地下水的优缺点范文

前言：我们精心挑选了数篇优质地下水的优缺点文章，供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发，助您在写作的道路上更上一层楼。

第1篇

关键词：地下车库 ；排水形式；

中图分类号： U468.5文献标识码：A 文章编号：

地下建筑的给排水问题一直是建筑设计中的难题，像地下车库的雨水，主要由于暴雨时，大量雨水的汇聚通过进车坡道流入车库，一旦给排水设计中出现了问题，必将直接导致居民的财产受损等。

一、几种排水形式

1.明沟排水系统：明沟一般宽300mm,深300mm，并有一定的坡度坡向集水井。其盖板采用可上车铸铁盖板。结构底板为架空板和无梁楼板(厚板)形式的多采用此种排水方式。优点清扫方便，缺点盖板容易引起不平整，影响车辆通行。

2.地漏排水系统：采用地漏－排水管方式排至集水井。车库地面排水坡向地漏。结构底板为梁板形式的多采用此种排水方式。优点不破坏结构层，造价低。缺点大量排水时不很通畅，不易清扫。

3.地漏与明沟联合排水系统：在面层内做明沟，面层一般为100mm，并配合地漏排至集水并。结构底板为梁板形式且比较薄的多采用此种排水方式。优点可以清扫，不破坏构层，造价低。缺点大量排水时明沟太浅。小型地下车库多采用此种排水方式。

4.篦子井排水系统：在底板上每隔一定距离设置一600×600的篦子井，通过排水管排至集水井。任何形式的结构底板均可采用此种排水方式。它是明沟和地漏两种方式结合的变通，既解决了大量排水时的通畅问题，又便于清通，保持地面平整。

二、地下车库排水系统关键要考虑的问题“雨水”

由于地下汽车库有汽车进出口，其坡道不可能也没必要完全遮盖，必定有段暴路在露天部分，这些露天的部分，除了投影平面有雨水之外，还有侧壁流入雨水包括上部建筑侧墙以及出入口的飘雨流入。还要防止暴雨时道路路面水的侵入，所以说雨水的排水是地下车库排水系统设计关键考虑的问题。

1.地下车库地面的标高低于室外道路的标高，所以，防止暴雨时道路路面水侵入是排水设计的第一个问题，其二，车辆出入口敞开部分雨水的汇集、冲洗地面的污水、扑救火灾时的消火栓系统和喷淋系统的积水如何排除，是排水设计的重点。根据这些防排水的特点，可确定如下排水方案：在地下车库出入口起坡处应作一定的抬高处理，并设第一道集水明沟，及时排至车库外雨水沟，以阻断室外地坪瞬时积水的侵入。在出入口坡道最低处再设第二道集水明沟，以拦截坡道处的雨水；在地下车库室内设地漏以及排水直埋管或集水明沟汇集冲洗地坪的排水；设适量集水坑，由排水直埋管或集水明沟收集各种排水，并利用潜水排污泵提升、排放。

2.起坡处的挡水，极其重要，它关系到暴雨时车库能否抵御道路中雨水的倾泻。设计中，通常在车道起坡处设一坡度为7.5%、高出室外地坪300mm的斜坡，并在最高处设置第一集水明沟，然后再以7.5%的坡度坡向室外地坪，明沟内雨水直接排入雨水管网。该明沟采用净宽为450mm，深度300mm，上设钢制或铸铁篦子。在施工中，一定要按照设计要求施工，注意明沟的坡度。同时，在使用过程中，物业要注意及时清理管沟，避免堵塞，特别是雨季一定要特别的注意。

3.地下车库地坪排水，设明沟排水，或直接利用地面坡度坡向地漏，在车库地坪上设一定数量的地漏，再通过排水直埋管汇集至集水坑。根据车库的柱距，一般每两跨柱距设一地漏，如地漏设于车道与车位交界处，则可充分利用地面的坡度。该地漏及直埋管通常选用DN100型。在车道出入口坡道最低处设第二道集水明沟，以拦截坡道雨水。因该明沟设于结构底板内，故其深度不宜过大，其尺寸同第一道集水明沟。根据车道有、无顶盖的情况，应充分考虑坡道的汇水面积，并对该接收集水坑的设计流量进行校核。

三、集水坑的重要性

集水坑对于车库排水来说非常重要，多层地下车库尤其如此，设置时一般按照车库的形状、规模、合理布局。因此每设置一处集水坑，就会增加潜污泵的数量，增加供配电系统和自控系统的数量，同时由于集水坑的设置，最下一层的结构底板处将作挖深处理，在增加造价的同时，也增加了物业管理的工作量以及维修费用。地下车库冲洗废水为了保持地下车库内清洁，库内地面要经常用水冲洗，因此，地下车库必须设置冲洗楼地面的给水和排水系统，并应及时排出。从投资和工程难度的方面考虑，集水坑也不宜设置的太多，一般相距40m左右，这样扫水的距离最远或最不利点（即对角线的中点）也不到30m，应在适当的位置设置一些地漏，在底板中铺设一段通向集水坑的φ100塑料疏水管，这样则可省掉一些集水坑，以便节省投资。

在建设集水坑时，应尽量利用地下车库底板的混凝土的厚度，安排排水埋地管或集水明沟。如地下车库的底板厚度通常为500~600mm，除去上下钢筋和保护层距离250mm，尚有205~350mm的空间，可使排水埋地管或集水明沟从中穿越。设计时应利用这一高度，将排水埋地管或集水明沟的坡度尽可能采用最小设计坡度，是利用“水往低处流”的原理，以延长排水埋地管的长度，扩大地下车库集水坑的汇水面积。在集水坑的设置中，还要特别注意以下几点：（1）每个集水坑的受水区内应无沉降缝、伸缩缝、变形缝，根据《建筑给水排水设计规范》规定：建筑物内排水管不得穿越以上诸缝。（2）每个防火分区必须独立设置集水坑，以免排水直埋管或集水明沟穿越防火分区。一旦发生火灾，虽然防火卷帘将两防火分区阻隔，但隐患埋藏于车库底板下。便于处理事故（3）在有人防的地下车库，每个人防防护单元内应独立设置集水坑，排水直埋管或集水明沟也不应穿越防护单元，且排水直埋管或集水明沟亦不能同时穿越人防区与非人防区。

集水坑的平面尺寸，对地下车库而言，一般无太多的限制。只要能满足潜水排污泵的安装和土建施工时拆、装模板的操作需要。集水坑的深度可分为三部分：（1）、淹没部分：即最低水位线以下。对于小功率的潜水泵，其电机无水套冷却装置，而靠淹没在周围的污水冷却。这部分高度即为潜水泵保护高度。这一数值一般在潜水排污泵说明书中针对每一型号均有规定。对于2.2kW左右的潜水泵，其高度约在300~400mm.（2）调节部分：即有效高度。地下车库的排水流量不稳定，为保证潜水排污泵不因频繁启停而损坏电机，根据《建筑给水排水设计规范》要求，这部分贮水容积不宜小于井内最大一台泵在自控状态下5min的出水量。同时这一高度将对集水坑的设计深度起到决定的作用。在设计中，在满足控制设备的灵敏要求下，通常尽量压缩这一高度，取500~600mm以减少集水坑的总深度，以利于结构设计并适当降低造价。为节约占地面积，在条件允许的情况下，可以适当增加集水坑的深度。（3）超高部分：一般取300~400mm，该部分要满足控制系统装置的要求及盖板的厚度集，主要起收集、贮水及调节作用。

现代地下车库发展迅速，规模不断加大，功能不断增强。针对地下车库的特殊情况，排水设计人员应当周全考虑，在满足日益复杂的功能的前提下，尽量将地下车库的排水设计既经济、合理、美观、实用。使地下车库真正成为居住小区的又一道风景，人性化的设计要求将成为未来地下车库给排水设计的必然趋势。

参考文献

[1]史 云.浅谈住宅地下车库的给排水合理设计[J].规划设计.2011,03:204.

第2篇

关键词：南水北调东线移动溜槽式皮带机优缺点

中图分类号：TV 文献标识码：A

一、工程概述

南水北调东线第一期工程济南～引黄济青明渠段输水工程位于胶东输水干线西段的下游，是胶东输水干线西段工程的重要组成部分。该段工程西起济南市区段输水暗涵出口，中间衔接陈庄输水线路设计单元工程，东至小清河分洪道上节制闸接入引黄济青工程，输水线路全长111.260km。全线自流输水，设计输水流量50m3/s，加大输水流量60m3/s。全线为全断面防渗衬砌弧形坡脚梯形渠道。渠道设计纵比降1/18000，设计渠底宽13.5m，设计水深3.0m；戗台至渠底的搞成为4.5m；戗台以下边坡1:2.25；输水渠左堤顶宽6.0m，堤顶设4.5m宽水泥混凝土交通道路，右堤顶宽5.0m。全线为全断面混凝土防渗衬砌，弧形坡脚梯形渠道。输水渠衬砌采用2种型式，型式I渠道断面自下而上铺设10cm厚中粗砂、30cm厚碎石垫层，现浇10cm厚C20高性能混凝土板防渗，采用渠底碎石盲沟及逆止阀排水；型式II渠坡断面自下而上铺设聚苯乙烯泡沫板保温、PE复合土工膜，现浇8cm厚C20高性能混凝土，采用渠坡暗管及逆止阀排水；渠底自下而上铺设10cm厚中粗砂、10cm厚碎石垫层，铺塑料薄膜，现浇10cm厚C20高性能混凝土。

二、本标段影响渠底衬砌的因素

1、本标段地下水位较高，土方开挖至标准断面后，地下水会自动渗出，形成积水，降低了渠底地基的承重量。

2、塑料薄膜较薄，厚度为0.01mm，容易破损。塑料薄膜破损后，地下水透过砂石料垫层毛细上升，对混凝土的质量产生影响。

三、其他标段施工方法及优缺点

1、混凝土罐车直接开至渠底，将混凝土运输至施工处，进行混凝土卸料、摊铺、人工找平，衬砌。这种施工方法比较常用，对混凝土的塌落度和配合比也不需要单独调整，渠底和渠坡的混凝土可以通用，当遇到特殊情况时，混凝土可以自由调配。卸料和摊铺都比较简单，衬砌速度较快。但是这种施工方法也有一定缺点：

①为其在渠坡上预留单独的下车口，以便罐车往渠底运输混凝土。如果有渠底有多处地段同时施工，那么就会相应增加渠坡下车口，这样就给渠坡衬砌带来了不便。

②这种施工方法也有一定的局限性，当地下水位较高，渠底有积水或者泥泞的时候，渠底地基基础较软，承载力较差，无法承担罐车重量，罐车不能在渠底行走。由于受地质原因，这种施工方法本标段无法使用。

③混凝土罐车在已整平好的渠底行走，会对渠底地基产生不同程度的挠动，长期通行，易形成车辙，使渠底衬砌板受力不均衡。特别是地下水位较高时，容易在车辙处积水，不易排出，在低温情况下容易结冰、拱起，使衬砌板发生冻胀破坏。

