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[论文摘要]干旱是制约泰来县经济发展尤其是农业生产的重要因素,介绍泰来县旱灾情况、抗旱灌溉引水工程建设的必要性和基本情况及前期工作进展情况,分析工程建设对本县抗旱及其他方面的重要意义。
一、基本情况
泰来县位于黑龙江省西南部,地处黑龙江、吉林、内蒙古三省(区)交界处。全县辖8镇2乡,83个行政村,532个自然屯。总人口32万人,其中农业人口22.8万人。全县总幅员面积3960平方公里,其中耕地231.5万亩、草原109万亩。境内有“一江五河”(嫩江、托力河、二龙涛河、呼尔达河、小绰尔河、乌裕尔河)、374个泡沼。地表水资源总量为12.37亿立方米,可利用水量3.22亿立方米。全县水源充沛,地表和地下水贮量非常丰富,地表水多年平均径流深为20-30mm,年径流量0.78亿立方米,过境河流嫩江多年通过我县水量241.82亿立方米,大绰尔河年平均引水0.7亿立方米,年可开采地下水量为3.70亿立方米。
二、旱灾情况
泰来县属中温带大陆性季风气候,春季干旱风大,夏季高温少雨,秋季干燥多风,冬季寒冷少雪,年平均降雨量392.6毫米,且雨量分布不均,80%集中在6、7、8月份。年均蒸发量1717.1毫米,是年均降雨量的4.4倍。每年8级以上大风天气在20天以上,最大风力达12级,是典型的风沙干旱区。自1949年-2006年58年中,我县发生旱灾48年,春旱连夏旱20年,二十世纪九十年代以来,几乎年年春旱,特别是自2000-2006年,旱情越来越严重,春旱连伏旱,夏旱连秋吊。一是2000-2004年,五年降雨量分别为217.1毫米、189.2毫米、310毫米、385.8毫米和194.2毫米,分别比历年平均降水少175.5毫米、203.4毫米、82.6毫米、6.8毫米和188.4毫米。2000年以来,高温少雨导致我县连续特大旱灾,旱灾面积及所造成的经济损失是建国以来最为严重的。二是连续干旱使全县土壤墒情降到历史最低点,我县岗地、平地、洼地10-30厘米耕层土壤含水量只有6.9-12.7%。三是全县地表水蓄积量急剧减少,地下水位下降幅度较大。除嫩江、托力河和少数几个泡沼外,其它河流、水库和泡沼全部干涸,正常年份全县374个泡沼蓄水可达1.4亿立方米,但现在蓄水量不足0.2亿立方米。由于干旱,自建国以来,我县累计作物受旱面积3419万亩,受灾面积2760万亩,成灾面积2129万亩,绝收面积363万亩,旱灾共造成损失粮食136万吨,经济作物损失9.9亿元。2004年作物受旱面积达182.9万亩,成灾面积155.6万亩,绝收面积80.5万亩,损失粮食24.15万吨,经济作物损失2.7亿元,草场受旱面积109万亩,其中70万亩返青后干枯,林业受旱面积50万亩,导致新植林的成活率仅为45%。2005年作物受旱面积达100万亩,成灾面积75.8万亩,绝收面积30.2万亩,损失粮食12.5万吨,经济作物损失0.31亿元。2006年作物受旱面积达150万亩,2007年旱灾面积71万亩,绝产面积15万亩。
三、规划依据及工程概述
干旱是制约我县经济发展最主要因素,为了从根本上解决制约我县的干旱问题,县委、县政府从我县水资源条件出发,依据通过水利部和省水利厅专家审查的《黑龙江省齐齐哈尔市抗旱总体规划报告》(2002年10月),委托齐齐哈尔市水利勘测设计研究院编制完成了《泰来县抗旱灌溉引水工程项目建议书》(2003年11月)和《泰来县抗旱灌溉引水工程可行性研究报告》。
泰来县抗旱灌溉引水工程位于泰来县中南部,行政区划包括江桥镇、平洋镇、克利镇、胜利乡、泰来镇、宁姜乡等6个乡(镇),23个行政村,幅员面积170万亩,其中耕地75.2万亩,总人口11.28万人。
泰来县抗旱灌溉引水工程从嫩江取水。工程有灌溉和引洪两项任务,提水灌溉水田8万亩,旱田22万亩,解决抗旱水源27万亩,提水流量20m3/s;引洪水到宏胜水库及周围湿地,年最大自流引水量1.084亿m3。
引水工程渠首位于江桥水文站上游约6km,嫩江与绰尔河交汇处的杏花山开山口。嫩江水资源比较丰富,根据江桥水文站45年径流系列(用水还原为天然径流)进行分析,多年平均径流量为225.3×108m3,(多年平均流量为714m3/s),年径流CV=0.46,P=75%的年径流量为149×108m3。
本区地势由西北逐渐向东南倾斜,地形坡降1/3000-1/7000,北部较平坦,南部遍布泡沼、湿地及沙岗。
干旱是本区主要自然灾害,造成农业减产,地下水位降低,灌溉水严重不足,草原、苇地退化,土壤沙化、盐碱化,生态环境遭到破坏,农民生活水平很低,制约当地经济发展。
四、前期工作进展情况
在省、市有关部门的大力帮助和支持下,泰来县抗旱灌溉引水工程项目前期工作进展顺利。2007年,我县先后完成了《泰来县抗旱灌溉引水工程项目建议书》和技术审查工作,完成了《泰来县抗旱灌溉引水工程项目可行性研究报告》和水土保持论证等六个相关论证。省水利厅对项目可行性研究报告出具了审查意见,项目土地预审和水资源论证分别得到省国土资源厅、松辽水利委员会批复。2007年11月,省水利厅将项目建议书报水利部审查。2008年1月,水利部委托松辽委对该项目进行了立项审查并提出核批意见后,2008年6月水利部商同国家发改委同意该项目由我省发改委立项审批。2008年8月,省发改委先后批复了项目建议书和可行性研究报告,省水利厅批复了泰来县抗旱灌溉引水项目渠首工程初步设计报告。2008年9月20日工程正式开工。
五、工程建设其他意义
泰来县抗旱灌溉引水工程建成后除可以解决本区农业用水解决干旱问题外,还有以下几方面的意义。
(一)引水工程是泰来县调整农业种植结构,发展各种经济的需要
目前泰来县中南部地区耕地面积75.2万亩,主要以旱田为主,种植结构为玉米、高粱、绿豆等低附加值农作物。引水工程实施后,可调整种植结构,退耕还湿,退耕还草,以草原为中心发展畜牧业,以水面为中心发展畜禽养殖业,促进各种经营,提高农民收入,带动区域经济发展。
(二)引水工程可为泰来县中东部补充地下水
由于近年来连续干旱,降水偏少,地下水呈逐年下降趋势,据1995年至2001年对泰来县城周边6眼井(好新白庙子、宏升郑家屯、街基绿化、胜利五家子、平洋镇、泰来镇)实际观测资料分析,该区地下水位平均下降1.46m,极值最大降深达2.13m,致使该区20%的农田井抽不上水,60%的农田井抽水量不足,因此实施引水工程,将嫩江水引入该区的湖泡中,补充地下水。
(三)引水工程充分利用了现有工程
引水工程输水渠道利用已建江桥灌区灌溉渠道,进行整修扩建,引嫩江水入宏胜水库等库泡,进行调蓄,减少工程占地。
(四)改善项目区生态环境
曹妃甸港工业园区地处沿海贫水区,浅层地下水含Na、Mg、Ca等化学成分,不能直接用于生产和生活用水,深层地下水基于地面下沉,海水入侵等种种因素考虑不能大量开采,周围地区由于工业、农业生产需求和降水入渗补给量的严重不足,致使该地区形成了大面积的漏斗区,局部地区已出现地面下降和塌陷。同时,漏斗的形成加剧了地下水的污染,严重影响了地下水的水质,使工农业生产和该地区人民生活受到极大影响。因此,在曹妃甸及其附近地区没有开采地下水的可能。
2水资源分析
2.2地表水资源
2.2.1河流
唐山市分为三大水系,即滦河水系、蓟运河水系和沙陡河水系。
①滦河水系:主要河流为滦河,全长888km,流域面积44900km2,其中流经唐山市境内全长207km,流域面积2829.2km2。
②蓟运河水系:主要河流有洲河、句河、兰泉河、双城河、还乡河和津唐运河,流域面积11380km2,其中唐山市流域面积4755.6km2。
③沙陡河水系:由12条独流入海的河流组成,流域面积超过200km2的有陡河、沂河、小青龙河和沙河。
陡河:干流长约120km,流域面积1340km2。
沂河:长约97km,流域面积618km2。
小青龙河:长75km,流域面积430km2。
沙河:长108km,流域面积848km2。
2.2.2地表水年径流量
唐山市水资源的主要补给来源是降水,据1956~1984年29年水文资料分析:唐山市年降水量648.1mm,年际变化较大,最大降水量为最小降水量的2.63~4.88倍。唐山市境内自产地表水年平均径流深度133.1mm,平均年径流量为17.8亿m3。唐山市外来地表水有滦河水系干支流及蓟运河水系遵化以北的沙河支流的来水,平均年入境水量共37.03亿m3。
唐山市径流年内分配不均,滦河和蓟运河汛期的径流量占年径流量的70%~80%,非汛期的径流量占年径流量的20%左右。陡河平水年汛期(6~9月)径流量占年径流量的74.2%,枯水年汛期占年径流量的51.1%。这种年际丰枯变化大,连续枯水较长的特点,给水资源的开发利用带来很大困难,不能作为可靠的城市供水水源。
3取水水源分析
由以上资料分析可知,曹妃甸港工业园区地下水无可开采的条件,而唐山市境内的地表水,由于径流量小,年际丰枯变化大,也不能作为工业园区供水的可靠水源。因此,曹妃甸港工业园区供水水源只能靠长距离引水来解决。
3.1陡河水库概况
1973年,为解决津、唐的缺水问题,国家重点工程之一“引滦工程”开始筹建,其中“引滦入唐”工程自滦河引水,经邱庄水库和陡河水库调蓄后供唐山市用水,陡河水库为引滦入唐工程在唐山市境内的最后一座调蓄水库。陡河水库位于唐山市中心区北部约20km处,于1956年在双桥修建的,1988年又续建,1990年7月竣工,设计坝顶高程41.0m(大沽高程),死水位28.0m,设计标准千年一遇,洪峰流量5260立方m/s,正常蓄水位34.0m,总库容3.397亿m3的大型平原水库,主要为防洪,同时兼陡河发电厂作循环水池用。引滦水入库后,该水库已成为工农业生产的公共水源。1991年,又对水库大坝进行了较大规模的加固改造,改造后大坝高程可满足万年一遇的洪水位设计要求。设计洪水位40.3m,坝顶高程44.0m。水库死水位28.0m,根据陡电循环水位要求,最低水位不得低于30.0m,正常蓄水位34.0m,总库容5.152亿m3,兴利库容0.684亿m3,死库容0.054亿m3。年蓄水量为1000万m3。
3.2陡河水库可供水量
陡河水库位于燕山南部的低山丘陵区,唐山市市区东北20km的陡河上游,是一座以防洪为主,兼供唐山市区生产生活用水的大型水利枢纽工程。水源主要来源于滦河上游的潘家口和大黑汀两座水库供给,输水线路为从大黑汀水库经引滦入还渠道进入丰润区的邱庄水库,然后再由邱庄水库经引还入陡河道进入陡河水库。根据原水利电力部1982年水电水管字87号文《关于颁发引滦水量分配与供水调度管理办法的通知》。不同保证率下,唐山市可分得的水量见表3-2所示。
不同保证率下唐山市可分得水量表
表3-2亿M3
供水保证率
75%
85%
95%
潘家口水库可调水量
19.5
15
11
唐山市可分水量
9.5
7.5
5.5
唐山市生活用水
3.0
3.0
3.0
(说明:唐山市生活用3亿m3的水为未损耗量,陡河水库统计为损失量≦25%,若损失按25%计,即潘大水库可提供3亿m3的水,陡河水库实际可得到水量为2.25亿m3/a)
