湿陷性黄土室外管综交叉做法的研究

熊慧玲

（华南理工大学建筑设计研究院有限公司，广东 广州 510000）

0 引言

据我国科学院地质研究所和北京大学地理系所编制的中国黄土分布图，我国黄土分布面积为635280km2，其中湿陷性黄土面积约占3/4。主要分布在北纬33°～47°[1]。温陷性黄土在我国分布很广，主要分布在山西、陕西、宁夏、甘肃大部分地区以及河南的西部。此外，新疆、山东、辽宁、青海、河北以及内蒙古的部分地区也有分布，但不连续。主要为在上覆土层自重应力作用下，或者在自重应力和附加应力共同作用下，因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土，属于特殊土。给排水管道的设计应以地质情况、地基处理情况及土建的防水措施为前提进行综合考虑[2]。湿陷性黄土分为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土，特别是Ⅲ、Ⅳ湿陷性黄土，室外管道若直接敷设，管道泄露，严重的会造成局部范围内地块下沉，同时由于室外给水压力管道主要包括给水、消防和供热管道，地块下沉会引起范围内其他给水管道的断裂，特别是北方地区给水管道均位于当地冰冻线以下，一旦出现断裂，维修困难。这无疑给工程建设增加了经济成本、施工难度以及技术复杂程度。因此室外管线的布置，以及管道交叉处的防水措施尤为重要。

本文主要以具体的工程项目为例，提出由于建设用地条件有限及项目排水现状条件等限制因素，室外给水压力管道采用管沟敷设，室外排水管道与给水压力管沟交叉时的一系列措施，以及室外给水管道采用管沟敷设后，与电气专业电缆管道的交叉措施，并且总结经验，以期为后续相似工程概况的设计人员提供参考。

1 工程概况

项目位于甘肃省兰州市，为原有园区基础上二期新建项目。项目园区土质为Ⅳ自重湿陷性黄土，冰冻线为相对标高正负零以下1.4m，由于整个园区一期已有现状室外管道，因此二期新建的室外管网要综合考虑一期现状管网的迁移以及二期管网接入一期的问题。根据业主要求，给排水及暖通专业的压力管道二期均要以管沟的型式室外敷设，由于一期的室外给排水及其他专业管道未采取管沟敷设，仅按照规范要求冻土层以下直埋，因此二期管道采用管沟敷设时，会遇到排水管道和管沟交叉、电气管线与管沟交叉的情况，如图1 所示。根据一期的施工图纸，二期室外雨水排水终点需接入一期雨水检查井，接入检查井埋深为2.525m，考虑到二期给水压力管采用的管沟有壁厚及结构基础，同时给水管道还需要位于冰冻线以下，因此在给水管沟和雨水管道交叉处需要单独考虑交叉做法；根据提供的市政污水接驳井条件，污水管道末端检查井埋深不应大于3.325m，室外污水管道与雨水管道问题相同，给水管沟和污水管道交叉处同样需要单独考虑交叉做法。同时通过与电气专业沟通，室外电缆不设管沟，采用穿镀锌钢管埋地的敷设方式，管线做混凝土包封，敷设于冻土层以下，因此室外工程应提供水电管道交叉处的节点大样，便于施工方在后期施工时提前考虑。

图1 室外雨、污管道与管沟交叉

2 室外管线交叉措施

2.1 湿陷性黄土室外防水措施

在具体设计时需要提前做好资料收集工作，并严格按照国家现行规范标准要求来提高给排水工程设计的质量，使其在满足基本功能的同时，还具有较好的经济性[3]。水是引起建筑物湿陷的主要因素，往往由于给排水管道、工艺管道的渗漏，引起建筑物的湿陷事故[4]。根据湿陷性地区的设计规范要求，湿陷性黄土地区室外给水、排水管道宜布置在防护范围外，布置在防护范围内的地下管道，应采取防水措施。

本项目土质为Ⅳ自重湿陷性黄土，参照现有湿陷性黄土地区给排水图集，应选用C 型防水钢筋混凝土检漏管沟。图2 为C 型防水钢筋混凝土检漏管沟，根据业主要求本项目室外给水压力管道均采用管沟的方式敷设。在设计中通过与结构专业的沟通，发现图中的检漏管沟由于图集编制时的设计依据已经换版更新，但检漏管沟相应的图集并未更新，导致图集大样中选用的构件需要按照现行规范进行复核。通过结构专业复核，本项目室外给水管沟依然采用钢筋混凝土做法，管沟采用C 型钢筋混凝土管沟，管沟做法及材料配筋根据管沟尺寸及行车情况从图集《湿陷性黄土地区给水排水检漏管沟04S531-2》中选取，图集大样中HRB335钢筋由相同直径HRB400 钢筋替换，混凝土采用C35混凝土替换，抗渗等级P8，如图3 所示。侧壁保护层厚度不小于35mm，底板保护层厚度不小于50mm，表面防护采用聚合物水泥砂浆，厚度不小于5mm，基础垫层采用强度等级C20 的100mm 厚聚合物水泥混凝土，3:7灰土采用1:7 水泥土替换。同时由于室外工程管沟敷设范围庞大且管沟较长，由于不是整个厂区均进行处理，因此需对管沟敷设范围的地基进行处理。湿陷性黄土地基处理包括垫层法、强夯法、挤压法、预浸水法及其他方法，地基处理方法要兼顾地质情况、处理成本和后期运营等因素[5]。本项目室外工程在施工前对地基的处理如下，地基进行夯实处理，强夯厚度不小于管沟底以下3m，处理范围超出底板外边缘不小于3m，压实系数不小于0.94，地基承载力特征值不小于100kPa。强夯后在基底设置300mm 厚水泥土垫层。

