我经常被问到一个与波纹金属(和塑料)管道的设计和安装有关的看似良性的问题——这个问题的措辞基本上是——“设计工程师能否在设计中加入额外的安全因素,以弥补不良的安装实践和技术?”。这个问题并不像看起来那么简单或直截了当,实际上它充满了潜在的陷阱。下面的讨论希望指出与这个话题相关的因素、问题和关注。
埋地柔性金属和塑料管道的设计程序是有据可查、经过验证和建立的。这些程序中包含了足够的安全因素。埋地柔性管系统实际上是一个土-结构相互作用系统,即设计是基于管道强度和周围土体包络性的充分性和性能的综合考虑。换句话说,由周围土体包络层和底层基础提供的支撑是管道系统设计和整体性能的关键组成部分。正确的安装对良好的性能至关重要——这是一个简单但非常真实的事实——你不能为低质量的安装设计管道。在你的设计中加入更高的管壁强度安全系数并不能保证你将克服不良的安装实践。
正确安装地埋管包括两个重要的考虑因素:
- 选择填区所使用的回填材料的质量
- 填充物的放置和压实方法
的关键是教育承包商和现场安装团队需要:适当的回填和正确的安装方法——包括提升厚度、平衡放置方法、用于放置和压实填料的设备类型以及适当的压实密度。这些因素,再加上车辆/设备负载所需的最低覆盖高度,对管道的长期性能至关重要。
现场或原生土壤可能适合用于选定的回填包层,但这些土壤的特性必须由合格的岩土工程师进行评估,并得到项目工程师的批准,才能用作选定的回填材料。
平衡和控制所选回填材料的放置是必不可少的。这意味着填充物必须放置在薄薄的升降机中,并且填充物的水平在管道两侧保持合理的平衡(考虑管道两侧的最大差值为1英尺到2英尺)。这对于多管、紧密间隔的管道尤为重要。填充水平必须在多个桶之间保持平衡,以避免管道变形和位移。
还有一件事要考虑土包层和管道的下基础以及邻近的侧填区不仅为管道系统提供支撑,而且为管道上方安装的任何东西(如道路、停车场、铁路轨道等)提供支撑c.回填体安装不合格或对基础不重视,不仅会影响管道系统的性能,还会影响地表结构的长期稳定性和性能。这适用于柔性和刚性管道系统。刚性管道系统也依赖于周围和下面的土壤来获得适当的性能。安装在不合格地基上的刚性管道系统会产生沉降,并可能出现断裂。可疑的侧填区可能导致管道移动和位移,以及上面的地表沉降。
必须有足够的最小覆盖层,以保护管道系统免受活荷载的影响和影响——覆盖层质量合格,放置和压实正确,并且维护良好。与标准高速公路活荷载相比,较重的车辆(如施工交通)将需要额外的最小覆盖管道。此外,由于这种施工交通通常发生在路面铺设之前,因此可能需要增加覆盖物来弥补没有铺装路面的事实,并且磨损的路面需要保持水平和无车辙。
在AASHTO, ASTM, AREMA和其他行业来源中有关于适当管道安装的安装标准和指南。管道制造商和供应商也公布此类安装指南和其他有关正确管道安装的资料。工程规范应包括此类安装指南和参考资料。负责安装和回填管道系统的人员,无论是专门为此目的雇用的外部安装承包商还是内部组装/安装人员,都需要接受有关正确安装此类系统的关键方面的教育和培训。忽略管道设计和性能的这一基本组成部分是自找麻烦。