時間:2024-01-27 18:08:56
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇地下水的含義,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞: 水文地質勘察; 地下水問題; 解決對策
隨著社會經濟的不斷發展,建筑工程成為人們生活和工作的基礎建設設施。水文地質質勘察工作不僅是保證工程施工正常、有序進行的基礎,同時也是提高建筑施工質量和建筑安全性的一項重點工作。
1. 水文地質勘察含義概述
水文地質勘察工作可以劃分為綜合性水文地質普查和專門性的水文地質勘探,通常的水文地址勘察工作主要指的是對水文地質條件和地下水情況展開詳細的調查,并通過對調查結果的分析來全面的掌握所在地的水文地質情況。在實際工作中,影響水文地質勘察進程和結構的因素有很多,而天氣則是其最為常見的影響因素。天氣的變化在一定的程度上加大的水文地質勘察工作的難度,再加上后期的水文地質勘察通常都是在野外進行,這也給地質勘察工作帶來了一定的麻煩。為此在進行水文地質勘察前,必須做足勘察前的準備。
2. 地下水勘察的重要性
地下水不僅能夠影響到巖土體的性質,同時對建筑施工的巖土地基工程、建筑物的穩定性和持久性都有著很大的影響,所以,認真嚴格的進行水文地質的勘察工作是非常重要的。在很長的一段時間里,絕大部分的人都認為地下水與建筑工程的施工是沒有直接關系的,正是由于這樣一種錯誤的觀念,使得人們一直都不關心水文地質勘察中的地下水問題。然而事實恰恰相反,地下水不僅與建筑工程的施工有著非常密切的關系,同時還對其施工質量有著非常大的影響,在實際的工程施工中,有很大工程問題都是因為沒有將地下水納入考慮的范圍而引起的,例如:基礎地基的下沉、建筑后期施工困難等。所以,必要給予水文地質勘察中地下水問題足夠的重視。
3. 水文水地質勘察中地下水的問題
通過對相關文獻研究以及結合筆者工作實踐來看,水文地質勘察中常見的地下水問題主要有以下三個方面:
3.1 潛水位上升
在水文地質勘察范圍附近進行建筑工程的施工,有很大的可能性會導致水庫、河流等潛水位的上升,這不僅會加大水文地質勘察的難度,還可能會帶來一定的安全隱患。第一,如果潛水位出現上升的情況,將會導地基隆起或兩側出現偏移的情況,從而造成建筑物的基礎上浮,這就大大的額降低了建筑物的穩定性與安全性。第二,由于巖土體的力學性能存在著一定的不穩定性,如果出現潛水位上升,則會大大提升斜坡、河岸的出現滑移、崩塌的概率,使得巖土的功能受到嚴重的破壞。第三,潛水位上升可能會導致地基軟化的情況出現,粘性土的含水量上升,使r土的強度出現明顯的下降,從而能導致建筑物的變形或沉降。
3.2 地下水位下降
地下水位下降也是水文地質勘察中較為常見的地下水問題的。第一,地下水位下降造成干濕交替,會加快木樁的腐爛程度。同時也會讓石膏層、鈉鹽層的溶解加快,從而導致建筑物出現偏移的情況。第二,巖土的密度與地下水位的變化有著非常密切的聯系,巖土的密度會隨著地下水位的下降而升高,進一步導致地面坍塌或沉降的情況出現。第三,地下水位的下降還可能會造成膨脹性巖土出現不均勻變形的情況,這就在一定的程度上加快巖土的膨脹和收縮距離,從而加大地裂問題出現的可能性,對建筑物的完整性和穩定性都有著非常大的影響。
3.3 地下水的問題對建筑物帶來的危害
河流上游修建堤壩、礦床疏干、地下水抽取過量等情況都是導致地下水問題形成的重點原因,嚴重時還會直接造成地下水位的下降,進而引起地面塌陷、地面沉降、地裂等一系列的問題,大大的威脅到人們的生命健康安全。不僅如此,嚴重時還會造成地下水水質惡化、水資源枯竭等危害。這不僅對建筑工程的穩定性和安全性有著非常大的影響,還會讓人類的生存環境變得不穩定。
4. 解決水文地質勘察中地下水問題的對策研究
針對當前水文地質勘察中所常見地下水問題,為了確保此項工作順利開展及成效,筆者認為我們可以從以下幾個方面著手予以解決。
4.1 明確水文地質勘察的評價內容
結合實踐來看,地下水類型、地下水水位的變化都在一定的程度上影響著水文地質勘察工作的正常有序進行,此外,含水層、隔水層的厚度,土層、巖層的滲透性能也會對其水文地質勘察質量造成一定的影響。針對這一情況,為了可以更有效的提升水文地質勘察的質量,應該在加強地下水研究工作力度的同時,還應該明確出水文地質勘察的評價內容,并對其進行科學、客觀的評價,全面掌握地下水對巖土層,對建筑物所帶來的影響。并在此基礎上,制定出一個有效的處理方案和預防方案,不斷完善水文地質勘察的基礎設計和施工過程,保證水文地質資料的準確性,盡最大努力去減小地下水問題出現的概率,從而更好的保證工程建筑施工的安全性。
4.2 重視地下水對水文地質勘察工作的影響
水文地質勘察工作處理對鈣離子、鎂離子、氯離子、pH值等進行分析研究外,還必須對其中的二價鐵離子、銨離子進行嚴格的測定。實際工作中,受多方面因素所影響,在目前水文地質勘察過程中,許多工作人員會忽略對水質地質參數的測定,這不僅不利于水文地質勘察工作的正常進行,還影響到其考察結果的準確性。所以,這就要求我們必須嚴格水文地質的勘察過程,重點分析地下水對水文地質勘察的影響,不對其進行詳細的研究分析,及時找出復雜地理位置中所存在的地下水問題,并采取相應的應對措施。同時,還要加強各部門的安全意識,通過各個部門的共同努力去消除地下水問題給水文地質勘察工作帶來的不利影響。
4.3 強化對水理性質的研究工作
巖土的水理性質對水文地質的勘察工作有著非常大的影響。通常情況下,水理性質主要包括了持水性、容水性以及透水性等。為了更有效的提高水文地質的勘察工作的質量,必須加強對巖土水理性質的研究工作,通過對水理性質數據的測試和分析,來得出準確的地下水位和水量變化的基礎數據,確保地下水問題分析的準確性是解決問題,消除危害的一種有效方式。根據有關研究認為,水理性質不僅可以改變巖土的強度,使巖土出現變形的情況,同時還會對建筑工程結構的穩定性造成一定的影響。為此,必須認真對待巖土的水理性質,并加強對水理性質的研究力度,從根本上去保證水文地質勘察工作的科學性、全面性與準確性。
4.4 對水文地質勘察工作科學評價
從實際工作來看,水文地質勘察中由于巖層滲透強度、地下水類型以及變動幅度等因素存在,因而要想準確分析地下水對建筑及巖土層等所構成影響,這就要求我們必須對水文地質勘察工作予以科學評價。對此,我們在開展水文地質地下水勘察工作時除了必須嚴格基于相關方法、作用規范以及數據處理程序開展外,還應做好其勘察與處理過程中所得數據復核工作,以此最大程度地確保水位地質地下水勘察資料詳實準確。如此一來為制定相關地下水預防及處理方案打下堅實基礎。
5. 結束語
水文地質作為地質勘察工作中的一項重點內容,相關人員必須對其給予高度的重視。從不同的方面對其影響因素進行全面的分析,讓水文地質的勘察該工作更加全面,更加準確。在解決水文地質勘察中的地下水題時,除了要水文地質勘察的評價內容外,還應該注重對其水理性質的研究,為提高水文地質勘察工作質量提高更有力保障。為此,上文重點對水文地質勘察中地下水的問題進行論述,隨后在此基礎上提出一些解決對策,以供廣大同行參考。
參考文獻:
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1.大港油田灘海開發公司 天津 300270;
2.河北任丘渤海鉆探井下作業公司酸化壓裂中心 河北 任丘 506255
摘 要:本文描述了一種用綜合測井資料來評估地下水礦化度的方法。開采地下水時,一項十分重要的技術是在水井完井前,預先對地下水的礦化度進行預測和評估,以便根據需要,進行有針對性的開發。地下水在地層條件下的電阻率,即地層水電阻率Rw,是評價地下水等效NaCl礦化度的最佳參數。根據已有的實驗資料進行分析研究,從理論上建立了地層水電阻率Rw、地層溫度T與等效NaCl礦化度Ce數學模型,進一步討論了如何利用綜合測井解釋成果圖來探求地層水Rw的方法,進而求出了地層水礦化度。
關鍵詞 :礦化度;地下水;電阻率;孔隙度;自然電位
1 概述
由于地層溫度T、地層水電阻率與NaCl礦化度呈非線性關系,所以地層測井參數與NaCl礦化度的函數關系難以用統一的數學公式表示。計算NaCl溶液礦化度需要全面考慮礦化度高低情況及不同溫度環境的影響。為了最大限度地減小誤差,本文根據礦化度由高到低不同程度,分別討論研究利用綜合測井資料計算地下水等效NaCl溶液礦化度方法。
2 地下水等效NaCl礦化度計算數學模型
2.1 測井資料(地層水電阻率以及地層溫度)與地下水NaCl礦化度的關系。通過NaCl溶液電阻率與溫度的雙對數坐標圖可以發現,礦化度相同時,溫度與NaCl溶液的電阻率呈線性關系。即使礦化度改變,電阻率—溫度直線也基本平行。
圖中直線L1、Lx、L2表示,溫度為T0時,礦化度C1、Cx、C2與電阻率Rw1、Rwy 、Rw2的對應關系。
log(Rw)=k*log(T)+b(K為直線L斜率,b為截距)
P為直線Lx上的一點,當溫度為Tx、電阻率為 RWX時,
公式(1)為計算礦化度與電阻率、溫度的數學模型
2.2 根據礦化度高低分段計NaCl礦化度。在以下的推導公式中,各符號含義及單位如下,T——地層溫度(℉);Rw——地層電阻率(Ω.m);Cx——地層礦化度(ppm)。