2、溜槽卸料，罐车将混凝土卸至溜槽上端，混凝土通过自重滑落至渠底，人工进行摊铺、衬砌。溜槽卸料的施工方法的优点是：

①溜槽制作简单，加工方便；

②造价便宜，易于更换；

③结构轻巧，便于搬运；

④不会受到渠底地基承重的影响；

⑤混凝土罐车可以随意停至溜槽处进行卸料。

溜槽卸料的施工方法的缺点是：

①溜槽放置在渠坡上，当渠坡坡比过大时或混凝土塌落度过小时，混凝土摩擦力将会大于混凝土的重力，混凝土下滑就会困难，这样就要借助外力的作用，使混凝土沿溜槽滑至渠底。

②混凝土只能卸至渠底两边，摊铺的工作量较大，增加了工人数量，降低了施工速度，增加了施工成本。

3、混凝土泵车进行混凝土浇筑，混凝土罐车将混凝土卸入混凝土泵车，混凝土泵车将混凝土输送到渠底，人工进行摊铺、衬砌。混凝土泵车进行混凝土浇筑的优点：

①混凝土泵车灵活性较好，可以随意停至渠顶进行卸料；

②混凝土可以泵送至泵车工作范围以内的随意位置，进行混凝土简单铺设，稍作整平既可以衬砌。

缺点：

①用混凝土泵车混凝土泵车施工方法，准备时间过长，泵车下料距离有限，当不能满足下料要求时，需要移动安装泵车。

②混凝土塌落度和配合比需要单独调整，当遇到特殊情况时，混凝土调配比较难。

③混凝土泵车租赁和泵送混凝土成本较高，增加了施工成本。

四、移动溜槽式皮带机的简介

1、移动溜槽式皮带机的组成

移动溜槽式皮带机主要组成部分由皮带机装置、移动溜槽装置、行走装置、电器装置，挡料装置组成。

皮带机装置：起到混凝土传输作用，工作内容是将混凝土传输到移动溜槽装置上端。

移动溜槽装置：将混凝土均匀的摊铺在渠底。

行走装置：通过电机带动整个设备的前进和后退，上部行走轮在戗台上行走，下部行走轮在渠底铺设的枕木上行走。

电器装置：通过操作开关控制设备的运行。

挡料装置：接挡皮带机底部落下的混凝土，避免落至渠坡混凝土衬砌面板，污染面板光洁度，影响面板平整度。

2、移动溜槽式皮带机的运行

混凝土罐车将混凝土卸至皮带机料仓，皮带机将料仓内的混凝土运至溜槽顶部，混凝土滑入溜槽内，施工人员控制移动溜槽由左至右或由右至左摆动移动溜槽（移动角度范围0°～180°），溜槽内的混凝土沿溜槽卸至指定位置，当完成这一组工作后，开动行走电机。移动溜槽式皮带机前进，重复下一组工作，循环施工。

五、移动溜槽式皮带机的优缺点

（1）移动溜槽式皮带机的优点：

1、移动溜槽式皮带机施工方法克服了本标段地基承载力较差的问题，移动溜槽式皮带机自身的重量分解至渠顶戗台和渠底枕木，有效减少了对渠底地基的挠动。

2、混凝土的塌落度和配合比也不需要单独调整，保证了混凝土的质量，同时渠底混凝土面板质量也得到较好的控制。渠底和渠坡的混凝土可以通用，当遇到特殊情况时，混凝土可以自由调配。

3、混凝土卸料的同时可以均匀的铺料，稍作整平即可衬砌。

4、由于卸料摊铺全部由移动溜槽式皮带机完成，所以施工进度较快，同时大大降低少了人工，降低了施工成本。

（2）移动溜槽式皮带机的缺点：

1、制作工艺比较复杂，制作工期较长，需要在施工前根据工程实际情况进行制作。

第3篇

[关键词]灌注桩 成桩工艺 施工

中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）25-0196-01

一、合理选择灌注桩施工工艺是避免质量问题的关键

目前，国内灌注桩成桩工艺很多，各有其优缺点和使用范围，不同场区不同土质不可照搬同一成桩工艺。在这一点上务必引起足够重视，否则，势必给施工带来不必要的麻烦，给工程质量留下隐患。因此合理选用灌注桩成桩工艺成为我们关注的焦点。常用的灌注桩有“人工挖孔灌注桩、长螺旋钻孔灌注桩、电动振拔灌注桩、压力注浆灌注桩、钻孔扩底桩”等等。它们的施工机具、成桩工艺、施工方法各不相同，单方砼承载力也有很大差别。究竟选择何种工艺进行灌注桩施工，需要设计者根据不同场区、不同土质对各种成桩方法进行权衡，务必使选用的成桩工艺可行，慎防误选。若成桩工艺选择有误，不但延误工期，而且还会造成浪费。根据多年设计、施工、检测经验，灌注桩成桩工艺的合理选择必须建立在对各种成桩工艺的熟练掌握、全面了解的前提下，同时要进行综合评估。经过比较各种灌注桩的优缺点及适用范围择优而用是合理选择成桩工艺的唯一途径。它们的优缺点及适用范围分别列下。

1、人工挖孔灌注桩

优点：设备简单、振动小、噪音低、施工现场干净、对相邻建筑影响小、施工速度快、多孔同时施工、可直接观察地质变化情况、验证地质报告及设计取值。桩端虚土便于清除干净，适应高层建筑及市区狭窄场地施工。其特点：易发生坍孔伤人事故及施工时要防止地面掉落杂物伤人及施工人员缺氧。人工挖孔灌注桩，适合在一般粘性土及填土、黄土、季节性冻土、膨胀土、沙土、碎石土土层中穿越，桩端进入硬粘性土、密实沙土、碎石土、软质岩石和风化岩石为宜，但必须在地下水位以上。

2、长螺旋钻孔灌注桩

优点是：设备简单、施工方便、噪声低振动小、造价低、工期短。其缺点是：单方砼承载力相对较低，孔底虚土需要处理。长螺旋钻孔灌注桩，适合在一般性粘土及填土、黄土、季节性冻土、膨胀土、粉土中穿越，桩端宜进入硬粘性土、密实沙土。缺点是地下水位以下无法施工，淤泥和淤泥质土，碎石土无法穿越。

3、电动沉管灌注桩

优点：设备简单、施工方便、造价低、速度快、可在沙层中施工、单方砼承载能力较高。缺点：噪声较大、在软弱土中易产生断桩及缩颈、振动过久砼有离析现象。电动沉管灌注桩，适合于在一般粘土及黄土、季节性冻土、膨胀土、粉土、沙土中穿越；桩端进入任何土层均可，并不受地下水限制，但桩身不能穿越碎石土。

4、钻孔压力注浆桩

优点：振动小、噪声低、能在流砂、淤泥、河卵石、软弱土层和有地下水的条件下成孔成桩，解决了塌孔、缩颈、桩端虚土等问题。同时压力水泥浆对地土可进行加固，因此单方砼承载力较高，施工速度亦较快。缺点：水泥用量较大、砼密实度变化大，地面水泥浆流失较多。钻孔压力注浆桩，除碎石土外可在任何土层中穿越。桩端宜进入硬粘土、密实砂土、碎石土层中，不受地下水位限制。

5、钻孔扩底灌注桩

优点：振动小、噪声小、造价低、单方砼承载力较高、桩身直径小、排土量小、大直径钻扩桩适用于高层建筑。缺点：成孔后孔底有虚土。钻孔扩底灌注桩，适合在一般粘性土及填土、黄土、季节冻土、膨胀土、粉土、砂土中穿越，桩端宜落在硬粘性土，密实砂土层中，桩端需在地下水位以上，对淤泥和淤泥质土、碎石土桩身无法穿越。碎石土、软质岩石和风化岩土不宜做桩端持力层。

6、潜水钻成孔灌注桩

优点：振动小、噪声低、可施工大直径、大深度桩。用泥浆即可保护孔壁，可用特殊钻头挖掘岩石，可在地下水位以下施工。缺点：在高压力水或地下水流时施工比较困难，水压头和泥浆如管理不当，会引起坍孔。场区水分多，弃土困难，废泥浆处理量大，桩与土固结时间较长。潜水钻成孔灌注桩，适合于一般粘土及填土、非自重湿陷黄土、季节性冻土、膨胀土、粉土、砂土中穿越，桩端可落在任何土层中，但不可在自重湿陷黄土、碎石土中穿越。

二、施工中出现的问题及处理方法

1、场区内个别孔底出水后的处理

在干钻孔灌注桩施工过程中，个别孔底出水是很常见的。出水原因来自两个方面，一是由于地下水位上升引起，即勘察季节地下水位低于施工时地下水位，忽视水位变化而引起。而在老城区工业与民用上下水常年渗漏造成使用部分场区内地表水丰富则是产生孔内出水的第二个原因。避免此类事情发生，除在设计时详细研究地质勘察报告外，还需对勘察时自然地面标高高于场区平整后的自然标高。为准确掌握地下水位，除参考地质报告提供的地下水位和场区自然地面标高以外，干钻孔灌注桩在施工前还应选择有代表性区域进行试钻孔，以便更准确掌握土质及水位的实际情况。原则上孔底标高应在地下水位以上，尽量避免孔底见水。尽管如此，孔底出水现象在一些施工现场仍时有发生。孔底见水后如强行灌注砼。必将造成桩端砼强度大幅度较低，桩承力下降。这是工程质量所不允许的。为确保桩的质量及承载力，在许多工程中我们采用了用同等级的干拌砼处理见水孔底，并采用分层夯实的做法，可以提高桩端承载力。有这种方法处理孔底出水灌注桩方法简便，效果较好。

2、处理孔底虚砂提高灌注桩端承载力

灌注桩基础的承载力是由桩身摩擦力、承台底土抗力和桩端承载力三部分组整。桩端承载力作为灌注桩基础承载力的一部分其作用不容忽视，尤其是桩底落在砂层上或扩底桩其作用更大更重要。但施工中无论机械还是人为扰动都在所难免，扰动的松砂降低了桩端应起的作用，使桩承载能力下降，桩沉降量增大，甚至桩端几何尺寸无法保证。由此可见孔底虚砂处理与否对其桩的承载能力及沉降变形的影响是极大的，这种方法也可以用在已成桩的基础中，一旦桩端孔底虚砂较厚，试验达不到要求，可以将钢管打入桩周，再采取加压注浆的方法加固松散砂层，同时可以达到预期目的，提高承载能力，减少桩基沉降变形。

3、空心桩的产生，预防及处理

空心桩现象只在电动振拔管灌注桩中产生，即在桩上部一定内形成封闭的空心，从外表观察与正常桩并无多大差别，砼形成的外壳薄厚不等，孔内壁较光滑，施加荷载或在桩壁锤击很快会在空心部位破裂，此种现象已在电动振拔管灌注桩中多次发生。空心部位如未被发现，将给工程带来极大的隐患。这种现象通过现场观察发现，桩的空心内径与振拔管尺寸相接近且光滑，由此可以断定空心桩是第二次复打引起的。产生的原因是锤头过早停振，管内砼水灰比小，砼少和两次灌注时间间隔过长。第一次灌注的砼被第二次复打的振拔钢管挤向四周，又没有新的砼填充形成空心，随着振动锤升高达到顶端产生撞击，管内的砼下落封住空心顶，于是产生封闭的空心桩。为避免产生空心桩，施工时必须注意如下几点：

1管内要有足够的砼，且塌落度要按规程要求加以控制，两次振拔的时间间隔不宜过长。

2振动锤不要过早停振。

3桩顶1.5m―2m范围内要有振捣棒加强振捣。

4如已浇注的砼不能达到设计桩端标高则必须加入并振实。

第4篇

关键词 地下水动态；回归分析；小波去噪；PLS模型

中图分类号：S274 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）10-0126-01

地下水动态是指含水层中，各要素包括水位、水量、水温和物理性质在时间上的变化而变化的状态[1]。由于城市化进程的不断加快，气候的不断变化，致使对水量的需求不断地加大，致使地下水循环条件发生了变化，从而也引起了很严重的地下水问题。因此，对于地下水动态变化的预测模拟可以成为水资源的优化配置的重要依据。

1 研究进展

关于地下水动态预测的研究方法非常多，优缺点也十分明显。梅勒和卡门斯基分别在1905年、20世纪50年代，通过解析法对于泉水的流量和地下水动态进行了预测。来自苏联的康诺普良采夫仅在1966年就让更多的研究学者意识到地下水动态研究的重要性。1983年，我国就利用水均衡和水文地质比拟等最最简单的方法进行了地下水动态的模拟。伴随着国外模型研究的深入，以及GIS地理信息系统技术的不断发展，使地下水动态的研究更加严谨、更加多元。常用的预测模型有确定性模型和随机性模型，是根据变量的取值来划分的。

