给水管道设计中的工程地质问题

发布于：2013-07-30 13:33:30 来自：给排水工程/市政给排水 [复制转发]

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工程地质学是将地质学原理运用于解决与工程建设有关的地质问题的一门学科，主要研究工程地质条件与人类的建筑活动之间的矛盾。

由于内、外动力地质作用的长期影响，在地壳表面引起的各种不同成因、不同类型、不同规模的起伏形态称为地貌，如高山、丘陵、平原、河床、海滩、沙丘等。地质构造运动分为垂直升降运动和水平运动两种类型，其结果包括褶皱（指岩层的永久性弯曲）、节理（指岩石中的小型断裂构造）和断层（指岩石中具有显著相对位移的断裂构造）。

给水管道设计中的工程地质条件包括：地形地貌、地质结构与构造、岩土类型及性质、水文地质条件及不良地质作用等。

地形地貌是制约给水管道设计与施工的重要因素之一。丘陵地区的地质条件相对比较稳定，但地形起伏大、变化多，所以管道附件（如弯头、排气阀等）比较多。平原、滨海地区虽然地形较为平坦，但其地基土多属湖（海）相沉积土，部分为软弱地基土（如淤泥、淤泥质土），必要时需进行地基处理；又加之河网密布，管道设计与施工都比较复杂，需多次跨越河沟（一般可采用倒虹吸、管桥、顶管、定向钻穿越等不同的跨越形式），工程建设成本往往较高。

地质结构与构造对管道工程的影响相对较小，这是因为长直管道可以看作柔性结构，对地基变形的适应性相对较好。平原地区的给水管道大多建于黏性土地基，很少在岩石地基上敷设，从而这一问题不是很突出。

岩土类型及性质是管道基础工程设计与地基处理中十分重要的参数，有关该部分内容将在《给水管道设计之岩土力学基础》一文中进行讨论。

水文地质条件对管道工程有一定的影响。当地下水位较高时，地基土含水量大，对管道抗浮稳定不利；黏性土处于塑态甚至流态，导致地基承载力降低；砂性土易产生流砂，不利于基坑稳定；基坑开挖时需要降、排水，导致施工成本上升。此外，当地下水含有腐蚀介质时，还需考虑管道的防腐蚀问题，从而对管道选材有一定的要求。如某市化工区污染比较突出，钢管与钢筋混凝土压力管容易遭受腐蚀，所以宜选用PE管、玻璃钢管等耐腐蚀性较强的管材。

不良地质作用主要包括滑坡、崩塌、地震、地面沉降，等等。若管道设计沿松散岩质边坡敷设时，需注意沿线是否会产生滑坡、崩塌等现象，除加强保护外，必要时可以调整管线走向，以确保管道安全。如浙江这样的非地震区（大部分为6度设防），管道设计时可不考虑地震作用（因个人未接触过这一问题，故提不出好的建议）。地面沉降往往与大量开采地下水及建造地下工程有关，对管道运行安全的影响很大；一旦发生地面沉降，会导致管道出现严重变形、局部断裂、承插口脱开等各类事故，其影响程度及造成的后果均比较大。总之，要减少不良地质作用对管道的危害，应尽量在设计过程中深入工程现场，了解并掌握实际情况，提出针对性措施。

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