2.2.1 高礦化度計算公式推導。在(1)式中當C2=200000ppm;C1=60000ppm時;查表(1)得:k=-0.89269;b=0.72077;溫度T0=50℉,查表(2)得:Rw1=0.16Ω.m; Rw2=0.06Ω.m;將數據代入(1)式并化簡得:。此公式在礦化度60000ppm≤Cx≤200000ppm計算精度較高,相對誤差小于7.62%,使用條件T-0.96165*100.24208≤Rx≤。此公式不能用來低礦化度的計算,當礦化度20000ppm≤Cx≤200000ppm時,與實驗數據校對誤差小于9%。精確度可以滿足工程計算要求。對測井數據(電阻率、地層溫度)先用此公式進行計算,當估算礦化度超過60000ppm時,此公式計算精確度高。不足60000ppm可以按照相應的中、低礦化度公式計算,保證計算結果準確。
2.2.2 中礦化度計算公式推導。在(1)式中令:C2=60000ppm;C1=20000ppm;查表1得:k=-0.94782;b=1.20114;溫度T0=50℉,查表2得:Rw1=0.425Ω.m; Rw2=0.16Ω.m;將數據代入(1)式并化簡得:
此公式在礦化度20000ppm≤Cx≤60000ppm計算精度較高,相對誤差小于5%,使用條件。
2.2.3 低礦化度計算公式推導。在(1)式中令:C2=20000ppm;C1=800ppm;查表1得:k=-0.92571;b=2.55971;溫度T0=50℉,查表2得:Rw1=8.9Ω.m; Rw2=0.425Ω.m;將數據代入(1)式并化簡得:
此公式在礦化度800ppm≤Cx≤20000ppm計算精度較高,相對誤差小于5%,使用條件。
【關鍵詞】地下室;抗浮設計;問題
隨著社會經濟、城市建設的發展,人們對地下空間的需求不斷增長,地下工程在整個建設項目中所占的比重越來越大。近幾年來,有不少地下室因地下水的作用而造成工程事故,如出現裂縫、漏水、地下室底板局部拱起甚至地下室上浮及結構破壞等,處理起來非常棘手且效果不好。在多個地下室因水浮力作用而引發的工程事故中,主要是由于設計人員對地下水的作用認識不足,抗浮設計的基本概念不清晰造成的。本文根據審查工程中地下室抗浮設計出現的一些問題,總結以下幾方面在設計時需加以注意。
1、確定科學合理的抗浮設防水位
規范規定建筑物在施工及使用階段均應符合抗浮穩定性要求。在建筑物施工階段,應根據施工期間的抗浮設防水位和抗力荷載進行抗浮驗算,必要時采取可靠的降、排水措施滿足抗浮穩定要求;在建筑物使用階段,應根據設計基準期抗浮設防水位進行抗浮驗算。驗算地下水對結構物的作用時,原則上應按勘察報告提供的設防水位計算水浮力。確定一個科學合理的抗浮設防水位對于地下室的結構設計是很重要的。抗浮水位、防水水位和設防水位這三個術語的意義不同,抗浮水位是指抗浮設計時控制浮力的水位,防水水位是地下水防水設計時控制設計的水位,對同一個場地而言,有些情況下水位是相同的,但有些情況可能不相同。設防水位的含義應該更具有嚴格的內涵,抗浮水位與抗浮設防水位嚴格程度不同,抗浮設防水位應該包含有多少年一遇的水位,或者超越概率,如果沒有歷史資料可以作概率分析,這個水位沒有多少年一遇的內涵,則只能通稱為抗浮水位而不能說是抗浮設防水位。由于分析設防水位的超越概率需要長期觀測的地下水歷史資料,對于沒有建立長期觀測地下水位站網的城市和地區,僅憑勘察時觀測的地下水位作為設防水位是不確切的。
2、抗浮計算
局部抗浮,一般按照1.05F(浮力)—0.9G(自重+覆重)
3、抗浮設計
抗浮設計首先應考慮采用增加自重或覆土的辦法,即自重平衡法來平衡地下水浮力。無論采用增加結構自重,還是增設覆重,都是要按照經濟合理的原則進行處理的,是有限度的。通常在防水底板上增設回填土、灰土墊層、毛石混凝土、素混凝土層等,有的采用鐵屑混凝土(不建議采用);另外在地下室頂板增設覆土,局部也可采用地下室底板外挑,比較經濟有效。
如果采用自重或覆土加覆重辦法,抗浮計算仍不滿足時,可采用抗拔樁和錨桿處理。采用抗浮樁或抗浮錨桿等措施,應在基坑開挖前確定抗浮設計方案。以便于基坑槽、抗浮樁施工及本工程基坑降水與邊坡支護、基礎施工等后續工藝的銜接。抗浮樁或錨桿設計所需各巖土層相關參數可按巖土工程勘察報告提供值采用。采用配重加錨桿相結合的方案,錨桿的孔徑150mm,200mm較為常用,具體設計可由抗拔試驗數據確定。
4、抗浮設計的問題及處理
(1)對于地下水位較低的情況,通常僅按構造要求,設構造防水底板,板厚不小于250mm,構造配筋即可滿足要求。但是,實際工程中,有的工程地下水位較高(在底板之上),也采用構造做法就不妥了,此時雖然整體抗浮滿足要求,但局部抗浮混凝土底板裂縫可能不滿足,獨立柱基與防水底板變形不協調,結果是因配筋過小導致防水底板開裂失效。
(2)地下水位較高時,應特別注意只有地下室部分和地面上樓層不多時的抗浮計算。地下室車道、地下水池的抗浮驗算常常容易漏掉。
(3)地下室外墻(土壓力及水壓力)與防水底板(水壓力、上部荷載)不僅要滿足受力要求,還應進行裂縫寬度的計算,裂縫寬度不得大于0.2mm,并不得貫通。
(4)需要明確地下工程防水混凝土迎水面鋼筋保護層厚度,有的設計取值偏小。應注意防水底板與墻柱基礎,以及防水底板與主樓基礎的連接,受力鋼筋的錨固與搭接要求。
(5)高層地下室采用獨立柱基或條基加抗水底板時,在抗水板下設褥墊,以保證實際受力與設計計算模型相同。高層建筑地下室設計時,當底板下的土質較好時,地下室底板自重、地下室隔墻和水池等荷載考慮由底板下的土層直接承受,應要求不擾動土層、對遇到軟弱土時的處理方法,超開挖或者標高變化處的回填土的施工應提出明確的要求,回填土未加處理將引起底板開裂。
(6)當采用抗浮樁時,樁基不能既作抗拔樁,又同時作為承壓樁來設計,因為樁只有變形才發揮作用,相反方向的變形會導致樁基失效而不安全。
(7)抗浮設計時,后澆帶應有措施保證抗水板不出現薄弱點及漏點。
(8)抗拔樁設計時,樁身配筋量不能僅按強度要求進行計算,往往缺少裂縫寬度驗算。按裂縫寬度控制計算結果的配筋量遠大于按強度要求計算的配筋量。采用預制樁作為抗拔樁時,往往只注意樁身的抗拉強度要求,樁基與承臺間連接鋼筋的強度要求接樁段的裂縫寬度要求常常被忽視。
(9)抗拔樁計算問題:抗拔樁配筋計算時荷載分項系數取1.0有誤(審查中發現,抗浮計算時水浮力和壓重分項系數均取1.0計算,當水浮力大于壓重時,抗拔樁樁身配筋按(水浮力一壓重,鋼筋強度計算,嚴重錯誤)。地下室底板的強度計算時(水位較高,總豎向荷載往上)(樁基時不同),板、覆土的自重的荷載分項系數取1.2有誤,根據《建筑結構荷載規范)GB50009—2012第3.2.54條荷載分項系數應取1.0。抗浮計算時,板、覆土的自重的荷載分項系數應取0.9進行折減。
(10)有些設計人員往往忽視施工對地下室抗浮的重要性,在結構設計說明中必須明確降排水要求,包括停止降水的時間(不留降水盲點,雨季必要時應另有要求和措施),主樓及地下室施工完成的進度,必須具備的條件,如基礎底板及頂板上覆重完成等;另外還要明確荷重要求,墊層的密度、壓實系數等要求。
關鍵詞:組合支護型式優選;影響因素;線性規劃;SVR
組合支護是在圍巖與支護共同作用的原理基礎上進行的,它既考慮了圍巖的壓力,又充分發揮了圍巖的承載能力,將圍巖看做結構型式而不只是載荷,圍巖對結構有作用力,同時結構對圍巖也有作用力。因此,在研究組合支護的影響因素時,應將圍巖納入其中。不管采用何種組合支護型式,都要考慮“剛柔并濟”的原則,在錨桿、鋼支架、管棚等剛性加固的基礎上,進行噴射混凝土、注漿等柔性支護,這樣既可以增強圍巖的整體性和承載能力,又能保證圍巖和支護結構的穩定性,既有柔性支護的讓壓作用,又有剛性支架的承載能力,組成聯合支護體系,共同維持坑道的穩定性。
一、 確定坑道組合支護型式優選影響因素的基本原則
根據組合支護的型式特征和作用原理,在分析坑道工程組合支護型式優選的影響因素時,應遵循以下原則:
1.圍巖與支護共同作用原則。圍巖已成為支護結構的重要組成,圍巖的組成直接影響了組合支護的型式。
2.人為因素原則。根據現階段的施工情況,應將人為因素作為支護選擇的重要因素考慮。從現有施工機具、人員素質、技術人員水平、組織管理能力等出發,分析人為因素的影響。
3.重要性原則:必須是影響組合支護優選的最重要因素,且能反映組合支護的特點。
4.量化性原則:必須能夠量化呈一定指標,每個指標能反映對組合支護的影響程度。
5.明確性原則:影響因素簡明易懂,含義明確,直接為設計、施工部門提供決策依據。
6.易獲取原則:影響因素及所涉及的參數應當容易測定或獲取,且易于定量表示。
二、影響因素的構成及量化指標
我們從環境和自身兩個視角,從圍巖地質環境、地下水狀況、坑道本身、支護結構、人為因素五個方面分析,依據六種原則,來分析影響坑道組合支護型式選擇的因素以及量化指標。
1.圍巖地質環境
(1)圍巖級別 。本文采用1995年國家頒布的《工程巖體分級標準》(GB50218―94)執行。該分級標準考慮了巖體結構特點、巖體的完整性、巖石強度、初始地應力等因素,因此,可以用巖體的基本 BQ值對圍巖級別進行量化處理。地下水、主要軟弱結構面和初始地應力在下面單獨或與別的因素進行考慮。
2.地下水狀況
圍巖巖體中地下水的賦存與活動狀況,既影響圍巖的應力狀態又影響組合支護結構的強度。實踐證明,只要坑道圍巖是干燥的,即便是通過軟弱的或破碎的巖層時,坑道的穩定性總是較好的或受到的危害比較微弱,并且易于解決。當坑道處于含水層中或坑道的圍巖和支護結構透水性較強即坑道圍巖中的地下水狀態為有滲水或潮濕時,地下水對坑道穩定性的影響比較明顯,主要表現在靜水壓力作用、動水壓力作用、軟化作用和溶解作用、對可溶巖體的溶蝕作用及對滑動面的作用等。因此,在組合支護優選時,應充分考慮地下水的影響。