2 研究方法

2.1 回归分析模型

回归分析模型是较为常用的随机模型之一。对于北方灌区，影响地下水的因素相对比较简单，利用回归方法进行短期预报会有良好的适用性。

2.2 小波去噪

近年来，小波理论的发展十分迅速，由于其具备良好的时频特性，其应用也非常广泛[2]。小波去噪的原理是将地下水位数据进行信噪分离，去除高频信息，然后重新构建处理后的数据，最后，进行数据分析与预报。实测数据属于含有白噪声的非平稳信号[3]：

（1）

式中，：观测信号；：实测地下水位数据；：白噪声。

小波去噪包括三个步骤：首先，利用小波变换对地下水位信号进行小波分解，然后将分层后的各个高频系数进行阈值量化处理，最后利用利用小波逆变换对所获取的信号进行小波重构，得到所需要的信号。

3 研究实例

3.1 研究区概况

以大安灌区为例。该灌区位于大安市中部，属松嫩平原的一部分。大安市的近年来年均年降水量仅在400 mm左右，蒸发量却超过了1000 mm，温带大陆性季风气候。

3.2 小波去噪

首先，根据已有地下水和影响因子的数据进行小波去噪处理，结果见图1、图2。

a. 原始数据 b.去噪数据

图1 降水量去噪图

a. 原始数据 b.去噪数据

图2 地下水位去噪图

从图1到图2可以发现，在大安灌区内，降水量、蒸发量以及地下水位数据的噪声数据都比较明显，经过小波去噪处理之后的数据将波动较大的数据都已经去除了，变化比较平稳。

3.3 构建小波去噪的PLS模型

模型的因变量是地下水位，影响因子包括月平均降水量和月蒸发量，将2008-2012年的数据通过偏最小二乘法构建模型，然后对研究区进行2013年的地下水位预测。结果见表1。

通过表1可以看出，通过该模型进行地下水预测的结果与原数据的相对误差较小，尤其是在经过小波去噪之后的地下水位数据，结果显示，利用小波去噪的PLS模型可以有效地对研究区的地下水位进行预测。

参考文献

[1]陈葆仁，洪再吉，汪福.地下水动态及其预测[M].北京：科学出版社，1988.

第5篇

关键词：地源热泵 特点 应用

中图分类号：F206

1.引言：

地源热泵是一种利用浅层地热资源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调设备。地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现由低温位热能向高温位热能转移。地源热泵地暖空调是一种既具有夏季制冷功能，又具有冬季供暖功能的设备，实现制冷设备中的蒸发器、冷凝器在制冷/供暖状态的功能互换。 夏季热泵设备内的蒸发器提供冷量，置换出室内的热量通过冷凝器释放到其它环境中，冬季热泵设备的蒸发器（夏季为冷凝器）吸收外界环境中热量，通过冷凝器（夏季为蒸发器）释放到室内【1】。

本文主要介绍地源热泵的特点及其应用前景

2. 地源热泵优点：

地地源热泵利用水或其它液体为载体，冬季把地能作为热泵供暖的热源，即把高于环境温度的地能中的热能取出来供给室内采暖，并把冷量储存到地下，以备夏季使用，夏季把地能作为空调的冷源，即把室内的热能取出来释放到低于环境温度的地能中，以备冬季使用，同时通过热回收装置提供生活热水。

2.1一机多用，应用广泛

一套系统替换原来锅炉加空调两套装置或系统。既可供暖、空调制冷，还可提供生活热水，对于同时有供热和供冷要求的建筑物。地源热泵有着明显的优点。不仅节省了大量的能量，而且用一套设备可以同时满足供热、供冷、供生活用水的要求，减少了设备的初投资。

地源热泵可应用于宾馆、居住小区、公寓、厂房、商场、办公楼、学校等建筑，小型的地源热泵更适合于别墅住宅的采暖、空调。

2.2环境和经济效益显著

地源热泵利用的是少量电能作为驱动力，汲取蓄存在大地的太阳能取暖，或把来自室内的热量排入大地制冷。地源热泵利用的地下水或土壤温度在15℃左右，只需要少量电能来实现热交换，因此机组的能效比可达到4.5-6以上，即用1kW的电可以达到4.5-6kW的能量，比传统空调节能40-60%左右。2-4年即可收回多余投资【2】。

地源热泵机组的电力消耗，与空气源热泵相比也可以减少40%以上；与电供暖相比可以减少70%以上，它的制热系统比燃气锅炉的效率平均提高近50%，比燃气锅炉的效率高出了75%。

地源热泵机组运行时，不消耗水也不污染水，不需要锅炉，不需要冷却塔，也不需要堆放燃料废物的场地，环保效益显著。

地源热泵的污染物排放，与空气源热泵相比，相当于减少38%以上，与电供暖相比，相当于减少70%以上，真正的实现了节能减排节能减排。垂直铺设管道用地面积更小，对草坪没有太大的影响，无环境污染。

2.3自动运行，维护费用低

系统采用微电脑全自动控制，无须专人控制。整个系统采取超低、超高压力保护、超低、超高温度保护和压缩机卸载保护。全部机组没有直接对外散热风扇，不会对儿童造成任意伤害。安全性能高。地源热泵机组由于工况稳定，可以设计成简单的系统，部件较少，机组运行可靠，维护费用用低，自动控制程度高，使用寿命长【3】。地源热泵系统运动部件要比常规系统少，因而减少维护，系统安装在室内，不暴露在风雨中，也可免遭损坏，更加可靠，延长寿命。

2.4使用寿命长

地下水或深层土壤温度恒定，因此地源热泵机组不像空气源热泵受外界条件影响，能效比稳定，机组运行稳定。在极端低温条件下，不需要备用热源。地源热泵的地下埋管选用聚乙烯和聚丙烯塑料管，寿命可达50年，要比普通空调高35年使用寿命。

2.5维持生态环境平衡

地源热泵夏天把室内的热量排到地下，冬天把地下的热量取出来供室内使用，相对来说，向环境排放更少的能量，维持生态环境的平衡。是再生资源的转换，不排放任何污染，是清洁能源。研究和实践证明管道不会对自然环境有任何损害。

2.6节省空间

占地面积小，约为传统空调的三分之一，没有冷却塔、锅炉房和其它设备，省去了锅炉房，冷却塔占用的宝贵面积，产生附加经济效益，并改善了环境外部形象。

3. 地源热泵缺点：

像任何事物一样，地源热泵也不是十全十美的，如其应用会受到不同地区、不同用户及国家能源政策、燃料价格的影响；一次性投资及运行费用会随着用户的不同而有所不同；采用地下水的利用方式，会受到当地地下水资源的制约，实际上地源热泵并不需要开采地下水，所使用的地下水可全部回灌，不会对水质产生污染。

4.结论

众所周知，太阳能的为地表所吸收，因此地表浅层蕴藏着取不之尽，用之不竭的能量，并且不受地域的限制，无处不在，同样地下水、河流、湖泊中也吸收蕴藏着大量的太阳能。由于其近乎无限且持续恒定的特点，使得地能成为被利用的清洁、可再生的能源。能量不会自己产生，也不会自己消失，只能从一种形式转化成一种形式，或从一个地方转移到另一个地方。地源热泵就起到了能量转移的作用，是太阳能有效的间接利用【4】。因此，地源热泵具有非常广泛的应用前景，在未来的建筑工程中将会越来越受到重视，并会被广泛应用。

参考文献

[1] 刁乃仁，方肇洪； 《地源热泵――建筑节能新技术》 [J]；建筑热能通风空调；2004年03期

[2] 楼媛媛；《地源热泵优缺点分析》 [J]； 现代商贸工业 2010年 第22期

第6篇

关键词：地源热泵特点应用

中图分类号：U463文献标识码： A

1.引言：

地源热泵是一种利用浅层地热资源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调设备。地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现由低温位热能向高温位热能转移。地源热泵地暖空调是一种既具有夏季制冷功能，又具有冬季供暖功能的设备，实现制冷设备中的蒸发器、冷凝器在制冷/供暖状态的功能互换。夏季热泵设备内的蒸发器提供冷量，置换出室内的热量通过冷凝器释放到其它环境中，冬季热泵设备的蒸发器（夏季为冷凝器）吸收外界环境中热量，通过冷凝器（夏季为蒸发器）释放到室内【1】。

本文主要介绍地源热泵的特点及其应用前景

2. 地源热泵优点：

地地源热泵利用水或其它液体为载体，冬季把地能作为热泵供暖的热源，即把高于环境温度的地能中的热能取出来供给室内采暖，并把冷量储存到地下，以备夏季使用，夏季把地能作为空调的冷源，即把室内的热能取出来释放到低于环境温度的地能中，以备冬季使用，同时通过热回收装置提供生活热水。

2.1一机多用，应用广泛

一套系统替换原来锅炉加空调两套装置或系统。既可供暖、空调制冷，还可提供生活热水，对于同时有供热和供冷要求的建筑物。地源热泵有着明显的优点。不仅节省了大量的能量，而且用一套设备可以同时满足供热、供冷、供生活用水的要求，减少了设备的初投资。

地源热泵可应用于宾馆、居住小区、公寓、厂房、商场、办公楼、学校等建筑，小型的地源热泵更适合于别墅住宅的采暖、空调。

2.2环境和经济效益显著

地源热泵利用的是少量电能作为驱动力，汲取蓄存在大地的太阳能取暖，或把来自室内的热量排入大地制冷。地源热泵利用的地下水或土壤温度在15℃左右，只需要少量电能来实现热交换，因此机组的能效比可达到4.5-6以上，即用1kW的电可以达到4.5-6kW的能量，比传统空调节能40－60％左右。2-4年即可收回多余投资【2】。

地源热泵机组的电力消耗，与空气源热泵相比也可以减少40%以上；与电供暖相比可以减少70%以上，它的制热系统比燃气锅炉的效率平均提高近50%，比燃气锅炉的效率高出了75%。

地源热泵机组运行时，不消耗水也不污染水，不需要锅炉，不需要冷却塔，也不需要堆放燃料废物的场地，环保效益显著。

地源热泵的污染物排放，与空气源热泵相比，相当于减少38%以上，与电供暖相比，相当于减少70%以上，真正的实现了节能减排节能减排。垂直铺设管道用地面积更小，对草坪没有太大的影响，无环境污染。

2.3自动运行，维护费用低

系统采用微电脑全自动控制，无须专人控制。整个系统采取超低、超高压力保护、超低、超高温度保护和压缩机卸载保护。全部机组没有直接对外散热风扇，不会对儿童造成任意伤害。安全性能高。地源热泵机组由于工况稳定，可以设计成简单的系统，部件较少，机组运行可靠，维护费用用低，自动控制程度高，使用寿命长【3】。地源热泵系统运动部件要比常规系统少，因而减少维护，系统安装在室内，不暴露在风雨中，也可免遭损坏，更加可靠，延长寿命。

2.4使用寿命长

地下水或深层土壤温度恒定，因此地源热泵机组不像空气源热泵受外界条件影响，能效比稳定，机组运行稳定。在极端低温条件下，不需要备用热源。地源热泵的地下埋管选用聚乙烯和聚丙烯塑料管，寿命可达50年,要比普通空调高35年使用寿命。

2.5维持生态环境平衡

地源热泵夏天把室内的热量排到地下，冬天把地下的热量取出来供室内使用，相对来说，向环境排放更少的能量，维持生态环境的平衡。是再生资源的转换，不排放任何污染，是清洁能源。研究和实践证明管道不会对自然环境有任何损害。

2.6节省空间

占地面积小，约为传统空调的三分之一，没有冷却塔、锅炉房和其它设备，省去了锅炉房，冷却塔占用的宝贵面积，产生附加经济效益，并改善了环境外部形象。

3. 地源热泵缺点：

像任何事物一样，地源热泵也不是十全十美的，如其应用会受到不同地区、不同用户及国家能源政策、燃料价格的影响；一次性投资及运行费用会随着用户的不同而有所不同；采用地下水的利用方式，会受到当地地下水资源的制约，实际上地源热泵并不需要开采地下水，所使用的地下水可全部回灌，不会对水质产生污染。

