给排水管道穿越地裂缝方案PPT课件

1、 一、概述 二、主要依据 三、给排水管线穿越地裂缝避让范围拟采用主要技术措施 四、方案技术经济论证 一.概述 未来科技城：未来科技城： 地处昌平区小汤山镇和北七家镇，地处昌平区小汤山镇和北七家镇， 规划范围：北至顺于路西延、东至京规划范围：北至顺于路西延、东至京 承高速路和昌平区界、南至规划二十承高速路和昌平区界、南至规划二十 八路、西至北七家中心组团东边界。八路、西至北七家中心组团东边界。 规划用地面积约规划用地面积约1010平方公里。平方公里。 京承高速京承高速 北京未来科技城北京未来科技城 1.11.1地理位置 1.21.2区域内地裂缝 地质灾害评估报告显示：规划场地内地质灾害评估报告显

2、示：规划场地内 有黄庄有黄庄- -高丽营断裂带穿过，对规划厂高丽营断裂带穿过，对规划厂 区危害较大，并发育有地裂缝。区危害较大，并发育有地裂缝。 本次市政工程受地裂缝影响 道路如图所示共三条。 1.31.3受影响范围 本次受地裂缝的影响的设计路段位于未来城北区鲁疃西路以西。 设计给排水管线需穿越地裂缝避让范围路段为未来城北区一号路、未来城北区二号路及温榆河北滨河路。 设计管线穿越地裂缝基本情况如表1： 序号 路名设计给水设计中水设计雨水设计污水 1北区一号DN400mmDN200mmD=1000mm 覆土：约1.7m D=400mm 覆土：约4.3m 2北区二号DN300mmDN100mmD=

3、1400mm 覆土：约1.7m D=500mm 覆土：约3.7m 3温榆河北滨河 路 DN600mmDN300mmD=1400mm 覆土：约1.5m D=800mm 覆土：约4.5m 1.4.1、地裂缝成因分析 黄庄高丽营断裂是工作区地裂缝形成的背景条件，对其起到主控作用；过量开采地下水引发 的地面沉降是诱发因素，而地层岩性和地貌环境则对地裂缝地表发育形态和发育程度具有一定 的控制作用。 1.4.2、地裂缝影响范围 根据未来科技城北区土地一级开发项目地裂缝勘查报告，地裂缝主要表现为垂向错动，开 裂均表现为上盘（东南侧）下降，下盘（西北侧）相对上升。垂直轴向两侧的地裂缝影响范围 为：下盘为17.

4、43m，上盘为49.51m，共计66.94m。 1.4.3、地裂缝发展预测 在未来7年地裂缝快速发展阶段，地裂缝两侧差异沉降量可能为126.84mm；2014若南水北调 进京后，区域地下水开采状态得到改善，地下水得到涵养，地面沉降减缓，那么由于其他原因 引发的地裂缝两侧差异沉降量将达到12.6mm/a，那在地裂缝活动减缓的43年间，地裂缝两侧 的差异变形量将达到541.8mm。未来50年间差异沉降量约为669mm。 1.4地裂缝基本情况 1.5、建筑物的地裂缝两侧避让距离 未来科技城北区土地一级开发项目地裂缝勘查报告根据西安地裂缝场 地勘察与工程设计规程(DBJ 61-6-2006)，按地裂缝

5、影响范围66.94m分 别乘以1.5与1.2的安全系数，确定了勘查场区建筑物（I、II类）与类的地 裂缝两侧避让距离如下： 勘查场区I、II类建筑物，以地裂缝延展方向为轴线，地裂缝两侧避让距离合 计为100.41m；类建筑为80.33米。其中，类建筑，上盘为59.41米， 下盘为20.92米；上盘位于地裂缝东南，下盘位于地裂缝西北。 二、主要依据 未来科技城北区土地一级开发项目地裂缝勘查报告未来科技城北区土地一级开发项目地裂缝勘查报告北京市水文地北京市水文地 质工程地质大队质工程地质大队2010.11 2010.11 未来科技城地震断裂带专家论证会意见未来科技城地震断裂带专家论证会意见2010

6、.122010.12 室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范GB50032-2003GB50032-2003 西安地裂缝场地勘察与工程设计规程西安地裂缝场地勘察与工程设计规程(DBJ 61-6-2006)(DBJ 61-6-2006) 给水排水工程管道结构设计规范给水排水工程管道结构设计规范（GB50332-2002GB50332-2002） 给水排水工程埋地预制混凝土圆形管管道结构设计规程给水排水工程埋地预制混凝土圆形管管道结构设计规程（CECS 117:2000CECS 117:2000） 给水排水工程混凝土构筑物变形缝设计规程给水排水工程混凝土构筑物

