CN117537168A - 减弱管道外围逆土拱效应的管道埋设结构及其施工方法 - Google Patents

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CN117537168A
CN117537168A CN202311418200.4A CN202311418200A CN117537168A CN 117537168 A CN117537168 A CN 117537168A CN 202311418200 A CN202311418200 A CN 202311418200A CN 117537168 A CN117537168 A CN 117537168A
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林星涛
王灯
陈湘生
曾辉
苏栋
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    • F16L1/024—Laying or reclaiming pipes on land, e.g. above the ground
    • F16L1/028—Laying or reclaiming pipes on land, e.g. above the ground in the ground
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Abstract

本发明公开一种减弱管道外围逆土拱效应的管道埋设结构及其施工方法，其包括：根据管道的直径确定沟槽的宽度，并挖掘沟槽；将管道置入所述沟槽内，并对管道进行土体填埋；根据管道的直径、沟槽的宽度和外部环境信息，确定拱形件的尺寸参数，并基于尺寸参数制作拱形件；基于预设规则确定拱形件单元的数量及装配高度；将对应数量的拱形件单元按照装配高度置入沟槽内，分次回填土体并夯实，直至与路面平齐。本申请中通过拱形件单元的拱形结构对位于沟槽内、且位于管道上方的土体进行支撑，减少管道回填后地层的活动，降低回填后路面下沉凹陷的可能性，以减弱逆土拱效应，从而减弱逆土拱效应对回填型管道周围土体、以及管道造成的不利影响。

Description

减弱管道外围逆土拱效应的管道埋设结构及其施工方法
技术领域
本发明涉及管道埋设技术领域，尤其涉及一种减弱管道外围逆土拱效应的管道埋设结构及其施工方法。
背景技术
管道施工作业是现如今市政建设工程中的一个重要组成部分，随着时间的变化以及工程技术的发展，埋置于土层的管道需要替换以及对损坏的管道进行维修或更换。埋地敷设的方式是当今运用较为广泛的一种施工方法，然而，在荷载或自重作用下，被埋设的管道外围的土体发生压缩和变形，从而产生不均匀沉降，于是在一定范围内产生土拱效应；而在管道回填作业中，回填土体在管道的干预之下，管道两侧的土体沉降会明显高于中间部位，从而产生不均匀沉降，此时会在管道上方的两侧形成“土拱”，称其为逆土拱效应。
逆土拱效应会对管道上方土体产生影响，导致路面凹陷/凸起，对过路行人或车辆造成安全隐患，威胁公民安全。此外，逆土拱效应使得沉降较小的部位附近管道受到的土压力增大，影响管道的使用寿命且有可能会对管道造成损害。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种减弱管道外围逆土拱效应的管道埋设结构及其施工方法，旨在减弱管道外围逆土拱效应。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种减弱管道外围逆土拱效应的管道埋设结构的施工方法，其中，管道埋设结构包括：
沟槽；