4.结论

众所周知，太阳能的为地表所吸收，因此地表浅层蕴藏着取不之尽，用之不竭的能量，并且不受地域的限制，无处不在，同样地下水、河流、湖泊中也吸收蕴藏着大量的太阳能。由于其近乎无限且持续恒定的特点，使得地能成为被利用的清洁、可再生的能源。能量不会自己产生，也不会自己消失，只能从一种形式转化成一种形式，或从一个地方转移到另一个地方。地源热泵就起到了能量转移的作用，是太阳能有效的间接利用【4】。因此，地源热泵具有非常广泛的应用前景，在未来的建筑工程中将会越来越受到重视，并会被广泛应用。

参考文献

[1] 刁乃仁,方肇洪; 《地源热泵――建筑节能新技术》 [J];建筑热能通风空调;2004年03期

[2] 楼媛媛；《地源热泵优缺点分析》 [J]; 现代商贸工业 2010年 第22期

[3] 张景勋 ；《地源热泵技术在建筑施工应用方面的优缺点分析》 [J]; 科技致富向导 2011年24期

[4] 李敬然 ；《浅谈地源热泵空调系统的技术特点与发展现状》 [J]; 华章 2013年10期

第7篇

关键词：缓冲、回填材料；分层设置

引言：甘肃北山被视为修建高放废物处置库的首选地区[1]。依据国内学者对于处置库预选区地下水化学类型、特征的研究结果，处置库预选区的地下水可以认为是盐溶液环境。而根据国内外学者研究[3]：高水平放射性核废物（高放废物）处置库中的混凝土经长期使用将逐渐衰解，与地下水作用形成高碱性孔隙水（pH>12），并可能与处置库中的缓冲、回填材料发生反应，从而对缓冲、回填材料的膨胀等性能产生消极影响，且放射性核素衰变产生的热量会加速水泥的老化，使得pH变得更高。故可认为在一定时间后，处置库内将会产生pH>12甚至更高的溶液，形成碱液环境，并向外渗透。综上，缓冲回填材料的功能可由下图1-1表示：

如上图所示，处置库及内部的核废物有向外界自然环境释放核辐射、热量、渗透碱液的趋势，处置库所在环境含盐溶液的地下水有向处置库方向侵蚀的趋势，这就需要处于两者之间的缓冲回填材料发挥作用以利于处置库产生的热量向外传导并阻止辐射、碱液、含盐地下水的渗透。

结合本人进行的以新疆阿尔泰膨润土为基材多种配方的混合试样膨胀性能的研究，得出一些结论，现仅以膨胀性能为基础进行缓冲/回填材料按功能特性分层设置的探讨。

一、试验介绍

（1）试验内容简介。本人所进行的试验包括：介质溶液分别为自来水、模拟北山预选处置库地下水的NaCl-Na2S04溶液（质量比为2：1浓度为4.3g/L、8.3g/L、12.3g/L）、模拟处置库内的水泥构筑物会老化产生的碱性溶液的NaOH溶液（摩尔浓度为0.1mol/L、0.3mol/L、0.5mol/L），试验样品干密度（1.8g/cm3）和含水率（12%）一致，分别为纯膨润土试样、膨润土-石英砂（质量比9：1）混合试样、膨润土-沸石-黄铁矿（质量比63：27：10）混合式样。（2）试验结论。实验过程参照《土工试验方法标准》

GB/T50123―1999进行。所的实验结果如下：①自来水作用下纯膨润土试样膨胀力2924.544KPa，膨润土-石英砂试样膨胀力2034.194KPa，膨润土-沸石-黄铁矿样膨胀力2291.64KPa；②盐溶液（浓度为0、4.3、8.3、12.3g/L）作用下纯膨润土试样膨胀力2924.54、2519.808、2310.912、2206.464KPa，膨润土-石英砂试样膨胀力2034.194、1893.12、1788.672、1579.776KPa，膨润土-沸石-黄铁矿样膨胀力2291.64、2102.016、1893.12、1475.332KPa；③碱溶液（浓度为0、0.1、0.3、0.5mol/L）作用下纯膨润土试样膨胀力2924.54、2611.2、2297.856、1932.288KPa，膨润土-石英砂试样膨胀力2034.194、1880.064、1697.28、1514.496KPa，膨润土-沸石-黄铁矿样膨胀力2291.64、2193.408、2088.96、1775.616KPa；

目前国外学者对于缓冲/回填材料应具备的膨胀力的大小已有见解，如比利时要求缓冲材料的膨胀力高于2 MPa，以使孔隙自行封闭，另一方面又要求膨胀力低于4 MPa，使得废物包装容器不至承受太大应力，并防止对于母岩的侵扰[7]。从以上三个表格中膨胀力值可以清楚的知道，所采用的试验材料均满足这一要求，那么我们再从材料在浓度不同的盐、碱溶液作用下膨胀力的变化来判断材料的稳定性，将表2-3、2-4数据进行处理，如图2-1、2-1所示：

其中，膨润土-沸石-黄铁矿混合式样组膨胀力变化趋势拟合曲线为y=2008.67-1009.62x（R2=0.98419），膨润土-石英砂混合式样组膨胀力变化趋势拟合曲线为：y=2308.33-981.89x（R2=0.92051），由国内外的研究可知纯膨润土的诸多缺点决定了其不能作为缓冲/回填材料直接使用，本研究仅将其作为试验参照参照。由图2-1可知，在不同浓度盐溶液作用下，膨润土-石英砂混合试样的膨胀力较为稳定；由图2-2及拟合曲线对比可知，在不同浓度碱溶液作用下，膨润土-石英砂混合式样的膨胀力则无膨润土-沸石-黄铁矿混合式样的膨胀力表现的稳定。

三、结论探讨

综上，当介质溶液为自来水时，实验试样中，膨润土-沸石-黄铁矿试样的膨胀力表现较好；当介质溶液换成盐溶液时，膨润土-石英砂试样的膨胀力稳定性较好；而当介质溶液换成碱溶液时，膨润土-沸石-黄铁矿试样的膨胀力稳定性较好。这说明了一种类型的缓冲/回填材料很难在不同介质溶液作用下均表现较好的稳定性。因此，我们可以考虑将用作屏障作用的缓冲/回填材料根据材料特性进行分层设置，如下图3-1所示：

根据各试样的性能设置三层缓冲/回填材料，各层的主要功能分别为：①抗碱溶液腐蚀③抗盐溶液侵蚀②吸附放射性物质。其中①、③两层回填材料的另一个重要作用就是将盐、碱溶液阻隔在②层以外，使之不被盐、碱溶液破坏。

四、分层设置优缺点讨论

按照材料特性进行分层设置的优点：1、降低了材料选择的工作量，因为虽然不能否定存在各类性能均表现较好的材料，但是实际试验验证的工作量会很大；2、有利于利用已知性能的材料，便于多学科的参与，使得本类工作在选材方面的开放程度更高。

按照材料特性进行分层设置的缺点：由于①、②、③层的材料不同，膨胀性能有差异，导热性能也不同，作为缓冲/回填材料，它的整体性不如使用一种材料的好。

参考文献：

第8篇

六合镇幅员面积333.3平方公里。种植旱田作物25.2595万亩，其中岗地、沙岗地约8万亩，平地约8万亩、水岗地、二洼地约6万亩。

六合镇常年降水量与讷河市全市相似，常年平均450毫米，4-9月平均387.96毫米。

六合镇2012年播种面积410220亩，其中水稻157725亩，玉米166170亩，大豆(包括芽豆)41865亩，马铃薯36510亩，甜菜7950亩。

六合镇2012年人口36242人，7056户，外出打工人口近1万人，非农业人口1205人。

六合镇现有旱田水利设施：全镇有大井185眼，在大地里的有156眼，可浇灌面积2.33万亩；打在大地里的抗旱水井365跟，可浇灌面积0.5475万亩；大时针喷灌13套，可喷灌面积0.39万亩；卷盘式喷灌38套，可喷灌面积0.5475万亩；微滴灌95套，可喷灌面积0.12万亩。围井建罐25个，坐滤水精播机101个，农户拥有机动车辆3415台，可实现春天坐滤水播种和后期喷灌补水面积4.8万亩，占旱田总面积的19.9％。

玉米生长季节需降水量600毫米，大豆需550-700毫米，水稻需450毫米，马铃薯、甜菜块茎膨大期均需比较充足的降水。适宜作物生长的土壤含水量为60-70％。旱田在没有水利设施的条件下作物生长季节平均缺水150-250毫米左右，以旱岗地，减产最重，严重年份可致绝收。这就是六合旱田有收无收在于水的现实。

二、六合镇田间补水的几个途径

1、抽取地下水，采用补水方式的节水灌溉法。这是今后六合镇旱田水利化的主要途径。

2、人工降雨：可作为旱田水利化的补充。

3、引尼尔基水库水、嫩江水、讷漠尔河水。因六合镇的旱田离这几个水源有5-25公里之遥，这一措施现在只能是设想，实施的可能性不大。

4、使用抗旱种衣剂，深松整地增强作物的抗旱能力，打破犁底层，提高土壤的蓄水、保水能力，这是近些年来已经大力推广的农艺措施，在旱田的水利化还在刚刚开始的时候或者旱田基本实现水利化的时候，这种农艺措施也是不可或缺的。

1、六合镇旱田水利化的基本原则

因为六合镇旱田水利设施建设近期只能以抽取地下水为主，地下水源与河套地不同，旱田地下水源是有限的，只能采用节水灌溉方式以补水为主，不能种植需水量大的水稻。一个是消费特高，经济效益下降，又浪费了旱田地的地下水资源，不提倡抽水种稻，防止地下水位下降太快，保证旱作农业的可持续发展。

四、几种旱田水利设施的优缺点

1、大时针喷灌：一次建设多年使用。整个生产季节均可使用，使用时一组只要有一个管理即可，浇灌面积大浇灌均匀，是当前世界上发达国家农业生产大量应用的主要田间水利设施，也是六合镇今后大力发展的主要水利设施。缺点是：投资大，要求土地坡度不要太大，田问没有电线杆、树带等障碍物，适宜作物连片种植、喷灌时大喷灌转圈时有死角，需要用小型喷灌补充。一公顷设施建设需要投入1.5万元以上。

2、卷盘式绞盘喷灌机。优点是：零星地块、有障碍物的地块也可。缺点是：喷时需要四轮车索引，玉米太高时没法喷灌。用时卷盘拉地里，不用时需要拉回，喷灌面积较小，需要电费、管理费较高。

3、小型喷灌。适合地表水较浅的洼地或有三项电的地块用电力抽深水井的水，对地块作物要求不严，只是喷灌时挪水管费工费力，出水量慢。费用也相对较高。

4、坐滤水播种或插播甜菜苗，马铃薯播前豁水、播种时浇水、播种后豁水，好处是水埋在垅中间，上覆干土不蒸发，是真正的节水灌溉，也是近些年来农户大量应用的实用措施。缺点是水灌车拉水压地，需要旱拉墒沟子才能防止老墒。

五、旱田水利设施建设的目标规划

从2012年国家把旱田水利设施建设纳入日程，到2015年六合镇水利设施能覆盖的面积可达20万亩，可基本实现旱田水利化，那时的旱田的生产条件将大大改观，黑土地将能更充分的发挥它的增产优势。

六、旱田水利设施建设的几项原则

1、充分利用国家地方投资90％，农户投资10％的优惠政策，抢抓机遇，早建设早受益。

2、采用农户自选(建设哪种水利设施)、自建(农户参与建设)、自管(建成后农户有专人管理、核收费用)、自用(由农户自己研究决定喷灌次数和用水量)。

3、提倡连片规模种植、标准化种植，这样水利设施的作用才能更好地发挥。

第9篇

目前针对这种病害尚无较理想的处理方法，有些地段虽然采用了钻孔注浆处理，然其仅仅只能将大部分缝口封闭，并不能将错口管道进行调整或纠正倾斜挡墙且也存在大量砂浆灌入管内，造成管道过水断面减少，给后期养护工作带来不便。

