市政工程给水管道施工中沟槽边坡稳定性分析

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1、市政工程给水管道施工中沟槽边坡稳定性分析　　摘要：城市给水管道的施工场地狭窄，其沟槽开挖施工受多种因素的影响，容易产生边坡失稳问题。在对给水管道工程的施工技术分析的基础上，通过建立物理模型分析了不同密实度、含水率条件下不同状态土质边坡的稳定性，测试结果表明不同状态的土体边坡稳定性会随着压实程度而提高，边坡土体的含水率应控制在最佳含水率范围内，土质边坡在降雨时应采取防护措施防止其被雨水侵蚀。　　关键词：给水管道；沟槽边坡；含水率；降雨；稳定性　　中图分类号：U175文献标识码：A文章编号：1006-431116-0144-02　　给水管网是现代城市市政工程建设的重要内容

2、，城市给水管道工程的铺设需要先开挖沟槽，但由于施工场地通常较为狭窄，一般将管道沟槽按照直壁式或梯形进行开挖施工，受到土体变形、外界自然因素及人为因素的影响，沟槽边坡土体内部的应力场会进行重新分布，可能会导致沟壁土体稳定性的降低，特别是施工单位对其不够重视，不能及时采取相应的支护措施进行加固，容易造成沟槽边坡土体的坍塌，甚至造成人员伤亡[1]。由于管道沟槽边坡稳定性受到多种因素的影响，使得边坡稳定性分析变得十分困难。因此，需要通过试验来获取不同条件下边坡稳定性分析的计算参数，从而根据管道沟槽边坡稳定性分析的结果，提出合理的支护方案。　　与其他市政工程的管道施工一样，给水

3、管道的施工一般也是按照槽开挖、沟壁支撑、管道基础与管道铺设、沟槽回填等施工流程进行[2]。　　沟槽开挖　　市政给水管道沟槽开挖主要是确定断面形式与断面尺寸、开挖方法两个重要内容。沟槽断面形式与断面尺寸的确定需要考虑工程现场的土质、地下水位、管道形状与截面尺寸、管道埋深及沟槽开挖方法等影响因素。通常沟槽断面形式有直槽、梯形槽、混合槽和联合槽等四种形式，断面尺寸主要由挖深、底宽、槽帮坡度、槽层和层间留台宽度等参数决定，通过合理确定管道沟槽的形式与断面可以为管道的施工创造良好的条件，从而提高工程的施工进度，并减少施工费用。城市给水管道沟槽的开挖有人工开挖和机械开挖两种施工方

4、法，人工开挖施工适用于管径小、方量少或施工现场狭窄、地下障碍物多的工程，机械开挖施工的速度快、效率高，条件允许时尽量采用机械开挖施工。此外，对于地下水位较高路段的沟槽开挖，还应考虑沟槽开挖或施工降水引起地下水渗流特性改变的影响。　　沟壁支撑　　为减少管道沟槽的挖方量、缩小施工占地面积、保证沟槽边坡稳定，需要在市政给水管道沟槽沟壁进行支撑。市政给水管道沟槽沟壁的支撑结构较多，主要有井字撑、稀撑、横板密撑、立板密撑、板桩撑等多种，一般根据工程现场的土质、水文情况、沟槽断面形状与尺寸、地面环境及工程工期等因素综合确定。　　管道基础与管道铺设　　市政给水管道的铺设安装主要包括

5、基础施工、下管、稳管、接口、接口检查、质量验收等6项内容。市政给水管道的基础包括地基、基础和管座三个部分，通常采用素土、灰土、砂垫层、混凝土等四种类型的基础，在具体工程施工中，应根据工程的地质条件、管道类型、水文特性及施工条件等因素综合确定。给水管道下管有人工下管法和机械下管法两种，在下管时，需根据具体工程的实际情况选择稳管的方法。管道安装完成后，还应在管道的接口部位采用水泥砂浆、沥青麻布、石棉沥青带等进行包裹与封闭。最后，还需对管道的安装质量进行检测，及时发现和处理出现的问题。　　给水管道工程施工特性城市给水管道工程是一项综合性很强的工程，其施工场地通常较为狭窄，而

6、且常常与其他管线交错布置，导致其工程施工十分困难。给水管开挖完成的管道沟槽会受到自身重力、槽边积土压力、雨水作用力及渗流作用的影响，而且市政给水管道还会受到相邻构筑物和其他市政管线的影响，导致其沟槽边坡的稳定性问题十分复杂[3]。但在实际工程施工中，许多施工企业为节约成本、加快施工速度，常常会忽视对危险沟槽的支护，反而容易因边坡土体坍塌影响施工质量及进度，甚至造成人员伤亡。因此，需要对不同状态的土体在不同含水率及密实度条件下管道沟槽边坡的稳定性进行分析。　　沟槽土质边坡的破坏过程分析从土体表现的物理状态来看，主要有松散、中密、密实三种，但不同状态的土体的工程特性存在较

7、大差异，导致不同状态土质边坡的破坏在机理上也有所不同。　　松散状态土体松散状态土体基本上是以单粒结构形式存在的，通常颗粒较为粗大，颗粒之间的接触基本是点接触，颗粒之间的作用力很小。在自然堆积状态下，由于土体颗粒大小差别较大，粗颗粒在土体中起到骨架作用，细颗粒则填充在粗颗粒之间的孔隙中，但细颗粒并不能完全填充粗颗粒之间的孔隙，使得土体的重力基本由粗集料骨架来承受，导致其稳定性较差，容易引起边坡土体的坍塌，破坏横断面通常为斜平面。　　中密状态土体中密状态的土体通常是受到外力作用，导致土体颗粒产生移动，沿着某一方向重新排列，使得土颗粒相互填充与挤密，使得土