目前,唐山市陡河水库实际供水情况是,城市生活用水6000万m3/a,工业消耗水(指唐山碱厂陡河水库供水工程)1500万m3/a,实际从陡河水库中引水7500万m3/a,同时考虑将要实施的利用世界银行贷款唐山市中心区供水工程要引水5500万m3/a的水量,实际用水量将为1.3亿m3/a。考虑陡河水库每年还可自产水1000万m3,因此,陡河水库目前可用水量为2.25+0.1-1.3=1.05亿m3。所以,该工程所需7535亿m3的水陡河水库是可以供给的。
3.3陡河水库水质
滦河水的水质较好,根据唐山市引还沿线及陡河水库水质监测成果看,除PH值为5类水标准,中心总磷为4类水标准外,其余各项均符合2类水标准。特别是引滦工程实施后,河北省引滦工程管理局对水源沿线输水工程严格管理,沿线水质没有受到污染,同时陡河水库周围除陡河发电厂外无任何其它工业,随着陡河水库成为唐山市生活饮用水源地后,唐山市人大常委会专门制定了保护水源的地方法规,加以保护,取消水库内的网箱养鱼及旅游等有害于水源保护的项目。从历年的陡河水库水质分析表明,陡河水库的水质除个别指标有时达到Ⅲ类以上水质标准外,其它各项指标均达地面水Ⅱ类水质标准,是较理想的饮用水水源。
4结论
①陡河水库作为唐山市生活饮用水水源地,水库水质基本达到GB3838-88地面水环境质量Ⅱ类水质标准,是城市供水的理想水源地。
1.1给水工程的注意事项:
(1)给水供应系统没有固定的形式,设计时应根据用户的要求,结合室外给水系统的实际情况经技术经济比较或采用综合评判法确定供水方式。
(2)高层住宅内为解决上部供水不足增设了增压设备,目前常采用调节水箱和变频供水设备加压供水,加压设备为全自动系统以减少运行管理费用。
(3)住宅内生活用热水多采用电浴热水器、太阳能热水器及锅炉集中供热等方式供给。电加热系统和太阳能热水器供应系统在住宅设计中较多采用,所以在设计时仅在给水管上预留安装热水供应设施的接口,或每户设计独立的热水管道系统由住房自行解决热源[1]。
1.2给水设计的关键因素:
(1)适当增设单体建筑户外控制阀门:传统的住宅给水设计是在每一根立管的底层出地面处设切断阀门,而经济房户外小区内则是一个建筑楼群组共用一个地下控制阀门。
(2)适当增设单体建筑户体控制阀门:立管底部的给水阀门不可少,其目的主要是为了当底层住户发现下水管堵塞引起地面冒水时,可以及时关闭给水总阀,减少排污量。
(3)注意室外阀门的安装型式:室外安装的阀门大部分都是口径为Dg75以上的截止阀或闸板问或蝶阀,一般均是法兰安装,而且有国家标准图。需要注意的一个问题是,这些装于地下的阀门一旦损坏时如何更换。
(4)给水管道压力超过0.3~0.4MPa且管径≤20mm及管路较长时,管道会产生啸叫和振动,这主要由高速水流动力与管道系统产生共振所致。综合防治措施有适当加大管径、采用曲挠橡胶接头、支架与管道接触处加橡胶垫以及加装减压阀等。但注意减压阀本身也有噪音,要经反复调试,使噪音减至最小[2]。
2.排水系统的设计
2.1排水工程的注意事项:
(1)对于多层住宅,目前设计多采用底层污水单独出户,以避免因堵塞造成的一层泛水的难堪局面,减少邻里的矛盾。二层以上采用排水伸顶通气立管。
(2)底层卫生器具的排水管道不接到排水立管上为好,应单独排出。对满足不了上述要求的排水支管,应以单独的排出管排到室外检查井。
(3)住宅设计中不仅设计雨水系统,同时还设计室调冷凝水管收集每户安设空调板上的冷凝水,这样不仅使建筑物外墙美观,而且避免了空调冷凝水随意流放,影响楼下行人。
(4)地漏是排水管道系统中一个重要附件,功能是排除地面积水,设置在经常有水溅落的卫生器具附近地面(如浴盆、洗脸盆、小便盆、小便器、洗涤盆等)、地面有水需要排除的场所(如淋浴间、水泵房)或地面需要清洗的场所,住宅可用作洗衣机排水口,设计选用高水封防臭地漏[3]。
2.2排水工程的关键因素:
(1)地漏与存水弯的配合:规范上没有规定排水地漏一定要设存水弯,但这确实能影响用户的使用。全国通用给水排水标准图集上将带水封的圆形钟罩式地漏分为了甲、乙、丙、丁四种,虽然标准图上对存水部分的高度都作了具体规定,但都有一个存水量小,水封易因水的蒸发而被破坏的毛病。且往往制造和安装时还达不到设计的要求。
(2)室内排水管最小管径:一般讲,污水池、小便器(槽)等器具的排出管最小管径为DN32~50,而含有粪便污水的最小管径为DN100。通过观察后认为这各种规定只适用于楼面排水,而不适用于地面排水。原因如下:DN32-50的管径较小,容易堵塞,且不易疏通(疏通器在其内不易拐弯)。
(3)对于多层住宅,目前设计多采用底层污水单独出户,以避免因堵塞造成的一层泛水的难堪局面,减少邻里的矛盾。二层以上采用排水伸顶通气立管。对住宅建筑底层设架空层、商场或商铺的情况,上部排水立管必须在底层进行转换,以不影响底层的使用功能。
(4)排水管道噪音问题。排水管的水流呈不充盈和重力流状态,噪音难免,且受管道材质影响。试验资料表明,DN100管道流量为2.7L/s时铸铁管噪音值为46.5dB,PVC-U管噪音值为58dB,故在要求安静的高档房间内(睡房除外),宜选用柔性连接铸铁管。新产品芯层发泡隔音PSP管,隔音效果好,价格略贵,也可选用。
3.节水技术
针对不同功能的建筑可采用不同的节水对策和技术:在经济房建设中,应改进马桶的冲洗方式,减少冲洗水量,加强水的循环利用。
(1)减少马桶冲洗水量目前,我国普遍采用冲水量≥11L的坐便器,耗水量大。若根据建设部的规定,全部使用冲水量≤9L的马桶,则住宅可节水4%,宾馆、饭店可节水3%,办公楼可节水11%[4]。
(2)厨房、沐浴、盥洗的节水厨房的洗涤盆、沐浴水嘴和盥洗室的面盆龙头若采用充气水嘴,可节水且不减小水柱的直径。
(3)真空节水技术为了保证卫生洁具及下水道的冲洗效果,可将真空技术运用于排水工程,用空气代替大部分水,依靠真空负压产生的高速气水混合物,快速将洁具内的污水、污物冲吸干净,达到节约用水、排走污浊空气的效果。一套完整的真空排水系统包括:带真空阀和特制吸水装置的洁具、密封管道、真空收集容器、真空泵、控制设备及管道等。真空泵在排水管道内产生40~50kPa的负压,将污水抽吸到收集容器内,再由污水泵将收集的污水排到市政下水道。在各类建筑中采用真空技术,平均节水超过40%。若在办公楼中使用,节水率可超过70%[5]。
(4)在住宅中,由于大量的沐浴及盥洗水,应考虑将其经适当处理后供生活杂用及补充冷却水,主要包括厕所冲洗、园林灌溉和道路保洁等。推荐的中水处理工艺为:原水机械格栅毛发过滤器调节池混凝过滤活性炭吸附消毒中水池[中水泵中水屋顶水箱专用水管系统(水表)用水点]。
4.结束语
经济住宅建筑的给排水管道系统看似简单,但确与我们的生活息息相关,关系到了人民的生命安全、身心健康,应引起设计人员高度重视。要正确的选择系统的形式、节水且噪音低的卫生设备、合适的管材及附件,以满足人们对居室内环境的要求。
在新世纪,建筑给排水将担负新的历史重任,面临新的挑战。建筑给排水将更突出以人为本的原则,并将重点调整到民用建筑与工业建筑并重,公共建筑与居住建筑并重,冷水供应与热水供应并重,供水的水量、水压与水质并重等方向上来,走上全面、均衡、务实、安全的发展之路。
参考文献
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论文摘要:结合南水北调某渠道项目施工测量控制网的布设方案,总结了大型调水工程施工测量的步骤和方法,并提出了在工程施工测量工作中联合使用AutoCAD和全站仪可真正实现测量工作内外业管理的一体化。
在工程规划设计阶段,需建立测图控制网以保证最大比例尺测图的需要;在工程实施阶段,需建立施工控制网以控制工程的总体布置和各建筑物轴线之间的相对位置,满足施工放样的需要;在运行管理阶段,需建立变形观测控制网,用来观测建筑物的变形情况以评估工程质量,保证安全运营,分析变形规律及进行相应的科学研究。无论是规划设计阶段还是工程实施阶段,为工程建设测量需要而建立的各种控制测量网都是工程建设中各项测量工作的基础,其成果的精度、可靠性将直接关系到工程整体的进展。
在工程实施阶段,测量工作不仅仅表现在日常的施工放样过程中,其重要性更突显于为各种决策及经济性分析提供原始数据。因此,在工程实施当中如何将测量外业与测量内业工作有机地统一起来,及时、准确地为经营管理部门提供满足精度要求的测量成果是一项很重要的事情。以南水北调某渠道项目(以下简称本工程)为例说明大型调水工程施工测量内外业资料管理一体化的步骤及方法。
1测区及工程简介
大型调水工程一般因其范围广,跨地区、跨流域的原因,其所经过地区往往地形地貌差异很大,这也给测量工作带来了很多困难。本工程为南水北调中线干线工程中典型的渠道项目,全长4.8km。其中有交叉公路建筑物6座,另外在靠近标段起点段处有一中心线半径为500m、中心角度为25°20′的圆弧段,渠底设计纵坡为1/25000,设计底宽13.5m,过水断面边坡系数为3.0。本工程位于石家庄市近郊,其平面控制系统为1954北京坐标系1°分带的第114带,高程控制系统为1985国家高程基准。本工程测区为一长约5km、宽约140m的狭长地带,由于本工程在实施阶段将在渠道两侧堆放大量的挖方弃土,使得测区通视条件较差,故该工程测量工作的难点是测量控制网点的布设、圆弧段及渠底纵坡的施工控制。
2现有成果的分析使用
施工测量工作启动前,应首先对监理机构所提供的测量基准控制点、水准点的测量精度进行校测并对其资料和数据的准确性进行复核。在进行测量控制网选点布设前应进行现场踏勘、找点选线并应充分利用已有的地形地貌资料,制定经济合理的技术方案,编写有针对性的施测计划及施测方法。
本工程测区内有监理机构移交的测量基准点4个,为C级GPS控制点,分别为H02、H04、H05、IIML112,其坐标为1954北京坐标系1°分带的第114带;另有国家二等水准点5个,分别为H02、H04、H05、IIML111、IIML112,均为1985国家高程基准点,以上基准点成对分布于渠道两侧。
根据《CH2001-92全球定位系统(GPS)测量规范》中的要求,C级GPS控制点精度指标表现为两相邻点间距离的误差的大小,校测方法采用两相邻基准点间实测距离与根据两点间坐标反算距离之间的误差是否满足规范要求即可;根据《国家一、二等水准测量规范》(GB12897-91)中的要求,水准点精度校测可在两相邻水准点间建立符合水准测量导线并将其符合差与规定的限差相比较。据此可对该平面基准点进行校测。
3测量控制网的布设
3.1测量控制网布设的一般要求
施工测量控制网用以控制工程的总体布置和各建筑物轴线之间的相对位置并满足施工放样的需要,其布设是整个测量工作中的首要任务,其精度将直接影响以后工程中的放样与施工控制精度。由于大型调水工程一般渠线较长,往往穿越农田或林带、居民点等,在进行测量控制网布设前,应根据已有的地形地貌资料先进行室内选线后再进行外业选线、布设。室外选线时应注意观察沿线的地形、地貌情况,并做好记录,此外还需注意以下几个方面。
(1)相邻点通视条件要良好,地势平坦,视野开阔,利于量边测角并且有较大的控制范围。
(2)导线点应选择在土质坚硬而且安全的地方,以便能将导线点长期保存和使用。