鉴于上述情况，我处在市政排水施工中，重点从源头抓起，消除工程施工质量的先天不足，对于地下水位较高且土质较差的地段，采用轻型井点降水既避免了水中作业、超挖扰动原状土及管基座落在软土基层上，有避免了过去那种因槽中积水直接铺干灰，泥、灰、石、水相混合，未等凝固便直接铺设管道的做法，保证了工程质量。

施工排水一般分为明沟排水和人工降低地下水位两种方法，其中，人工降低地下水水位是在明沟排水不能解决问题的情况下采用的，比如地下水位较高，土壤稳定性较差，是在沟槽或基坑开挖前，把地下水降到工作面标高以下，以改善沟槽底的施工条件，稳定边坡，防止塌方或滑坡，同时，也起到稳定槽底的施工条件，稳定边坡，防止塌方或滑坡，同时，也起到稳定槽底防止地基承载力下降的作用。

人工降低地下水位的方法是根据土层性质和允许降深的不同，又分为轻型井点、电渗井点等，在此仅浅谈一下轻型井点降水在排水工程施工中的应用。

一、使用范围

轻型井点系统适用在粉砂、细砂、中砂、亚粘土、亚砂土等渗透系数在1~80米/昼夜的土层降低地下水位，尤其是渗透系数在2~50米/昼夜的土层，降水效果更为显著。

二、降水原理

轻型井点系统由井点管、直管、弯联管、总管和抽水设备所组成（如图1），其中抽水设备可采用直空式或射流式抽水设备。轻型井点系统是通过直空泵或射流泵，使直管中产生真空度，在大气压作用下使地下水经由井点管、总管，经过能量交换，压出排走，从而达到降低地下水位的装置。

一般真空式地下水位降落深度为5.5~6.5米，射流式可使地下水位降落达9米。

三、优缺点

优点：

（1）轻型井点降水系统降水相对比较集中，能够按照要求进行降水，其降水范围利用率较大。

（2）轻型井点降水系统降水时间比较快，一般7~10天即可开打挖且降水效果比较显著。

（3）轻型井点安装、拆除比较简便。

（4）轻型井点损耗、运转费用相对较低。

（5）井点管对边坡起到一定的支撑作用。

缺点：

（1）井点管较多，特别是接管处易进气，管理麻烦。

（2）在一定程度上，影响机械开挖和材料的垂直运输。

（3）需另有备用电源，以防停电，造成前期降水无效。

四、实例应用计算

我处在红杉树立交排水改造工程中，根据查找相关水文地质资料及询问有关老工程技术人员以及进行实地勘测，此地段地下水位较高，距地面1米以下即到地下水位线，土质多为粉砂土，渗透系数K=5.0，根据设计需将地下水位降低S0=3.7米，方可保证开挖沟槽不出现朝塌方和槽中不积水，由于开挖沟度达4.2米，采用双排轻型井点进行降水。

由于实际施工中遇到的多为潜水不完整井，因此，下图按50米作为计算长度，以确保井点布置（见图2）

（1）含水层有效带厚度H0

S0/( S0+L0）=3.7/（3.7+2）=0.8 a=1.85

则H0=a（S0+L0）=1.85×（3.7+2）=10.55米

式中L0―井点管长度，一般为2米。

（2）影响半径R

R=2×S0×（H0K）1/2=2×3.7×（10.55×5）1/2=53.75米

（3）群井假想半径X0

X0=L/4=100/4=25米式中L――干管总长

（4）涌水量

Q=1.336K（2 H0－S0）S0/（lg a－lg x0）

=1.336×5×（2×10.55－3.7）×3.7/（lg53.75－lg25）

=1331m³/昼夜

（5）井点管出水q

q =2πr0L0×20(k) 1/2=2π×0.025×2×20×(5) 1/2=14.0 m³/昼夜

式中r0―井点管半径 一般为0.025米

（6）井点管数目n

n=Q/q=1331/14=95个

（7）井点管间距d

d=L/n=100/95=1.05米取1米

四、体会

在红杉树立交排水改造中，通过采用双排轻型井点降水，沟槽开挖边坡从1：1减少至1：0.33，一个断面减少土方开挖量达11.8m³，可以节省占路近6（见图3）。这对于城市市政工程排水施工，既确保了工程质量，缩短了工期，又大大节约了工程造价，特别是土方及后期道路恢复，每延米可节约资金约1000元，而且对于城市市区交通量、人流量比较大的地段减缓了交通压力，易于疏通人、车流量，在一定程度上不仅提高了经济效益，而且也提高了社会效益。

利用轻型井点降水之前，一定要勘测好土质情况，否则，即使采用轻型井点降水，由于土质的渗透系数过小，其裹水、表面吸附性能较大，亦可能导致降水效果不大；井点布置也要考虑后期采用机械开挖的可能性，要达到便于机械开挖；井点降水运行后，要经常进行巡视察看有无进气，导致降水效果不好；井点降水要在分层填至土路床下0.5米并达到设计密实度要求，再停止降水，停止降水过早，由于地下水位上升，对后期回填夯实不利，极易造成回填夯实翻浆弹簧等现象；为了使降水效果更好，可以采用先将沟槽下挖1米左右，然后再下井点。

第10篇

1 增城市棠夏生活垃圾填埋场的现状

增城市棠厦垃圾填埋场位于增城市荔城街棠厦村，距离市区约12.6km，该场主要填埋增城市下属的六个镇街的生活垃圾。填埋场于1996年12月投入使用，日进垃圾量约200吨/天，自开始使用到2008年5月止，堆填垃圾达80多万吨，已填的垃圾堆体占地面积达48982m2，占填埋库区面积为58.22％。

填埋场为毫不设防的简易垃圾填埋场，场区内臭味四溢、蚊蝇四处乱窜，垃圾渗沥液通过地表遍布填埋场的空地；场内没有作业道路，作业方式十分简易，采用的是高处向下倾倒、简易压实、简易杂土覆盖作业；填埋场存在严重的环境污染及安全隐患。

垃圾填埋场平面布置图 垃圾填埋场实拍照片

2 简易垃圾填埋场的整治方案

毫不设防的棠夏垃圾填埋场产生的环境问题主要来自以下三个方面：填埋气体的污染与安全隐患、垃圾渗沥液的污染、填埋场的景观问题。针对污染现状，对各种污染源实施了行之有效的整治措施。

2.1填埋气体的整治

填埋的垃圾经微生物分解会产生填埋气体，气体的主要成分为甲烷（30％～40％）和二氧化碳（40％～50％）

现状垃圾堆体高度约40～50m，未设置填埋气体导排系统，填埋气体在填埋场的聚集，当甲烷浓度达到5～15％时，遇到火种会发生爆炸，当浓度达到40％以上时，遇到火种会迅速燃烧。另外，甲烷和二氧化碳都是温室气体。为有效解决填埋气体的环境问题，拟在现状垃圾堆体区域按照间距40m梅花状分布气体导排系统，导排系统实施方案如下：

（1） 钻入DN400钢管进入垃圾堆体2/3处；

（2） 在DN400钢管中套入Dn150HDPE穿孔管，在两管之间填充16～20mm碎石；

（3） 将d400钢管拔出。

现状垃圾堆体的产气量较小，沼气利用价值不大，因此，填埋气体拟采用收集后集中燃烧排放处理方案。

2.2 防渗方案

根据工程的现状，对库区防渗进行了多方案的比选与论证，最终确定了经济、合理、可行的工程方案，下面进行详细的论述。

（1）防渗目的

防渗工程的目的，就是采用天然的或人工的防渗层，切断库区内渗沥液向库外泄漏的通道，彻底杜绝渗沥液的外渗，同时防止地下水向填埋库区的渗入，确保垃圾填埋场安全可靠的运作，减少渗沥液产生量，避免造成二次污染。因此，防渗工程的设计好坏，是关系到填埋场设计成败的关键。

（2）防渗工艺

填埋场的防渗方式可以分为自然防渗、人工防渗两种：

① 自然防渗：如果在填埋场底部和周边有足够数量的高粘性土壤的压实土壤层，且各个部位的土层保持均匀，厚度至少2m，其渗透系数≤10-7cm/s，渗透性不因与渗沥液接触而增加时，可考虑采用自然防渗。

② 人工防渗：当填埋场在地形、地貌和水文地质条件达不到自然防渗要求时，必须进行人工防渗。根据场址的工程地质和水文地质条件，人工防渗主要有以下两种形式：

a、水平防渗：水平防渗指采用人工衬层将填埋场基底与垃圾堆体完全隔离，以防止渗沥液外渗，最常见的有以下几种工艺：天然粘土防渗层、钠基膨润土软衬防渗层、高密度聚乙烯（HDPE）土工膜防渗层或者上述几种的复合防渗层。

b、垂直防渗：所谓垂直防渗，系指通过垂直库底方向、沿库底周边敷设于岩土中的防渗幕墙，使幕墙与库底以下的天然隔水层相连，使得库底以下形成一个相对独立封闭的水系，从而阻止渗沥液外渗。其适应条件是：要求填埋场库底在地下水承压水位2m之上，必须连续存在不透水层。垂直防渗幕墙可以通过帷幕灌浆工艺来实施。通过灌注压入浆液（水泥砂浆+膨润土或其它化学浆液），使浆液填充岩石裂隙，胶结成符合防渗标准要求的地下幕墙。

垂直防渗填埋场的地下水由于防渗帷幕的阻拦，不能按原来的渗流路线排泄，随着水位升高到场底以上和垃圾渗沥液混合，一并排入渗沥液调节池，由此造成清污合流，增加渗沥液处理站的负荷。一般采用场垂直防渗工艺的填埋场，其渗沥液水量是水平防渗的2~3倍。

（3）防渗方案

本填埋场总的面积为124600 m2，垃圾填埋库区面积为84127 m2，其中未堆填区的面积为35145 m2，已堆填区的面积为48982 m2。已填埋区堆填的垃圾的高度约40～50m，垃圾量约80多万吨，均为简易堆填，垃圾堆体高且不密实，现场情况非常复杂，针对复杂的现状，提出如下防渗方案：

方案一，库区完全采用高密度聚乙烯（HDPE）土工膜防渗（已填垃圾转运）

实施方案如下：①将未堆填区清淤平整，按卫生填埋要求在库底设置防渗层、地下水导排系统、HDPE防渗膜、渗沥液导排系统及导气系统；②搬运现有垃圾至未堆填区，并按照国家相关标准进行垃圾摊铺、压实、覆土压实覆土，据初步估算，未堆填区的库容约53万吨，不足以容纳现状80万吨的垃圾，需在填埋场附近找地经简单防渗处理后，作为临时的垃圾堆放点；③现状垃圾搬运完毕后，对腾空的填埋二区库底进行清淤平整，并按卫生填埋要求在库底设置防渗层、地下水导排系统、HDPE防渗膜、渗沥液导排系统及导气系统，然后将剩余的垃圾转运至该区。

方案二，整体垂直防渗

根据地质勘察院的岩土工程初步勘察报告：本填埋场库区不存在断层及断裂带，为独立的水文单元，因此采用防渗幕墙阻隔库内地下水与库外地下水的联系是有条件的。

垂直防渗具体方案如下：① 在渗沥液调节池下游（现状氧化塘以西）设置一道垂直防渗幕墙隔绝场区地下水与场外地下水的联系；② 在填埋场北侧设置一减压井排场区的地下水至地下水处理系统；③ 设置地下水处理系统：三次钻孔的地下水水质指标表明，地下水虽呈污染加重趋势，但近期地下水仅BOD5、CODcr轻度超标，因此近期仅设置滤池及沉淀池处理地下水，保证地下水达标后排放，远期根据地下水水质的变化，预留场地以备增设地下水处理系统；④ 为最大程度减小库区内地下水的污染，将储存渗沥液的调节池进行水平及边坡防渗。