7、变形缝设计规程（CECS 117:2000CECS 117:2000） 埋地聚乙烯给水管道技术规程埋地聚乙烯给水管道技术规程（CJJ 101-2004CJJ 101-2004） 埋地矩形雨水管道及其附属构筑物埋地矩形雨水管道及其附属构筑物（09SMS202-109SMS202-1） 埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准（SYT 0413-2002SYT 0413-2002） 埋地钢质管道环氧煤沥青防腐层技术标准埋地钢质管道环氧煤沥青防腐层技术标准（SYT 0447-96SYT 0447-96） 给水排水管道工程施工及验收规范给水排水管道工程施工及验收规范（GB502

8、68-2008GB50268-2008） 未来城北区给排水管道相关设计未来城北区给排水管道相关设计 相关设计规范相关设计规范 3.1、综述 根据未来科技城地震断裂带专家论证会意见，在地裂缝避让范围内建设 时，应采取有效工程措施并进行专家论证。 穿越地裂缝市政给排水管道的防护措施主要分为主动预防和被动检修两种， 以下主要叙述主动预防措施，力求减弱地裂缝对管道破坏，延长管道使用期 限。 3.2、管道穿越地裂缝设防范围的确定 市政管道在不能避开地裂缝的情况下，探明地裂缝位置和影响范围，确定管 道设防范围尤为重要 。本工程中各穿越地裂缝市政管线设防范围暂拟定采 取未来科技城北区土地一级开发项目地裂缝勘

9、查报告给定的地裂缝影响 范围，如表2所示： 三、给排水管线穿越地裂缝避让范围拟采用 主要技术措施 表2： 拟定管道设防范围 下盘一侧 （米 ） 上盘一侧 （米 ） 合计 （米 ） 北区一号路19.7256.4776.19 北区二号路18.9053.5872.48 温榆河北滨河 路 18.1451.6769.81 注：由于管道与地裂缝非正交，故设防范围大于报告中所提 的地裂缝两侧影响 范围 地裂缝对区块东侧京承高速公路的影响 未来科技城北区土地一级开发项目地裂缝勘查报告中提及 京承高速2004年开始通车，2006年开始发现道面裂缝，到 2008年,主裂缝宽度15mm，垂直变形30mm，沉降速率平

10、均 7.5mm/a，东南下降，影响了正常使用，道路部门多次进行了 修缮维护，裂缝带宽40m， 据调查地裂缝仍在发展。 3.3、设计给水、中水工程技术措施 3.3.1给水、中水工程基本情况 1）、本工程给水、中水为环状官网供水，当设防范围内管道发生破坏时， 区块内不致断水。 2）、本工程给水、中水断面为（100-600mm）高程不受保护范围两侧管 道高程控制。 3.3.2给水、中水工程技术措施 1）、 设计管道于防护距离两侧设置断流检修阀门井，设防距离内不做 分支。防止设防范围内管道破裂导致的次生危害。 2）、考虑到给水、中水为均有压管道，方案一：方案一：采取钢制管道浅埋，砌 沟埋砂的工程做法以

11、减弱地裂缝竖向错动、垂直差异运动带来的剪切破坏。 且位于方沟内管道上方预留700mm变形量，填满中粗砂，当方沟由于地 裂缝两侧差异沉降导致竖向位移时，钢管在方沟内留有相对向上运动余量， 其上方砂回灌至管底部支撑管道。方沟侧墙采用MU10混凝土模块砌体， 并设不小于200mm厚C25混凝土底板、盖板，以消减剪切力对管道的破 坏。地裂缝处及两侧30米范围内，间隔6米设置一道变形缝，变形缝处盖 板采用异型结构，预防方沟相对错动开裂时上方土体坍落进沟。做法详附 图。 方案二：方案二：设防范围内采用延性、挠性较好的热塑性高密度聚乙烯HDPE实 壁管（主料等级为PE100，径壁比SDR13.6）整体性热熔

12、连接，回填中粗 砂一次穿过地裂缝两侧设防范围。 3.4、设计雨水工程技术措施 3.4.1雨水工程基本情况 1）、各条穿越地裂缝市政路下设计雨水管道断面为1-1.4米，管径较大，管道投入使用 后旱时（北京汛期主要集中在6-9月）方便进人定期监测。 2）、各条穿越地裂缝市政路下设计雨水管道埋设较浅，管顶覆土为1.5-1.7米。管道破 坏后，不至造成重大次生灾害，并便于随道路一并检修与复建。 3.4.2雨水工程技术措施 1）将雨水检查井设置于设防距离外侧， 不在设防范围内设置检查井及预留支线。 2）方案一方案一：设防距离内采用延性、挠性较好热塑性高密度聚乙烯HDPE实壁管（主料 等级为PE100，径

