市政PE排水管道覆土的确定
摘要：在城市排水管网中PE管越来越多的应用到工程中去，通过计算管道的竖向直径变形率、管道环截面稳定性及管壁失稳时的临界压力来确定埋深深度的最大值等问题。
关键词：PE管 埋深深度 临界压力 稳定性 变形率 0 引言
随着城市的发展与人口的增多，小管径排水管道已经不能满足现实的需要，排水管道的发展朝着大管径方向发展。目前市政排水管道大多以硬聚氯乙烯（PVC-U）管、聚乙烯（PE）管、钢筋混凝土管道、混凝土管道、预应力混凝土管为主。在管道的设计中依据不同的管顶覆土高度H值来选择管材的等级、管道基础形式及接口方法。市政排水管道中最常用的基础形式有砂石基础和混凝土基础，往往根据不同的基础形式来确定不同的基础支撑角，使所选管材经济合理。本文通过研究PE管道基础的不同形式来计算分析管道覆土的最小厚度。
1.工程概况
本文以伊宁市滨一路排水管道为工程实例进行研究，该道路为新建道路，机动车道为15米的沥青混凝土路面，两侧各有3米的绿化带，人行道宽度为4.5米，结构按非机动车道结构设计。排水管道设置在人行道上，排水采用雨污合流制。
2.基础承载力
开槽法施工的混凝土管道，当地基承载力特征值fak≥100kpa时，宜优先采用砂石（土弧）基础；当fak<100kpa时，应在满足管道地基支撑强度大于管道的土压力、地面车辆荷载、管道自重和管内水重等作用在地基上的总荷载，宜采用砂石基础。
3.塑料排水管材类型
管材类型有硬聚氯烯、增强聚丙烯和聚乙烯等；根据管壁结构型式有平壁管、双壁波纹管、加筋管、缠绕结构管壁及钢塑复合缠绕管壁等。
4.结构计算
埋地塑料排水管道在外压力作用下，管壁截面的环向稳定性计算应符合下式要求：
式中：-管壁失稳得临界压力标准值（KN/m2）
-管顶在各项作用下的竖向压力标准值（KN/m2）
-管道的环向稳定性抗力系数。
一、管壁失稳的临界压力可按下式计算：
1）管壁失稳的临界压力可按下式计算：
式中：管材坏刚度（KN/m2）
管材土的综合变形模量（KN/m2）
管材泊松比
2）管顶在各项作用下的竖向压力标准值可按下式计算：
回填土的重密度，可取18KN/m3
管顶至设计地面的覆土厚度（m）
车轮荷载或堆积荷载（最大值）传递到管顶处的竖向压力标准值（KN/m2）
3）设计荷载
车辆荷载按《城市桥梁设计荷载标准》CJJ77-98中城-A级、城-B级取值；地面堆积荷载按10KN/m2计。
4）管道变形设计
塑料管道在组合荷载作用下的最大竖向变形可按下式计算：
式中：管道在组合荷载作用下的最大竖向变形（m），该值不超过0.05Do；
变形滞后效应系数，取1.5计算；
管道变形系数，按管道基础中心角时，取0.1计算；
每延米长管道管顶的竖向土压力标准值
地面荷载对管道的作用，其准永久值系数，；
车轮荷载传递到管顶处的竖向压力标准值
管道的计算直径
管材的环刚度
管侧土的综合变形模量
管侧土的综合变形模量
5）管侧土的综合变形模量可按下式计算
式中：管侧回填土在要求的压实密度时相应的变形模量（MPa），应根据试验确定；当缺乏试验数据时，可参照表1采用；
基槽两侧原状土的变形模量，应根据试验确定；当缺乏试验数据时，可参照表1采用；
与Br（管道中心槽宽）和De（管外径）的比值有关的计算参数。
、-与Br（管道中心处沟槽宽度）和De（管外径）的比值有关的计算参数。
6）计算参数及、-分别见表1，表2.
表1 计算参数
表2 计算参数、
五、工程实例：
伊宁市滨一路采用内径1000mm的聚乙烯（PE）缠绕结构管壁（A型）埋设于车行道上，车辆荷载为城-A级，管道开挖采用开槽法施工，管中心处沟槽宽度为2.4m，管侧采用粗砂回填，管道回填土的重力密度为18KN/m3，其变形模量取7Mpa。基础采用砂石基础，支撑角为120°，管侧回填至管顶平。管壁厚62mm，管侧环刚度8KN/m2.
1)管道的竖向直径变形率
①管道侧土的综合变形模量Ed
由公式，则Ed=5.831MPa。
②管道的竖向直径变形量
由公式，则
③管道竖向直径变形率
（符合设计要求）
2）管道环截面稳定性
，则（KN/m2）
由式，当时，内径1000mm的环截面稳定性满足要求。
结语：
城市排水管网在城市发展中处于非常重要的地位，建成后出现问题不单维修费用高而且还会造成二次施工破坏原有路面整体强度，因此加强对管道竖向直径变形率、环截面稳定性的验算有着重要的意意。根据管径、确定临界埋设深度，防止因埋设深度不足造成管道损坏，在后期交付使用中出现排水畅、由于管道损坏造成路面下沉等问题。希望过本文的研究，能够在以后的实际施工中提供一种
简便可行的验算方法，便于掌握来指导施工。
参考文献：
1.《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008） 2．《室外给排水设计规范》 3．《市政给水管道及附属设施》