（4）方案比较及推荐方案

两方案的优缺点比较如下：

方案一

优点：

① 能彻底地防止垃圾填埋场的渗沥液及气体对生态环境的污染，完全满足垃圾无害化处理要求；

② 渗沥液处理规模小，日常运行费用低；

③ 后期运行管理简便。

缺点：

① 工程耗时耗工，一次性投资大；

② 施工周期较长；

③ 转运过程会对周边大气环境造成污染；

④ 需在垃圾填埋场找面积6万m3的空地用于现状垃圾转运，难度较大。

方案二

优点：

① 工程施工便捷，一次性投资少；

② 施工周期短。

缺点：

① 根据目前地下水的污染现状，该方案近期内基本能够满足垃圾无害化处理要求，但是该区域地下水污染呈逐渐加重的趋势，随着地下水水质的变化，地下水处理系统需同步更新，此种处理方式不足以保证地下水达标，并给以后的运行管理带来诸多不便，同时，不能准确评估后期的运营费用；

② 若底部的不透水层的垂直防渗系统不能承受泄压井的水压，最终导致地下水与渗沥液的混流，将使得地下水完全污染，环境污染风险较大。

③ 地下水监测资料显示，库区的地下水水质已被污染，且污染呈逐渐加重趋势，此种情况表明，该库底的不透水层可能存在如下的其中一种情况：a、不透水层厚度不够，渗沥液已经下渗到不透水层以下的土层；b、不透水层不完整，渗沥液通过漏洞下渗到不透水层以下的土层。库底的不透水层存在上述的任何一种情况，都会导致垂直防渗方案存在较大的环境污染风险。

④ 根据江门地质勘察院的地质勘察报告：该区地下水枯、丰水期水位变幅为3.0m左右，可见地下水水量变化较大，地下水处理系统的规模很难确定。

⑤ 渗沥液处理规模为完全水平防渗的2倍，日常运行费用高。

根据上述，方案一虽然整治后，不存在环境风险，且运行管理方便，但在进行现状垃圾转运时，实施难度大，耗时耗工，投资大；方案二虽实施难度小，但整治后仍然存在环境风险，且运行管理复杂。综合本填埋场的现状特点及两方案的技术优点，本填埋场决定采用水平防渗与垂直防渗相结合的方案：在未堆填区与已堆填区之间设置一道分割坝，未堆填区采用HDPE膜水平防渗，已堆填区采用垂直防渗。

4 结论

第11篇

1.1、20世纪90年代的地基处理技术到了20世纪90年代，慢慢的就开始在全国推广应用深层搅拌桩和粉喷桩，这类地基处理方法用于加固有地下水或含水量大于23％的淤泥、粘性土、砂土、粉质粘土、粉土等各类软土地基，其加固效果非常好，对于承载力低于100kPa的天然土层，加固后所形成的复合地基，能将原来的天然地基的承载力提高1.5~2.5倍，大大节约了建筑成本，提高了地基土的强度。

1.2、2000年至今的地基处理技术在这期间，在河北、北京地区兴起的一种地基处理新技术，该技术由中国建筑科学研究院地基基础研究所和河北省建筑科学研究院共同开发研制，这就是简单易操作，成本更低的夯实水泥土桩复合地基。这种地基处理方法比深层搅拌桩和粉喷桩更直观，效果更好。因为深层搅拌桩和粉喷桩是将水泥与地基土在原位上搅拌压实，而夯实水泥土桩则是将水泥与地基土，在地表搅拌后用粉碎机粉碎，再回填进孔内进行夯实（前提是必须保证施工质量,尤其是回填夯实这一环节必须控制好，严格把关才行）。

到了2000年，夯实水泥土桩由于它的成本低，施工速度快，施工效果好（前提是必须保证施工质量,尤其是回填夯实这一环节必须控制好），在北方（如邯郸、洛阳、安阳等地）被得到广泛的应用，这种处理方法一般能使复合地基承载力特征值达到250kPa以下，对于多层民用建筑及工业建筑是能满足要求的。

随着近些年来城市房地产开发热的需求，土地的供应量日趋紧张，土地的价格也大辐度提高，大部分的楼房由原来的多层向小高层、高层发展，楼房对基础下的地基承载力要求更高。在夯实水泥土桩盛行期间，一种新的地基处理方法应运而生，它就是CFG桩，它是采用水泥粉煤灰碎石混合而成的桩(简称CFG桩)。此处理方法适用于处理粘性土、粉土、砂土等已自重固结的素填土等地基，是提高软弱土层地基承载力的一种较好的施工方法。它的施工工艺，一般是长螺旋钻孔灌注成桩及长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩。到后来演变成由素混凝土代替水泥粉煤灰碎石，变成素混凝土桩。原来的换填法、深层搅拌桩、喷粉桩和夯实水泥土桩都采用的较少了。

2各时期所采用地基处理方法的变化与城市建筑物结构的变化

目前地基处理一般是针对高层以下楼房的天然地基土进行加固处理的，高层以上的楼房它就不能满足要求了。

2.1、楼房的划分一般情况下，根据楼盘的用途不同可分民用和商用，根据楼房的高度不同又分为低层、多层、小高层、高层和超高层。（1）多层住宅。多层住宅是指高于10m，低于或等于24m的建筑物，一般为4～8层。（2）小高层住宅。我们常常可以听到售楼员介绍小高层产品，这种产品类型是没有专业的学术规定的，它的产生主要是因为建筑设计防火规范的要求，11层以上的住宅要求设两部电梯，于是小区的规划上介于成本因素的考虑，往往会设计出容积率较高的只用使用一部电梯的住宅形式，这就是小高层的诞生。当然，由于现在人们对生活品质的要求逐渐增高，即使是小高层的住宅也会配备两部电梯，但是最初的名称依然沿用下来，代表了一种较具居住品质同时也较高效率利用了土地的建筑类型。小高层详细的定义是：一般把9层至11层高的集合住宅称为“小高层”，带电梯，兼具多层和高层的特征。而在顶层做了跃层户型的实际上具有12层高度的住宅，习惯也被看作是小高层，在设计的防火规范等方面等同于普通小高层。（3）高层住宅。高层住宅一般指总高12层以上的住宅建筑。其类型主要有三：板楼、塔楼和塔连板。

2.2、各年代所采用地基处理方法的变化与建筑结构的变化建筑物的上部结构和地基是共同工作又相互影响的，因此当地基不能满足设计要求时，不能只限于地基加固，上部结构也应采取加强措施。有些情况下，适当加大上部结构的刚度所起的效果比单纯的处理地基效果显著，有时则需二者兼施。总之，应对上部结构和地基作全面考虑，从而提出几种方案，经过技术经济比较后，才能得出最合理的方案。每一次地基处理技术的变革，就预示着城市建设的进程的步伐加快，每个年代所采用的地基处理技术是随着城市建筑的变化而变化。建筑结构与建筑形式发生变化，地基处理技术就会创新与发展。由表1我们就可以看出各年代用采用的地基处理方法的变化与建筑结构及形式的变化情况。

3各种地基处理方法的比较

在城市进程不断变化发展的大趋势下，建筑设计也在不断的变化与更新。虽然各种地基处理方法在不同时期发挥过各自应有的作用，但各种地基处理方法都存在着一定的局限性和适应范围，没有一种地基处理方法是通用万能的，每种方法都有自己的优势和劣势。哪一种方法也不可能一直沿用，都是在不断地变更、创新、发展中。下面我就各种处理方法的适用范围、优缺点及发展前景进行阐述。

3.1、换填法（1）换填法的适用范围：①适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。②素土换填法:用于农村村民自建房（2层以下的房屋）。③三七灰土换填法：用于农村村民自建房（3层以下的房屋）和对地基要求不高的厂房。（2）换填法的优缺点：①素土换填法：优点：施工简单易行、可就地取材、成本低。缺点：如果干密度控制的不好，施工质量无法保证。②三七灰土换填法：优点：施工简单易行、凝固后强度较高、成本较低。缺点：如果干密度控制的不好，施工质量无法保证，污染环境（熟石灰的粉尘颗粒易飘散在空中，对大气及现场造成污染）。（3）换填法的发展前景：适合局部和基坑不太大的场地，没有太好的发展前景。

3.2、深层搅拌桩（1）深层搅拌桩的适用范围：①适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。②用于民用建筑多层楼房。③可提高地基土的承载力1.5~2倍。（2）深层搅拌桩的优缺点：①优点：对于不太粘的软弱土加固性良好、机械化成度高、施工速度快。②缺点：对于粘性较强的软弱土搅拌不均匀、加固效果不太好。对于含有生活垃圾类的杂填土及软土加固效果不理想、不凝固或凝固不好、污染环境（水泥的粉尘颗粒易飘散在空中，对大气及现场造成污染，水泥浆的喷出对场地形成污染）。（3）深层搅拌桩的发展前景：适合软弱土的场地，施工条件限制多，发展前景一般。

3.3、粉喷桩（1）粉喷桩的适用范围：①适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。②用于民用建筑多层楼房。③可提高地基土的承载力1.5~2倍。（2）粉喷桩的优缺点：①优点：对于不太粘的软弱土及淤泥加固效果好、机械化成度高、施工速度快。②缺点：对于太粘的软弱土搅拌不均匀、加固效果不太好。对于含有生活垃圾类的杂填土及软土加固效果不理想、不凝固或凝固不好、污染环境（水泥的粉尘颗粒易飘散在空中，对大气及现场造成污染）。（3）粉喷桩的发展前景：适合软弱土的场地，施工条件限制多，发展前景一般。

3.4、石灰桩、灰砂桩（1）石灰桩、灰砂桩的适用范围:①适用于处理饱和粘性土、淤泥、淤泥质土、素填土和杂填土等地基。②用于民用建筑多层楼房。③可提高地基土的承载力1.5倍。（2）石灰桩、灰砂桩的优缺点：①优点：操作简单，成本低。②缺点：石灰桩容易产生冲孔、施工质量无法保证、污染环境。（3）石灰桩、灰砂桩的发展前景：此2种方法诞生后未用太久，就被夯实水泥土桩取代。

3.5、夯实水泥土桩（1）夯实水泥土桩的适用范围：①适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基。②用于民用建筑多层楼房。③处理深度不宜超过10m。④可提高地基土的承载力1.5~2倍。（2）夯实水泥土桩的优缺点：①优点：对于粘性软弱土和不太粘的软弱土，均能搅拌的均匀，直观、简单易操作、成本低，若夯实关控制的好，施工质量比深层搅拌和粉喷桩更略胜一筹，施工速度快。②缺点：污染环境（水泥的粉尘颗粒易飘散在空中，对大气及现场造成污染）。（3）夯实水泥土桩的发展前景：此桩发明出来前期至中期,在河南洛阳、安阳、河北邯郸等地被广泛应用，效果显著，施工质量好，后来发展到中后期，由于施工队伍太多，人员素质良莠不齐，致使回填夯实质量得不到保证，加上城市建筑向高层建筑物发展与变化，夯实水泥土桩也由开始的兴盛步入衰落之路，逐渐被CFG桩取代。

3.6、CFG桩（1）CFG桩的适用范围:①适用于处理粘性土、粉土、砂土等已自重固结的素填土等地基。②用于小高层及高层建筑。③机械洛阳铲成孔，送料机送料成桩适用于小规模的场地。④大部分场地一般是长螺旋钻孔灌注成桩及长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩。⑤可大幅度提高地基土的承载力。（2）CFG的优缺点：①优点：机械化程度高、质量比较容易控制、施工质量好、成本相对高。②缺点：污染环境（水泥的粉尘颗粒易飘散在空中，对大气及现场造成污染，水泥浆及碎石的喷出对场地形成污染）。（3）CFG桩的发展前景：此桩是目前地基处理中被广泛应用的处理方法，虽成本较高，但施工质量容易控制，具有较好的发展前景。