(1)涌水量L。
3.坑道自身
(1)斷面尺寸。斷面尺寸的不同直接影響著支護型式的選擇和運用。對坑道斷面尺寸的,以坑道等效圓尺寸(跨度與高度之和的1/4)來反映其斷面尺寸。
對坑道斷面尺寸的,以坑道等效圓尺寸來反映其斷面尺寸。
4.支護結構
5.人為因素
(1)勞力因素系數
勞力因素系數我們用現有可用勞力與標準勞力的比值來確定。可用勞力 是進行組合支護施工時,各工種所需人員數;標準勞力 是根據支護方案的工程量和定額來計算的來。
(2)機械因素系數j
機械因素系數我們用現有可用機械臺班與標準所需機械臺班的比值來確定。可用機械臺班 是進行組合支護施工時,各工種所需人員數;所需機械臺班 是根據支護方案的工程量和定額來計算的來。
三、 影響因素的線性規劃SVR模型
四、結論
1.影響組合支護型式選擇的因素很多,通過對有限的十六中因素建立的線性規劃SVR模型中得到了九個最主要的因素,因此在進行選擇組合支護型式時,我們就可以只從最主要的影響因素出發進行綜合考慮,可以節省大量的物力、人力、財力。
2.組合支護型式選擇是一項十分復雜的工作,影響因素較多,除了本文能夠量化的十六個指標外,還有像部隊管理水平,安全施工的措施等不能量化的主客觀因素。因此,要想全面研究組合支護型式選擇的影響因素,應著力解決主觀因素如何量化的問題。
參考文獻:
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關鍵詞:現代城市;市政道路;排水設計;路面排水;結構內排水
1 引言
水害是使城市道路破壞的最主要病害之一。道路路面積水,會降低車輛的運行能力,甚至使車輛產生液面滑移,對交通安全極為不利,同時路面長期積水會浸潤路基,降低路基土的強度,甚至造成路基整體破壞,混凝土板在行車荷載的作用下產生不均勻沉陷。造成斷板、錯臺、開裂等,最終導致路面早期破壞。在設計城市道路時,為保證行車安全、改善城市衛生條件,以及避免路面過早損壞,要求迅速及時地排除路面積水,同時城市道路排水也是城市排水系統的一部分,很多排水主干管均敷設在其下,為保障生產和人民生活,還需及時排除生活污水和生產廢水。所以城市道路排水是城市道路設計的一個重要組成部分。
因此,合理有效地安排排水設施,可以保證路面結構處在一種干燥的狀態,使路面具有足夠的強度和穩定性,延長道路使用壽命。
2 路基排水設計
路基是道路的主要部分,路基的穩定性和強度對于水的作用非常敏感,水還可能造成摻有膨脹土的路基工程毀滅性的破壞。路基排水的任務是將路基范圍內的土路基濕度降到一定的限度范圍內,保持路基常年處于干燥狀態,確保路基具有足夠的強度和穩定性。
2.1 地勢較低集中匯水的排水設計
城市道路立交低洼處地下水水位較高,特別是在下穿式立交中,道路低點比周圍地面低 3 m~6 m,且形成盆地地形,這樣大氣降水向低洼處匯集,就會造成路面積水。這里需要解決的兩個問題就是地面排水和地下排水。可以通過以下方法處理:
2.1.1 自流排水
當立交附近有低于立交最低路面的排水管區時,采用直接排水的方式,這也是城市道路立交經常采用的方式。自流排水是最經濟、最安全的排水措施,它不需要消耗能源和其他工程設施的建設。
2.1.2 調蓄排水
當達到洪峰時,如水體或干管水位高于路面水位的時候,將不能自流排水之流量引入蓄水池,待水體或干管水位回落時,再自流排水,但調蓄排水受條件限制應用不是很廣泛。
2.2 潮濕和過濕路基的排水設計
潮濕和過濕路基應首先應該疏干和換填處理。對于潮濕路基,含水量不是太高,可以在施工前在路基兩側挖縱向排水溝,并每隔一定距離挖一些橫向排水溝,將路基水排到排水溝內,從而疏干路基;對于過濕路基,含水量較高,無法晾曬和疏干。只能采取換填的方式進行處理,如換填好土,換填透水性好的材料等。
2.3 降低路基地下水位的設計
降低路基地下水位,使路基處于干燥狀態。在下穿式立交處一般路面標高較低,大部分路基位于地下水位以下,特別是南方地下水位較高而雨水又多地區,若路基長期浸泡在地下水中,導致路基濕軟、變形、強度降低,最終發生破壞。降低地下水位通常可以在路基下地下水位一定高度范圍內設置暗溝、滲溝和滲井等。
2.3.1 暗溝
相對于地面排水的明溝而言,暗溝又稱盲溝,具有隱蔽工程的含義。從盲溝的構造特點為溝內分層填以大小不同的顆粒材料,利用滲水材料透水性將地下水匯集于溝內,并沿溝排泄至指定的地點。
2.3.2 滲溝
采用滲透的方式將地下水匯聚于溝內,并通過溝底通道將水排至指定的地點。此種地下排水設備稱為滲溝,它的作用是降低地下水位和攔截地下水。滲溝的設置位置視地下排水的需求而定,與盲溝的設置相仿。但溝的尺寸更大,埋植更深,而且要進行水力計算確定尺寸。
2.3.3 滲井
滲井屬于水平方向的地下排水設備,當地下存在多層含水層,其中影響路基的上部含水層較薄,排水量不大,且平式滲溝難以布置時,采用歷時排水,設置滲井,穿過不透水層,將路基范圍內的上層地下水,引入更深的含水層去,以降低上層的地下水位或全部予以排水。鑒于滲井施工不易,單位含水面積的造價高于滲溝,一般盡量少用。
3 路面排水設計
3.1 車行道排水設計
城市道路路面排水有雙坡排水和單坡排水。當車行道寬度較寬時,為了減少地表水在道路表面的徑流時間并迅速將水排除,通常采取雙坡排水方式,在道路兩側每隔一定距離設置雨水口的方式收集路面水,并通過與其連接的雨水支管將收集到的地表水排入埋設在路面下的雨水主干管內,最終排入保留水系或河流中。
機動車道采用的是雙坡排水。當路面寬度較窄,設置單坡也能滿足道路的橫向排水要求時,可采用單坡排水,非機動車道的排水方式即為單坡排水,這樣既有利于施工,又保證了路面的完整性。
3.2 人行道排水設計
(1)為便于人行道路面水的排除,人行道橫坡設置時坡度朝向車行道,降落到人行道上的雨水通過橫向坡度自流排入車行道邊的雨水口內。
(2)當道路位于挖方段時,通常在道路兩側設置各種形式的擋土墻,道路兩側應在擋土墻上方設置截水溝,攔截將要流入人行道上的地表水。此外,還有少量地表水或地下水會從擋土墻上的泄水孔沿著擋土墻流到人行道上,然后順人行道流入車行道邊的雨水口內。通過長期觀察發現,大多數在道路兩側設置路塹擋土墻的路段,人行道上都有沿擋土墻流下的雨水痕跡(雨水攜帶黃土或鑄鐵泄水孔生銹而產生)。
4 綠化帶處排水設計
城市道路由機動車道、非機動車道、人行道和綠化帶等部分組成。長期以來人們采取各種措施保證車行道、人行道的排水通暢,但對于綠化帶部分的排水卻未引起足夠的重視。隨著城市對綠化指標的不斷提高,文獻中也對城市道路綠化率提出了相應的要求。
在公路上,綠化帶排水已逐漸引起重視并采取了一定的排水措施,取得了良好的效果。在文獻中并未對綠化帶排水提出要求和規定,大部分城市道路設計中也未考慮綠化帶排水。為了使城市道路經久耐用,滿通需求,保證交通安全,在保證路基、路面排水的同時還應該充分做好綠化帶排水。
在公路綠化帶排水中,考慮2種排水措施:①分隔帶為硬鋪裝;②分隔帶為綠化帶。在城市道路里,為了滿足綠化要求,美化城市環境,道路分隔帶硬鋪裝越來越少,部分利用綠化帶作為公交站臺處采用硬鋪裝,因此可以按照分隔帶均為綠化帶進行排水設計。滲入到綠化帶中的水分一部分沿道路縱坡向下排走,另一部分向路面結構側面、綠化帶底滲入,因此,可以在路面結構兩側邊緣與綠化帶銜接處鋪設涂刷雙層瀝青的土工布,將綠化帶與路面結構隔開。
5 結束語
綜上所述,城市道路排水對于城市道路使用壽命的長短影響很大,道路設計中不僅要重視道路路面水的排除,對于道路路基排水、綠化帶處排水、下立交處地下水位的降低等也不容忽視。實踐證明綜合運用這些排水措施會取得良好的效果。
參考文獻
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關鍵詞:水務管理;一體化;自然資源
一、水務及水務一體化管理的含義
1.水務的含義
水務是指以水循環為機理、以水資源統一管理為核心的所有涉水事務。水務主要包括:水資源、城鄉防洪、灌溉、城鄉供水、用水、排水、污水處理與回收利用、農田水利、水土保持、農村水電等涉水事務。
2.水務一體化管理的含義
指水務管理所涉及的各項職能和各個環節之間協調、統一的管理機制,即對區域的防洪、排澇、供水、需水、節水、水資源保護、污水處理極其回用、農田水利、水土保持、農村水電、地下水回灌等實行統一規劃、統一取水許可、統一配置、統一調渡、統一管理。也就是說由一個部門對水質和水量負責。
二、實行水務一體化管理的必要性
1.實行水務一體化管理是水資源形勢發展的需要
隨著社會和經濟的發展,東明縣水資源還存在以下主要問題:
1.1水資源“豐而不優”。
①以縣城為中心的水環境污染正向農村蔓延,污染危害與生態破壞的范圍在擴大,亂采濫挖造成資源破壞、水土流失在發展。局部的環境污染和生態破壞已成為制約當地經濟、影響和威脅人體健康的重要因素。在一些鄉鎮,未經環保部門審批且污染嚴重的作坊式工業項目大量存在。
②畜禽養殖和過量使用化肥、農藥造成的水污染日趨嚴重。畜禽糞便的大量流失,造成農村水庫、堰塘水體發黑發臭,水生生態系統破壞;農藥、化肥的過量使用和流失,還造成了農村水體氨氮和總磷超標,呈現出嚴重的富營養化,農村天然飲用水受到威脅。
③工業企業的達標工作成果仍相當脆弱,實現的僅是低水平、初步和階段性的目標。造紙、紡織等行業治理難度大,治理效果不明顯。有的企業未上治理設施,有的企業上了治理設施但治理效果也不盡人意。