(3)导线点应选择在地势较平坦,利于安放测量仪器的地方。
(4)导线边长应大致相等,相邻边长差不宜过大且使导线点均匀分布在整个测区内。
(5)导线点应优先选择在工程永久占地范围内,应根据施工组织的安排,埋桩位置应与施工作业互不干扰且不宜被破坏。
(6)导线点埋设处应做好点之记。
3.2控制网整体布设方案
本工程测区为一长5km、宽约140m的狭长地带,5个测量基准点中有4个成对分布于渠道两侧,另一个靠近渠尾。考虑到施工阶段渠道右侧将堆放大量的挖方弃土,本工程测量控制网布设为直伸型附和导线控制网。由于测量控制基准点均含有平面坐标和高程坐标,本工程建立了三维测量控制网。
本工程测量控制网中附和导线总长约7km,平均边长500m,中间加密18个导线桩。根据测区已有的高程基准点分布情况,将本工程测区内高程控制分上、下游两段布设附和水准路线,构成基本高程控制网。沿基本高程控制网将高程引测到临时性作业点或永久占地边界桩上,即可作为施工放样的控制高程点。
3.3测量控制网的精度估算和最优化设计
大型调水工程施工测量控制精度要求高,对于自流渠段的渠底高程控制测量精度要求更高,在施测过程中因观测误差和起始数据误差不可能完全消除,为此,在控制网布设后需要对其精度进行估算以优化控制网布设方案。对于直伸型附和导线控制网来说,附和导线精度最弱点位于导线中点处,对于该类型的控制网,可采用近似等边直伸导线最弱点点位误差估算方法进行估算。
4内外业资料管理的一体化
内业资料应该是外业工作的真实记录和体现,然而在工程建设当中,内业工作长期得不到应有的重视,“重外轻内”的思想在施工管理中更是普遍现象。如何管理好整个工程的内业资料是一个非常重要的问题,测量工作作为工程建设当中各种量化手段的基础,其内业资料的管理尤其重要。
测量工作内外业资料较多,可谓纷繁复杂。减少外业人员的记录、数据整理及计算的工作量;保证内业人员计算数据的正确性和可靠性;提高测量工作的效率是保证工程顺利进行的基础。实现测量工作内外业资料管理的一体化是基础。
4.1内业资料管理的标准化
大型调水工程由于测量任务大、频次高,工程实施时往往会涉及到很多工作面同时开展,为便于管理,可依据工程特点及测量工作的要求制定出各种类型的标准原始数据记录表格、内业分析与计算表格及成果上报表格等。
4.2内业计算及成果归档的制度化
测量外业开始前,内业工作应先详细了解施测区域及沿线的地形、地貌情况。对于新建项目应察看其是否穿越农田或林带、居民点等;对于改建项目应查看其已建构筑物的使用状况,较重要的交叉建筑物等是否有可供利用的大比例尺地形图等据以编制作业计划及施测方案。
测量外业完成后,内业工作首先应全面检查外业观测数据有无遗漏,记录、计算是否正确,成果是否符合规范的要求等,当发现记录、计算有错时,不要改动原始数据,而是要认真地反复校核;其次,要根据已知数据和观测结果绘制外业成果注记图,当确定外业成果符合规范及工程使用要求后,才可进行内业分析、计算,并及时地将成果归档。
4.3内外业资料管理的一体化
随着计算机技术的发展及测量仪器的不断改进,尤其是全站仪在工程中的普及应用,使得当今的施工测量与传统的施工测量相比有了明显的改进,利用当今比较成熟的绘图软件—AutoCAD及全站仪联合作业,可以非常容易、迅速地进行工程施工测量作业。
由于AutoCAD本身强大的数字成图功能及高精度的数学计算能力,使得人们在使用该软件时能轻松地将一些复杂而繁琐的数学问题转化为图形计算的问题,利用AutoCAD不仅可以方便地进行前方测角交会、后方测角交会、前方距离交会的计算,而且可以通过旋转AutoCAD中世界坐标系来实现与测量中的大地坐标系完全对应,可以实现测量工作内外业管理的一体化。
在工程实施阶段,测量工作不仅仅表现在日常的施工放样过程中,其重要性更突显于为各种决策及经济性分析提供原始数据。因此,在工程实施当中如何将测量外业与测量内业工作有机地统一起来,及时、准确地为经营管理部门提供满足精度要求的测量成果是一项很重要的事情。以南水北调某渠道项目(以下简称本工程)为例说明大型调水工程施工测量内外业资料管理一体化的步骤及方法。
1测区及工程简介
大型调水工程一般因其范围广,跨地区、跨流域的原因,其所经过地区往往地形地貌差异很大,这也给测量工作带来了很多困难。本工程为南水北调中线干线工程中典型的渠道项目,全长4.8km。其中有交叉公路建筑物6座,另外在靠近标段起点段处有一中心线半径为500m、中心角度为25°20′的圆弧段,渠底设计纵坡为1/25000,设计底宽13.5m,过水断面边坡系数为3.0。本工程位于石家庄市近郊,其平面控制系统为1954北京坐标系1°分带的第114带,高程控制系统为1985国家高程基准。本工程测区为一长约5km、宽约140m的狭长地带,由于本工程在实施阶段将在渠道两侧堆放大量的挖方弃土,使得测区通视条件较差,故该工程测量工作的难点是测量控制网点的布设、圆弧段及渠底纵坡的施工控制。
2现有成果的分析使用
施工测量工作启动前,应首先对监理机构所提供的测量基准控制点、水准点的测量精度进行校测并对其资料和数据的准确性进行复核。在进行测量控制网选点布设前应进行现场踏勘、找点选线并应充分利用已有的地形地貌资料,制定经济合理的技术方案,编写有针对性的施测计划及施测方法。
本工程测区内有监理机构移交的测量基准点4个,为C级GPS控制点,分别为H02、H04、H05、IIML112,其坐标为1954北京坐标系1°分带的第114带;另有国家二等水准点5个,分别为H02、H04、H05、IIML111、IIML112,均为1985国家高程基准点,以上基准点成对分布于渠道两侧。
根据《CH2001-92全球定位系统(GPS)测量规范》中的要求,C级GPS控制点精度指标表现为两相邻点间距离的误差的大小,校测方法采用两相邻基准点间实测距离与根据两点间坐标反算距离之间的误差是否满足规范要求即可;根据《国家一、二等水准测量规范》(GB12897-91)中的要求,水准点精度校测可在两相邻水准点间建立符合水准测量导线并将其符合差与规定的限差相比较。据此可对该平面基准点进行校测。
3测量控制网的布设
3.1测量控制网布设的一般要求
施工测量控制网用以控制工程的总体布置和各建筑物轴线之间的相对位置并满足施工放样的需要,其布设是整个测量工作中的首要任务,其精度将直接影响以后工程中的放样与施工控制精度。由于大型调水工程一般渠线较长,往往穿越农田或林带、居民点等,在进行测量控制网布设前,应根据已有的地形地貌资料先进行室内选线后再进行外业选线、布设。室外选线时应注意观察沿线的地形、地貌情况,并做好记录,此外还需注意以下几个方面。
(1)相邻点通视条件要良好,地势平坦,视野开阔,利于量边测角并且有较大的控制范围。
(2)导线点应选择在土质坚硬而且安全的地方,以便能将导线点长期保存和使用。
(3)导线点应选择在地势较平坦,利于安放测量仪器的地方。
(4)导线边长应大致相等,相邻边长差不宜过大且使导线点均匀分布在整个测区内。
(5)导线点应优先选择在工程永久占地范围内,应根据施工组织的安排,埋桩位置应与施工作业互不干扰且不宜被破坏。
(6)导线点埋设处应做好点之记。
3.2控制网整体布设方案
本工程测区为一长5km、宽约140m的狭长地带,5个测量基准点中有4个成对分布于渠道两侧,另一个靠近渠尾。考虑到施工阶段渠道右侧将堆放大量的挖方弃土,本工程测量控制网布设为直伸型附和导线控制网。由于测量控制基准点均含有平面坐标和高程坐标,本工程建立了三维测量控制网。
本工程测量控制网中附和导线总长约7km,平均边长500m,中间加密18个导线桩。根据测区已有的高程基准点分布情况,将本工程测区内高程控制分上、下游两段布设附和水准路线,构成基本高程控制网。沿基本高程控制网将高程引测到临时性作业点或永久占地边界桩上,即可作为施工放样的控制高程点。
3.3测量控制网的精度估算和最优化设计
大型调水工程施工测量控制精度要求高,对于自流渠段的渠底高程控制测量精度要求更高,在施测过程中因观测误差和起始数据误差不可能完全消除,为此,在控制网布设后需要对其精度进行估算以优化控制网布设方案。对于直伸型附和导线控制网来说,附和导线精度最弱点位于导线中点处,对于该类型的控制网,可采用近似等边直伸导线最弱点点位误差估算方法进行估算。
4内外业资料管理的一体化
内业资料应该是外业工作的真实记录和体现,然而在工程建设当中,内业工作长期得不到应有的重视,“重外轻内”的思想在施工管理中更是普遍现象。如何管理好整个工程的内业资料是一个非常重要的问题,测量工作作为工程建设当中各种量化手段的基础,其内业资料的管理尤其重要。
测量工作内外业资料较多,可谓纷繁复杂。减少外业人员的记录、数据整理及计算的工作量;保证内业人员计算数据的正确性和可靠性;提高测量工作的效率是保证工程顺利进行的基础。实现测量工作内外业资料管理的一体化是基础。
4.1内业资料管理的标准化
大型调水工程由于测量任务大、频次高,工程实施时往往会涉及到很多工作面同时开展,为便于管理,可依据工程特点及测量工作的要求制定出各种类型的标准原始数据记录表格、内业分析与计算表格及成果上报表格等。
4.2内业计算及成果归档的制度化
测量外业开始前,内业工作应先详细了解施测区域及沿线的地形、地貌情况。对于新建项目应察看其是否穿越农田或林带、居民点等;对于改建项目应查看其已建构筑物的使用状况,较重要的交叉建筑物等是否有可供利用的大比例尺地形图等据以编制作业计划及施测方案。
测量外业完成后,内业工作首先应全面检查外业观测数据有无遗漏,记录、计算是否正确,成果是否符合规范的要求等,当发现记录、计算有错时,不要改动原始数据,而是要认真地反复校核;其次,要根据已知数据和观测结果绘制外业成果注记图,当确定外业成果符合规范及工程使用要求后,才可进行内业分析、计算,并及时地将成果归档。
4.3内外业资料管理的一体化
随着计算机技术的发展及测量仪器的不断改进,尤其是全站仪在工程中的普及应用,使得当今的施工测量与传统的施工测量相比有了明显的改进,利用当今比较成熟的绘图软件—AutoCAD及全站仪联合作业,可以非常容易、迅速地进行工程施工测量作业。
由于AutoCAD本身强大的数字成图功能及高精度的数学计算能力,使得人们在使用该软件时能轻松地将一些复杂而繁琐的数学问题转化为图形计算的问题,利用AutoCAD不仅可以方便地进行前方测角交会、后方测角交会、前方距离交会的计算,而且可以通过旋转AutoCAD中世界坐标系来实现与测量中的大地坐标系完全对应,可以实现测量工作内外业管理的一体化。
5结束语
施工控制测量要遵循“从整体到局部”、“先控制后碎部”的施测原则,即先在施工现场建立统一的平面控制网和高程控制网,然后以此为基准,测设出各个建筑物的平面位置和高程。大型调水工程一般渠线较长,往往穿越村庄、河流、山谷等,施工测量时由于通视条件差或测区面积狭小而增加了测量的难度。此外,大型调水工程一般质量要求高,尤其是渠底纵坡和渠堤边坡控制测量更是重中之重。在工程实际中,全站仪配合AutoCAD的做法可以很好地将测量工作的内外业管理统一起来,将控制网数据输入到AutoCAD中便可很方便地读出施工控制的一系列数据,从而真正实现了测量工作内外业管理。