管道，埋设于所述沟槽的底部；
至少一个拱形件单元，埋设于所述沟槽内，并位于所述管道的上方；每个拱形件单元均包括多个拱形件，多个拱形件沿所述管道的轴向依次排布；所述拱形件的中心向上拱起，且所述拱形件的宽度方向与所述管道的轴向相垂直；
所述的施工方法包括步骤：
根据管道的直径确定沟槽的宽度，并挖掘沟槽；
将管道置入所述沟槽内，并对管道进行土体填埋；
根据管道的直径、沟槽的宽度和外部环境信息，确定拱形件的尺寸参数，并基于所述尺寸参数制作拱形件；其中，所述尺寸参数包括拱形件的宽度、厚度和起拱夹角；所述外部环境信息为土体、自然降水量和随机荷载信息，或土体的内摩擦角信息；
基于预设规则确定拱形件单元的数量及装配高度；
将对应数量的拱形件单元按照所述装配高度置入所述沟槽内，分次回填土体并夯实，直至与路面平齐。
所述减弱管道外围逆土拱效应的管道埋设结构的施工方法，其特征在于，所述的根据管道的直径、沟槽的宽度和外部环境信息，确定拱形件的尺寸参数具体包括：
根据管道的直径、沟槽的宽度、以及拱形件的宽度和厚度与管道的直径和沟槽的宽度之间的预设对应关系，确定拱形件的宽度和厚度；
根据外部环境信息，确定拱形件的起拱夹角，以确定拱形件的尺寸参数。
所述减弱管道外围逆土拱效应的管道埋设结构的施工方法，其中，所述预设对应关系具体为：
拱形件的宽度等于沟槽的宽度，拱形件的厚度为沟槽的宽度的0.4倍。
所述减弱管道外围逆土拱效应的管道埋设结构的施工方法，其中，当所述外部环境信息为土体、自然降水量和随机荷载信息时，所述的根据外部环境信息，确定拱形件的起拱夹角具体包括：
构建拱形件的有限元模型；
基于所述外部环境信息和所述有限元模型，确定拱形件的起拱夹角。
所述减弱管道外围逆土拱效应的管道埋设结构的施工方法，其中，所述的基于所述外部环境信息和所述有限元模型，确定拱形件的起拱夹角具体包括：
基于所述外部环境信息和所述有限元模型，确定土拱拱脚切线与竖直面之间的夹角；
根据所述夹角、以及所述夹角与拱形件的起拱夹角之间的对应关系，确定拱形件的起拱夹角。
所述减弱管道外围逆土拱效应的管道埋设结构的施工方法，其中，所述土体的内摩擦角信息包括土体的内摩擦角；当所述外部环境信息为土体的内摩擦角信息时，所述的根据外部环境信息，确定拱形件的起拱夹角具体包括：
计算预设角度与土体的内摩擦角的一半之间的差值，并将所述差值确定为拱形件的起拱夹角。
所述减弱管道外围逆土拱效应的管道埋设结构的施工方法，其中，所述预设规则具体为：
在距离管道最近的拱形件单元中，拱形件的拱脚与管道的顶部之间的距离a为管道的直径的0.5倍～0.6倍；
相邻两个拱形件单元之间的距离为管道的直径的0.5～0.6倍；
当沟槽的深度、管道的直径、拱形件的厚度和a满足第一预设关系时，拱形件单元为两个；
当沟槽的深度、管道的直径、拱形件的厚度和拱形件的拱脚与管道的顶部之间的距离满足第二预设关系时，拱形件单元为三个。
所述减弱管道外围逆土拱效应的管道埋设结构的施工方法，其中，所述第一预设关系为：
(D-d)>2(h+a)；
所述第二预设关系为：
(D-d)>3(h+a)；
其中，D为沟槽的深度，d为管道的直径，h为拱形件的厚度。
一种减弱管道外围逆土拱效应的管道埋设结构，其采用如上任意一项所述的施工方法，其包括：
沟槽；
管道，埋设于所述沟槽的底部；
至少一个拱形件单元，埋设于所述沟槽内，并位于所述管道的上方；每个拱形件单元均包括多个拱形件，多个拱形件沿所述管道的轴向依次排布；所述拱形件的中心向上拱起，且所述拱形件的宽度方向与所述管道的轴向相垂直。
所述的减弱管道外围逆土拱效应的管道埋设结构，其中，所述管道包括：
多个管道本体，沿轴向依次排布并相互拼接；
所述拱形件与相邻两个管道本体之间的拼接缝相对应。