④幾乎所有的鄉鎮包括縣城都沒有正規垃圾填埋場和垃圾處理設施,生活污水、生活垃圾和糞便不經任何處理全部直接排入或傾倒入內河、內湖,也造成了內河、內湖水體的嚴重污染,有的已經臭氣熏天、微生物滿湖。并且,這種水通過地下滲透等方式以嚴重影響了附近地下水的水質。
1.2水資源管理體制不順,水資源的利用效率低
東明縣目前的水資源管理體制是:城鄉防洪、灌溉、排澇、水土保持等由水利局管理;城鄉供水、用水、排水由城建部門管理,水質、污水處理與回用由環保部門管理。以致管水量不管水質,管水質不管供水,管治污不管污水利用。這種管理體制,多龍管水、政出多門。水資源的利用和保護的統一屬性被人為分割、支解,不僅違背了水循環的自然規律,而且也無法按照市場經濟原則建立從供水、排水到污水處理的合理的價格體系和經濟調節機制。結果導致東明縣水資源的利用效率比較低,內河水、地下水的污染不斷加重。幾個部門管理,卻又無人負責的局面。
2.水務一體化管理是落實《水法》、提高水行政效益和經濟可持續發展的需要。
實行水務一體化管理,可以大大提高水行政效率效益:一是對水資源統一管理,建立統一有效的監管體系;二在水資源的分配上,運用市場化手段,比如價格調整,使個人用水和企業用水趨向合理;三是可以找到公共政策與市場的結合點,資金和政策配套,把水資源的市場激活,把一批企業資金引到節污水處理上來。在此舉一個例子,對自來水公司來說是供水越多越好,對污水處理部門來說,節水越多水則越好,水務局統一管理后,就要承擔水資源公共管理的職責,起公共調節作用,不是追求最大用水量為目標,而是要為社會提供水資源配置的最優服務。
東明縣水資源雖然較豐富,水量型缺水不存在,但水質型缺水卻在一定范圍內長期存在,并且有進一步惡化的趨勢。如果還是多龍管水,不對內河污染加以治理,那將廣泛影響東明縣地下水水質,造成飲用水水荒,對人民的身體健康和東明社會的可持續發展造成嚴重影響。
3.實行水務一體化管理是適應外部氣候、跟上形勢發展的需要。
從國際形勢來看,對水資源進行統一的管理已成為趨勢和潮流。國外也比較重視水務的一體化管理,如英國、法國、新加坡等國家。新加坡為一花園之國,面積641km2,但人均水資源量僅為211m3,排名世界倒數第二,以如此之少的水資源量支持發達的經濟與社會,新加坡的水務部門作出了重要的貢獻。
三、東明縣水務一體化管理的構想與建議
東明縣水務管理的原則應按飲水保障,防洪安全,糧食供給和農業產業結構調整,經濟發展和生態系統建設的次序優化配置水資源。從而達到提高水行政效率和效益、實現東明經濟社會可持續發展的目的。
1.政府職能轉變是水務一體化管理的關鍵。
水務局要以水資源統一管理為核心,根椐現有的法規和技術標準,及市場規則和企業服務標準,把政府職能切實轉變到宏觀調控,公共服務和監督企事業單位運行方面來,對各類水事活動實施統一規劃,統一調度,統一管理,逐步建立投資主體多元化,產業發展市場化,行(下轉第80頁)(上接第77頁)業監管法制化的運行機制,實現水務政務公開、公正、公平,樹立水務新形象,為東明的經濟和社會可持續發展提供保障。
關鍵詞:建筑;深基坑;支護;含義;技術要求;控制要點
中圖分類號: TU198 文獻標識碼: A
我國建筑工程的快速發展,帶來了巨大的便利和效益,但同時存在的問題也是不容忽視的,深基坑支護存在問題就是一個很嚴重的問題,而且對于工程的施工質量有巨大的影響,因此,研究深基坑支護的技術具有重大意義。
一、建筑深基坑支護的含義
1、深基坑
當建筑物由于構建需要,比如要在地下設置地下室或者地下建筑時,往往要在建筑物的下面按設計挖一個坑,用來修建地下構筑物,所挖的這個坑就叫基坑。基坑由于四面臨空,安全性能低,施工者通常會在基坑四周進行支護,以保證施工安全和修筑。因為不同的建筑設計需要不同,基坑的大小、深度有所差別,支護的要求也隨著各不相同。在安全技術標準中規定,基坑深度超過2 米的,就需要進行支護加固措施。一般把開挖深度超過5米的基坑稱為深基坑。
2、深基坑支護
深基坑支護它是指為了保證地下結構施工及周邊環境的安全,對深基坑側壁及周邊環境采用的支檔、加固及保護措施。深基坑支護體系是臨時結構,安全儲備較小,具有較大的風險性,基坑工程施工過程中應隨時進行檢測,并有相應的應急措施,一旦施工過程出現危險,便于及時搶救。
二、建筑工程深基坑支護的技術要求
1、根據建筑物的占地面積、基坑的邊緣距、地質條件等進行合理設計
在深基坑支護技術的應用過程中,應根據建筑工程的實際開展情況來選擇具體的基坑支護方法。其中主要應對建筑物的占地面積、基坑的邊緣距離、地基的地質條件進行深入分析,并以此為依據制定具體的深基坑支護施工方案,保證施工方案的科學性和合理性,提高整體基礎工程的施工質量,滿足實際施工需求,提高整體施工質量。
2、選擇適宜的支護技術,這是確保深基坑施工安全的關鍵措施
在實際施工中,深基坑支護技術具有許多具體的施工技術形式,選擇何種支護技術,主要取決于基礎施工現場的實際情況。為此,我們除了要對建筑物的具體施工情況進行深入了解之外,還要根據建筑物的施工實際正確選擇支護技術,保證支護技術能夠適應建筑物的基礎施工實際,促進建筑物基礎施工質量的提高。
3、深基坑支護工程既要保證基坑四周穩定,又要具有良好的止水效果
在深基坑支護工程中,深基坑支護技術的目的主要是提高地基的承載力和穩定性。基于這一要求,在深基坑支護工程的開展過程中,除了要保證基坑周圍的穩定性,還要保證基坑具有防水效果,防止基坑被水浸泡,提高基坑支護的整體質量。
因此,選擇適宜的支護方法,避免危害和影響周圍的道路、建筑物、地下管線等。
三、建筑深基坑支護控制要點
1、 做好工程勘察工作
建筑施工在準備的環節中,既要依靠具體的地質條件實行初步的勘察工作,還要對急需支護的工程進行有針對性的勘察。然而各個場地的地質狀況各不相同,因此工程勘察的對象要根據實際狀況,比如可以依據地層結構,從具體施工的地下水位、變更條件等對土體做出合理的評價,并制定出一些有效的解決措施。重要的是,施工人員務必調查好施工現場周邊建筑物的狀況,尤其是周邊的地下給、排水及供氣、供熱等管線,施工前期要標記清地下管線的走向、類型、埋深及有無滲漏現象。
2、以實為本做好監測工作
在深基坑支護系統的施工過程中,如果由于客觀條件的影響,支護的主要結構或尺寸等不能與設計相符合,那么施工人員要與設計人員協商解決,必須要符合現場實際情況。對于基坑監測工作,首先,地下水的監測工作要有固定的周期,在地下水控制裝置安裝好以后開始監測。其次,對四周建筑物的傾斜、裂縫、沉降監測也是必要的,從基坑土方開挖以前就開始記錄四周建筑物、構筑物的原始數據,在土方開挖逐步取土的過程中每開挖一層土方要派專人不定期觀測記錄,發現四周建筑物、構筑物有明顯傾斜、裂縫、沉降時要立即停止施工,分析原因,請專家出具處理意見;另外,對支護結構本身的監測也必不可少,支護結構施工完畢后要對對支護結構標記觀測點,隨著土方開挖的不同階段要不定期的觀測支護結構本身的水平、豎向位移,發現水平、豎向位移變化超過規范要求時立即停止施工,采取措施,以防安全事故的發生。最后,在地下水形式主要為承壓水的情況下,尤其要做好基坑底部監測。
3、土方開挖施工
施工技術人員應該做好開挖前的監測,對土方開挖施工的各個環節進行合理的控制。因為深基坑的面積較大,因此在開挖過程中必須要堅持分層開挖的方式,盡可能的把開挖后未支撐前的深基坑的暴露時間減少。這是由于深基坑底面如果長期暴露,非常容易造成各種危險事故。
4、深基坑周圍土體止水控制
由于地下水來源的復雜性以及不同時期的水位都會有所變化的影響,在工程施工過程中的止水方案、降水以及排水方面的施工考慮等,都應該根據地質勘察部門提供的地質材料深人的分析地下水的施工成因及不同歷史時期地下水位的標高變化,了解深基坑施工周圍的環境,對已經建成的建筑物,主要采用堵為主, 迫不得已時才采用抽水的方式進行,否則稍有不慎也會導致基坑周圍的土體水土流失,造成周圍建筑物的不均勻沉降, 甚至會發生坑底流沙、管涌等現象,造成不必要的麻煩, 這樣不僅延誤了工期,還增加了工程施工的難度。對于高水位區止水帷幕是深基坑支護工程中常用的止水措施, 其施工方法有高壓噴射注漿法, 粉噴、漿噴深層攪拌法和壓力注漿法等。需要注意的是采用漿噴法進行止水帷幕施工時,要保證攪拌樁成樁的質量及搭接長度和密實度,不得隨意在基坑支護結構上開口, 以防開挖后影響支護結構的安全, 破壞止水帷幕,導致地下水的滲人。若此時亡羊補牢改用灌漿法處理, 則為時已晚, 不但延誤工期還增加造價。所以對于深基坑周圍土體止水的控制要結合實際水質及深基坑周圍環境等因素, 具體問題具體分析,提前做出防護措施, 運用正確的施工方法,合理控制施工要點。
5、保護深基坑四周地面
在巖土工程施工的挖土工程中,應隨時安排好施工現場周邊的地表保護工作。首先,要做好基坑四周的疏水措施。在通常情況下,地面的水如果滲漏進基坑的裂縫時,支護結構就非常可能出現位移的現象。面對這一問題,務必要及時采用有效的方法進行堵塞工作,合理疏導地面的水分散流向其它地方,從而避免水流向基坑,導致基坑側壁土體流失及坡腳土體擾動現象;其次,嚴禁基坑四周地面有重載。對于基坑四周的地面部位3米范圍內嚴禁堆載及停放施工車輛、機具等,防止基坑頂部由于重載而導致維護結構滑移和變形。
6、避免極限狀態發生
