一种煤矿塌陷区管道敷设方法
【专利摘要】一种抗煤矿塌陷区管道敷设方法，管道穿越煤矿塌陷区区域，采用柔度较好的高密度聚乙烯管，将管道放置盖板管沟中，管沟顶板距离地面约为0.5m，管沟宽度比管道外径宽约1m。管道呈弯曲蛇形状敷设在管沟中，两侧用黄沙、锯末等缓冲材料回填，管道底部每隔30m～50m设置高度为20cm左右的橡胶支座。该方法能使管道抵抗采动区不均匀沉降、屈曲变形等地表大变形的影响，保证在地表下沉过程中管道能够正常工作，可以有效的避免地表沉降造成的附加内力对管道的破坏，大大节约了改线的土地资源，其结构简单，实施方便，投资较少，效果好，具有广泛的实用性。
【专利说明】一种煤矿塌陷区管道敷设方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及煤矿塌陷区管道敷设方法，适用于预防和治理不均沉降地区地表大变形的新建管道工程。
【背景技术】
[0002]为了满足社会经济的发展，人们加大了对地下资源的开发和利用，煤炭、石油、天然气、地下水等资源被源源不断的从地下采出，这不可避免的会破坏地下岩体、土体的原始应力平衡状态，引起岩土体内的应力重分布，岩层产生移动、变形和破坏。当地下开采面积达到一定的范围后，起始于采场附近的移动将扩展到地表，形成一个地表变形区，无论是减轻地表沉陷的开采技术，包括房柱式开采、部分开采、充填法开采和分层间隙开采等，还是普通开采方法，都会引起地表的大面积沉陷。随着城市建设的发展，各种供水管道、燃气管道工程日益增加，在矿区的这些管道工程不可避免的会穿越煤矿塌陷区。传统的直埋式敷设方法，将管道直接埋入地下，然后进行回填。当地表由于地下采煤活动，发生大幅度地表变形的时候，地下管道将承受巨大的附加内力作用，一旦管道承受的荷载超过其本身许用强度，就会发生破裂甚至是断裂事故，进而影响管道的正常使用。因此，如何保证穿越煤矿塌陷区的各种管道工程能够有效抵抗地表大幅度变形的影响，保证管道使用安全，成为一个亟待解决的课题。
【发明内容】
[0003]鉴于已有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种无需改道，抵抗变形量大，效果好的抗煤矿塌陷区管道敷设方法。
[0004]本发明的煤矿塌陷区管道敷设方法包括:
[0005]a、在煤矿塌陷区域内开挖沟槽，并对沟槽用砖块砌筑横断面呈U的管沟，管沟顶板距离地面约为0.5m,管沟宽度比管道外径宽约为Im ；
[0006]b、在管沟的底部间隔距离设置厚度约为20cm的橡胶支座；
[0007]C、在管沟中安放聚乙烯管，将其连接成弯曲蛇形状的管道；
[0008]d、然后用柔性缓冲材料对管沟进行回填，埋住管道后，在上面设置盖板。
[0009]所述管沟底部设置橡胶支座的间隔距离为30m?50m ;所述的聚乙烯管为高密度聚乙烯管；所述的柔性缓冲材料为黄沙与锯末混合物，其重量比为3:1。
[0010]有益效果:最适用于穿越地表变形较大区域的管道工程。将管道放置在管沟中，一部分地表变形由管沟承担，地表土体的移动不是直接施加在管道上；采用柔性复合材料的管材，能满足塌陷区不均匀沉降、屈曲变形等地表大变形造成的管道附加变形影响；管道呈弯曲状敷设在管沟中，可以利用管道的富余长度来补偿由于地表水平移动造成的管道拉伸或者压缩；底部放置一定厚度的橡胶支座，可以利用支座的旋转，来调解地表不均匀沉降造成的管道转角。该方法可以有效降低管道因地表大幅度变形产生的附加应力，保护管道不发生破坏，在采煤塌陷下沉过程中，能保证管道正常运营，满足地表沉陷后管道功能完好。大大节约了改线后耕地资源或重建管道的费用，具有广泛的实用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明管道敷设横断面示意图。
[0012]图2是本发明管道敷设平面示意图。
[0013]图中:I—盖板，2—管沟，3—管道，4一柔性缓冲材料，5—橡胶支座【具体实施方式】
[0014]下面将结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述:
[0015]如附图1所示，为了避免地表变形直接作用于管道结构上，在煤矿塌陷区内设置盖板管沟，管沟宽度大于所敷设管道的外经约lm，管沟顶部加盖厚度约5cm的钢筋混凝土盖板；施工时，先在塌陷区开挖出一条管沟2，管沟2上设置有盖板1，管沟2顶面距离地面约为0.5m,在管沟2中每隔30m?50m设置一块橡胶支座5，厚度约为20cm，然后将管道3放置于管沟2中，在周围用柔性缓冲材料4回填。为了补偿地表水平变形对管道3造成的拉伸或者压缩作用，管道3呈弯曲蛇形状放置在管沟2中，如图2所示。具体的弯曲曲率视地表水平变形而定。管道材质采用柔性复合材料管材；柔性复合材料管材可以是高密度聚乙烯管，即HDPE管；所述柔性缓冲材料可以是黄沙与锯末按重量比3:1的混合物。
【权利要求】
1.一种煤矿塌陷区管道敷设方法，其特征在于包括如下步骤: a、在煤矿塌陷区域内开挖沟槽，并对沟槽用砖块砌筑横断面呈U的管沟(2)，管沟(2)顶板距离地面约为0.5m,管沟(2)宽度比管道外径宽约为Im ； b、在管沟(2)的底部间隔距离设置厚度约为20cm的橡胶支座(5)； C、在管沟(2)中安放聚乙烯管，将其连接成弯曲蛇形状的管道(3)； d、然后用柔性缓冲材料(4)对管沟(2)进行回填，埋住管道(3)后，在上面设置盖板(I)。
2.根据权利要求1所述的煤矿塌陷区管道敷设方法，其特征在于:所述管沟(2)底部设置橡胶支座(5)的间隔距离为30m?50m。
3.根据权利要求1所述的煤矿塌陷区管道敷设方法，其特征在于:所述的聚乙烯管为高密度聚乙烯管。
4.根据权利要求1所述的煤矿塌陷区管道敷设方法，其特征在于:所述的柔性缓冲材料(4)为黄沙与锯末混合物，其重量比为3:1。
【文档编号】F16L1/028GK103542174SQ201310542097
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年11月5日 优先权日:2013年11月5日
【发明者】盛平, 王东权, 于广云, 杨洋, 张彦丰 申请人:中国矿业大学