1质量管理意识薄弱
有些施工单位对于工程质量管理缺乏必要的重视,无法将质量管理工作落实到实处,往往将更多的精力放在了如何实现最大的经济效益,却忽略了工程质量的有效管理,不仅无法达到预期的效益,反而对工程质量和企业的发展都造成了巨大影响。
2给水工程规范化
管理制度不完善在给水工程建设过程中,通常由行政部门或者是相关的授权单位对施工企业进行管理,导致有些没有按照规定执行建设程序和没有及时办理相关手续的企业无法获得及时的监督与管理,为工程管理质量埋下一定的安全隐患。
3给水施工质量缺乏完善的标准以及质量责任的切实落实
我国社会经济以及给水工程建设的不断发展,人们对给水工程的质量检测标准也在不断提升。因此必须给水工程的质量检测标准不断走向完善,不然会导致质量检测标准不合时宜,不能够满足现代的城市给水工程建设的需求,造成项目工程质量得不到充分的保障。另外,质量责任得不到切实落实给水工程弊端之一,一旦存在质量问题,无从落实责任,对施工质量造成极其不利的影响。
4给水工程施工单位缺乏严格的质量管理
程序有的施工单位自身管理中存在着一定的缺陷,而且大部分单位都有将工程分包的现象,这就导致了工程施工过程中的现场管理与质量控制工作得不到有效保障。有些给水施工单位不具备相应的资质,在质保体系的建设方面不够完善,随意变更设计的现象也时有发生,对工程质量造成严重影响。
5缺乏完善的项目监督
管理机制监理人员在工程质量管理与控制方面有着十分重要的作用,但是一部分给水工程施工单位,却通过各种手段躲避或者拒绝监理人员的监督,使得工程质量无法获得有效保障。另外有些监理人员疏于职守,对施工单位缺乏严格的管理,造成了工程质量管理与监督的缺位,严重影响给水工程的长远发展。
二给水工程管理与质量控制的强化策略
1做好给水工程施工前的准备
第一,当签订给水工程施工合同以后,要根据施工设计图纸和工程施工现场的实际情况进行科学的施工组织设计,才能确保施工的有序进行。因此必须要熟悉了解施工图纸,对于施工现场的地下建筑物、电缆、光缆、天然气管道等分布情况要充分掌握,才能避免施工时对其产生的损坏。对于施工现场的技术人员要进行必要的技术交底,以此保证工程顺利开工。第二,材料的采购也是施工准备阶段一项很重要的工作,严把材料质量关对于工程质量有着十分重要的影响。在进行材料的选购时,要确保进场的材料具有符合国家规定和施工标准的合格证、检验报告等资料,尤其是管线材质,如果质量不好,则其抗压、抗渗能力就较差,这对于工程施工会产生严重的影响。在现场的项目管理人员要适当对材料进行抽检,确保进场的材料质量有充分保证。第三,做好测量放线工作。测量放线是否科学是影响工程施工质量的一个重要因素,如果数据不够准确,会导致管道的最终位置不符合图纸的设计要求,严重时甚至会产生倒坡现象。所以,给水工程施工施工之前必须落实交换桩的复测和保护工作,未经设计人员同意不能够擅自变更管道的走向。
2加强管道安装质量的检验
在市政给水工程的施工工程中,施工单位必须以设计方案为依据选用经过全面检验后的高质量的管道材料。因为在市政给水工程中,管道的使用年限的要求常规下要超过20年,因此必须严格检验于管道材料的抗压性以及抗渗性,避免在其使用过程中产生严重的质量问题,如变形或是渗漏等。市政给水工程管理中,给水管道是否遵循规范的安装流程进行安装,极大地影响着施工的质量水平,所以,施工单位必须加大好各项安装环节的质量监控,特别是对柔性管敷设问题的监控,必须将环刚度以及荷载等因素进行综合分析,进一步提升管道安装的质量水平。
3严格执行国家相关质量检验标准
作为国家重点监管的城市建设项目的市政给水工程,根据国家要求,必须严格执行国家相关质量检验标准。在管理与监控市政给水工程的施工质量时,质检人员必须深入把握并理解国家有关的质量标准,严格的监督并管理对工程施工的全过程。在市政给水工程的施工工程中,假如发现偷工减料或者是违规操作的状况,质检人员必须马上制止,同时向工程管理部门反映,促使相关人员尽快进行制定改进措施以及整改方案的制定。
4逐步建立统一的施工质量监理标准
现阶段国内的市政给水工程的施工监理制度不够完善,监理人员缺乏专业技术,导致城市难以形成一个规范的施工质量监理标准。市政给水工程的监理人员必须在归纳并总结各项目的施工监理经验,与专业人士进行进行积极的沟通与交流,共同探讨并深入研究,进而制定出与国内市政给水工程施工监理现实相符的规范的行业标准,同时进行积极推广,将统一的行业标准推广到各施工单位好排水工程监理单位之中,进而使给水行业朝着可持续科学发展的方向不断前进。
三结语
就建筑工程本身而言,不合格的防水材料对工程本身的质量的破坏作用力是很大的。经调查,现在很多的建筑质量问题都出现在因防水工程质量出现问题上。大量的数据表明,建筑防水材料的质量控制是一项可以提高建筑工程本身的质量的相当重要的工作。这也是人们做好建筑施工中防水材料质量控制工作的目标。
2目前建筑防水工程材料在实际施工工作中出现的主要质量问题及成因
因建筑防水材料存在质量因素,在建筑防水工程实际施工过程中引发的各类问题是很多的。其中主要的问题有:
2.1建筑防水工程材料对环境质量产生的影响
在追求生活环境质量的今天,环境质量在建筑工程检验检测时是一项很重要的检测指标。对于建筑工程质量影响的各项因素中,防水材料的质量问题是很重要的。在人们使用的防水材料原料中经常含有毒有害的化合物质,包括苯基化合物等。这些有害的挥发性物质会严重的刺激人的眼睛和皮肤,造成皮肤过敏、眼睛流泪、肿痛、呼吸困难等不适症状。苯基化合物甚至可能会引发癌症的危险。这些问题主要是因为人们现阶段普遍使用的防水材料的主要成分造成的。
2.2落后的产品及技术对建筑防水工程材料质量的影响
现阶段国家在建筑防水材料的生产标准上有严格的规定,但是人们看到依然有大量的低档甚至是不合格的防水材料在生产和销售之中。这些使用落后的产品和技术生产的各类防水材料的质量是无法控制和保证的。出现这种问题主要是因为一些小的生产厂家或作坊式的企业为了降低生产成本,在生产防水材料的过程中使用了了劣质的的材料和落后的技术才造成的结果。
2.3影响建筑防水工程材料质量的制度因素
在实际工作中,人们发现在建筑防水材料质量的控制工作中的很多问题都与人们现行标准和制度问题因素有关。在标准因素中,现在人们使用的许多标准都是2000年以前制定的,如《石油沥青玻璃纤维胎油毡GB/T14686-1993》标准是1993年制定的,显然已经严重落后于现现在的建筑施工质量要求了。在制度因素中,我国的许多现行制度已经不再适合现在的市场要求。如在西方国家防水工程的保质期多为10年至20年,而我国的防水工程保质期只有5年。再比如在防水工程出现质量问题的追究方面我国还没有形成一套完整的制度体系,造成了追究责任难的现象,使得许多防水工程出现问题的业主,不得不选择自认倒霉的现象。
3实际工作中如何做好建筑防水工程材料质量控制的措施
既然人们知道了建筑防水材料的质量控制工作在建筑工程质量中的重要性,而实际工作中又在质量控制中又存在很多的问题。人们应采取哪些措施做好相应质量控制工作?自我提出自己的几点措施意见:
3.1做好防水材料进货链的质量保证工作
产品进货链的质量检验监控在防水材料的质量控制工作中是非常重要的措施。这主要包含两点工作:一是选用合格的防水材料;二是选用正确的防水材料。在进货过程中首先人们要选用拥有产品生产资质的正规厂商的合格产品。预防有部分包工人员以次充好,选用价格低、质量低的防水材料进行施工,影响了防水工程的质量。其次人们在建筑防水施工对防水材料进行选择时,应选用正确的防水材料,而不是因为成本等问题采用低档次的防水材料,进而影响建筑防水工程的整体质量。所以在防水材料的进货链中,人们必须保证选购的防水产品既有质量保证又符合建筑工程的设计质量要求。这就要求防水进货的过程需要工程质量检验监督部门、工艺控制部门、施工操作部门集体合作把关,才能确保做好此阶段的质量控制工作。
3.2做好防水材料的日常质量抽查工作
因为建筑防水材料因为受到其本身特质影响,容易受到温度、湿度、阳光等外界因素影响。一旦仓储管理不当就会影响其质量,出现各类质量问题。且大多数的防水材料都有保质期,而建筑工程是一种时间跨度比较大的工作,所以防水材料出现问题的可能性就会加大。所以在建筑防水材料的日常质检检测工作中,日常的防水材料质检抽检工作就十分必要。防水材料的日常质量抽检工作主要是针对建筑工程中库存的防水材料,特别是对已经打开使用、存放时间过长、保存环境恶劣等存在问题的材料要重点进行检查。质检人员在抽查中发现问题时要及时上报,并对相关的材料比如同时间进货的材料、存放条件相同的材料等进行全面检验,及时淘汰质检中发现的不合格的材料,确保整体的建筑防水工程符合质量标准。
3.3建立全面的质量监督工作,确保做好全面的质量控制工作
除了做好以上的质量控制工作外,在建筑防水材料质量的控制工作中还应该建立全面的质量监督工作。特别是在建筑工作具体过程中,质检检查部门必须做好质量监督工作。比如在施工过程中防水材料的处理过程中各种防水材料的比例十分重要,质检部门在质量监控过程中必须做好配比的监控工作。再比如防水施工工程中,卷型防水材料与防水涂料的使用顺序是一个很严格的的操作工艺,要求质量监控人员的严密控制。诸如此类实际工作的质量监督工作是质量控制工作十分重要的组成因素。
4结束语
1.边坡工程水害破坏现状
目前铁路路基边坡水害问题较为突出,全国铁路灾害总计有68999处,14107公里长,其中水害占比为38.5%,水是诱发边坡滑坡、溜坍等现象最重要的因素,有“十滑九水”和“治坡先治水”的说法。在边坡工程中,对水的治理尤为重要,保证边坡水流通畅,边坡内含水率在一定的范围内,不让水在边坡内形成贯通面或水囊,从而保证边坡的稳定。
2.虹吸排水在边坡水害处理中的应用
针对近年来对边坡水害的研究,由中南大学国家级重点实验室通过前期调研、室内试验、现场整治施工,形成了“水钉法”综合解决方案。“水钉法”综合解决方案是通过在边坡中植入具有毛细功能不淤堵的排水材料组成的“水钉”,利用快速无损探测专用技术探查土体水害状况,依据水钉的特定设计理论,形成由铁路边坡病害诊断、水钉设计方案和施工工艺组成的集成创新技术,用以保障边坡的稳定性和提高安全系数。在2014年6月6日,京广线K2053段因持续暴雨导致边坡溜坍。中南大学用专业的设备探测到10-12米深处部分土体液化,土体中有两条渗水带;京广线K2053段长约160米,三级堑坡,高度约50米,2014年7月24日,发现天沟左右两侧,有几处不同程度的裂缝。经过探测发现有几处水囊,有土体液化现象,结合现场情况和探测结果,中南大学对病害制订了水钉整治方案。
3.虹吸排水在边坡水害处理中取得的效果
2014年9月到10月,在京广线K2078段安装了70根水钉,在京广线K2053段安装了8根水钉,安装期间非雨季,安装完成后,京广线K2078~K2115段70根水钉有32根流出清澈的水;京广线K2053段8根水钉中有4根流出清澈的水。对出水情况做了观测记录,通过检测,水钉附近的土体含水量有明显的降低。选取10升水桶一个,每个工点选取任意一个排水孔,对导排出的渗水注满水桶进行计时,同时观测水质清澈程度.