在建筑工程地基施工中,深基坑支護工程含有破壞性的極限大致有:綜合性的土體失衡;擋土部分基本的承載能力失效、基底出現移動、結構失穩甚至被破壞;地下沖刷管涌以及錨桿抗拔失效等。其實,因為擋土部分的局部變形所導致的周圍設施和建筑物的結構性損壞,也是含有破壞性的極限狀態的一種形式。就當前我國很多城市的高層建筑而言,其地下室層數大多為1~3 層,很少有能達到四層的。其基坑的深度大多為一層5 m,二層9 m,三層12 m,而懸臂式擋墻結構大多適用于深度在7 m之內的基坑,倘若基坑的深度很深,就要采用單支點或是多支點形式的深基坑支護結構,例如鋼管內支撐體系結構及混凝土支撐體系結構。
綜上所述,深基坑支護技術是建筑行業中應用較為廣泛的技術之一,目前我國建筑基坑工程正朝著更深、更大的方向發展,并且由于施工環境的復雜性和建筑要求的嚴格性,深基坑支護技術在開挖過程中面對復雜情況的解決方案有限。在開挖當中為減少工程費用和時間,提高效益,必須加快研究新型深基坑開挖技術,嚴格掌握基坑施工控制要點,保證基坑穩定、施工安全。
參考文獻
[1] 周樂敏.繁華鬧市中心實施深基坑的控制變形施工技術[J].建筑施工,2010(04).
關鍵詞:巖土體;力學強度;改善措施
Abstract: the construction of the landslide of great harm, light will influence the construction, heavy then damaged buildings; Due to landslide, often disrupted traffic, the influence of the normal highway transportation; The scale of the landslide, can jam river, destroy highways, factories and destruction, buried village. This article mainly aims at mechanical strength analysis of rock, and put forward a series of effective measures to improve.
Keywords: geotechnical engineering; Mechanical strength; Improvement measures
中圖分類號:TU74文獻標識碼:A 文章編號:
巖土體在受荷過程中的變形,表現為密度的變化或沿裂隙的位移:巖土體的破壞就是由一種特性狀態轉變為另一種喪失平衡的特性狀態的過程,例如從彈性為主轉變為以塑性為主,從密度變化的變形為主轉變為以沿裂隙位移的變形為主[1]。巖土變形的全過程是一個從量變到質變的過程,變形的發展導致強度的變化,它們之間的關系,有的性質可以定量,有的則只能定性地加以敘述,最明顯的例子是巖體的減壓膨脹(卸荷擴容)或加荷壓密所引起的強度降低或升高.巖土的卸荷試驗表明,巖體在卸荷過程中的體積應力應變關系是非線性的。
1工程地質特性
工程地質特性包括了巖土物理性質和力學性質。
1.1巖土的物理性質
巖土的物理性質是反映巖土物理狀態的性質。巖土的密度、重度和相對密度是巖土的重量指標;巖土各種類別的孔隙率是評價巖土孔隙性的定量指標,孔隙開口情況不同,有不同的孔隙率指標;巖土與水作用的性質用巖土吸水性表征,巖土的含水率、吸水率、飽水率、飽水系數及巖土的透水性等是巖土的基本水理性質指標。巖土的軟化系數和抗凍系數是反映巖土軟化性和抗凍性的指標。巖土的基本物理性質、水理性質指標在分析評價巖土性質、考慮風化程度、區分力學介質類型及對巖體質量劃分方面都有實際應用,學生應全面理解和掌握。
1.2巖土的變形性質
巖土的變形性質是巖土力學性質之一。巖土單軸壓力下應力――應變曲線,代表了巖土變形特征、變形階段和各段特征應力,學習中應理解和掌握;巖土的應力――應變曲線的6種類型大致反映了工程實踐中巖土在單向壓力下的變形曲線類型。巖土變形指標中彈性模量和泊松比是常用指標,其他不同模量應注意區分它們的不同點。掌握巖土的變形特性和變形指標的含義,是定性定量評價巖土特性的重要基礎。
2巖土的強度特征
2.1巖土的破壞
巖土在荷載作用下首先發生的是變形,隨著荷載的增加變形加劇,巖土中局部出現微裂隙,當外荷繼續增加到某一數值時,微裂隙擴展并相互連通成為破裂面,巖土從變形轉化為破壞。大多數堅硬巖土,在荷載作用下沒有顯著變形就突然破壞,表現出脆性破壞的性質,其原因可能是巖土中裂隙發生、發展的結果,例如硐室開挖引起的圍巖、特別是硐頂張裂隙,都是脆性破壞的結果;另一種破壞的可能形式是剪破,開始局部發生,然后發展成為滑面,其原因是由于壓力在巖土內部誘發出了剪應力。
2.2巖土的抗壓強度
巖土在單軸壓縮荷載作用下達到破壞前所能承受的最大壓應力稱為巖土的單軸抗壓強度。 式中:Rc為抗壓強度,MPa;P為試件破壞時的荷載,MN;A為試樣截面面積,m2。
影響巖土抗壓強度的因素可歸結為兩個方面:一是巖土本身因素的影響(如礦物成分、巖土結構、濕度等);二是試驗方法的影響(如試件大小、尺寸比例、試件加工與加荷速率等)。
2.3巖土的抗拉強度
巖土在單軸拉伸荷載作用下達到破壞時所能承受的最大拉應力稱為巖土的單軸抗拉強度,或簡稱為抗拉強度。通常以Rt表示抗拉強度,其值等于達到破壞時的最大軸向拉伸荷載Pt除以試件的橫截面面積A,即 稱抗拉強度。雖然在工程實踐中,一般不允許拉應力出現,但拉伸破壞仍是工程巖體及自然界巖體的主要破壞形式之一,而且巖土抵抗拉應力的能力最低。
3影響巖土體滑坡穩定性的力學性能分析
影響滑坡穩定性的物理力學參數主要有巖土體的重度、彈性模量、泊松比、滑動面的黏聚力、摩擦角等。由于邊坡巖土體在地質歷史時期經受多次地質構造運動,以及地下水、風化作用等外動力地質作用,巖土體具有非均質性、非連續性、各向異性等特點,滑坡體內各點的物理力學參數均有所差異,表現出隨空間和時間變化。
3.1地下流體對巖土體產生的力學作用
巖土體空隙中靜水壓力的分布與地下水頭大小有關,一般巖體單位面積上承受的靜水壓力可表示為: 式中, 為靜水壓力,單位為Mpa; 為巖土體重地下水的容重,單位為 ;H為地下水水頭,單位為m;z為位置高程,單位為m。
3.2巖土的強度與變形關系現象學分析
(1)在一般情況下,巖土數值計算與力學分析需要的是三維條件下的應力張量與應變張量兩者之間的數學關系,通常有全量型和增量型兩種表達形式,并且以增量型本構方程更為普遍。
(2)模擬軟巖應變軟化階段的途徑之一是把應變軟化看作是巖土本身的固有性質,應用連續介質力學的方法在應變空間中建立反映軟化性質的彈塑性應力一應變關系。
4巖土體發生滑坡的改善措施
4.1改變邊坡幾何形態
改變邊坡幾何形態主要是消減推動滑坡產生區的物質 (即減重)和增加阻止滑坡產生區的物質(即反壓) ,通常所謂的砍頭壓腳;或減緩邊坡的總坡度,即通稱的削方減載。這種方法是經濟有效的防治滑坡的措施,技術上簡單易行且對滑坡體防治效果好,所以獲得了廣泛的應用并積累了豐富的經驗。
4.2加固工程
一是抗滑樁加固。抗滑樁是借助樁與周圍巖同作用,把滑坡推力傳遞到穩定地層的一種抗滑結構,自 20 世紀 60 年代開始使用以來,得到廣泛應用。抗滑樁可分為全埋式和半埋式兩種,半埋式多用于開挖路塹時因工程不當造成的滑坡,樁前有一定高度的臨空面,在樁與樁之間可采用擋土板或擋土墻進行封閉。全埋式用于整治滑面以上樁前有抗力的整體滑動的滑坡。
二是預應力錨索加固。用錨索單獨穩定滑坡,通常在滑坡體上設置若干排錨索,錨固于滑動面以下的穩定地層中,地面用梁或墩作為反力裝置給滑體施加一預應力來穩定護坡。
4.3排水工程
排水系統的完善尤為重要,在抗滑樁施工前,沿抗滑樁靠山側設截水溝一條,排出地表水,截水溝設在抗滑樁靠山側有三個優點:a.防止地表水滲入滑坡體,進一步影響邊坡穩定;b.防止雨水影響抗滑樁施工;c.如將其設在抗滑樁前面,則在邊坡開挖時土體易產生滑移破壞截水溝。在坡面設置急流槽、排水溝進一步完善坡面排水系統,除完善坡面排水系統外,因地下水豐富,在邊坡各臺坡腳設置A110mm疏干孔,疏干孔深15m,具置視出水情況而定排水工程主要包括將地表水攔截或引出滑動區外的地表排水和降低地下水位的地下排水。
所有地下排水工程都須考慮自身的安全性及可靠性。一旦排水孔(或排水溝) 被堵塞、失效,不僅修復困難,而且可能造成嚴重后果。
參考文獻
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Abstract: Taking shallow bias tunnel under complex rock conditions as engineering background, this paper uses seismic reflection method to conduct advanced geological forecast analysis and study its adaptability under adverse conditions of the surrounding rock, and conducts monitoring and measurement during surrounding rock excavation, and summarizes the reasonable process of CRD construction method under complex rock conditions.
