穿江管道对堤防渗透安全的影响研究

发布时间：2019-07-26 11:14

【摘要】：近年来,我省涉河管道建设增加,河道两岸堤防的稳定会因此受到影响。建设穿河管道工程,可能对堤防的渗透安全产生不利影响。目前国内研究主要针对单一的穿河管道工程进行计算分析,对穿河管道埋深与穿越位置对堤防影响的一般性研究并不多。本文采用数值模拟方法,重点研究穿江管道的穿越位置、埋深以及地层渗透系数对堤防的安全的影响,主要工作与结论如下:(1)管道埋深对堤防影响。通过多工况模拟分析,结果表明,管道埋深对堤防的渗透坡降影响不大。(2)管道穿越位置对堤防的影响。穿越位置对渗透坡降影响较大,穿越位置离背水侧堤脚的距离越近,则渗透坡降会越大;反之,穿越位置离背水侧堤脚的距离越远,则渗流场的最大渗透坡降会越小。如有必要,穿江管道在施工设计前,可通过渗流计算来确定管道穿越位置,防止堤防发生渗透破坏,验证河道与堤防的安全。穿越位置应尽量远离堤防布置,不应小于50m,最好能在堤防背水侧70m以外。(3)管道穿越地层的渗透性能对堤防的影响。地层的渗透系数如果越大,则渗流场的最大渗透坡降就会越大,越容易发生渗透破坏;反之,渗流场的最大渗透坡降会越小,不容易发生渗透破坏。穿江管道应选择在渗透系数较小的地层进行穿越,若不能避开容易漏水的地层,就需要采取一定的工程措施保证穿越地层的顶部渗透系数小于堤防渗透系数。最大渗透坡降容易出现在两种接触材料渗透系数相差较大的地方,如管道出(入)口与地层接触的地方,堤防堤脚与地基交界处。因此穿江管道工程施工时在这些位置要做好防护措施,以免产生渗透破坏,确保堤防能够安全运行。(4)穿堤管道施工对堤防的影响。施工扰动会影响堤防的渗透坡降、沉降量和应力:较大的渗透坡降会向堤防的背水侧聚拢集中,堤防背水侧更容易发生渗透破坏;最大沉降位置出现在堤防底面中部,不同的施工扰动程度,对堤防的沉降分布规律影响不是很明显;施工对堤防的应力影响较小,堤防背水侧的应力比迎水侧大,而且最大应力出现在堤防的底面。堤防受到的应力较大的地方,往往也是渗透坡降、堤防沉降较大的位置。
【图文】：

穿江管道对堤防渗透安全的影响研究

的管道部分长度为 2650km，直径 Φ1067mm 的管道部分长度为 340km，工作最大允许压力为 12MPa，沿线一共有 14 个压气站，并按照相等间距布置。[12]1.1.5 管道引发堤防与地基失事的案例2008 年 6 月 9 日，汉江蔡甸永固堤限段突然出现大面积沉降，沉降地段长 15m，宽8m，最严重处沉降值达 30cm，贯穿堤身的排渍管可能是发生沉降的真正原因，该排渍管有近 50 年历史，老化失修，长期渗水掏空堤坝土层，导致堤内出现空洞，加上连日的降雨，排渍管渗漏加剧导致空洞扩大，当重载货车经过时，压垮路面以致堤险段出现沉降[13]。可以判定堤防出现险情的根本原因在于管道穿堤引起了渗透破坏。2015 年 1 月 26 日凌晨，佛山市南海区狮山镇大圃社区范围内广云路六溪村口附近段忽然发生地陷，，地陷面积近 200 平方米，据调查，地陷段下方的地下供水管道在事发前发生了爆炸，供水管道势必漏出大量流速极快的用水，从而冲刷周围的地层，导致漏水管道附近的土被冲空，最终引发地面沉降[14]。

穿江管道对堤防渗透安全的影响研究

开挖法施工
【学位授予单位】：长沙理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV871

【参考文献】