13、壁比SDR17）整体性热熔连接，回填中粗砂一次穿过地裂缝两侧设 防范围。 方案二：方案二：采用弹性橡胶密封圈承插接口的钢筋混凝土管，橡胶圈接口间隔3米。 3.5、设计污水工程技术措施 3.5.1污水工程基本情况 1）、各条穿越地裂缝市政路下设计污水管道断面为0.4-0.8米。 2）、设计污水管道高程受保护范围外上下游高程确定埋设深度较深，管顶以上覆土为 3.7-4.5米。 3.5.2污水工程技术措施 1）、将设计污水检查井设置于设设防离外侧，设防距离内不设预留支线及 检查井，其中上游检查井为闸板井，以备断流检修，且设防范围内污水管道 破坏时可从上游用软管将污水导流至临近污水检查井，以保证排水安

14、全。 2）、方案一：设防距离内采用延性、挠性较好的热塑性高密度聚乙烯 HDPE实壁管（主料等级为PE100，径壁比SDR17）整体性热熔连接，回填 中粗砂一次穿过地裂缝两侧设防范围。 方案二：采用弹性橡胶密封圈承插接口的钢筋混凝土管，橡胶圈接口 间隔3米。 钢筋混凝土承插口管、钢管及HDPE实壁管物理特性比较 钢筋混凝土承插口管（橡胶圈接口间距3米）是最常用的柔性接口排水管道， 接口施工方便、管接口有一定的允许的偏转角，对地基的不均匀沉降有一定 适应性，其接口处轴向可有30mm拉伸量和偏转角1，但是根据西安的相 关工程经验，钢筋混凝土承插口管道破坏处均发生在接头处，接头处管道拉 开，拉开处间距

15、接近下盘处上大下小，接近上判处相反上小下大。接头处很 少见到水平错位，但可看到上盘一侧管道下沉，且管道轴线左右摆动。 热塑性HDPE实壁管属于柔性整体型管材。该管材有较好的延性和挠性，故能 够依据管道本身特性适应地裂缝两侧产生的竖向错动，和细微水平扭动。 钢管（焊接）属于带有一定刚度的柔性整体型管材，可以利用钢管本身的特 性和中粗砂回填共同应对保护沟内竖向位移及水平扭动。但是钢管涉及到防 腐问题。 穿越地裂缝的给排水管道技术措施为共性问题，而温榆河北滨河路设计污水、给水管道管径最大、埋设最 深，故以其为示例。 附图 表3：各市政路保护方沟尺寸明细 序 号 路名设计给水设计中水 1北区一号 管径

16、DN400mm 保护方沟断面 WH=14001400mm 底板厚260mm侧墙400mm DN200mm 保护方沟断面 WH=12001220mm 底板厚240mm侧墙400mm 2北区二号 DN300mm 保护方沟断面 WH=12001220mm 底板厚240mm侧墙400mm DN100mm 保护方沟断面 WH=10001040mm 底板厚220mm侧墙300mm 3温榆河北滨河 路 DN600mm 保护方沟断面 WH=16001580mm 底板厚280mm侧墙400mm DN300mm 保护方沟断面 WH=12001220mm 底板厚240mm侧墙400mm 四、方案技术经济论证 给水

17、（万元） 中水 （万元） 雨水 （万元） 污水 （万元） 合计 （万元） 北区一号 路 方案一 60.954.639.230.8185.5 方案二 8.47.025.223.864.4 北区二号 路 方案一 55.348.354.630.8189 方案二 7.76.333.623.871.4 温榆河北 滨河路 方案一 55.354.637.8225.4 方案二 18.27.733.630.890.3 注： 方案一给水、中水采用钢管其沟砂埋，雨、污水采用热塑性高密度聚乙烯HDPE管道整体穿越设防范围。 方案二给水、中水采用热塑性高密度聚乙烯HDPE管道整体穿越设防范围。 雨、污水采用钢筋混凝土承

18、插口管橡胶圈接口连接穿越设防范围。 五、结论及建议 5.1结论： 5.1.1给水、中水推荐技术措施 经过技术经济比较，综合考虑安全性和经济型。温榆河北滨河路给水、 中水管道为区域主干，负担有向回迁区输水的任务，重要性较大；而北区 一号路和北区二号路给水、中水管道为分支重要性较小。故推荐温榆河北 滨河路给水、中水管道穿越地裂缝工程措施采用方案一，即采取钢制管道 砌沟埋砂的工程做法，北区一号、二号路给水、中水管道穿越地裂缝工程 措施采用方案二，即采用热塑性高密度聚乙烯HDPE实壁管整体性热熔连 接，回填中粗砂一次穿过地裂缝两侧设防范围。 5.1.2雨水、污水推荐技术措施 经过技术经济比较，本工穿越