關鍵詞:不良地質條件;隧道;地質預報;監控量測;合理工序
Key words: adverse geological conditions;tunnel;geological forecast;monitoring and measurement;reasonable process
中圖分類號:TU471.8 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2013)07-0093-02
1 工程與地質概況
1.1 工程概況 韶贛鐵路是京廣和京九鐵路的東西走向連接線,東起京九鐵路江西贛州南康站,經大余和韶關市的南雄、始興、仁化、湞江等縣(市、區),西至韶關火車站與京廣鐵路接軌,全長182km,其中在韶關市境內共有117km,分別設南雄、始興、丹霞三個新站。良村隧道位于韶關段良村,為雙線鐵路隧道,起始樁號DK177+360∽ DK177+740,全長380m,最大埋深37m,雙線隧道,洞身均位于直線線性,縱坡0.6%。
1.2 不良地質分析 良村隧道所處地層為第四系全新統殘、坡積粉質粘土、粗角粒土,下伏白堊系上統粉砂巖及砂巖、石炭系下統石灰巖。不良地質構造有兩條斷層垂直穿越隧道,斷層破碎帶影響寬度約30m,圍巖風化強烈,節理裂隙發育,部分的泥質粉砂巖及砂巖在開挖后容易迅速崩解。地下水為潛水,第四系植被發育,地下水補給通暢,地下水位收大氣降水影響明顯,隧道結構位于常規地下水位線以下,對隧道施工不利。
良村隧道地勘資料及現場開挖調查顯示,隧道圍巖多為VI級圍巖,少量為V級圍巖,工程地質條件差,水文地質條件也對施工不利。隧道埋深較淺,隧道結構局部處于明顯偏壓狀態,土壓力分布對隧道施工及結構的安全性不利。隧道在淺埋、偏壓、地下水影響的VI級圍巖中施工存在很大的風險,必須做好措施,防止大變形和塌方等工程事故的出現。超前地質預報工作及合理的開挖工序,在此工程中非常重要。
2 超前地質預報
2.1 地質預報方法 采用地震波法(TSP)對DK177+360掌子面前方100米范圍的圍巖情況進行了預報探測,探測時共布置21個炮孔,有效炮孔19個。
2.2 地質預報結論分析 現場采集到的各道地震波能量衰減迅速,初至尚清晰,波形質量尚好。數據處理過程通過濾波、初至拾取、炮能量均衡、Q評估以及波場分離(包括反射波提取、縱橫波分離)、速度分析等13個步驟到各檢波器地震波(P、SH、SV)的深度偏移剖面及其反射界面。
采集的地震波信號衰減強烈,地震波波速低,提取的地震波同向軸清晰連續,無明顯反射界面。地震波解譯結果為:圍巖非常破碎,不完整,圍巖級別較低,節理、裂隙或者層理無法識別,圍巖自穩能力較差,無明顯富含地下水地段。基于超前地質預報結論,針對DK177+360掌子面前方60m掘進施工,提出確保安全的施工建議:①在巖體破碎地段,應短進尺、加強超前支護,開挖后及時進行初期支護,注意施工安全;②加強隧道圍巖變形監測,采取合理有效的施工工序。
超前地質預報應用表明,在圍巖級別較低的條件下,地震波能量衰竭迅速,需要加大激發藥量,V級圍巖單炮激發藥量可考慮在150g~200g。TSP在圍巖級別較低的條件下預報長度明顯下降,工程應用表明V級圍巖單次預報長度控制在60m以內,由于地震波能量衰減,超過60m預報結論的可靠性很低。
3 合理工序研究
3.1 圍巖變形監測 自20世紀80年代后期以來,我國的隧道工程大都以新奧法(New Austrian Tunneling Method,縮寫為NATM)理論為基本指導原則來進行其結構設計和施工。新奧法的含義可理解為:隧道形狀應使受力有利,采用柔性與圍巖密貼的錨桿和噴射混凝土支護結構,在充分發揮圍巖自身承載能力的同時,盡量抑制圍巖強度的惡化,依靠現場量測來指導隧道設計和施工。對此,我國的相關隧道設計與施工規范均要求:采用新奧法施工的隧道,施工時應視其規模、地質條件以及安全合理施工的要求,充分利用現場量測信息指導施工。
3.2 圍巖變形特征分析 隧道變形分析包括拱頂沉降和水平收斂,以典型的DK177+385斷面為例進行分析。測點Z拱頂沉降曲線為臺階式下降曲線,可以劃分為四個階段:第一階段①部開挖,隧道測點埋設后,隨著①部臨時仰拱閉合,時態曲線趨于收斂,收斂值為-48.15mm。第二階段③部開挖對該量測斷面的影響,時態曲線收斂于-69.03 mm。第三階段②部開挖對此量測斷面的影響,時態曲線收斂于-93.84mm。第四階段④部開挖對此量測斷面的影響,時態曲線收斂于-111.06mm。
施工中,在隧道周邊位移收斂時態曲線與拱頂下沉時態曲線是相互對應的,同樣測點AC洞周凈空收斂時態曲線可以劃分為四個階段。DK177+385量測第一階段①部開挖,隧道測線AC埋設后,隨著①部臨時仰拱閉合,收斂值為-29.43mm。第二階段③部開挖對該量測斷面的影響,時態曲線收斂于-8.09mm。第三階段②部開挖對此量測斷面的影響收斂于-20.46mm。第四階段④部開挖時態曲線收斂于-16.79mm。
3.3 合理工序分析 結合施工情況,拱頂沉降圖呈現為臺階式下降曲線,具有明顯的四個階段,且時態曲線上各反彎點都出現在監測斷面各分部開挖的時候。表明各分部開挖相互之間影響較大,可以看出測點Z各階段臺階的高度表現為各施工部開挖對測點Z變形的影響程度,臺階越高,影響程度越大,結合變形曲線可以得出各分部開挖的對測點的影響,各施工部開挖對測點Z變形的影響程度從大到小依次為①部、②部、③部、④部,說明受③部比受②部的影響小,也說明了施工中受偏壓的影響相對較小,說明當前的施工工序合理。
從變形趨勢中可以看出隨著隧道右洞的開挖,兩測點水平收斂變化呈現出相反趨勢,主要表現為隨著監測斷面③部的開挖,①部的相應部位水平收斂出現水平位移增大,而③部水平收斂水平位移減小,主要原因在于:a.右側開挖后豎支撐背后土壓力釋放,鋼支撐出現回彈;b.該段內隧道存在一定偏壓現象,隧道左側圍巖在土壓力的作用下出現移動。但相加后隧道水平整體收斂絕對量較小,即①部、③部水平收斂主要是因為開挖前后中部變位引起的。總的來說隧道洞內收斂量較小。③部,④部的變形情況:如圖,③部與④部之間的關系兩測點同樣水平收斂變化呈現出相反趨勢,且收斂值較小。工程應用結果表明極差圍巖等級淺埋偏壓隧道中CRD法施工,合理的工序應該是先山體外側開挖并施工初期支護,然后山體內側開挖。
4 結論
①淺埋偏壓隧道施工中的超前地質預報及其圍巖變形監測工作非常重要,它是確保施工安全的前提。②超前地質預報應用表明,在圍巖級別較低的條件下,單炮激發藥量可考慮在150g~200g,單次預報長度控制在60m以內。③拱頂下沉監測數據分析表明,比較開挖變形的差異,從安全考慮應該采用先山體外側開挖并施工支護結構,然后內側開挖施工。④隧道洞內收斂分析也說明了外側開挖擾動對施工完成的內側影響明顯。變形測試結果說明采用先山體外側后內側工序更加合理。
參考文獻:
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【關鍵詞】人工挖孔;灌注樁;過程;控制
現如今,隨著我國建筑行業的蓬勃發展,人工挖孔灌注樁因具備諸多優勢而被廣泛應用,但是在進行人工井下作業時,工作的效率往往不高,甚至由于施工過程中的一些非自然因素引發的意外更導致了工人的生命受到損害,我們如何更好的控制這些問題并做好人工挖孔灌注樁的技術質量,是我們需要進一步討論的問題。本文主要以達州基地某高層建筑為例,進行詳細討論。
一、人工挖孔灌注樁
(一)人工挖孔灌注樁的含義
人工挖孔灌注樁實際上是一個專業的工程名詞,它是通過人工開挖成孔的方法進行施工,在孔內安放鋼筋籠,并澆筑混凝土形成樁的形狀,就叫做人工挖孔灌注樁。
(二)人工挖孔灌注樁的特點
人工挖空灌注樁施工便利、速度較快、相較于大型設備它的使用更加簡單,它的性能要比普通的木樁以及混凝土打成樁的抗震能力強,價格方面相對低廉。這些優點使得人工挖孔灌注樁在建筑行業中得到廣泛的應用。尤其在普光分公司的諸多項目中,達州地區地下巖層承載力大、成巖時間久、比較穩定且埋深較淺,對于這樣的區域來說使用人工挖孔灌注技術進行工作是比較有效的一個方式。但是由于這項工作本身的作業條件差以及高強度的工作度,在質量和安全方面的監控也就變得尤為重要。
1.承載力高
挖孔灌注樁的承載力較高,承載量≥100≤2000噸,它不僅能夠滿足該高層建筑的設計及建筑結構要求,還能夠適應剪力墻以及框架結構體系的合理設計。因為挖孔灌注樁的承載能力高,它可以避免以往的一層一層接樁相連接的方式,還可以直接減少樁數的使用,并且降低工程建筑的造價。
2.抗震能力強
