害搭板受力情況，所以，在寬度上，搭板應(yīng)該與橋面保持一致。

2.4 搭板的厚度具體的分析搭板動(dòng)力產(chǎn)生的響應(yīng)，可以清晰的滯銷，伴隨著不斷增大的板厚，位移會出現(xiàn)稍微的縮減，但是位于板底的拉應(yīng)力,則出現(xiàn)了稍稍的增大現(xiàn)象。基于板頂出現(xiàn)的位移情況，可以反向推算板厚,板底配筋能夠幫助將板底彎拉應(yīng)力有效的解決掉。

2.5 橋臺與搭板之間的連接橋臺是搭板近臺端放置的位置，借助于錨筋將橋臺和搭板之間很好的連接起來，填入瀝青瑪蹄脂到橋臺和搭板之間的結(jié)合處，避免滲入水分。路基是搭板遠(yuǎn)臺端放置的位置，路基出現(xiàn)或者發(fā)生沉降現(xiàn)象之后，在縱向?qū)用嫔?，搭板可能會出現(xiàn)滑移，所以需要設(shè)置錨栓在搭板和臺頂之間，加強(qiáng)處理位于遠(yuǎn)臺端的地基，盡可能的將局部沉降現(xiàn)象減小，為了提升維修的效果，需要設(shè)置灌漿孔以及檢查孔在近臺端。

2.6 設(shè)計(jì)搭板配筋在設(shè)計(jì)搭板配筋的時(shí)候，需要考慮或者依據(jù)的一個(gè)關(guān)鍵因素為搭板底面上的最大彎拉應(yīng)力。按照具體的構(gòu)造提出或者產(chǎn)生的要求、按照實(shí)際的搭板受力復(fù)雜狀況、按照路基本身的沉陷狀況、結(jié)合重載類型的交通產(chǎn)生的影響，在具體的設(shè)計(jì)過程中，按照工程的要求，主筋直徑被適當(dāng)加大，主筋間距被適當(dāng)縮小，使用雙層配筋。

2.7 枕梁枕梁的架設(shè)具有諸多積極有益的一面，包括分布荷載到地基上，增加在橫向?qū)用嫔洗畎蹇箯澋膭偠?。諸多相關(guān)的資料告訴我們，對于有效的改善枕梁的承載能力、提升枕梁下部路基本身的承載能力來講，如果能夠設(shè)置水泥石屑樁或者碎石樁到位于枕梁下面的路基中的話，效果將非常的明顯，對于這個(gè)部位發(fā)生沉降現(xiàn)象來說，也能夠有效的減少。諸多實(shí)踐性的結(jié)果告訴我們，這種方法成本低，效果顯著，所以對于設(shè)置搭板來講，可以做成兩種主要的類型：設(shè)枕梁或者不設(shè)枕梁。如果選擇設(shè)枕梁的類型，又可以再進(jìn)一步的被劃分為設(shè)水泥石屑樁或者碎石樁以及不設(shè)水泥石屑樁或者碎石樁。對于上面三種不同的類型，可以結(jié)合具體的實(shí)踐，檢驗(yàn)各種類型的具體效應(yīng)。

3結(jié)論

總而言之，對于橋頭跳車問題的解決，搭板本身的長寬高以及埋置的深度都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，其有助于更好的實(shí)現(xiàn)搭板、路面與路基之間的合理有效組合，有助于橋頭跳車現(xiàn)象更好的、更高水平的預(yù)防，并且最終科學(xué)高效的解決這一現(xiàn)象。

參考文獻(xiàn)：