有益效果：本申请中在所述管道的上方增加拱形件单元，通过拱形件单元的拱形结构对位于所述沟槽内、且位于所述管道上方的土体进行支撑，减少所述管道回填后地层的活动，降低回填后路面下沉凹陷的可能性，以减弱逆土拱效应，从而达到：减弱逆土拱效应对回填型管道周围土体、以及所述管道造成的不利影响，提升安全性，延长所述管道的使用寿命的目的。
附图说明
图1是本发明中所述的减弱管道外围逆土拱效应的管道埋设结构的分布结构示意图；
图2是本发明中所述的减弱管道外围逆土拱效应的管道埋设结构沿所述沟槽的深度方向的剖视图；
图3是本发明中上下两个拱形件分别对应的扇形区域的分布结构示意图；
图4是本发明中距离管道最近的拱形件对应的扇形区域与管道的分布结构示意图；
图5是本发明中所述拱形件的结构示意图；
图6是本发明中土拱拱脚切线与竖直面之间的夹角β的示意图；
图7是本发明中所述的减弱管道外围逆土拱效应的管道埋设结构的施工方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种减弱管道外围逆土拱效应的管道埋设结构，如图1所示，所述的管道埋设结构包括：沟槽1、管道2和至少一个拱形件单元3；所述沟槽1用于容纳土体、所述管道2和所述拱形件单元3。
具体地，所述管道2埋设于所述沟槽1的底部；所述拱形件单元3埋设于所述沟槽1内，并位于所述管道2的上方。每个拱形件单元3均包括多个拱形件31，多个拱形件31沿所述管道2的轴向依次排布；所述拱形件31的中心向上拱起，且如图2所示，所述拱形件31的宽度方向与所述管道2的轴向相垂直。
本申请中在所述管道2的上方增加拱形件单元3，通过拱形件单元3的拱形结构对位于所述沟槽1内、且位于所述管道2上方的土体进行支撑，减少所述管道2回填后地层的活动，降低回填后路面下沉凹陷的可能性，以减弱逆土拱效应，从而达到：减弱逆土拱效应对回填型管道2周围土体、以及所述管道2造成的不利影响，提升安全性，延长所述管道2的使用寿命的目的。
本申请中一实施例，所述拱形件31的中心与所述管道2的中心轴线位于同一竖直平面内，以保证所述拱形件31的最高位(即所述拱形件31的顶部)与所述管道2的最高位(即所述管道2的顶部)相对应，提升所述拱形件31对所述管道2的上方的土体的支撑作用，达到进一步减弱逆土拱效应的目的。
如图2所示，所述管道2与所述沟槽1的宽度方向的内壁之间具有间隙，以便于埋设所述管道2、以及对所述沟槽1内填埋于所述管道2外围的土体进行夯实。
本申请中一实施例，所述间隙的宽度为10cm。
需要说明的是，所述拱形件31的宽度方向的两端均与所述沟槽1的内壁相贴合，即所述拱形件31的宽度等于所述沟槽1的宽度，以保证所述沟槽1的整个宽度范围内位于所述拱形件31上方的土体均可以得到所述拱形件31的支撑，提升所述沟槽1顶部对应所述管道2的区域、以及所述沟槽1顶部对应所述间隙的区域的土体沉降更加均匀，进一步减弱逆土拱效应以及逆土拱效应带来的不利影响。
如图1所示，所述管道2包括多个管道本体20，多个管道本体20沿轴向依次排布、并相互拼接。所述拱形件31与相邻两个管道本体20之间的拼接缝21相对应，以完善所述管道2连接的完整性，同时减少外部液体自所述拼接缝渗流入所述管道2的内部。
本申请中一实施例，在距离所述管道2最近的拱形件单元3中，拱形件31的底部与所述管道2的顶部之间的距离a为所述管道2的直径的0.5倍～0.6倍，以使得如图4所示，在距离所述管道2最近的拱形件单元3中，拱形件31的圆心与两个拱脚之间合围成的扇形区域100与所述管道2能够部分重叠，从而增强拱形件31对所述管道2上方土体的支撑作用，进一步减弱逆土拱效应以及逆土拱效应带来的不利影响。