图2 C 型防水钢筋混凝土检漏管沟

图3 室外给水压力管沟

由于设计中不同专业之间有交叉，规范的更新往往影响的不仅仅为本专业，本项目设计中及时与结构专业沟通，通过结构专业的复核，根据现场实际情况与现有规范，对尚未更新的图集做法进行了修正，明确了选用构件在用料、尺寸等参数上的更替原则，综合提出了室外管沟在做法上应该注意的问题，提出了可行性的解决法案，合理有效的避免了后期因用料等一系列问题导致的施工问题及成本造价的浪费。

2.2 室外给排水管沟交叉措施

本项目为二期新建，二期室外管网均需与一期现状管网接驳，新建管网由于室外雨水、污水管网末端排水检查井埋深受限，同时本项目的室外给排水管道需要设置在冰冻线-1.4m 以下，给水管网同时还要采用管沟的方式敷设，导致雨污管道无法完全位于给水管沟下方，因此需尽量避免给水管沟与排水管道的交叉，必须交叉的地方采用排水管道穿管沟的方式，水管穿管沟需要与结构专业沟通复核。图4 为室外排水压力管沟交叉措施，根据管沟内需要排布的管道以及各管道间距，选择合适的管沟宽度，由于管沟宽度与整段室外排水管道相差很大，同时室外排水管道坡度为i=0.003，排水管穿管沟内的一段可近似按水平考虑。排水管考虑管道壁厚，通过计算可得穿管沟处雨水管底相对标高为-2.11m，污水管管底相对标高为-2.74m。图5 为道路雨水口排水穿管沟做法，由于雨水和污水管道都需要穿管沟，以埋深较深的管道为准，为了方便后期结构专业对管沟的配筋等进行复核以及避免出现非标准管沟对后续施工造成的一系列问题，参照国标图集，管沟宽度B=1200mm 时，同时考虑污水管道埋深，管沟的沟深选择H=2000mm。排水管开洞这段管沟整体埋深要比普通管沟深，因此需在管沟两端设置相应的钢筋混凝土检漏井或阀门井。与常规的管沟相比，为了保证排水管道的稳定性，管道开洞处以及管沟内均考虑进行加固，通过结构专业复核，排水管道管径对管沟配筋没有影响，管道开洞处采取加固处理，同时在管沟内部上下管道的交叉处，各管道两端做好柔性接口。管沟内给水管道下方采用中、粗砂敷设，排水管道上下均采用C30 混凝土对管道进行加固，混凝土下方为合成高分子防水涂膜防水层。管沟采用C35 钢筋混凝土替换国标图集中的C30 钢筋混凝土，基础垫层采用强度等级C20 的100 厚聚合物水泥混凝土替换图集中C15 混凝土，3:7 灰土采用1:7 水泥土替换。

图4 室外给排水管沟交叉措施

图5 道路雨水口排水穿管沟做法

室外给排水管道与电缆交叉时，给排水管道需位于电缆或电缆沟以下。图6 为室外道路雨水口排水穿管沟做法，项目室外电缆不设管沟，采用穿镀锌钢管埋地的敷设方式，管线做混凝土包封，敷设于冻土层以下，室外给水管沟与电缆碎石垫层预留300mm 的间距，管沟图集中最小管沟深度为H=600mm，通过计算，管沟底相对标高为-3.45m。此段管沟相比其他管沟段要深很多，因此需要在管沟两端设置单独的钢筋混凝土检漏井对管道进行转折。

图6 室外压力管道与电力管道交叉做法

3 结语

综合上述，湿陷性黄土地区室外给水管沟与排水管道交叉时，在总体条件允许的情况下，按照给水在上排水在下，优先考虑排水管道从管沟下方穿过。若排水管道埋深受限，采用排水管开洞穿管沟也可作为一种解决措施，管沟及基础需经过结构专业复核，对管沟和管道的加固进行深化调整。同时排水管穿管沟同样存在缺陷，一旦管道出现问题，穿管处的管道后期维修的成本较大，因此在管道交叉处，排水管两端需额外进行加固。在设计时根据不同的项目情况，应该因地制宜的选择合适的相应措施，保证室外管网合理性和可行性的前提下，同时满足各方需求，进行科学的设计工作，采取不同的方式最大限度优化室外管网。