3.7、素混凝土桩素混凝土桩的适用范围、优缺点及发展前景与CFG桩相同。由此我们不难看出，各种地基处理方法，都不是那么的完美和万能通用，都有一定的局限性。

4结语

第12篇

关键词：隧道；地质预报；综合对比；TSP；地质雷达

中图分类号：U45文献标识码： A

1 引言

成渝铁路客运专线第五施工合同段大安隧道全长5054m，隧址区地质条件复杂、地下水发育。隧道地表水分布七一水库和众多鱼塘，流量受季节影响明显，其中，七一水库位于隧道线路穿越范围，埋深仅20余米，洞身渗水相当严重，隧道涌水量5000～8000m3/天。隧道地质构造复杂，穿越10处断层破碎带，岩体构造强烈挤压的影响，岩体裂隙加大，岩石松散破碎，施工风险性极大。因此，隧道施工顺利穿越地质风险段成了大安隧道工程乃至整条线路顺利完成既定目标的关键。而超前地质预报是一项较新兴的学科，单一的方法普遍存在判释位置误差大、异常体类型误判较多等问题。为此，对本隧道制定针对性的综合对比超前地质预报方案，提高对不良地质体的预报准确率，是本工程成败的关键一环。

2超前地质预报原理及优缺点

目前，施工阶段地质预报方法主要有地质法、超前钻孔法、地震波反射法（TSP、TGP等）、声波反射法（HSP）、电磁波反射法（地质雷达）等[1，2]。

2.1 地质法

地质调查法是根据隧道已有勘察资料、地表补充地质调查资料和隧道内地质素描，通过地层层序对比、地层分界线及构造线地下和地表相关性分析、断层要素与隧道几何参数的相关性分析、临近隧道内不良地质体的前兆分析等，利用常规地质理论、地质作图和趋势分析等，推测开挖工作面前方可能揭示地质情况的一种超前地质预报方法[3]。

2.2 弹性波反射法（以TSP声波反射法为例）

TSP预报其基本原理是利用地震波在不均匀地质体中产生的反射波特性来预报隧道掘进面前方及周围临近区域地质状况(图1)。它是在掌子面后方边墙上一定范围内布置一排爆破点，进行微弱爆破，产生的地震波信号在隧道周围岩体内传播，当岩石强度发牛变化时，比如有断层或岩层变化，信号的一部分被返回、界面两侧岩石的强度差别越大，反射回来的信号也就越强。返回的信号被经过特殊设计的接收器接收，转化成电信号并进行放大。根据信号返回的时间和方向，通过专用数据处理软件处理，就可以得到岩体强度变化界面的位置及方位[4]。

2.3 电磁波反射法

探地雷达(Ground Penetrating Radar简称为GPR)系统是一种探测地下结构和埋藏物的新型无损探测仪器。它在地表上向地下发射高频率、宽频带电磁波，并在地表接收在地下介质特性发生变化的界面上发生反射的反射回波信号，根据回波信号的时延、形状及频谱特性等参数，解译出地下目的体的深度、介质结构及性质。探地雷达测试原理如图2所示。介质间的介电差异是探地雷达探测的先决条件之一，而且界面量测物介电差异越大，越容易分辨。

图2 探地雷达测试原理图

电磁波的传播取决于物体的电性，不同的地质体(物体)具有不同的电性，在不同电性的地质体分界面上都会形成电性介面，雷达信号传播到电性介面时产生反射信号返回地面，通过接收反射信号到达地面的时间就可以推测地下介质的变化情况。电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度和波形将随所通过介质的电性质及集合形态而变化，由此通过对时域波形的采集、处理和分析，可确定地下界面或目标体的空间位置或结构状态。

2.4 超前水平钻孔法

用钻探设备向掌子面前方钻探，直接揭示掌子面前方几十米的地层岩性、岩体结构、构造、完整性、地下水、岩溶洞穴规模形状及充填物性质等资料，还可以通过钻孔取芯，试验获得岩石强度等定量指标。超前水平钻适用于经地质分析或物探方法基本认定的不良地质段。超前水平钻法预报直接、准确，但存在施做技术难度大，耗时长，费用高，对施工干扰大等缺点。

2.5 超前地质预报方法对比及优缺点

目前，施工阶段地质预报方法根据使用情况总结，主要特点及优缺点见表1[3，5]。

表1 施工期地质预报方法特点及优缺点对比

序号 超前预报方法 主要特点 优缺点

1 地

质

法 主要根据隧道地质调查结果通过作图法推测掌子面前方存在的断层、不同岩类的接触界面，隧道前方围岩的稳定性及失稳破坏型式等。 有牢固的理论基础，不占或极少占用施工时间，适用性强，成本低，操作简便。但靠有限之“见”预报范围有限，特别是在地层岩性变化极为复杂（如强烈褶皱地层）的隧道中推测的准确率更是如此。

2 超前水平钻

孔法 采用钻孔钻进速度测试结果、岩芯的观察及相关试验获取隧道掌子面前方岩石(体)的强度指标、可钻性指标、地层岩性资料、岩体完整程度指标及地下水状况等诸多方面的直接资料开展现场勘察工作。 直接揭示隧道施工掌子面前方地质条件，适用性强。但占用施工时间长，成本高。

3 地震波反射法 作为物探手段中施工阶段的一种长距离勘察手段，勘察距离一般在100～200之间，此方法对断层、破碎带等长大不连续体的界面勘察较为准确。 有成熟的理论基础，预报距离远，但占用施工时间长（一般每次探测需1.5小时左右），测试时需钻孔放炮，操作较复杂，对不规则的和较小不连续体的界面及地下水反映效果较差。

4 声波反射法 主要利用声波在地层中传播、反射，通过信号采集系统接收反射信号，判释隧道掌子面前方反射界面(断层、软弱夹层等)距隧道掌子面的距离来进行隧道施工期地质超前预报。 有成熟的理论基础，预报距离适中（一般100m左右），分辨率较高，对断层、岩性分界、岩溶及软弱夹层均有较好效果，不需打孔放炮，测试快捷，占用施工时间少。

5 电磁波反射法（地质雷达） 主要预报隧道掌子面前方存在的面状结构，如断层、接触界面、软弱夹层分布，也可对孔、洞的位置、分布及地下水进行预报。 有牢固的理论基础，测试较简便，预报精度较高，但预报距离短（一般不超过30m），测试易受洞内金属及电流干扰。

3超前地质预报综合设计

施工阶段的地质工作（即超前地质预报），是设计阶段地质工作的继续，目的是进一步证实前期勘探的地质资料成果，修正、完善前期勘探的地质，水文资料，以保证施工方案的正确性，根据目前国内外经验，采用综合手段比较科学，即采用：宏观预报；长距离预报与中（短）距离预报相结合；地质探测与物理探测相结合的综合预报方法。

本工程利用隧道施工地质调查、TSP200、超前地质钻孔等综合方法进行超前地质预报；将几种预报手段综合运用，取长补短，相互补充和印证，做到有险必探、无险也探、先探后掘、万无一失，防止坍方或突涌水等地质灾害的发生。综合超前地质预报见图3。

图3综合超前地质预报设计示意图

图4综合超前地质预报流程图

3.1 宏观预报

在进场施工前，由地质人员根据地质勘察资料对隧道的地层分界线、地层岩性、断层产状、断层出露位置及规模、节理裂隙发育、隧道围岩类别等作进一步的落实。对可能的坍方段和涌水段等工程地质问题进行预测。

第13篇

[中图分类号] TQ126.4+1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-11-171-1

据调查统计我国月10个省市出现地下水砷超标问题，这些地区已出现地方性砷中毒患者[1]。因此，对地下水和饮用水中的除砷技术的研究越来越受到重视。目前，国内外许多环境科学家都在研究和开发新的除砷技术和除砷材料。本文就近年来国内外除砷技术的发展简要概括如下。

1除砷技术研究现状与进展

1.1吸附法

吸附法是一种简单易行的废水处理技术，一般适合于处理量大、浓度较低的水处理体系。Kaushik Gupta等人[2]将纳米级的铁―钛混合氧化物用于砷的吸附研究，发现氧化物的pH值为6.0（±0.05）时，水溶液中砷的吸附效果最好，朗缪尔单层吸附容量为As（Ⅲ）80.0mg/g，As（Ⅴ）14.6mg/g，并且在室温下砷的动态吸附性能很好。张昱等人[3]研制了几种复合型稀土金属铁氧化物吸附剂，在100℃的干燥条件下制备的铈材料CFA4除砷效果较好，这主要是因为材料的金属配位羟基在对砷的吸附中起着重要的作用。少量的稀土铈在铁基材料中的复合掺杂可以提高载体铁的活性，增大了对砷的去除效果。

吸附法未来污水厂的革新有非常重要的意义，适合于发展中国家的农村和低收入人群的使用。

1.2生物法

生物控砷技术，就是通过砷与生物表面诸多功能键的结合，在生物体表面富集浓缩，其吸附在表面的砷再慢慢渗入到细胞内的原生质中，通过生物体细胞的吸附和新陈代谢作用，达到去除砷的目的。Khondoker Mahbub Hassan[4]等人运用生物物理化学方法，在砷浓度500μg/L的条件下，出水浓度低于15μg/L。杨宏[5][6]等人用生物除锰滤池进行了研究，发现该滤池对As（Ⅲ）都有良好的去除效果，这是因为细菌同铁、锰氧化物形成了菌泥，具有很好的截污能力和透过性。

生物除砷法相对于其它的方法，具有除砷效果好、费用低、处理后的二次污染小等优点。

1.3氧化法

当原水砷污染的浓度不太高时，对砷进行氧化处理，将三价砷氧化为五价砷，可以通过混凝沉淀工艺除砷。陈春宁等人[7]研究了零价铁（Fe0）对砷的去除效果，对质量浓度为1mg/L的含砷水样，Fe0对As（Ⅴ）的去除率高达96.5%，而对As（Ⅲ）的去除率只有75.8%。另有学者对零价铁在腐殖酸缺乏和腐殖酸充足的地下水中去除砷时硬度和碱度的影响进行了研究。发现去除砷的同时也促进了碳酸钙的形成。然而，在腐殖酸存在的条件下，将会影响碳酸钙的形成，从而影响处理效果。氧化法有很好的应用前景，能够很好的应对日益严峻的砷污然水体问题。

1.4其他方法

张岚[8]等人研究铁屑的表面预处理方法和水质的pH条件对铁屑石英砂除砷作用的影响，并考察其动态的除砷效果。结果表明：在pH7～9的范围内铁屑具有良好的除砷效果，并且铁屑经表面酸化处理后其除砷效果略好于表面酸化处理前。试验同时完成了实际高砷水的除砷效果实验，原水中总砷浓度为0.402mg/L，经处理后其浓度降至0.0023mg/L，试验结果符合国家标准要求。易求实[9]等人研究了硫酸亚铁、漂白粉、氢氧化钠三者协同作用对砷的去除率的影响，当硫酸亚铁早pH7～8范围内加漂白粉絮凝沉淀除砷，效率较高。对于1ppm的水样，一次除砷操作砷含量即可达到饮用水的标准。

2小结

每种除砷技术都有其优缺点，对不同的含砷废水应选用适当的方法进行处理。显然，吸附法、氧化法和生物法越来越受到人们的关注，处理效果明显。但吸附法和氧化法处理费用较高，投资大，在工程上的运作受到了限制。生物法具有除砷效果好，费用低，处理后二次污染小等优点，但是，技术上尚有待进一步提高。因此，高性能、低成本、无二次污染且能稳定应用的实际工程的除砷技术还需要进一步发展。

吉林建筑大学青年科研发展基金（520111026）

参考文献

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第14篇

关键词：高层建筑； 地下室； 结构设计； 结构超长

Abstract: with the high building more and more, city construction there appear a large number of basement, the basement structure design in the building of the structure design is often important. This paper first to the basement structure design of technical problems as the main line, with certain economic analysis, and in-depth analysis of the basement in the design of the structure of technical and economic problems and their relations. The basement structure design is more complex, which involves the technical problem is various, mainly has: the foundation bearing capacity and the deformation problems, anti_floating, uneven settlement, structural over_length, civil air defence design, and so on.