本申请中一实施例，当所述拱形件单元3为两个及其以上时，相邻两个拱形件单元3之间的距离为所述管道2的直径的0.5倍～0.6倍，以使得：如图3所示，位于上方的拱形件31的圆心与两个拱脚之间合围成的扇形区域200、以及位于下方的拱形件31的圆心与两个拱脚之间合围成的扇形区域300两者之间部分重叠，从而增强拱形件31对所述管道2上方土体的支撑作用，进一步减弱逆土拱效应以及逆土拱效应带来的不利影响。
基于上述任意一项所述的管道埋设结构，本申请还提供一种减弱管道外围逆土拱效应的管道埋设结构的施工方法，如图7所示，所述的施工方法包括如下步骤：
S100、根据管道的直径确定沟槽的宽度，并挖掘沟槽。
具体地，所述沟槽1的宽度B大于所述管道2的直径d，并且所述沟槽1的宽度方向的内壁与所述管道2之间具有间隙，以便于埋设所述管道2、以及对所述沟槽1内填埋于所述管道2外围的土体进行夯实。
本申请中一实施例，如图2所示，所述间隙的宽度c为10cm，则，将(d+2c)作为所述沟槽1的宽度B，即：B＝d+2c。
挖掘所述沟槽1后，需对所述沟槽1的侧壁进行平整处理，且对所述沟槽1的底部通过人工或机器作夯实处理，以供后续装置所述管道2承受一定压力。
S200、将管道置入所述沟槽内，并对管道进行土体填埋。
具体地，将多个管道本体20置于所述沟槽1内后，将多个管道本体20沿轴向依次排列，并做好任意相邻两个管道本体20之间的连接，以形成一个完整的管道2。所述管道2拼接完成后，对所述管道2进行土体填埋，使所述管道2能够完全被土体掩盖。
S300、根据管道的直径、沟槽的宽度和外部环境信息，确定拱形件的尺寸参数，并基于所述尺寸参数制作拱形件。
具体地，由于所述管道2的上方需要进行拱形件单元3的装配，因此，需提前对所述拱形件31的尺寸参数进行计算，以通过所述尺寸参数制作拱形件31。
所述尺寸参数包括拱形件31的宽度、厚度和起拱夹角；其中，拱形件31的起拱夹角为：拱形件31的中心至其中一个拱脚311的连线与两个拱脚311的连线之间的夹角。
所述的根据管道2的直径、沟槽1的宽度和外部环境信息，确定拱形件31的尺寸参数具体包括：
S301、根据管道的直径、沟槽的宽度、以及拱形件的宽度和厚度与管道的直径和沟槽的宽度之间的预设对应关系，确定拱形件的宽度和厚度；
所述管道2的直径和所述沟槽1的宽度为已知，预先建立拱形件31的宽度、厚度与管道2的直径和沟槽1的宽度之间的对应关系，并将该对应关系作为所述预设对应关系；则，根据所述管道2的直径、所述沟槽1的宽度和所述预设对应关系，即可确定拱形件31的宽度和厚度。
具体地，所述预设对应关系具体为：
拱形件的宽度等于沟槽的宽度，拱形件的厚度为沟槽的宽度的0.4倍。
S302、根据外部环境信息，确定拱形件的起拱夹角，以确定拱形件的尺寸参数。
具体地，所述外部环境信息为：土体、自然降水量和随机荷载信息，或土体的内摩擦角信息；
本申请中实施例一
当所述外部环境信息为土体、自然降水量和随机荷载信息时，所述尺寸参数的确定过程包含了对土体信息、自然降水量信息和随机荷载信息的考量，分析在渗流作用以及外部随机荷载作用下回填管道2上方土体的不均匀沉降，从而具体分析其逆土拱效应，再而制作具体的拱形件31，以达到最大程度减弱不均匀沉降产生的逆土拱效应的目的。同时，所述尺寸参数的确定过程包含了对土体信息、自然降水量信息和随机荷载信息的考量，可以降低土体自重、雨水渗流、随机荷载等对所述管道2可能造成的破坏，从而延长所述管道2的使用寿命。
其中，自然降水量为所述沟槽1所在地区的年平均自然降水量，随机荷载可从所述沟槽1所在地区对应的建筑荷载规范中查询获得。
当所述外部环境信息为土体、自然降水量和随机荷载信息时，所述的根据外部环境信息，确定拱形件的起拱夹角具体包括：
S3021、构建拱形件的有限元模型；
S3022、基于所述外部环境信息和所述有限元模型，确定拱形件的起拱夹角。
