深圳市东部供水工程pccp管设计

深圳市东部供水工程pccp管设计

深圳东部水源保护工程是为满足深圳东部城市的需水需求而设计的。根据广东省水利厅、广东省计划委员会和国家计委的批准，深圳市东部供水水源工程（一期）供水量按3.5亿m3/年设计，相应取水流量为11m3/s，其中在东江取水7m3/s，在西枝江取水4m3/s。工程分别从惠阳境内的东江和西枝江设抽水站取水，东江抽水站位于惠阳水口镇上游约6km左岸的廉福地，西枝江抽水站位于惠阳马安镇上游约3km左岸的老二山。输水线路经惠阳的水口、平潭、马安、永湖、秋长、新墟镇和深圳市的坑梓镇，沿途主要采用管道、箱涵和隧洞输水，中间设有两座加压站，将水送至深训市东部的松子坑水库，输水线路全长约56.6km。深圳市东部供水水源工程分两期进行建设，一期工程供水量按3.5亿m3/年设计，相应取水流量为11m3/s，其中在东江取水7m3/s，在西枝江取水4m3/s。二期为一期的扩建工程，在一期工程的基础上增加年取水量3.7亿m3，主要建设内容有：对东江取水口进行改造、扩建东江抽水站和永湖加压站、扩建东江至西河潭输水管线。1中生界侏罗系根据工程布置情况，从东江廉福地至西河潭隧洞进口为丘陵区，高程15m～120m，分布有东江河流阶地及五雷岭等残丘；沿东江两侧分布有河流冲积平原，有两级阶地。本区分布有古生界和中生界地层，其中下侏罗系统是一套海陆交互相砂页岩分布广泛，第四系松散层以河流阶地冲积层和残坡积层为主。由老至新地层特征及分布如下：(1)古生界石炭系下统大塘阶测水段下亚段（Ca1dc）：由砾岩、石英砂岩、粉砂岩、泥质页岩夹透镜状煤层组成，厚度>200m。在东江输水隧洞以东的小孤山见有出露，岩层产状：N50°E/SW∠40°。(2)中生界侏罗系下统蓝塘群第一亚群（Ja1ln）：由底砾岩、粉砂岩、页岩夹透镜状煤层组成，厚150m～750m。分布于厦良村东侧的残丘，岩层产状：N20°～30°W/SW∠18°～30°～N30°～40°W/SW∠40°～45°。(3)中生界侏罗系下统蓝塘群第二亚群（Jb1ln）：由不等粒复矿砂岩、石英砂岩、泥质页岩夹流纹斑岩组成，厚130m～630m。在西河潭隧洞进出口段出露，岩层产状：N40°W/SW∠30°～40°，此地层与蓝塘群第一亚群（Ja1ln）为整合接触。(4)第四系坡积层（Qdl）：分布于小山或残丘的表层，局部分布在冲积层的上部，主要为含砾粉质粘土。(5)第四系冲积层（Qal）：分布于现代河床，漫滩和阶地以及洼地，一级阶地多为二元结构，上为褐黄～灰黄色粉质粘土，下部为含砾卵砂层。2s15清洗厚度500mm管座管道基础形式主要采用两种：一种管道基础形式采用120°C15砼管座；一种为管道基础采用全包C15砼厚度500mm管座。管底基础处理主要为管底基础软弱夹层厚度≤2m时采用换填碎石夹砂处理，管底基础软弱夹层厚度>2m采用碎石桩加固处理设计，局部软弱基础根据现场开挖情况采用换填C15素砼或者碎石垫层，黑色淤泥采用底板先挤压块石，然后采取碎石垫层，再进行浇筑管道基础。3基面下排水系统渗流造成的渗流原因在基坑开挖完成、基座垫层施工完成后将PC-CP管道放进基坑进行安装，各项安装和压水试验完成后进行回填土方。土方回填后发现局部输水管道接头出现漏水或渗水现象，影响PCCP管道正产通水试验要求。现主要针对PCCP管道接头漏水具体位置、地质情况、基础处理形式进行分析，具体详见《PCCP管道主要接头漏水或渗水情况表》。经现场查看、综合分析研究后，笔者总结接头漏水的主要原因有下述几个方面。(1）回填土方在管道两侧碾压过程中可能由于受力不均匀，造成地基的不均匀沉降。(2）管基基础为泥质中细砂，地下水位十分丰富，管道基础形式采用C15砼管座，浇筑砼时地下水位没有降到建基面以下，造成基础C15砼成为水下浇筑，抗压强度降低，同时由于砼浇筑振捣不密实，造成管座砼有孔洞，局部底板砼出现冒水现象。当回填土方后，管基基础又产生不均匀沉降，接头允许转角超过规范要求的允许值0.5度，接头明显出现漏水情况；水通过砼孔洞渗进PCCP管道接口处而出现渗水。