[發(fā)明專(zhuān)利]一種煤礦塌陷區(qū)管道敷設(shè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310542097.4
• 申請(qǐng)日: 2013-11-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103542174A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盛平;王東權(quán);于廣云;楊洋;張彥豐
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F16L1/028
• 分類(lèi)號(hào): F16L1/028;F16L1/032
• 代理公司: 南京瑞弘專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤礦塌陷區(qū)管道敷設(shè)方法，適用于預(yù)防和治理不均沉降地區(qū)地表大變形的新建管道工程。

背景技術(shù)

為了滿(mǎn)足社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們加大了對(duì)地下資源的開(kāi)發(fā)和利用，煤炭、石油、天然氣、地下水等資源被源源不斷的從地下采出，這不可避免的會(huì)破壞地下巖體、土體的原始應(yīng)力平衡狀態(tài)，引起巖土體內(nèi)的應(yīng)力重分布，巖層產(chǎn)生移動(dòng)、變形和破壞。當(dāng)?shù)叵麻_(kāi)采面積達(dá)到一定的范圍后，起始于采場(chǎng)附近的移動(dòng)將擴(kuò)展到地表，形成一個(gè)地表變形區(qū)，無(wú)論是減輕地表沉陷的開(kāi)采技術(shù)，包括房柱式開(kāi)采、部分開(kāi)采、充填法開(kāi)采和分層間隙開(kāi)采等，還是普通開(kāi)采方法，都會(huì)引起地表的大面積沉陷。隨著城市建設(shè)的發(fā)展，各種供水管道、燃?xì)夤艿拦こ倘找嬖黾樱诘V區(qū)的這些管道工程不可避免的會(huì)穿越煤礦塌陷區(qū)。傳統(tǒng)的直埋式敷設(shè)方法，將管道直接埋入地下，然后進(jìn)行回填。當(dāng)?shù)乇碛捎诘叵虏擅夯顒?dòng)，發(fā)生大幅度地表變形的時(shí)候，地下管道將承受巨大的附加內(nèi)力作用，一旦管道承受的荷載超過(guò)其本身許用強(qiáng)度，就會(huì)發(fā)生破裂甚至是斷裂事故，進(jìn)而影響管道的正常使用。因此，如何保證穿越煤礦塌陷區(qū)的各種管道工程能夠有效抵抗地表大幅度變形的影響，保證管道使用安全，成為一個(gè)亟待解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于已有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)需改道，抵抗變形量大，效果好的抗煤礦塌陷區(qū)管道敷設(shè)方法。

本發(fā)明的煤礦塌陷區(qū)管道敷設(shè)方法包括：

a、在煤礦塌陷區(qū)域內(nèi)開(kāi)挖溝槽，并對(duì)溝槽用磚塊砌筑橫斷面呈U的管溝，管溝頂板距離地面約為0.5m，管溝寬度比管道外徑寬約為1m；

b、在管溝的底部間隔距離設(shè)置厚度約為20cm的橡膠支座；

c、在管溝中安放聚乙烯管，將其連接成彎曲蛇形狀的管道；

d、然后用柔性緩沖材料對(duì)管溝進(jìn)行回填，埋住管道后，在上面設(shè)置蓋板。

所述管溝底部設(shè)置橡膠支座的間隔距離為30m～50m；所述的聚乙烯管為高密度聚乙烯管；所述的柔性緩沖材料為黃沙與鋸末混合物，其重量比為3：1。

有益效果：最適用于穿越地表變形較大區(qū)域的管道工程。將管道放置在管溝中，一部分地表變形由管溝承擔(dān)，地表土體的移動(dòng)不是直接施加在管道上；采用柔性復(fù)合材料的管材，能滿(mǎn)足塌陷區(qū)不均勻沉降、屈曲變形等地表大變形造成的管道附加變形影響；管道呈彎曲狀敷設(shè)在管溝中，可以利用管道的富余長(zhǎng)度來(lái)補(bǔ)償由于地表水平移動(dòng)造成的管道拉伸或者壓縮；底部放置一定厚度的橡膠支座，可以利用支座的旋轉(zhuǎn)，來(lái)調(diào)解地表不均勻沉降造成的管道轉(zhuǎn)角。該方法可以有效降低管道因地表大幅度變形產(chǎn)生的附加應(yīng)力，保護(hù)管道不發(fā)生破壞，在采煤塌陷下沉過(guò)程中，能保證管道正常運(yùn)營(yíng)，滿(mǎn)足地表沉陷后管道功能完好。大大節(jié)約了改線后耕地資源或重建管道的費(fèi)用，具有廣泛的實(shí)用性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明管道敷設(shè)橫斷面示意圖。

圖2是本發(fā)明管道敷設(shè)平面示意圖。

圖中：1—蓋板，2—管溝，3—管道，4—柔性緩沖材料，5—橡膠支座

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例作進(jìn)一步的描述：

如附圖1所示，為了避免地表變形直接作用于管道結(jié)構(gòu)上，在煤礦塌陷區(qū)內(nèi)設(shè)置蓋板管溝，管溝寬度大于所敷設(shè)管道的外經(jīng)約1m，管溝頂部加蓋厚度約5cm的鋼筋混凝土蓋板；施工時(shí)，先在塌陷區(qū)開(kāi)挖出一條管溝2，管溝2上設(shè)置有蓋板1，管溝2頂面距離地面約為0.5m，在管溝2中每隔30m～50m設(shè)置一塊橡膠支座5，厚度約為20cm，然后將管道3放置于管溝2中，在周?chē)萌嵝跃彌_材料4回填。為了補(bǔ)償?shù)乇硭阶冃螌?duì)管道3造成的拉伸或者壓縮作用，管道3呈彎曲蛇形狀放置在管溝2中，如圖2所示。具體的彎曲曲率視地表水平變形而定。管道材質(zhì)采用柔性復(fù)合材料管材；柔性復(fù)合材料管材可以是高密度聚乙烯管，即HDPE管；所述柔性緩沖材料可以是黃沙與鋸末按重量比3：1的混合物。