當工作的巖石層較淺時,灌注樁可以直接進入巖層的一定深度范圍,使樁柱的抵抗力更強,并能承受較之以往的負載力。
3.有利于提高施工質量
挖孔灌注樁的成孔直徑較大,在施工過程中有利于提高施工質量,并利于工人檢查孔徑。
二、人工挖孔灌注樁施工過程中出現的問題及解決措施
人工挖孔灌注樁雖然在使用上方法便利,但是仍然有一些潛在的安全隱患。
(一)容易造成孔內坍塌
在人力的施工過程中易受到自然因素的影響,如土壤的地質變化以及地下水的波動等影響,就會出現由于漏水,泥土坍塌所引發的孔內坍塌,造成人員傷亡,影響施工。
因此,在進行現場的建筑土地勘測時,應該根據現場的土質情況進行挖掘,并不斷觀察泥土是否有松動的情況,一旦發現泥土松動情況發生,應立即停止作業,或進行封堵,作業的進程要緊密不斷,確保不出現孔內坍塌的情況發生。
(二)有害氣體
地質的內部構造中,在進行人工挖孔灌注樁的過程中,可能會產生大量的有害氣體,造成人員重大傷亡。
為避免因為有毒氣體對工人的生命造成威脅,在施工前要做好準備工作,檢查是否已準備好相應的通風設備,以及足夠的氧氣面具,并嚴格控制相關人員,未經允許不得進入施工現場。
(三)地下水
地下水問題是建筑領域在施工過程中最常出現的問題,給人工挖孔灌注作業也帶來了一定的難度。除在地表墩臺位置四周挖截水溝外,并應對孔內排出孔外的水妥善引流遠離樁孔。同時,為了減少地下水的積聚,任何一根挖孔樁封底時都要把鄰近孔位的積水同時抽出,以減少鄰孔的積水對工作孔的影響。
三、人工挖空灌注樁施工質量提高措施
建筑工程的每一項作業都應需要合理的安排,根據圖紙制定好作業的工程項目,并具體分析。
(一)首先做好前提準備,按照圖紙嚴密規劃
職工單位以及施工的管理人員在利用人工挖空灌注樁技術時,應該嚴密的按照圖紙中所規劃的進行施工以及檢查,每項任務都要嚴格的按照步驟執行。
(二)樁定位放線
施工管理人員在經過仔細的檢驗之后可以進行下一項目的工程,保持施工場地的平整并放置樁線,按照樁線的繞口處澆筑混凝土,并沿著定位軸線在混凝土上釘釘,以便于更好的檢查樁孔中心線的平面位置。
(三)加強管理
在完成所有步驟之后,施工管理者應該在這一系列的過程中,加強監管,并從中找出經常發生的問題,發現并及時處理。施工管理者也要密切的配合建筑設計師的工作,與設計人員進行緊密配合,共同做好管理工作。
四、人工挖空灌注樁施工質量控制要素
(一)護壁施工
施工人員根據每個樁徑的大小,在四周對其制作混凝土的保護圈,防止井口的沙土松動,為了更好的避免自然因素帶來的不利影響,例如雨水等浸入孔內,應使制作的護圈符合井孔的直度。
(二)安全措施
在這項工程中,控制人身安全,防止意外發生是施工的管理者需要重點解決的問題,工人要按照合理的操作流程進行施工。
1.事先檢查
施工單位技術人員要編制詳細的施工方案,比就技術流程和施工重點環節向操作人員進行交底,嚴格按照操作流程進行施工。同時,操作人員在每次施工前,應對現場的安全、技術和設備進行檢查。
2.進行充足的準備
施工單位技術人員和操作人員要認真查看當地的施工情況以及詳細的資料,對其進行縝密的檢查,并分析當地的土質、地質、環境情況在根據可能出現的問題如漏水、毒氣滲透等問題制定相應的解決措施,在施工時施工人員也要做好相應的防護措施例如安全面罩、絕緣膠鞋等。
3.在施工孔的周圍設置安全防護欄
在孔的周圍要設置防護欄,設置安全繩索以及相應的應急措施。
4.在施工的爆破環節前,施工人員要做好爆破的各項準備,設施警戒線等,按照流程嚴格辦事,進行爆破后要快速排出有毒氣體,待有毒氣體全部排除后方可進行下一步的作業。
五、結束語
綜上所述,人工挖孔樁技術在建筑工程中的推廣以及廣泛使用,已經得到了很多建筑施工單位的認可。毋庸置疑,人工挖孔灌注樁的使用確實提供了便利,只要施工單位在使用過程中,著重注意質量以及減少人為的傷亡,精心管理,為建筑行業的發展再創佳績。
參考文獻:
【關鍵詞】寒區隧道防凍 太陽能-地源熱泵系統 節能減排
1引言
隨著我國西部大開發的進程,位于寒區的交通隧道數量還會繼續增加,伴隨而來的隧道凍害問題會更多更加突出,探索科學防治隧道凍害的技術措施十分緊迫。目前更多采用的是簡單的被動措施,其出發點是想通過更多地排除隧道襯砌周圍地下水這個凍害的介質、增加保溫隔熱材料以防止襯砌表面及內部溫度的降低,但是對于干寒和高寒這兩種類型的寒區,其大多數溫度都處于0度以下,而且夏秋季節晝夜溫差比較大,導致隔熱材料長期處于冷熱應力交替狀態,從而導致隔熱材料的壽命大大降低。保溫水溝、中心深埋水溝、防寒保溫門、燃煤加溫、電加熱等防凍措施,在巖土結構、效率、節能減排上都存在嚴重的問題。如今,也有的工程技術人員進行了一些利用地層中熱量的熱管技術及地源熱泵技術的探討。這種方式雖然在一定程度上解決了凍害,但是由于熱源來自地下熱水或土壤、巖層溫度場,長期運行也會導致地下溫度場發生改變,從而導致巖土的結構易發生改變,對隧道壽命和交通安全埋下了嚴重的隱患。
干寒和高寒地區光照強度大,能見度高,太陽能利用效率高。太陽能+地源熱泵混合熱水系統將地源熱泵與太陽能結合在一起,既可以克服熱泵長期運行造成隧道地下土壤或巖層溫度的降低( 或升高), 給土壤或巖層溫度場一個恢復期,并且可以減小地埋管換熱器的埋地深度和占地面積;又可以避免太陽能受天氣、季節、日照時間以及晝夜變化的影響,實現連續供熱水,實現寒區隧道持久、有效防凍。
2隧道防凍系統設計
2.1熱源獲取系統:太陽能-地源熱泵系統
考慮到多種因素,我們采用太陽能-地緣熱泵串聯和并聯相結合的方式來實現獲取熱源。如圖1所示。
(1)串聯系統(關閉2,3,5,8,9)可以是熱水流經整個系統,使太陽能熱水系統和地緣熱泵熱水系統能夠相互補充,可以克服熱泵長期運行造成地下土壤溫度的降低( 或升高),給土壤溫度場一個恢復期, 但是循環水量小,在一些不可避免的因素下可能造成水量不足。
(2)并聯系統(關閉5,8,9)中循環水量大,從而保證系統的可靠性,可采用太陽能為主、地源熱泵為輔的運行模式; 隨著天氣逐漸變冷,應采用地源熱泵為主、太陽能為輔,或完全采用地源熱。但是不能對下地溫度場產生恢復作用。
圖1 太陽能-地緣熱泵系統圖 圖2 3D立體模擬圖
注:圖1和圖2中出現的字母和數字含義為:A 埋地盤管;B分水器;C 集水器;D 熱泵機組;E 蓄熱水箱;F 太陽能集熱器;G 板式換熱器;H 室內末端;I,J,K 循環泵1、2、3、4、6、7、9、10均為閥門;5、8均為自動控制閥門
2埋管方式和隧道換熱管布置方式
2.1土壤源或巖層熱源熱泵埋管方式
地緣熱泵的埋管方式有很多種;針對于我們國家干寒和高寒兩種寒區類型,我們所設計的隧道防凍系統,我們采取以下埋管方式(如圖2所示):
(1)在干寒地區,比如我國西北地區。由于地下水位較低,所以采取地下水源熱泵的方式不僅投資大、效率低,而且對水資源也有極大的破壞和浪費。為保證熱交換效率和投資、節能等因素,我們采取豎直埋管的方式,利用巖層和土壤源溫度場采熱。
(2)在高寒地區,比如青藏高原或高緯度地區的海底或河底隧道。由于這些地區地下水資源比較豐富,地下水位較低,而巖層較厚,在保證隧道結構穩定的條件下,可以采用地下水源熱泵來獲取熱量。所以采取豎直埋管方式從地下汲水,然后再隔一定距離把回水引入地下。所以這種方式水資源不會浪費還能保證地下水能夠很快的恢復。
垂直埋管淺層地能熱泵系統其優點是較小的土地占用,管路及水泵用電少。這一系統主要通過中間介質作為熱載,使中間介質在埋于土壤內部的封閉環路中循環流動,從而實現與大地土壤進行熱交換的目的。
2.2換熱管布置方式
換熱管布置方式分為縱向布置和橫向布置,由于縱向布置方式不僅系統總阻力小,減少電消耗,而且如果布置深,在一定程度上隧道深處的高溫巖壁或空氣也會對換熱管進行熱補償,從而減少地緣熱泵的負荷。所以我們采用縱向布置方式(如圖2所示)。
3 節能理論分析
平板集熱器和真空管太陽能集熱器是應用最廣的太陽光 熱轉換裝置。近年來,國產全玻璃真空管太陽能集熱器的質量和可靠性有了很大提高,而且成本也降低了不少,因此在家用生活熱水方面得到了廣泛的應用。太陽輻照量是影響太陽能集熱器的最主要因素。根據地區和安裝條件的不同,太陽能集熱器與水平面之間的傾角在之間變化。對我國的西北干寒地區而言,傾角為最不利傾角,而且水平面的太陽輻照量數值可從氣象資料中直接選取,所以,我們用采暖期水平面上的季平均日太陽輻照量作為集熱器的輻射量指標,計算時統一取西北干寒地區冬季最冷5個月(即十一月、十二月、一月、二月、三月)的平均日太陽輻照量。通過計算得到西北地區在采暖期水平面的日平均輻射量為15301Kj/( .d)左右。
