陈耀思
广西壮族自治区水利电力勘测设计研究院有限责任公司?广西 南宁 530023
摘要：本文根据百色水库灌区膨胀岩土的指标，对管道膨胀岩土地基胀缩量的计算分析，结果表明加大管道基底的埋深，可以有效减少膨胀岩土地基的胀缩变形量。同时本文还验算了管道承插式柔性接口对膨胀岩土地基的适应性，结果表明可以充分利用承插式柔性接口的允许偏转角，来减少膨胀岩土地基对管道结构的影响。
关键词：膨胀土；胀缩变形量；管道埋深；柔性接口
1.引言
百色水库灌区位于广西壮族自治区百色市右江河谷内，为国家“172项”节水供水重大水利工程项目。百色水库灌区设计灌溉面积为59.2万亩，工程多年平均总引水量为11392万立方米，为大（2）型Ⅱ等灌区。百色水库灌区采用管道输水，其中干管总长约139km，公称内径为1.2~2.8m；支管总长约209km，公称内径为0.2~1.6m。本工程管道穿过膨胀岩土段长度约占管道线路总长的54.6%。
2.地质条件
工程区内膨胀性岩土层的自由膨胀率为4%~95%，属于弱胀缩土～中等胀缩土。膨胀土的粘土矿物成分中含有较多的蒙脱石、伊利石和多水高岭石，这类矿物具有较强的与水结合的能力，吸水膨胀、失水收缩。膨胀土的涨缩变形会对管道变形尤其是管道之间的接口的变形产生影响，当管道之间的接口的变形增大时，管道的接口可能会脱开，影响管道的运行安全。
3.管道膨胀岩土地基胀缩量计算分析
3.1膨胀岩土地基胀缩量计算方法
根据《膨胀土地区建筑技术规范》（GB 50112-2013），地基的膨胀变形量应按式1计算；地基的收缩变形量，应按式2计算；地基的胀缩变形量按式3计算。
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式中S为地基的胀缩变形量（mm）。
3.2管道膨胀岩土地基胀缩量的计算分析
根据上述膨胀土地基的膨胀收缩变形量的计算方法，对百色水库灌区不同埋深的膨胀岩土管道地基进行膨胀收缩变形量计算。膨胀岩土管基膨胀收缩变形量计算结果见图1。从图1中可以看出，随着管道基底埋深的增加，管道的膨胀岩土地基的收缩变形量逐渐减少。综上所述，通过加大管道基底的埋深，可以有效减少管道的膨胀岩土地基的膨胀收缩变形量，是一种减少膨胀岩土地基对管道影响的有效方法。
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图1 不同管道基底埋深的膨胀土地基膨胀收缩变形量变化线
4百色水库灌区膨胀岩土段管道结构设计
本工程输水管道主要采用预应力钢筒混凝土管PCCP和球墨铸铁管DIP，管道连接采用承插式的柔性接口，接口内设置有密封胶圈，具有一定的变形能力，但其变形只允许在一定的范围内，因此需对膨胀土地基上的管道承插接口进行验算其适应性。承插接口变形适应性按式4计算。
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5结语
（1）通过对百色水库灌区各种管径的管道的膨胀岩土地基的胀缩量进行计算分析，结果表明加大管道基底的埋深，可以有效减少管道的膨胀岩土地基的膨胀变形量和收缩变形量，是一种减少膨胀岩土地基对管道影响的有效方法。
（2）可以充分利用预应力钢筒混凝土管PCCP和球墨铸铁管DIP的承插式柔性接口的允许偏转角，来减少膨胀岩土地基对管道结构的影响，但需要严格控制输水管输水管道偏转角。
参考文献
[1]广西桂西北治旱百色水库灌区初步设计报告. 广西壮族自治区水利电力勘测设计研究院有限责任公司，2018.12.
[2]膨胀土地区建筑技术规范.北京：中国建筑工业出版社，2013.04.
[3] 广西膨胀土地区建筑勘察设计施工技术规程.广西： 广西壮族自治区建设厅，2015.12.
作者简介：陈耀思（1987–），男，汉族，广西南宁人，工程师，硕士研究生，主要从事水利水电工程设计工作。