19、地裂缝雨、污水管道工程措施均 采用方案一，即设防范围内采用延性、挠性较好的热塑性高密 度聚乙烯HDPE实壁管（主料等级为PE100，径壁比SDR17） 整体性热熔连接，回填中粗砂一次穿过地裂缝两侧设防范围。 推荐方案工程费用 给水 （万元） 中水 （万元） 雨水 （万元） 污水 （万元） 合计 （万元） 北区一号路 8.47.039.230.885.4 北区二号路 7.76.354.630.899.4 温榆河北滨河路 77.755.354.637.8225.4 5.2建议 5.2.1地下水开采控制 由于抽汲深层承压水产生的地面沉降是造成地裂缝活动加剧的直接原因， 所以在地裂缝场地应严格控制承压

20、水的开采。地裂缝和地面沉降的快速发 展与长期超采地下水，导致地下水位大幅下降密不可分，合理限制地下水 开采范围、开采层次和开采量是控制地面沉降、减缓地裂缝产生的根本措 施。在有可能产生地裂缝或地面沉降的区域内，应严格控制承压水的开采， 禁止违规凿井。 5.2.2由于地裂缝活动的不确定性，管道穿越地裂缝除了采取上述的有 效设防措施外，更为重要的是定期监测地裂缝的活动和检查管道的泄漏情 况。建议管道养护单位建立穿越地裂缝管道和地裂缝本身的变形监测和预 警系统。 一.概述 未来科技城：未来科技城： 地处昌平区小汤山镇和北七家镇，地处昌平区小汤山镇和北七家镇， 规划范围：北至顺于路西延、东至京规划范围

21、：北至顺于路西延、东至京 承高速路和昌平区界、南至规划二十承高速路和昌平区界、南至规划二十 八路、西至北七家中心组团东边界。八路、西至北七家中心组团东边界。 规划用地面积约规划用地面积约1010平方公里。平方公里。 京承高速京承高速 北京未来科技城北京未来科技城 1.11.1地理位置 1.21.2区域内地裂缝 地质灾害评估报告显示：规划场地内地质灾害评估报告显示：规划场地内 有黄庄有黄庄- -高丽营断裂带穿过，对规划厂高丽营断裂带穿过，对规划厂 区危害较大，并发育有地裂缝。区危害较大，并发育有地裂缝。 一.概述 未来科技城：未来科技城： 地处昌平区小汤山镇和北七家镇，地处昌平区小汤山镇和北七家

22、镇， 规划范围：北至顺于路西延、东至京规划范围：北至顺于路西延、东至京 承高速路和昌平区界、南至规划二十承高速路和昌平区界、南至规划二十 八路、西至北七家中心组团东边界。八路、西至北七家中心组团东边界。 规划用地面积约规划用地面积约1010平方公里。平方公里。 京承高速京承高速 北京未来科技城北京未来科技城 1.11.1地理位置 1.21.2区域内地裂缝 地质灾害评估报告显示：规划场地内地质灾害评估报告显示：规划场地内 有黄庄有黄庄- -高丽营断裂带穿过，对规划厂高丽营断裂带穿过，对规划厂 区危害较大，并发育有地裂缝。区危害较大，并发育有地裂缝。 二、主要依据 未来科技城北区土地一级开发项目地

23、裂缝勘查报告未来科技城北区土地一级开发项目地裂缝勘查报告北京市水文地北京市水文地 质工程地质大队质工程地质大队2010.11 2010.11 未来科技城地震断裂带专家论证会意见未来科技城地震断裂带专家论证会意见2010.122010.12 室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范GB50032-2003GB50032-2003 西安地裂缝场地勘察与工程设计规程西安地裂缝场地勘察与工程设计规程(DBJ 61-6-2006)(DBJ 61-6-2006) 给水排水工程管道结构设计规范给水排水工程管道结构设计规范（GB50332-2002GB50332-2002）

24、 给水排水工程埋地预制混凝土圆形管管道结构设计规程给水排水工程埋地预制混凝土圆形管管道结构设计规程（CECS 117:2000CECS 117:2000） 给水排水工程混凝土构筑物变形缝设计规程给水排水工程混凝土构筑物变形缝设计规程（CECS 117:2000CECS 117:2000） 埋地聚乙烯给水管道技术规程埋地聚乙烯给水管道技术规程（CJJ 101-2004CJJ 101-2004） 埋地矩形雨水管道及其附属构筑物埋地矩形雨水管道及其附属构筑物（09SMS202-109SMS202-1） 埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准（SYT 0413-2002SYT 0413-2002） 埋地钢质管道环氧煤沥青防腐层技术标准埋地钢质管道环氧煤沥青防腐层技术标准（SYT 0447-96SYT 0447-96） 给水排水管道工程施工及验收规范给水排水管道工程施工及验收规范（GB50268-2008GB50268-2008） 未来城北区给排水管道相关设计未来城北区给