具体地，本申请中通过有限元分析软件PLASIS2D来构件拱形件31的有限元模型；然后将所述外部环境信息，即土体、自然降水量和随机荷载信息作为所述有限元模型的输入，以输出包含所述管道2周围的土体变化情况的图像，从而根据该图像确定拱形件31的起拱夹角。
所述的基于所述外部环境信息和所述有限元模型，确定拱形件31的起拱夹角具体包括：
基于所述外部环境信息和所述有限元模型，确定土拱拱脚切线与竖直面之间的夹角；
具体地，将土体、自然降水量和随机荷载信息作为所述有限元模型的输入，以输出包含所述管道2周围的土体变化情况的图像。如图6所示，靠近所述管道2外围的土体区域为夯实土4，距离所述管道2较远的土体区域为展状土5，展状土5和夯实土4顶部的区域为路面6；由于受自然降水渗流作用和随机荷载作用，所述管道2外围形成逆土拱效应，其中逆土拱效应产生土拱7。从该图像中可以获得土拱7的拱脚切线8，从而确定土拱7的拱脚切线8与竖直面之间的夹角β。
根据所述夹角、以及所述夹角与拱形件的起拱夹角之间的对应关系，确定拱形件的起拱夹角。
具体地，所述夹角β与拱形件31的起拱夹角α之间的对应关系为：
α＝45°-β
则，根据所述夹角β以及所述对应关系，即可确定拱形件31的起拱夹角α，从而根据拱形件31的尺寸参数，即：拱形件31的宽度、拱形件31的厚度和拱形件31的起拱夹角α即可制作对应的拱形件31。
本实施例中一实施方式，土体信息包括：土体类型、土层厚度(土层厚度等于所述沟槽的深度D)、相对密度、重度、内聚力、摩擦角、剪胀角、标准排水三轴试验割线刚度、侧限压缩试验剪切刚度、卸载/重加载刚度、剪切刚度模量、刚度应力水平相关幂指数、卸载-重加载泊松比、刚度参考应力、正常固结的k0和剪切应力水平。可以理解的是，以上土体信息中各个参数均可以通过相关技术手册等技术资料、以及实地勘测获得；所述有限元模型可以采用HS-small有限元土体本构模型。
本申请中实施例二
所述土体的内摩擦角信息包括土体的内摩擦角当所述外部环境信息为土体的内摩擦角信息时，所述的根据外部环境信息，确定拱形件的起拱夹角具体包括：
计算预设角度与土体的内摩擦角的一半之间的差值，并将所述差值确定为拱形件的起拱夹角。
具体地，当所述外部环境信息为土体的内摩擦角信息时，不考虑自然雨水渗流作用和随机荷载作用，可直接利用土体的内摩擦角设计拱形件31。
现有研究结果表明，土体最终破坏时，剪切带与垂直方向的夹角与土体的内摩擦角有关，当土体达到朗肯主动极限平衡应力状态时，破坏面与竖直面夹角为因此，基于本发明的目的，为减弱管道2周围土体逆土拱效应的影响，拱形件31的起拱夹角α由土体内摩擦角决定，并将所述预设角度设置为45°，则：/>
本申请中一实施例，拱形件31的制作材料包括：土体材料、固结材料和凝结材料，从而保证拱形件31具有一定的强度及刚度，足够承受夯实压力及施工完成后路面过行人、车辆要求。其中，凝结材料用于加速拱形件31成型，从而提高施工效率，改善施工方法
本申请中一实施例，拱形件31可以通过模具制备，且在模具制备时其宽度b(如图5所示)在保持开模费用无大幅提升的前提下尽可能取最大值(即拱形件31的两端与所述沟槽1的内壁贴合紧密度最高)，同样以减少施工安装步骤，提高施工效率。
本申请中另一实施例，拱形件31可以通过3D打印技术制作。具体地，根据拱形件31的所述尺寸参数构建三维数字模型，根据三维数字模型确定3D打印机的控制参数；将3D打印机置于所述沟槽1的一侧，并按照控制参数沿水平方向实时进行拱形件31的3D打印。
S400、基于预设规则确定拱形件单元的数量及装配高度。
所述预设规则具体为：
在距离管道最近的拱形件单元中，拱形件的拱脚与管道的顶部之间的距离a为管道的直径的0.5倍～0.6倍；即，a(如图1所示)的取值范围为(0.5d～0.6d)，d为管道的直径；