二、虹吸排水在工程建设中的推广建议
1.虹吸排水在边坡排水系统优化
路基边坡在设计调查阶段要对边坡水系进行详细的调查,根据不同的地质情况,要采取不同的排水方式,尤其是土质边坡要充分的考虑排水管的堵塞,水分在边坡挡墙后形成流水贯通面或淤积水囊。鉴于边坡水害破坏,建议在边坡挡墙或变坡面可设置“水钉”,保证边坡内无积水,边坡不因水作用而失稳、滑塌。从中南大学在京广线K2053水害整治试验段出水效果来看:虹吸排水施工简单、方便,易于工地操作;排水系统不堵塞;主动吸排水,有水既排、无积水隐患;无泥砂流失,不会造成坡面下沉、塌陷;对既有边坡治理原位加固无需大开大挖;使用寿命长,可在新建工程中作为替代或增补,亦可作为后期既有护坡挡墙泄水孔堵塞造成的“挡水墙”问题;地下水发育导致的边坡溜坍问题;长期降雨造成边坡饱水失稳等的水害整治;造价合理,安全可靠。
2.虹吸排水在隧道结构防排水中的推广建议
2.1目前高速铁路隧道结构防排水中的设计情况。隧道防排水设计遵循“防、排、截、堵,因地制宜,综合治理”的原则,结构防排水主要采用在喷射混凝土初支和模筑混凝土二衬之间设置土工无纺布+防水板的柔性防水层,防水板兼做隔离层。在施工环向缝处设置中埋橡胶止水带+背贴式橡胶止水带的复合防水结构,在纵向施工缝处设置中埋钢边止水带+遇水缓膨胀橡胶止水带的复合防水结构。
2.2目前隧道病害现状。根据2013铁道工务部门权威统计资料,全国既有铁路7193(总长8364.892km)座铁路隧道病害中,出现的衬砌裂损、结构渗漏、衬砌腐蚀、涵身开裂、涵身下沉错位、仰拱铺底变形、界限不足、冻害等病害、有53%以上的隧道病害与水的处理方法有直接的关系。
2.3隧道水害分析。隧道工程在使用过程中,由于现有结构防排水中间隔离层存在一定的缺陷,尤其是土质隧道中,随着时间的推移,土质中的微小颗粒日积月累,将土工无纺布板结无法起到过滤作用,致使隧道衬砌背后的水无法顺畅的流入排水管内。调查发现,大部分隧道衬砌渗水是由于衬砌中设置的排水管不出水,管内出现淤积泥沙,无法满足排水需求,衬砌背后水对衬砌腐蚀或隧道衬砌背后蓄积水量增多,水压增高,致使衬砌在薄弱环节渗水或开裂。
2.4隧道结构防排水优化建议。隧道防排水直接影响隧道的使用功能,故对隧道的防排水设计和施工因综合考虑。综合已有工程现状,建议在土质隧道中,防排水可考虑施工虹吸排水板,防止衬砌背后水流将土工无纺布板结导致排水不畅,致使衬砌后压力增加,衬砌薄弱处渗水或开裂。在目前的设计状态下,主要存在的问题有当水中的细小颗粒慢慢淤积在土工无纺布上,无纺布板结,水无法流入排水管中,结构排水系统失效。鉴于此种情况,建议利用中南大学研究的虹吸排水板将排水板包裹,解决淤积及利用虹吸作用快速排水,保证衬砌混凝土的使用耐久性。在硬质岩石隧道富水段、节理裂隙发育段、有断层构造等特水段落可设置虹吸排水板,有效的保证排水通畅。工程费用增加有限,为后期工程的安全使用提供保障。在建高速铁路隧道防排水设计中的现有设计思路在一些特殊的地质情况中,已无法满足排水要求,由中南大学研究试验的虹吸排水为设计拓宽了思路,具有推广价值。
三、结语
设计进水为市政自来水,出水水质完全满足太阳能电池生产用水的水质标准。设计进水pH值为6.5~8.5,进水水质见表1,设计出水水质见表2。
2工艺系统设计
本项目全膜法超纯水制备工艺的主要流程如下:原水板式换热器原水箱原水提升泵自清洗过滤器超滤装置超滤产水箱超滤提升泵活性炭过滤器一级反渗透保安过滤器一级高压泵一级反渗透装置一级反渗透产水箱二级高压泵二级反渗透装置二级反渗透产水箱EDI提升泵紫外线除TOC装置EDI保安过滤器EDI装置氮封水箱超纯水泵抛光混床送至各厂房。2.1超滤系统设计参数该超滤系统主要包括板式换热器,自清洗过滤器和超滤装置等主要设备。板式换热器的作用是在冬季给原水增温,降低季节的温度变化对超滤产水量的影响。自清洗过滤器的作用是去除原水中130μm以上的大颗粒杂质,以防止堵塞超滤中空纤维毛细管。本项目超滤膜结构采用外压式[1]。该水源为市政自来水,水质比较好,可适当放大超滤膜通量。超滤膜型号SFR2860,规格为Φ225mm×1860mm,设计膜通量为55L/(s·m2),设计超滤进水浊度为≤5NTU,产水浊度≤1NTU,SDI≤3。超滤机架设置2套,共计52支膜(26支/套),单套超滤装置产水量为68m3/h。
2.2一级反渗透系统设计参数
本项目采用的反渗透膜型号为DOW公司的BW30-400。根据反渗透膜的设计软件计算得知,该反渗透膜的设计通量为20L/(m2·h),脱盐率≥97%,回收率≥75%,运行温度为15~30℃。一级反渗透机架为2套,单套进水量88m3/h,单套产水量为66m3/h,膜数为180支(90支/套)。膜壳采用WaveCyber-300P-8-6,单套机架有15支膜壳,采用一级两段10∶5排列。由于二级反渗透浓水和电除盐浓水回流至超滤产水箱,作为一级反渗透进水,另外部分一级反渗透产水直接用于太阳能电池前段工序的生产,未作为二级反渗透进水,所以该系统水量是平衡的。
2.3二级反渗透系统设计参数
本次全膜法超纯水制备工艺采用的是双级反渗透技术。双级反渗透技术是指用第一级反渗透的产品水作为第二级反渗透的进水进一步除盐的工艺[2]。本项目采用的二级反渗透膜型号为BW30LE-440,设计通量为39L/(m2·h),设计产水导电度:≤5μS/cm,回收率≥90%,运行温度为15~30℃。二级反渗透机架为2套,单套产水量为39m3/h,膜数量为60支(30支/套)。膜壳采用WaveCyber-300P-8-6,单套机架有5支膜壳,采用一级两段排列。其中,一级反渗透与二级反渗透合并安装在一台机架上。电除盐(EDI)具有技术先进、操作简便和节能环保的特性,无需酸碱就可以连续制取高品质纯水,出水电阻率稳定在15MΩ·cm以上。本次电除盐装置为2套,单套产水量为35m3/h,采用的是西门子LXM45Z模块,模块数量为14块(7块/套)。2.5抛光混床系统设计参数抛光混床的作用是进一步去除EDI出水中残余极少的阳、阴离子。本项目采用的抛光树脂型号为DOW公司的MR-450UPW,总容量为1950L,可使出水电阻率达到18MΩ·cm。抛光树脂罐体采用WAVECYBER公司的DN400的容器,材质为FRP,数量为13只。
3处理效果
3.1超滤系统处理效果
超滤的操作步序有产水、反洗等操作。因超滤设备过滤模式为死端过滤,为保证超滤膜的通量及降低运行的跨膜压差(TMP),需定期对超滤膜进行反洗,反洗周期为30~60min[3]。超滤化学清洗周期一般为3个月,主要清洗药剂有盐酸、氢氧化钠和次氯酸钠。随着运行时间的增加,TMP逐渐增高,清洗后,TMP显著降低。图1为超滤装置180d的运行记录。投产运行后,2套超滤膜的产水量较稳定,平均为68m3/h,进水压力平均为0.30MPa,出水浊度平均为0.25NTU,达到了设计要求。
3.2一级反渗透系统处理效果
一级反渗透化学清洗周期一般为6个月,清洗后,一级RO跨膜压差(TMP)显著降低。主要清洗药剂有盐酸和氢氧化钠。图2为一级反渗透设备24个月的运行记录。投产运行后,两套一级反渗透的进水量均为88m3/h,产水量平均为66m3/h,产水回收率达到75%。进水压力平均为1.10MPa,进水电导率平均为780μS/cm,产水电导率平均为7.0μS/cm,脱盐率为99.1%,达到了设计要求。
3.3二级反渗透系统处理效果
