保东500KV变电站排水泵站出水管穿堤工程结构比选

保东500KV变电站排水泵站出水管穿堤工程结构比选

邵长乐

河北省水利水电第二勘测设计研究院石家庄050021

摘要：常见的穿堤排水建筑物结构型式主要包括承插式管材、外包混凝土钢管、钢筋混凝土箱涵等几类，不同的工程根据排水流量、堤防现状、工程重要程度以及运行管理方法等因素确定。本文通过对保东500KV变电站排水泵站出水管穿河渠堤防结构型式的确定，将常见的几种穿堤建筑物结构型式进行比较。

关键词：排水；穿堤；比选

1．工程概况

保东500kV变电站位于河北省保定市容城县境内，黑龙口村西南约0.6km，徐水-安新县级公路的南侧，变电站围墙内占地3.358hm²，汇水流量为0.53m³/s。由于站址地势较低，没有自流排水条件，因此采用泵站强排的方式将站内汇流雨水排入变电站东侧3km处的河渠内。排水管埋设于堤外普通地面以下的管材采用DN700混凝土承插管。

2．穿堤建筑物型式初选

综合分析保东500KV变电站排水泵站出水管穿堤位置处的工程现状、工程等级等因素，对于穿堤结构比较了三个方案，其中方案一为承插式混凝土管，方案二为箱涵，方案三为外包混凝土钢管。

（1）承插式混凝土管

穿堤处采用DN700II级钢筋混凝土承插管，橡胶圈密封止水，单根管长2m。管材性能指标见下表。

3．穿堤建筑物型式比选

三种穿堤结构型式各有优缺点，其中方案一混凝土承插管结构优点为：1、工程投资少；2、工程运行管理方便；3、与堤防外侧埋地管道结构相同，易于对接。其缺点为：1、虽然在管道接缝处设置混凝土镇墩，但有可能因为地基不均匀沉降、施工质量不合规、运行压力变化等因素导致管道在以后运行过程中发生承插口开裂漏水的情况，从而对堤防造成安全隐患；2、末端拍门使用寿命短。

方案二钢筋混凝土箱涵结构优点为：1、结构受力明确；2、使用寿命长。其缺点为：1、工程投资较高；2、工程所在位置距管理所较远，直线距离约3.0km，若走公路需绕行更远，在箱涵末端设置铸铁闸门，需要人为开启、关闭，在以后的正常运行过程中较麻烦。

方案三外包混凝土钢管结构优点为：1、工程投资较少；2、结构受力明确；3、钢管进行了内防腐处理，并外包有混凝土，使用寿命长；4、工程管理运行方便。其缺点为：1、末端拍门使用寿命短。

以上三个方案中，方案一虽然投资较少，且混凝土管在承插口处设置镇墩，但承插口处依然是以后工程运行过程中的安全隐患所在；方案二虽然工程安全系数较高，但是投资较大，且在工程建成后运行管理不便；方案三投资少，且工程安全系数高，运行方便。综上技术、经济、管理等多方面综合比较，本工程推荐方案三，即采用外包混凝土钢管的穿堤方案。

4．穿堤工程设计

穿堤DN700钢管采用Q345钢材，壁厚8mm，外包混凝土等级为C30W4F150，混凝土厚度为0.3m，分10m一节，钢管外包混凝土分缝处两端部0.5m长度钢管包玻璃布一层，外缠6mm沥青油麻两层，再包玻璃布一层。该工程管道为有压管道，为防止管道过水时的震动影响堤防安全，在钢管与外包混凝土之间设2mm厚防水板一层。为增加堤下两节外包混凝土渗径，在管节中间部位设置截渗环，截渗环尺寸为0.3m×1.0m，混凝土下设0.1m厚素混凝土垫层。

钢管末端设自由侧向式单开圆形拍门，为防止拍门功能失效后的河水倒灌，在管道穿堤前设置一检修井，井内设DN700蝶阀与伸缩节，检修井外部尺寸为3.8m×3.3m，壁厚0.4m，底板厚0.4m，顶板厚0.2m。检修井两端部0.5m长度钢管应包玻璃布一层，外缠6mm沥青油麻两层，再包玻璃布一层。检修井上下游管道底部设碎石过渡垫层，垫层宽度为检修井宽度，长度为上游至镇墩，下游5m。

外包混凝土钢管与上游混凝土管衔接位置上游设碎石过渡垫层，垫层宽度为外包混凝土宽度，长度为10m

穿堤工程施工完成后对萍河右堤按现状进行恢复，开挖影响范围内河道两侧内坡及河底分别用300mm厚和500mm厚钢筋混凝土进行护砌，沿萍河方向护砌长度为24m，萍河右堤外侧边坡用预制混凝土框格进行防护。穿越处河底钢筋混凝土护砌上下游回填至与现状河底顺接，且河底回填边坡用300mm厚混凝土进行护砌。

作者简介：

邵长乐，男，汉族，河北省水利水电第二勘测设计研究院，助理工程师。