相邻两个拱形件单元之间的距离为管道的直径的0.5～0.6倍；即，相邻两个拱形件单元之间的距离e(如图1所示)的取值范围为(0.5d～0.6d)；
当沟槽的深度、管道的直径、拱形件的厚度和a满足第一预设关系时，拱形件单元为两个；
当沟槽的深度、管道的直径、拱形件的厚度和拱形件的拱脚与管道的顶部之间的距离满足第二预设关系时，拱形件单元为三个。
所述装配高度由：a、以及当拱形件单元不止一个时相邻两个拱形件单元之间的距离来决定；根据所述预设规则即可确定拱形件单元3的数量以及所述装配高度。
所述第一预设关系为：(D-d)>2(h+a)；
所述第二预设关系为：(D-d)>3(h+a)；其中，D为沟槽1的深度，d为管道2的直径，h为拱形件31的厚度(如图5所示)，a为在距离管道2最近的拱形件单元3中，拱形件31的拱脚311与管道2的顶部之间的距离。
S500、将对应数量的拱形件单元按照所述装配高度置入所述沟槽内，分次回填土体并夯实，直至与路面平齐。
在确定了拱形件单元3的数量、所述装配高度、以及制作完成拱形件31后，即可将对应数量的拱形件单元3按照所述装配高度置入所述沟槽1内。
具体地，所述管道2置入所述沟槽1内并进行土体填埋和压实，当土体高度超出所述管道2的顶部的距离达到a时，将第一个拱形件单元3置入所述沟槽1内，使拱形件31的拱脚311与土体贴合、且拱形件31的两端分别与所述沟槽1的内壁贴合，后继续进行土体填埋和夯实。需要说明的是，拱形件31填埋过程中，拱形件31下方的拱形区域内也需要布满土体。
当拱形件单元3的数量为两个，且土体高度超出第一个拱形件单元3中拱形件31的顶部的距离达到e时，将第二个拱形件单元3置入所述沟槽1内，使第二个拱形件单元3中拱形件31的拱脚311与土体贴合、且拱形件31的两端分别与所述沟槽1的内壁贴合，后继续进行土体填埋和夯实，直至土体表面与路面平齐。同理，当拱形件单元3的数量为三个时，可以依次向上叠加，分次回填土体并夯实，直至所述沟槽1内所填土体的表面与路面平齐。
本申请中将S300置于步骤S200之后仅为一个实施例，可以理解的是，拱形件的制作只需要在进行拱形件的装配之前完成即可，步骤S300甚至可以于步骤S100之前或步骤S200之前完成。
综上所述，本发明提供了一种减弱管道外围逆土拱效应的管道埋设结构及其施工方法，施工方法包括：根据管道的直径确定沟槽的宽度，并挖掘沟槽；将管道置入所述沟槽内，并对管道进行土体填埋；根据管道的直径、沟槽的宽度和外部环境信息，确定拱形件的尺寸参数，并基于所述尺寸参数制作拱形件；基于预设规则确定拱形件单元的数量及装配高度；将对应数量的拱形件单元按照所述装配高度置入所述沟槽内，分次回填土体并夯实，直至与路面平齐。本申请中在所述管道的上方增加拱形件单元，通过拱形件单元的拱形结构对位于所述沟槽内、且位于所述管道上方的土体进行支撑，减少所述管道回填后地层的活动，降低回填后路面下沉凹陷的可能性，以减弱逆土拱效应，从而达到：减弱逆土拱效应对回填型管道周围土体、以及所述管道造成的不利影响，提升安全性，延长所述管道的使用寿命的目的。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种减弱管道外围逆土拱效应的管道埋设结构的施工方法，其特征在于，管道埋设结构包括：
沟槽；
管道，埋设于所述沟槽的底部；
至少一个拱形件单元，埋设于所述沟槽内，并位于所述管道的上方；每个拱形件单元均包括多个拱形件，多个拱形件沿所述管道的轴向依次排布；所述拱形件的中心向上拱起，且所述拱形件的宽度方向与所述管道的轴向相垂直；
所述的施工方法包括步骤：
根据管道的直径确定沟槽的宽度，并挖掘沟槽；