二级反渗透化学清洗周期一般为12个月,清洗后,二级RO跨膜压差(TMP)显著降低。主要清洗药剂有盐酸和氢氧化钠。图3为二级反渗透设备24个月的运行记录。投产运行后,两套二级反渗透装置进水量均为43m3/h,产水量平均为39m3/h,产水回收率达到90%。进水压力平均为0.90MPa,产水电导率平均为0.8μS/cm,达到了设计要求。
3.4电除盐(EDI)系统处理效果
投产运行后,两套电除盐(EDI)进水量均为39m3/h,产水量平均为35m3/h,产水回收率达到90%。进水压力平均为0.4MPa,产水电阻率平均为17.5MΩ·cm,达到了设计要求。3.5抛光混床处理效果投产运行后,抛光混床系统处理水量35m3/h,出水电阻率>18MΩ·cm,达到了设计要求。
4技术经济分析
该太阳能电池生产用超纯水处理站投产后,进水量为2×70m3/h,产水量为2×35m3/h。该处理系统的运行成本主要包括:人工费用约0.49元/m3;药剂费(NaClO、盐酸、阻垢剂、还原剂、氢氧化钠等),共计0.32元/m3;电费为0.80元/m3;设备折旧费为0.85元/m3;自来水费为2.70元/m3;检修维护费为0.07元/m3,最终成本单价合计为5.23元/m3,满足该厂的运行成本控制要求。
5结语
【论文摘要】:文章重点讨论了经济房建设过程中给排水工程的技术问题,具体分析给水工程与排水系统的设计。对并现阶段人们越来越关心的节水技术进行了简单的分析研讨。
1.给水工程设计
1.1给水工程的注意事项:
(1)给水供应系统没有固定的形式,设计时应根据用户的要求,结合室外给水系统的实际情况经技术经济比较或采用综合评判法确定供水方式。
(2)高层住宅内为解决上部供水不足增设了增压设备,目前常采用调节水箱和变频供水设备加压供水,加压设备为全自动系统以减少运行管理费用。
(3)住宅内生活用热水多采用电浴热水器、太阳能热水器及锅炉集中供热等方式供给。电加热系统和太阳能热水器供应系统在住宅设计中较多采用,所以在设计时仅在给水管上预留安装热水供应设施的接口,或每户设计独立的热水管道系统由住房自行解决热源[1]。
1.2给水设计的关键因素:
(1)适当增设单体建筑户外控制阀门:传统的住宅给水设计是在每一根立管的底层出地面处设切断阀门,而经济房户外小区内则是一个建筑楼群组共用一个地下控制阀门。
(2)适当增设单体建筑户体控制阀门:立管底部的给水阀门不可少,其目的主要是为了当底层住户发现下水管堵塞引起地面冒水时,可以及时关闭给水总阀,减少排污量。
(3)注意室外阀门的安装型式:室外安装的阀门大部分都是口径为Dg75以上的截止阀或闸板问或蝶阀,一般均是法兰安装,而且有国家标准图。需要注意的一个问题是,这些装于地下的阀门一旦损坏时如何更换。
(4)给水管道压力超过0.3~0.4MPa且管径≤20mm及管路较长时,管道会产生啸叫和振动,这主要由高速水流动力与管道系统产生共振所致。综合防治措施有适当加大管径、采用曲挠橡胶接头、支架与管道接触处加橡胶垫以及加装减压阀等。但注意减压阀本身也有噪音,要经反复调试,使噪音减至最小[2]。
2.排水系统的设计
2.1排水工程的注意事项:
(1)对于多层住宅,目前设计多采用底层污水单独出户,以避免因堵塞造成的一层泛水的难堪局面,减少邻里的矛盾。二层以上采用排水伸顶通气立管。
(2)底层卫生器具的排水管道不接到排水立管上为好,应单独排出。对满足不了上述要求的排水支管,应以单独的排出管排到室外检查井。
(3)住宅设计中不仅设计雨水系统,同时还设计室调冷凝水管收集每户安设空调板上的冷凝水,这样不仅使建筑物外墙美观,而且避免了空调冷凝水随意流放,影响楼下行人。
(4)地漏是排水管道系统中一个重要附件,功能是排除地面积水,设置在经常有水溅落的卫生器具附近地面(如浴盆、洗脸盆、小便盆、小便器、洗涤盆等)、地面有水需要排除的场所(如淋浴间、水泵房)或地面需要清洗的场所,住宅可用作洗衣机排水口,设计选用高水封防臭地漏[3]。
2.2排水工程的关键因素:
(1)地漏与存水弯的配合:规范上没有规定排水地漏一定要设存水弯,但这确实能影响用户的使用。全国通用给水排水标准图集上将带水封的圆形钟罩式地漏分为了甲、乙、丙、丁四种,虽然标准图上对存水部分的高度都作了具体规定,但都有一个存水量小,水封易因水的蒸发而被破坏的毛病。且往往制造和安装时还达不到设计的要求。
(2)室内排水管最小管径:一般讲,污水池、小便器(槽)等器具的排出管最小管径为DN32~50,而含有粪便污水的最小管径为DN100。通过观察后认为这各种规定只适用于楼面排水,而不适用于地面排水。原因如下:DN32-50的管径较小,容易堵塞,且不易疏通(疏通器在其内不易拐弯)。(3)对于多层住宅,目前设计多采用底层污水单独出户,以避免因堵塞造成的一层泛水的难堪局面,减少邻里的矛盾。二层以上采用排水伸顶通气立管。对住宅建筑底层设架空层、商场或商铺的情况,上部排水立管必须在底层进行转换,以不影响底层的使用功能。
(4)排水管道噪音问题。排水管的水流呈不充盈和重力流状态,噪音难免,且受管道材质影响。试验资料表明,DN100管道流量为2.7L/s时铸铁管噪音值为46.5dB,PVC-U管噪音值为58dB,故在要求安静的高档房间内(睡房除外),宜选用柔性连接铸铁管。新产品芯层发泡隔音PSP管,隔音效果好,价格略贵,也可选用。
3.节水技术
针对不同功能的建筑可采用不同的节水对策和技术:在经济房建设中,应改进马桶的冲洗方式,减少冲洗水量,加强水的循环利用。
(1)减少马桶冲洗水量目前,我国普遍采用冲水量≥11L的坐便器,耗水量大。若根据建设部的规定,全部使用冲水量≤9L的马桶,则住宅可节水4%,宾馆、饭店可节水3%,办公楼可节水11%[4]。
(2)厨房、沐浴、盥洗的节水厨房的洗涤盆、沐浴水嘴和盥洗室的面盆龙头若采用充气水嘴,可节水且不减小水柱的直径。
(3)真空节水技术为了保证卫生洁具及下水道的冲洗效果,可将真空技术运用于排水工程,用空气代替大部分水,依靠真空负压产生的高速气水混合物,快速将洁具内的污水、污物冲吸干净,达到节约用水、排走污浊空气的效果。一套完整的真空排水系统包括:带真空阀和特制吸水装置的洁具、密封管道、真空收集容器、真空泵、控制设备及管道等。真空泵在排水管道内产生40~50kPa的负压,将污水抽吸到收集容器内,再由污水泵将收集的污水排到市政下水道。在各类建筑中采用真空技术,平均节水超过40%。若在办公楼中使用,节水率可超过70%[5]。
(4)在住宅中,由于大量的沐浴及盥洗水,应考虑将其经适当处理后供生活杂用及补充冷却水,主要包括厕所冲洗、园林灌溉和道路保洁等。推荐的中水处理工艺为:原水机械格栅毛发过滤器调节池混凝过滤活性炭吸附消毒中水池[中水泵中水屋顶水箱专用水管系统(水表)用水点]。
4.结束语
经济住宅建筑的给排水管道系统看似简单,但确与我们的生活息息相关,关系到了人民的生命安全、身心健康,应引起设计人员高度重视。要正确的选择系统的形式、节水且噪音低的卫生设备、合适的管材及附件,以满足人们对居室内环境的要求。
在新世纪,建筑给排水将担负新的历史重任,面临新的挑战。建筑给排水将更突出以人为本的原则,并将重点调整到民用建筑与工业建筑并重,公共建筑与居住建筑并重,冷水供应与热水供应并重,供水的水量、水压与水质并重等方向上来,走上全面、均衡、务实、安全的发展之路。
参考文献
[1]盛培基.给排水工程设计中的节能问题应引起重视[J].江西能源,2007,(3).
[2]刘中平.住宅给排水设计中几个问题的探讨[J].山西建筑,2007,(27).