Keywords: high building; The basement; Structure design; Super-long structure

中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A 文章编号：

前言

地下室的结构设计是一个综合性很强问题,涉及到的内容繁多而复杂,有些问题至今尚未得到很好的解决,如:地基与基础的相互作用问题、上部结构刚度对地基基础的影响等等。现代高层建筑由于地下工程庞大, 建设工程在地下的投资已经接近甚至超过了地上, 因此无论是从技术还是从经济的角度讲都需要我们更深入地研究地下室结构设计的技术问题, 提高地下室结构设计的水平, 真正做到技术与经济同步、安全与适用协调。

一、抗浮问题分析

1、确定科学合理的抗浮设防水位。目前, 地质勘查单位提供的岩土工程勘查报告中对地下水水位提出了 3 个指标:①拟建场地历史最高水位；②近 3～5 年最高水位；③勘查时的实测静止地下水位。确定地下室抗浮设防水位时应根据设计规范中确定的原则:防水要求严格的地下室,其设防水位可按历年最高地下水位；对防水要求不严格的地下室其设防水位可参照近 3～5 年最高水位及勘查时的实测静止地下水位。

2、降低抗浮设防水位的措施：一是采用平板式筏板基础。一般而言,平板式筏板基础的重量与“低板位”梁板式筏板基础上填覆土的重量基本相当, 但后者的基础高度一般要比前者高。二是楼盖提倡使用宽扁梁或无梁楼盖。一般宽扁梁的截面高度为跨度的 1/16～1/22,宽扁梁的使用将有效地降低地下结构的层高,从而相对降低了抗浮设防水位。

3、增加地下室的重量。如果设计中决定采取增加地下室重量的方法来解决抗浮问题的话,可以采用以下两种方法:一是增加基础配重。此种方法大致又有以下几种情况:①增加基础底板的厚度；②增加基础顶面覆土厚度；③基础顶面采用重度大且价格低廉的填料。这 3 种方法的共同特点是:在增加基础配重用以解决抗浮问题的同时又不可避免的增加了基础的埋置深度,从而相对地提高了地下室抗浮设防水位的高度,因此它不是一种效率最高的方法。二是增加地下室顶板的厚度。这种方法的优点是:在不增加基坑坑底标高的前提下,增加了地下室的重量,而且使用厚板后,地下室顶板的大板块之间可以不再设置次梁,既有利于其他专业的使用,又简化了施工工序；但此种方法的缺点是会略增加地下室顶板框架梁的负荷,而且由于板厚有限,这种方法解决抗浮问题的效果也是有限的。

4、设置抗浮桩。表面上看这是一种解决抗浮问题行之有效的方法,但仔细分析,这种方法也有一定的局限性,且不说设置抗浮桩的造价如何,单从结构受力方面讲,由于地下室的抗浮设防水位是根据拟建场地历年最高水位结合近几年的水位变化情况提出来的,即使是经过重新评估后确定的抗浮设防水位,也是按一定的统计规律得出的结论,很显然,这种方法确定的地下水位在一般的情况下是很难达到的,加之设计计算的不精确性也使得抗浮桩都具有一定的安全储备,因此“,抗浮桩”实际上长期起着“抗压桩”的作用,这种“反作用”将阻碍有抗浮要求的地下室的合理沉降,而这种变化将会使不设缝的大底盘地下室在主体结构和裙房之间产生更大的不均匀沉降差,这正是我们在设计中想极力避免的；同时设置抗浮桩后,计算基础底板内力及配筋时应考虑地下水压力,这样也会增加基础底板的荷载。另外一方面,如果地下水位长期处于一种较高的水平之上,设置抗浮桩也不乏是一种有效的方式。因此,抗浮桩是一把双刃剑,使用时需仔细考虑。

二、不均匀沉降问题分析

1、采用人工处理地基。根据地基处理程度的不同,又有以下两种情况:一是CFG桩地基处理+设置沉降后浇带。此方法的出发点是:在 CFG 桩复合地基承载能力满足设计要求的前提下, 允许主体结构在施工期间有相对量的沉降,由此造成的沉降差靠主体结构和非主体结构之间的沉降后浇带来解决。这种方法的优点是:降低地基处理的程度,进而减少 CFG 桩的数量,降低建设成本,减少施工周期；缺点是:①由于沉降后浇带一般是在主体结构封顶后1～2 个月封闭,这样将使施工期间的基坑降水时间加长,增加了降水费用；②后浇带放置时间过长质量难以保证,而且相应位置底板还要加厚；③由于沉降后浇带的存在使得主体结构在施工期间长时间不能处于四边嵌固的状态, 对结构在施工期间的整体稳定性也不利。如果能采取有效措施避免由于设置沉降后浇带所带来的问题的话,这种方法还是很经济适用的。二是CFG桩地基处理+不设置沉降后浇带。这种方法要求在CFG 桩复合地基承载能力满足设计要求的前提下, 严格控制主体结构的最终沉降量,这样做的优缺点正好和方法 1 相反。

第15篇

关键词：基坑降水；轻型井点；管井井点；电渗井点；引渗井点；缺陷

引言

随着各种大型工程的建设施工，基坑的开挖面积深度逐渐加大，同时引发的基坑降水问题便成为基坑施工过程中的重要组成部分。现有降水方法都各有其适用条件及优缺点，施工过程中应根据工程的实际状况，综合各种因素，选择适宜的降水方案。

1 降水方法

基坑降水方法主要有：明沟、集水井降水、轻型井点降水、喷射井点降水、电渗井点降水、潜埋井降水等等。各种降水方法有其特点和适用情况，比较如下：

1)明沟、集水井降水。

明沟、集水井降水是一种人工排降法。适用于粘性土、砂土、填土和粉土类；渗透系数为7-20.0(m/d)并且水量不大的潜水；降水深度一般小于5m。它具有施工方便，用具简单，费用低廉的特点，在施工现场应用的最为普遍。当基坑坡面渗水较多时，采用此法坡面容易失稳。在高水位地区基坑边坡支护工程中，这种方法往往作为阻挡法或其他降水方法的辅助排降水措施，它主要用于排除上层滞水或水量不大的潜水。

2)轻型井点降水。

轻型井点降水是国内应用很广的降水方法，就是沿基坑四周将许多直径较小的井点管埋入蓄水层内，井点管上部与总管连接，通过总管利用抽水设备将地下水从井点管内不断抽出，使原有的地下水位降至坑底以下。该方法适用于粘性土、砂土、填土和粉土类，土壤的渗透系数为0.1m/d-50m/d的土层中；降水深度为：单级轻型井点3-6m，多级轻型井点6m-12m。它比其他井点系统设备简单轻巧，施工污染小，对场地无要求，施工简单、安全、经济。但使用此法长时间降水时，对供电、抽水设备的要求较高。此法特别适用于基坑面积不大，降低水位不深的场合。

实际工程中，在含承压水和潜水的浅层地基土层中，土的水平和垂直渗透系数都很小，渗透性基本属于弱透水~不透水，但土的含水量较为丰富，尤其是淤泥和淤泥质土层，其含水量一般为50%-60%，由于土体中有有机质或透水性好的夹层等原因，施工经验上的排水量一直较大，基坑降、排水一般采用井点降水和明沟排水组合的方式。

3)喷射井点降水。

当基坑开挖要求降水深度大于6m时，如采用轻型井点就必须用多级井点。这会增加井点设备数量和基坑挖土量，延长工期等，往往不是经济的。此时宜采用喷射井点。喷射井点设备由喷射井管、高压水泵及进水、排水管路组成。喷射井管由内管和外观组成，在内管下端装有喷射扬水器与滤管相连，当高压水经内外管之间的环形空间由喷嘴喷出时，地下水即被吸入而压出地面。喷射井点系统能在井点底部产生250 mm水银柱的真空度，其降水深度可达8m-20m。适用的土质类型与土壤渗透系数与轻型井点相同。其最大的特点便是降水深度大，但其抽水系统和喷射井管很复杂，运行故障率较高，工作效率低且能量损耗很大，所需费用比其他井点法要高。

4)电渗井点降水。

电渗井点适用于渗透系数小于0.1m/d，用一般井点不可能降低地下水位的含水层中，如黏土、亚黏土、淤泥和淤泥质黏土等，尤其宜用于淤泥排水。电渗井点以井点管作负极，以打入的钢筋或钢管作正极，当通以直流电后，土颗粒即自负极向正极移动，水则自正极向负极移动被集中排出。利用电渗现象能有效地把细粒土中的水抽吸排出。

它需要与轻型井点或喷射井点结合使用，其降低水位深度由配合使用的井型决定。在电渗井点降水过程中，应对电压、电流密度和耗电量等进行量测和必要的调整，并做好记录，因此比较繁琐。

采用电渗井点降水可以提高渗透性，缩短降水时间，提高降水效率。但是降水过程中，受土层的导电能力影响大，耗电较多。

5）引渗井点降水

引渗井点的降水原理是上层水在重力的影响下通过井管向下层水渗透，从而实现将水降到基坑底标高以下一定深度。

此法一般用于基坑底标高以上部分分布着多个含水层（包括浅水含水层）或滞水层而基坑下部有不含水的透水层或比较稳定的含水层，基坑底标高以上所有含水层或滞水层的重力水可以通过井孔管引导渗入到下部含水层中，下部含水层的混合水位低于基坑坑底标高500mm-1000mm的环境中。

引渗井点降水适用于粘性土和砂土，渗透系数为0.1-20.0m/d的土层中，降水深度由下部含水层的埋藏、水头及渗透性而定。

此法能有效疏干基土中的水分，促使土体固结，提高地基强度，使位于各种含水层以下的地基与基础工程施工有效避免地下水的影响，提供比较干的施工条件。同时也缩短了工期、提高了工程质量和保证施工安全，减少或避免了水泵的使用，比其他纯抽水降低地下水位施工节省了大量的人力、物力、财力，同时也避免了土坡土体侧向位移、周边土体和建筑物沉降，稳定边坡，消除流砂，减少基底土的隆起。此法的运用取得了良好的经济效益和社会效益。但引渗井点降水法对底层结构条件的要求较高，只有在弱透水层下有厚强导水含水层的条件下才能使用。

6)管井井点降水。

管井井点就是沿基坑每隔20-50m距离设置一个管井，每个管井单独用一台水泵不断抽水来降低地下水位。

此法适用于粉土、砂土、碎石土、可溶岩、破碎带，渗透系数大（K=20~200m/d）的土层，降水深度大于5米。可用于大面积、大降深以及轻型井点不易解决的场合。但该施工方法也有局限性，只适用于中、强透水层。在含水丰富的潜水、承压水、裂隙水等地质条件下应为较为适宜。

如要求降水深度较大，在管井井点内采用一般离心泵或潜水泵不能满足要求时，可采用特制的深井泵，即深井井点来解决。深井井点一般可降低水位30-40m，有的甚至可以达到100m以上。常见的深井泵有两种类型：电动机在地面上的深井泵及深井潜水泵（沉没式深井泵）。它的优点是排水量大、降水深度大、降水范围大等。

7)大口井降水。

大口井降水法适用于砂土和碎石土，土壤的渗透系数为20m/d-200.0m/d的土层，降水深度小于20m。此法适宜在北方黄土层中使用，不用井壁保护，成本较低。但该法只适用于浅基坑降水；有时也作为辅助方法布置于基坑底部。其适用的地质条件与管井降水法相同。

8）潜埋井降水

潜埋井降水法适用于粘性土和砂砾土，土壤的渗透系数为0.1m/d-20.0m/d的土层，降水深度小于2m。应用此法能把基坑底和涵洞底部残留地下水抽走，在实施中要与其他降水方法配合使用。

2 施工中应注意的问题

采用基坑降水最大的缺陷就是容易引起临近建筑物的不均匀沉降，当沉降达到一定程度时就会造成临近建筑物的裂缝、倾斜甚至倒塌。因此在设计施工工程中必须高度重视对临近建筑物的影响，尽量把不均匀沉降值控制在允许的范围内，要对周围环境施行实时监控，确保基坑及周围建筑物的安全。

在选择降水方案时还应综合考虑场地条件及该建筑物设计施工资料、地质情况、场地地下水情况等多种影响因素。