(3）管基基础为红色花斑粘土，基础地基承载力达到220kPa，远超过设计的地基承载力，管道接头处出现地基沉降可能性不大的问题，渗水的主要原因是由于安装管道不规范，在接头对拉的过程中将已经安装好的管道接头拉开，从而造成管道回填后接头渗水。(4）管道在打压完成后，由于双胶圈内的水没有排干，打压孔封闭后，里面的水只能从接头缝渗透出来。现场技术人员要求将接头处凿开，对管道进行接头打压试验，工作压力满足设计技术要求，然后将接头处的水清理干净，没有发现渗水现象。(5）局部基础承载力不高，同时管道接头前后为大体积砼，例如前后管道接口为体积比较大的镇墩砼基础，由于前后镇墩压力太大造成管道接头出现拱起，从而出现渗水或者漏水现象。(6）管基基础为泥质黑色粘土，地基承载力很低，局部基础没有完全处理好，造成PCCP管道接头出现渗水。(7）管道结构问题。由于管道在插口端300mm范围内出现混凝土不同长度和宽度的裂缝现象,在安装管道完成后进行接头打压试验也会出现漏水，局部裂缝出现“泌钙”问题，也是管道接头漏水的现象。(8）管接头处胶圈断裂也是可能造成接头漏水的直接原因，胶圈质量的好坏直接影响到管道接头是否容易漏水。由于在现场安装过程中出现了胶圈断裂现象，因此不能确定在管道接头胶圈安装完后是否断裂。(9）由于局部地形较高、坡度较大，因管自重较大而产生位移也易导致接口漏水或渗水。(10)PCCP管道结构问题。由于PCCP管插口属于薄弱环节，钢筒焊接的质量要求很高，插口钢筒与管钢筒焊接存在问题，导致插口处出现渗水。由此可见，造成PCCP管道接头渗水或漏水可能的因素很多，因根据实际情况进行具体分析，进而得出相应的解决方法。4承开口接头处理由于PCCP管道接头漏水的可能因素较多，因此相应处理的办法也有所不同，不同技术人员也有不同的处理方法。PCCP管道接头漏水处理方法应进行多方案比较，下面介绍管道接头处理的几种方法。(1)管道重新开挖出来，将漏水接头左右两侧PCCP管改成钢管，重新进行安装和压水试验，但是这个方法造价较高，需要废除一节PCCP管，增加一节钢管。(2）管道重新开挖出来，将外部接缝处的砼凿开，施工前将基坑内积水降到原管座砼以下，清理干净管道接头处水泥砂浆、被粘表面的油污、附着物、灰尘等杂物，保证接头处表面干燥、平整、无杂物，以防止粘接不良或者脱落。向外部接缝处灌填双组份聚硫密封胶，然后进行外表包防渗砼。(3)管道重新开挖出来，对基础较差地段采用向管座两侧挤压块石，尽量让块石挤到管座基础以下，避免再次出现管基沉降。同时对外部接头进行水泥灌浆，然后进行外表包防渗砼。(4）外部接头处采用外表包防渗砼，然后在外部接缝处预留灌浆孔，最后通过灌浆孔进行水泥灌浆。(5）找出打压孔的位置，向打压孔里面进行水泥灌浆或灌填双组份聚硫密封胶。(6）将内部接缝处的砼凿开，灌填50mm灌填双组份聚硫密封胶，然后表面灌填30mm环氧树脂砂浆，以保护双组份聚硫密封胶的耐久性。或者重新进行充填水泥砂浆，同时必须保证水泥砂浆的密实度，这种情况适用于打压孔内部预留水没有清理干净的情况。(7）对于PCCP管在插口端300mm范围内出现混凝土不同长度和宽度的裂缝现象，出现渗水问题，采取将内部接头进行喷环氧树脂砂浆的方法来解决。(8）将管道重新开挖出来，将外部接缝处的砼凿开，向外部接缝处灌填双组份聚硫密封胶，然后进行外表包防渗砼。同时将内部接缝处的砼凿开，灌填50mm灌填双组份聚硫密封胶，然后表面灌填30mm环氧树脂砂浆，以保护双组份聚硫密封胶的耐久性。这种办法相对于二次开挖回填价格比较高，但是比较保守，在管道接头处理中经常使用。(9）对于已经外包砼的PCCP管，清理管道接口，重新进行水泥灌浆，同时将两个胶圈之间的空隙也进行水泥灌浆或者双组份聚硫密封胶处理。以上方法具体详见《承插口接头处理大样图》。管道接口处理方法基本都依照“内堵外封”的原则，对软弱地基必须进行基础处理，以免通水试验的时候出现爆管等现象，需慎重选择管道接口处理方案，避免由于二次沉降造成管道接头漏