进行防洪工程设计,出于对洪水起到调解的目的,对设计断面上游工程进行了设计,其中包括水库工程、分洪工程和滞洪工程等,这些设计使天然洪水的状况得到改变,也使得设计断面下流的洪水状况得到改变。所以,对设计断面所处地区构成展开分析,在流域开发,水库对下游所产生的防洪功能,开展梯级水库及水库群之间的联合洪水调度等方面都具有重要价值。如今,对洪水地区的组成进行设计所采用的方法通常包括“地区组成法”(其中包括典型年组成法和同频率组成法),还有“频率组合法”以及“随机模拟法”等。“地区组成法”中的“典型年组成法”做洪量分配当依据的是典型洪水当中的固定比率;“同频率组成法”分配洪量依据的是各组成部分的相同频率或相应频率。但是,上述两种方法存在的问题是,设计洪水过程中可能遗漏的最不利有组成状况,对防洪产生不利影响;而“频率组合法”,采用的是依据天然洪水的频率曲线推算下游断面在产生影响之后的频率曲线与设计值,这一推算过程对频率曲线有相当高的精度要求。“随机模拟法”则是采取随机生成的技术获取足量的系列数据资料,进行调洪推算直至下游断面,以推算出洪水过程线,存在的问题是人工生成的数据要通过繁杂的计算存在较大的误差。上述几种方法对洪水过程存在的较强随机性和设计洪水地区组成存在的风险也缺少考虑。
2洪水分析
洪水风险设计,其含义是以上游水系为基础,进行的概率分布断面的设计,其权值大于设计值。X:上游水库控制周期t内的实际库Wt,间隔λ。Y:在t时间(实际控制时间)内的最大洪水Wt。Z:设计控制期内的价值。
3示例
视设计部分(如图1)的防洪标准为例外。X部分为水库上游施工中,对频率(P=1%)及洪水过程的设计分析。可依据对历史数据做出的实际分析与具体计算得出每个部分间隔的统计参数设计断面洪水开展实测包括以下年份:1963年、1964年、1967年、1964年和1981年,1964年7月份的洪水体现出的特点是峰型较细;1963、1967两年,1981年9月份出现了峰型肥胖的洪水峰值。分析设计中实际Z值,某些区域上游水库的15天最大值,15天间隔对应于实际的构成。Z中可知,上游水库构成其部分主因,洪水间隔则只构成其小部分。水年状况分析,不包括1981年,其余年份的每项流入都较大。1963年、1964年尤甚,属超频洪水。故经对各类因素分析之后,确定1964年为洪水典型年,15d为其实际控制面积注水期。设计的最大时间平均流量是4450m3/s,这当中的最大区间所对应的时间平均流量是200m3/s。用表3当中的放大系数对1964年出现的典型洪水进行放大,同时把放大后的人库流量依据调洪规则进行推算,在推算至设计断面同区间洪水相同时段时进行叠加,以推算出设计频率的洪水过程线。结果是设计断面最大时段与区间相应最大时段的平均流量分别是4450m3/s和200m3/s。考虑到上游水库的最大下泄通常在4250m3/s以内,故仅把区间乘以1.32(换算系数),即可推算出瞬时最大流量,设计断面的最大流量是4520m3/s。上游水库下降至4520m3/s,受其影响而下降1150m3/s。洪水为百年一遇,上游水库将降低2170m3/s左右,与一般性规律相符。下游部分设计风险是0.3318%,显示出设计具有安全性。
4洪水保险方案设计
4.1“国家洪水保险计划”作为一种特殊险种,洪水保险存在高风险性,在发生较大洪灾时,洪水经过地区的民众迫切需要大规模投资进行灾后的恢复建设,但是,灾区所积累的洪水保险基金数额通常无法满足恢复性建设的需求。我国的地理特点是地域辽阔,而七大流域所发生的洪水体现出显著的地域特点,几大流域在同一时间出现洪灾的机率微乎其微,即便是一至两个流域出现洪灾,就全国地域来说,也属于局部性洪灾。所以,编制“国家洪水保险计划”可有效分散较大洪水在时间方面及地域方面存在的风险,同时还可加强对洪灾地区的援助,有效节约财政开支。
4.2组建洪水保险的组织机构作为一种特殊的保险品种,洪水保险的特点是,若出现较大洪灾,洪水保险赔付对象占全部投保客户的比例较高。故此,在某一区域开展的洪水保险业务,或规模较小的保险公司通常无法承担起大量的理赔费用,所以,在国内推广洪水保险,应组建国家级保险机构,由政府负责管理,组成人员以水利专家和保险行业专业人士组成。洪水保险机构至少设立国家和省(直辖市、自治区)两级组织,对全国及本区域内的保险业务负责管理。
【论文摘要】:文章重点讨论了经济房建设过程中给排水工程的技术问题,具体分析给水工程与排水系统的设计。对并现阶段人们越来越关心的节水技术进行了简单的分析研讨。
1.给水工程设计
1.1给水工程的注意事项:
(1)给水供应系统没有固定的形式,设计时应根据用户的要求,结合室外给水系统的实际情况经技术经济比较或采用综合评判法确定供水方式。
(2)高层住宅内为解决上部供水不足增设了增压设备,目前常采用调节水箱和变频供水设备加压供水,加压设备为全自动系统以减少运行管理费用。
(3)住宅内生活用热水多采用电浴热水器、太阳能热水器及锅炉集中供热等方式供给。电加热系统和太阳能热水器供应系统在住宅设计中较多采用,所以在设计时仅在给水管上预留安装热水供应设施的接口,或每户设计独立的热水管道系统由住房自行解决热源[1]。
1.2给水设计的关键因素:
(1)适当增设单体建筑户外控制阀门:传统的住宅给水设计是在每一根立管的底层出地面处设切断阀门,而经济房户外小区内则是一个建筑楼群组共用一个地下控制阀门。
(2)适当增设单体建筑户体控制阀门:立管底部的给水阀门不可少,其目的主要是为了当底层住户发现下水管堵塞引起地面冒水时,可以及时关闭给水总阀,减少排污量。
(3)注意室外阀门的安装型式:室外安装的阀门大部分都是口径为Dg75以上的截止阀或闸板问或蝶阀,一般均是法兰安装,而且有国家标准图。需要注意的一个问题是,这些装于地下的阀门一旦损坏时如何更换。
(4)给水管道压力超过0.3~0.4MPa且管径≤20mm及管路较长时,管道会产生啸叫和振动,这主要由高速水流动力与管道系统产生共振所致。综合防治措施有适当加大管径、采用曲挠橡胶接头、支架与管道接触处加橡胶垫以及加装减压阀等。但注意减压阀本身也有噪音,要经反复调试,使噪音减至最小[2]。
2.排水系统的设计
2.1排水工程的注意事项:
(1)对于多层住宅,目前设计多采用底层污水单独出户,以避免因堵塞造成的一层泛水的难堪局面,减少邻里的矛盾。二层以上采用排水伸顶通气立管。
(2)底层卫生器具的排水管道不接到排水立管上为好,应单独排出。对满足不了上述要求的排水支管,应以单独的排出管排到室外检查井。
(3)住宅设计中不仅设计雨水系统,同时还设计室调冷凝水管收集每户安设空调板上的冷凝水,这样不仅使建筑物外墙美观,而且避免了空调冷凝水随意流放,影响楼下行人。
(4)地漏是排水管道系统中一个重要附件,功能是排除地面积水,设置在经常有水溅落的卫生器具附近地面(如浴盆、洗脸盆、小便盆、小便器、洗涤盆等)、地面有水需要排除的场所(如淋浴间、水泵房)或地面需要清洗的场所,住宅可用作洗衣机排水口,设计选用高水封防臭地漏[3]。
2.2排水工程的关键因素:
(1)地漏与存水弯的配合:规范上没有规定排水地漏一定要设存水弯,但这确实能影响用户的使用。全国通用给水排水标准图集上将带水封的圆形钟罩式地漏分为了甲、乙、丙、丁四种,虽然标准图上对存水部分的高度都作了具体规定,但都有一个存水量小,水封易因水的蒸发而被破坏的毛病。且往往制造和安装时还达不到设计的要求。
(2)室内排水管最小管径:一般讲,污水池、小便器(槽)等器具的排出管最小管径为DN32~50,而含有粪便污水的最小管径为DN100。通过观察后认为这各种规定只适用于楼面排水,而不适用于地面排水。原因如下:DN32-50的管径较小,容易堵塞,且不易疏通(疏通器在其内不易拐弯)。
(3)对于多层住宅,目前设计多采用底层污水单独出户,以避免因堵塞造成的一层泛水的难堪局面,减少邻里的矛盾。二层以上采用排水伸顶通气立管。对住宅建筑底层设架空层、商场或商铺的情况,上部排水立管必须在底层进行转换,以不影响底层的使用功能。
(4)排水管道噪音问题。排水管的水流呈不充盈和重力流状态,噪音难免,且受管道材质影响。试验资料表明,DN100管道流量为2.7L/s时铸铁管噪音值为46.5dB,PVC-U管噪音值为58dB,故在要求安静的高档房间内(睡房除外),宜选用柔性连接铸铁管。新产品芯层发泡隔音PSP管,隔音效果好,价格略贵,也可选用。
3.节水技术
针对不同功能的建筑可采用不同的节水对策和技术:在经济房建设中,应改进马桶的冲洗方式,减少冲洗水量,加强水的循环利用。
(1)减少马桶冲洗水量目前,我国普遍采用冲水量≥11L的坐便器,耗水量大。若根据建设部的规定,全部使用冲水量≤9L的马桶,则住宅可节水4%,宾馆、饭店可节水3%,办公楼可节水11%[4]。
(2)厨房、沐浴、盥洗的节水厨房的洗涤盆、沐浴水嘴和盥洗室的面盆龙头若采用充气水嘴,可节水且不减小水柱的直径。
(3)真空节水技术为了保证卫生洁具及下水道的冲洗效果,可将真空技术运用于排水工程,用空气代替大部分水,依靠真空负压产生的高速气水混合物,快速将洁具内的污水、污物冲吸干净,达到节约用水、排走污浊空气的效果。一套完整的真空排水系统包括:带真空阀和特制吸水装置的洁具、密封管道、真空收集容器、真空泵、控制设备及管道等。真空泵在排水管道内产生40~50kPa的负压,将污水抽吸到收集容器内,再由污水泵将收集的污水排到市政下水道。在各类建筑中采用真空技术,平均节水超过40%。若在办公楼中使用,节水率可超过70%[5]。
(4)在住宅中,由于大量的沐浴及盥洗水,应考虑将其经适当处理后供生活杂用及补充冷却水,主要包括厕所冲洗、园林灌溉和道路保洁等。推荐的中水处理工艺为:原水机械格栅毛发过滤器调节池混凝过滤活性炭吸附消毒中水池[中水泵中水屋顶水箱专用水管系统(水表)用水点]。
4.结束语
经济住宅建筑的给排水管道系统看似简单,但确与我们的生活息息相关,关系到了人民的生命安全、身心健康,应引起设计人员高度重视。要正确的选择系统的形式、节水且噪音低的卫生设备、合适的管材及附件,以满足人们对居室内环境的要求。
在新世纪,建筑给排水将担负新的历史重任,面临新的挑战。建筑给排水将更突出以人为本的原则,并将重点调整到民用建筑与工业建筑并重,公共建筑与居住建筑并重,冷水供应与热水供应并重,供水的水量、水压与水质并重等方向上来,走上全面、均衡、务实、安全的发展之路。
参考文献
[1]盛培基.给排水工程设计中的节能问题应引起重视[J].江西能源,2007,(3).
[2]刘中平.住宅给排水设计中几个问题的探讨[J].山西建筑,2007,(27).