全玻璃真空管太陽能熱水器的能量平衡方程為:
式中: :悶曬水量,KG; :水的平均定壓比熱 KJ/(kg*℃); :水的初始溫度, 水的終止溫度; 集熱器內水的平均溫度, 周圍空氣的平均溫度, 玻璃管的太陽透射比, 吸收涂層的太陽吸收比; 累計太陽曝輻量 KJ/ ; 集熱管采光面積, ( )范圍內平均熱損系數; 累積輻照時間; 散熱面積, .玻璃真空集熱管有關參數 =0.88; ; ; =0.137 ;平均水溫我們設為45℃, =0.6W/( . ℃).假定集熱器內水的平均溫度為20℃,大氣的平均溫度為-1℃至-10℃,日平均輻射量為15301Kj/( .d),北方地區冬季的平均日照時間為8h計算時將累計輻照時間為8h,根據公式計算求出單根集熱管每日集熱量為628KJ,則每平方米集熱面積每日的集熱量為8825KJ。
通過以上分析,我們可以看出采用太陽能輔助供暖能夠產生較好的效果,這對于單獨用地源熱泵系統有很大的提升作用,不僅減小了地緣熱泵的負荷,而且對地下溫度場也有恢復作用,節能效果顯而易見。
4創新點與優點
(1)該系統無消耗化石燃料帶來的大氣污染,有熱污染、噪音、視覺污染、也沒有有害氣體排放污染。對環境保護有一定的作用。
(2)該系統所采用的能源均為可再生的能源,無須擔心能源衰竭的后果。
(3)該系統補償了單獨用地源熱泵所帶來的地質結構的危害,使地下溫度場得以恢復,對隧道保養和隧道安全有一定的作用。
(4)該系統采用太陽能―地熱能聯合系統,可靠性好。當一種單獨系統停止工作時,可以用另一種系統來應急。
(5)穩定可靠,維護簡單,運行穩定,使用壽命長,故障率小,操作簡單,維護費用小。
5展望與前景
中國是如今建造隧道和擁有隧道最多的國家,而且中國的隧道地理環境惡劣,特別是冰凍災害。傳統的隧道防凍系統在各方面都有著這樣或那樣缺陷,在未來的發展過程中亟待需要一種高效、節能的隧道防凍技術來。本系統在在防凍效果上不僅高效,而且節能,所以在未來隧道防凍技術上有很大的發展空間和應用前景。
參考文獻:
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關鍵詞:再生水 低碳經濟 作用
中圖分類號:TU991.11文獻標識碼: A 文章編號:
低碳經濟簡單說就是以最小的資源消耗,最低的廢物排放,生產出最多的有用的產品。它的生產循環過程就是循環經濟的流程,即:資源—產品—廢物—再生資源—產品。而再生水就是純凈達標的談水資源經過一次利用后,變成了污水,也就是廢物,這些污水經過污水處理廠深度二次處理后,達到一定的水質標準,再進行有益的利用。從而達到水資源和能源消耗最小化,產出最大化,而排放最低,非常符合低碳循環經濟發展的要求。然而,目前廣大民眾對再生水回用的認知度還較低,政府對再生水推廣應用的支持力度、資金投入、監督管理力度還不夠,從而使再生水的利用量、回用率偏低,應用面也不夠廣泛,推廣應用的進展也較慢。
一、再生水的含義及特點
再生水是指污水通過污水處理廠適度的處理后,使水質達到一定的標準,以滿足某種使用的要求,可以進行有益在利用的水。我們習慣把通往用水戶的來水叫上水,從用水戶排出的污水叫下水,因為污水經過二次深度處理后變為再生水的水質介于上下水之間,可排入地面水域使水體不受任何污染,所以我們通常又把再生水叫做“中水”。再生水除不能做飲用水外,完全可滿足綠化、消防、道路降塵噴灑、農業灌溉用水,工業冷卻用水,生態景觀用水、洗車、建筑物清洗、地下水回灌等用水水質標準的要求。它的應用范圍非常廣泛,可以說它是城市的第二水源。再生水較其他水資源具有顯著的特點和優勢。一是供水保證率高。它不爭水,可就地取水,因為每一座城市的供水總量的80%都要轉化為污水,這些污水經二次處理后有70%的中水是可以回用的。二是供水成本低,有競爭力。按目前的技術水平。再生水的供水成本約在1-3元/噸,海水淡化的供水成本約在5-7元/噸,跨流域引水的供水成本約在5-20元/噸。顯而易見,從經濟的角度而言,再生水回用是最劃算、最經濟的。三是具有明顯的環保價值。污水的再生利用非常有利于改善生態環境,有利于實現水生態環境的良性循環。
二、唐山市再生水回用的基本情況
唐山市市區目前有東郊污水處理廠、西郊污水處理廠和北郊污水處理廠,年處理能力達7000萬噸。2009年唐山市區再生水工業回用利用率達25%,年市區工業再生水利用量達2338萬噸,中水回用量較上一年增加54%,一年推廣應用再生水的成效非常顯著。隨著城市的發展和擴容,計劃在鳳凰新城西北部還要規劃建設一座污水處理廠。目前全市工業和城鎮居民生活污水年排放量達2.866億噸,其達標排放量達2.478億噸,而回用量不足0.5億噸,而就全市而言,再生水回用率還是較低的水平,在10%以下。目前北京再生水回用率已達65%,中水回用量已占全市總用水量的20%。國家建設部也頒布了今后城鎮污水再生水利用的指標和政策,到2015年,我市總體再生水回用率達到20-25%,較國家規定的指標還有很大的差距,較北京的差距就更大。
三、再生水回用是解決水資源緊缺的有效舉措也是發展低碳經濟的需要
如上所述,再生水的充分利用,可使一座城市在供水總量不變的情況下增加供水能力50-70%,而且成本較低,經濟效益和生態效益顯著。而且再生水的回用適應范圍廣泛,能大大提高水資源的綜合利用率,即可減輕對地表水體的污染,又可緩解水資源的供需矛盾。目前再生水的處理技術是成熟的,城市再生水回用的基礎設施建設也正越來越受到重視,隨著水資源的日益緊缺,供需矛盾的凸顯,公眾對再生水的認知度也在不斷提高,所以大力推廣應用再生水是可行的,戰略性的意義重大。我們應該以科學的發展觀對待自然資源的開發和利用,既要滿足我們當代人經濟發展的需求,但決不能危及和損害后幾代人的利益。我國是一個貧水的國家,我市更是一個缺水的城市,我們應該時刻具有居安思危的水危機意識,未雨綢繆,節約先行、治污為本,多渠道開源。再生水回用保證率高、成本低、節約能源、減少排污,經濟效益和生態效益顯著,有利于實現水資源綜合利用的良性循環。可以說大力推廣應用再生水是可持續發展的重要舉措,也是發展低碳經濟的需要。
四、幾點建議
(一)、完善關于再生水回用的政策法規
政府應出臺再生水回用的硬性指標和鼓勵、懲罰制度,以逐步擴大再生水使用的范圍。比如:新建項目和整體更新改造的項目建設再生水回用的配套管網等設施可免交污水處理費,對不回用的單位征收新建或改建項目再生水供水管網設施配套費,對用水大戶應規定必用的再生水所占總用水量的比例指標,達不到的有處罰規定,超指標的有獎勵制度等等,以加大對再生水回用的政府監管和督導力度。為大面積的再生水回用建立完善制度保障體系。
(二)、加大對再生水回用基礎配套設施建設的投入
政府應積極引導拓寬投融資渠道,加大對再生水回用基礎配套設施建設的投入,以擴大再生水的使用范圍和利用水平。比如:城鎮新建項目和整體改造的項目供水都應該實施“分質供水”,應增加中水回用的供水管道和配水管網。洗車、道路噴灑、消防用水、沖廁、綠化、景觀等用水都應改用中水。對于唐山市來說,在這里需要強調兩項中水回用的工程設施。一是地下水回灌工程配套設施,因為唐山市是地下水嚴重超采區,每年地下水用量都占總用水量的70%左右。全市已形成以市區、古冶、唐海為中心的六大漏斗區,超采面積已達3322平方公里。特別是市區和沿海一帶,地面沉降、海水入侵等地質災害已經顯現,應該通過調查論證科學選定中水回灌地下水的井點、井群,實施地下水回灌工程。二是我市投巨資、歷時數年的建設,南湖生態公園和總長57公里的環城水系已見雛形,后續配套建設正加快進行,水系和南湖一次蓄水量達2000立方米,每年蒸發滲漏消耗水需2000立方米,如果每年補充兩次水的話,大約需要5000-6000立方米的淡水資源。東郊污水廠和北郊污水廠近臨陡河、西郊污水廠近臨青龍河、所以利用再生水給環城水系和南湖補水是必然的選擇。不到迫不得已決不取用陡河水庫的淡水資源。
(三)、加大宣傳力度提高公眾對再生水的認知度
再生水回用,對于廣大公眾來說畢竟還算是一種新生事物,所以政府要通過報紙、電臺、電視臺等多種宣傳媒體和形式多樣的宣傳普及手段,叫廣大公眾了解再生水,認知再生水,接受再生水,以推進廣大民眾的參與意識。為使再生水得到廣泛的應用奠定群眾基礎。
(四)、按市場經營機制促進再生水產業大發展
再生水原來屬于公益事業,完全由政府投入,政府管理,現在應通過深化機構改革,轉換經營機制,由公益事業逐步向產業化轉變,但政府的宏觀管理、監督、支持是不能完全放手的。供排水公司可按市場化經營管理,促進其向產業化發展,逐步做大、做強再生水回用事業。
(五)、科學合理地整合城市水資源