将管道置入所述沟槽内，并对管道进行土体填埋；
根据管道的直径、沟槽的宽度和外部环境信息，确定拱形件的尺寸参数，并基于所述尺寸参数制作拱形件；其中，所述尺寸参数包括拱形件的宽度、厚度和起拱夹角；所述外部环境信息为土体、自然降水量和随机荷载信息，或土体的内摩擦角信息；
基于预设规则确定拱形件单元的数量及装配高度；
将对应数量的拱形件单元按照所述装配高度置入所述沟槽内，分次回填土体并夯实，直至与路面平齐。
2.根据权利要求1所述减弱管道外围逆土拱效应的管道埋设结构的施工方法，其特征在于，所述的根据管道的直径、沟槽的宽度和外部环境信息，确定拱形件的尺寸参数具体包括：
根据管道的直径、沟槽的宽度、以及拱形件的宽度和厚度与管道的直径和沟槽的宽度之间的预设对应关系，确定拱形件的宽度和厚度；
根据外部环境信息，确定拱形件的起拱夹角，以确定拱形件的尺寸参数。
3.根据权利要求2所述减弱管道外围逆土拱效应的管道埋设结构的施工方法，其特征在于，所述预设对应关系具体为：
拱形件的宽度等于沟槽的宽度，拱形件的厚度为沟槽的宽度的0.4倍。
4.根据权利要求1所述减弱管道外围逆土拱效应的管道埋设结构的施工方法，其特征在于，当所述外部环境信息为土体、自然降水量和随机荷载信息时，所述的根据外部环境信息，确定拱形件的起拱夹角具体包括：
构建拱形件的有限元模型；
基于所述外部环境信息和所述有限元模型，确定拱形件的起拱夹角。
5.根据权利要求4所述减弱管道外围逆土拱效应的管道埋设结构的施工方法，其特征在于，所述的基于所述外部环境信息和所述有限元模型，确定拱形件的起拱夹角具体包括：
基于所述外部环境信息和所述有限元模型，确定土拱拱脚切线与竖直面之间的夹角；
根据所述夹角、以及所述夹角与拱形件的起拱夹角之间的对应关系，确定拱形件的起拱夹角。
6.根据权利要求4所述减弱管道外围逆土拱效应的管道埋设结构的施工方法，其特征在于，所述土体的内摩擦角信息包括土体的内摩擦角；当所述外部环境信息为土体的内摩擦角信息时，所述的根据外部环境信息，确定拱形件的起拱夹角具体包括：
计算预设角度与土体的内摩擦角的一半之间的差值，并将所述差值确定为拱形件的起拱夹角。
7.根据权利要求1所述减弱管道外围逆土拱效应的管道埋设结构的施工方法，其特征在于，所述预设规则具体为：
在距离管道最近的拱形件单元中，拱形件的拱脚与管道的顶部之间的距离a为管道的直径的0.5倍～0.6倍；
相邻两个拱形件单元之间的距离为管道的直径的0.5～0.6倍；
当沟槽的深度、管道的直径、拱形件的厚度和a满足第一预设关系时，拱形件单元为两个；
当沟槽的深度、管道的直径、拱形件的厚度和拱形件的拱脚与管道的顶部之间的距离满足第二预设关系时，拱形件单元为三个。
8.根据权利要求7所述减弱管道外围逆土拱效应的管道埋设结构的施工方法，其特征在于，所述第一预设关系为：
(D-d)>2(h+a)；
所述第二预设关系为：
(D-d)>3(h+a)；
其中，D为沟槽的深度，d为管道的直径，h为拱形件的厚度。
9.一种减弱管道外围逆土拱效应的管道埋设结构，其采用如权利要求1-8任意一项所述的施工方法，其特征在于，其包括：
沟槽；
管道，埋设于所述沟槽的底部；
至少一个拱形件单元，埋设于所述沟槽内，并位于所述管道的上方；每个拱形件单元均包括多个拱形件，多个拱形件沿所述管道的轴向依次排布；所述拱形件的中心向上拱起，且所述拱形件的宽度方向与所述管道的轴向相垂直。
10.根据权利要求9所述的减弱管道外围逆土拱效应的管道埋设结构，其特征在于，所述管道包括：
多个管道本体，沿轴向依次排布并相互拼接；
所述拱形件与相邻两个管道本体之间的拼接缝相对应。
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