工程的建筑管理者在工程没有开工之前,应该要建立一套完善防水工程施工管理制度,并要有意识地加强对建筑过程中的所有防水项目建设的管理,以此来确保工程的质量。管理者的管理意识应该要落实到施工过程中的每一处中去,并实行责任机制,将建筑防水工程施工过程中出现的问题追究到相应的施工人员身上,并找出原因,及时解决问题,并对相关负责人实行惩罚机制,以此来警惕施工人员的防水意识,进而在施工过程中始终铭记防水工程的重要性,以提高工程的防水质量。通过为建筑防水工程施工建立完善的管理制度,有利于提高管理人员的工程监督意识,提高施工人员的防水意识,让所有的工作人员井然有序地依照设计书上科学的操作次序来进行,进而实现规范化工作模式,是建筑防水工程保质保量如期完成的重要保障。防水工程管理者要时刻加强防水意识的宣传,在施工区域张贴关于防水意识加强的重要性宣传单,使得施工人员潜移默化地接受防水意识的影响,并且自觉地运用到实际工作操作中去。
2加强对施工过程的监督,加强对材料的管理
管理人员要加强对施工过程的管理监督,及时地找出施工过程的错误之处,并及时地对其进行改进,以此来减少施工错误对建筑物带来的损害。根据工程施工过程中项目的完成进度来与设计书上的进度进行对比,以确保工程能够按时的完成,并根据工程的实际完成情况,及时地划拨进度经费,有利于将建设款项的成本落实到实处中去。在对材料进行管理时,除了要对现场施工时使用材料的情况进行管理外,还要对采购材料的过程进行管理控制。采购人员要货比三家,选择质优价廉的防水材料作为建筑材料,以此来减少建筑成本,提高建筑企业的经济利益。管理者要加强对施工过程的管理,从源头上杜绝偷工减料的现象出现。及时地对施工工程量进行验收,对于检验不合格的工程要追究施工人员的责任,并要及时发现该工程出现的问题,并改进过来。
3提高施工人员的专业素质能力,加强对施工队伍的管理
为了适应建筑防水工程施工的需要,大量的专业文化素质水平比较低的管理人员被广泛地投入到建筑防水工程施工进程中去,影响了建筑防水工程的质量。管理者缺乏对这些施工队伍的认识,只要求他们在施工的过程中能够在表面上不出现任何的差错,不给工程的后续工作带来阻碍,且只要施工队伍能够在工程规定的时间内完成工作就合格了,这给防水工程的防水性能不高埋下隐患。管理者应该要加强对防水工程的重视,注重对防水工程施工人员的培训,并在开工之前为他们讲解一些关于施工过程中的主要技术要领,并要求施工队伍严格依照设计书要求来规范施工,在施工的过程中始终要有防水意识,以此来提高施工人员的专业素质能力,提高施工人员的防水操作技能,确保建筑物防水性能的有效提高。管理者还要加强对施工队伍的有效管理,通过对某个施工人员工作的规范性来带动整个队伍操作的规范性,提高施工人员的团结意识,能够及时地发现自己或者其他人员工作中的不足,以此来促进大家的进步,并及时改正错误,有利于提高建筑防水工程施工管理的效率,提高防水工程的质量,提高建筑物的使用价值,进而促进经济的发展。
4结语
监理不到位。在给排水工程管理中,监理的作用十分重要。但在城市给排水工程中,一些企业却利用不同借口对监理管理拒绝接受。这对城市给排水工程施工管理产生严重影响,也导致给排水工程产生各类质量问题。
2提高给排水工程的施工管理水平的几点措施
2.1落实施工质量管理的责任
建立施工质量管理制度应严格,对于提高工程质量管理水平具有重要作用。建立质量管理责任制需要施工时,无论工程规模,政府及有关管理部门都要安排人员负责具体管理工作,对工程质量承担相应领导责任,并将责任对具体的人进行分解落实。若工程发生质量问题,可对责任人的责任进行追究。
2.2加强给排水工程施工管理
1)施工前准备。给排水工程施工前应进行编制施工计划、划分施工任务、会审施工图纸、编制质量计划及组织施工设计等准备工作,严格按照国家及行业标准实施,不可忽视或随意应付,保证工程准备与有关行业条文规定相符。
2)施工阶段质量管理。一是检验材料。根据施工有关设计规范,对材料强度、尺寸及密封性进行试验,不可采用质量低劣的施工材料。然后按照设计要求对各类施工材料的型号、材质、规格进行仔细核对,同时检查施工材料外观。二是施工现场管理。总承包企业要在以下几方面加强现场管理,由总承包企业对各施工企业对处于相邻施工区域的同类管线碰头事宜进行组织协调,对施工日期、人员、地点、质量检验等适宜具体落实避免发生各类施工事故;总承包企业统一协调指导各施工企业的施工进度,在相同时间段内各施工企业应在所承担区域内完成相应施工任务。确有需要时由总承包企业协调各施工企业,对部分施工任务进行调整,使施工按照进度计划准时完成;总承包企业对各施工企业用电用水量进行统一调度,在雨季施工时统一采取防洪排涝措施,确保施工道路通畅。
3)施工安全管理。在施工安全管理中要加强以下几方面工作:一是在施工期间,应到施工现场检查指导各施工企业施工情况,避免违章作业,切实消除各项安全事故隐患,并积极组织开展文明施工评比活动;二是对各施工企业安全管理工作的正常开展做好监督检查,确保全部落实施工安全教育及安全措施;三是各施工企业需断路开挖管沟时,应提前向总承包企业进行上报,总承包企业按照施工道路情况,在相同时间、道路上进行统一安排,几个施工企业在多个地方开挖管沟施工时,施工应限期完成并及时恢复道路交通。道路开挖施工时,应在管沟两侧设置警戒红灯与标志,确保交通安全;四是安装施工凉水塔时应重视防火工作,对施工顺序进行合理安排,并采取防火措施。应用电动工具时,仔细检查导线绝缘性与工具安全性,避免因电火花引发火灾。防腐处理混凝土框架柱子、水池,同时做好凉水塔玻璃钢、机械设备、PVC部件、仪表电器等部件的安装;五是总承包企业对临时施工用水管网的埋设应进行统一规划,将其埋设于冰冻线以下,在每100m施工用水主管网上应设置1个消火栓。
4)加强施工监理。一是采取跟踪监理,对施工过程加强控制。施工质量与每道工序、每项施工任务都有关系,不只是检验评定完成的,所以需要管理人员严格控制每道工序。监理人员在施工中做好跟踪监控,对承包商在施工前进行技术交底工作做好督促,使参与者对施工质量要求进行明确,自觉提高施工质量意识。二是对分部分项工程施工质量应进行严格评定。保证每个分项工程质量都符合设计要求;若存在某分项工程没有达到设计控制标准,就不能继续下道工序施工,以工序质量确保整个工程质量和安全。
3结语
1.水资源总量不足,开发利用程度高
亳州市多年平均水资源总量为24.89亿m3,可利用总量为13.02亿m3。全市人均水资源量只有387m3,仅为全省平均水平的三分之一,全国的六分之一,属严重缺水地区。受降雨时空分布不均的影响,亳州市水资源在空间分布上存在南多北少,时程分配上存在汛期多、非汛期少的特点,全年60%以上的径流集中在6~9月份。亳州市浅层地下水的可开采量为8.5亿m3,开发利用率超过76%,基本达到开采极限。根据亳州地区部分地下水位观测站的序列观测资料,各县区年平均地下水位总体变化趋势是逐渐下降,浅层地下水埋深以1990年为界总体呈增大趋势,1990年以后多站平均地下水埋深较1990年以前增加0.4~0.5m。
2.旱灾凸显
旱涝灾害是影响亳州市农业生产的主要自然灾害,连续、交替发生是当地旱涝灾害的基本特点。20世纪80年代以来,亳州各县区曾大规模开展以排水大沟为单元的除涝工程建设。90年代以后,涡河等主要河道也陆续得到治理,亳州地区除涝标准整体提高,大大降低了涝灾损失程度。而随着涝灾得到逐步治理、水资源开发程度逐年增加,近年来旱灾逐渐凸现。根据安徽省统计年鉴,2000~2012年,亳州市共发生较大规模旱灾和涝灾的年份各有10年,其中旱灾成灾面积2108万亩,涝灾成灾面积1441万亩。总体来说,尽管涝灾绝收面积大,影响程度深,但旱灾成灾减产面积更大,影响范围更广。造成亳州市旱灾的主要因素有自然因素、资源因素和工程因素。降水量年际变化大、年内分配不均是造成旱灾的自然原因。亳州市属严重缺水地区,水资源供需矛盾日趋紧张,地下水位大面积的持续下降,也增加了干旱发生的机遇和灾害程度。同时,亳州市境内沟河控制性工程较少,对地表径流的拦蓄调节能力低,雨洪资源不能有效利用,这是造成旱灾的工程性因素。
3.农业用水形势严峻
亳州市1980~2013年用水量的年均增长率约为5%,预测到2015水平年在50%频率的平水年即出现缺水,到2020和2030水平年,缺水量将进一步加剧。农业历来是亳州市用水大户,多年平均用水比例达53.6%。但农业属弱势产业,随着社会经济的发展以及用水紧张形势的加剧,工业等其他各行业用水量的增长必然会挤占部分农业用水,所以未来缺水将主要表现为农业灌溉用水的短缺。同时,随着有效灌溉面积的增长、经济作物种植比例的扩大以及农作物单产的提高,农业本身对水资源的需求量也在提高。因此,未来农业用水将面临内外双重压力。亳州市当地地表水主要来源于涡河等大中型河道,涡河大寺闸等大型拦蓄水工程主要用于集中解决水源性缺水问题,对于解决面上农田灌溉问题,还需要大量的输配水工程进行配套。外水引调工程(如引淮入亳)可在一定程度上缓解亳州市水资源短缺的问题,但其主要供给亳州市区和三县城区使用,且用水成本高,用于农业灌溉效益费用比低。因此,从供水水源角度解决农业用水短缺问题,需要转变“等水、要水”思路,转向自力更生发展,即利用广泛分布的排水大沟、塘坝,通过配套涵闸等控制工程,开展小型拦蓄水工程建设,充分挖掘本地降雨径流资源。
二、大沟及塘坝工程现状
1.工程现状
据调查,全市现有排水面积10~50km2的大沟347条,总长度3360.1km。现有大沟排涝标准已达到5年一遇及其以上的共162条,占47%;其余大沟淤积深度0.5~2.0m,排水标准不足5年一遇。现有大沟断面一般为口宽15~30m,底宽4~10m,深2.5~5.0m,纵比降约1/9000。已配套涵闸275座、滚水坝10座,现有大沟蓄水总库容1856万m3。全市现有蓄水容积500~10万m3的塘坝13414座(其中容积5000m3以上塘坝3492座),总塘容7172万m3,70%左右的塘坝淤积深度为1~2m。
2.管理现状
目前,全市小型涵闸均落实了管理主体。涡河、茨淮新河等骨干河道两侧的涵闸主要由专门的河道管理机构管理;重点小型涵闸主要由县区水务局水利工程管理站所负责管理;一般涵闸由所在地的乡镇水利站、社会化管理机构或行政村管理,配备专人或委托村级水管员进行具体管理;塘坝由所在地村组集体管理或用水户管理。但是,小型涵闸管理工作中也存在一些问题,主要表现在:一是管理投入不足,在资金投入、人员配置、重视程度方面,尚不能适应现代水利发展的需求;二是部分涵闸的土建工程和设备老化,不能正常运转或带病运行;三是部分管理单位工作条件差,管理人员的报酬低,影响了管理的积极性;四是少数管理单位服务能力不强,管理人员的业务水平还有待于提高。
三、小型拦蓄水工程措施及建设内容
1.工程措施
亳州市小型农田水利工程中有一定蓄水容量且能用来进行拦蓄水的工程主要有排水沟和塘坝,综合考虑蓄水规模、配套成本以及蓄水影响等因素,利用排水大沟(10km2<流域面积≤50km2)和容积500m3以上的塘坝蓄水较为可行。(1)大沟控制蓄水技术大沟控制蓄水技术基于区域“四水转化”和农田灌溉与排水技术,通过在排水大沟上修建闸、坝等控制设施,拦蓄地表径流,缓解干旱季节灌溉水源的不足。同时,大沟蓄水后能有效抑制地下水的排泄,适度抬高农田地下水位,为农作物的生长提供一个良好的水土生态环境,减少受旱几率和灌溉水量。
(2)塘坝蓄水亳州地区塘坝多为平地开挖的“碗口塘”,无拦水坝、放水涵等配套工程。塘坝来水基本靠汛期降雨和浅层地下水补给,干旱年份水源补给困难,供水保障程度低,一般作为水产养殖和周边小范围灌溉的水源。
2.建设内容小型拦蓄水工程
建设内容以维修改造或重建新建涵闸等控制工程建设为重点,同时疏浚大沟、扩挖塘坝,以增加面上沟、塘调蓄水能力。根据全市各县区工程现状,全面开展小型拦蓄水工程建设需新建、重建大沟节制闸299座,加固维修大沟涵闸190座,新建大沟滚水坝40座,疏浚大沟185条1701.72km,塘坝扩挖9354座。
四、工程效益
1.增加蓄水量
大沟控制工程对水资源的调蓄包括直接拦蓄的降雨径流和抬高地下水位增加的地下水资源量两个方面。根据已有调蓄工程观测数据,全市大沟控制蓄水工程实施后年调蓄地表水量可达7227万m3,调蓄地下水量7952万m3。塘坝扩挖后每年可蓄水量4627万m3。增加的蓄水量如果全部用来发展灌溉,可以扩大灌溉面积202万亩,增加水产养殖面积1.8万亩,蓄水效益显著。
2.抬升地下水位
利用大沟控制蓄水工程连续多年蓄水后,能够有效抬升大沟沿岸地下水埋深。根据现有大沟蓄水推广区资料及亳州市土壤、降雨等实际情况,大沟控制工程连续蓄水两年后,地势较高的蓄水区地下水位抬升幅度将大于0.5m。当多条相邻大沟同时进行控制蓄水后,能整体抬升该区域内地下水位,对当地浅层地下水起到补给作用,从而使区域内机井出水量得到保证,保障了井灌灌溉用水。
3.降低农业生产成本
小型拦蓄水工程建成后,可以通过控制大沟水位对其影响范围内地下水位进行调控,当农田地下水埋深在一定范围内变化时,可以提高作物对地下水的直接利用量,从而减少干旱几率和灌溉用水量,降低农业生产成本。
4.改善生态环境