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【關鍵詞】公路;涵洞;結構設計
前言
隨著我國公路工程投資建設規模的快速發展,作為公路工程附屬結構的涵洞的數量與日俱增。國內一些管理單位、高等院校以及設計單位通過對一些已建高速公路涵洞進行調查發現,相當多的涵洞存在病害,譬如:洞身不均勻沉降導致路面開裂;涵洞滲水、積水;洞身局部開裂;沉降縫錯位、撕裂等等,不一而足。
1 涵洞定義
根據《公路橋涵設計通用規范(JTG D60-2004)》(以下簡稱《通用規范》)第1.0.11條規定,橋梁和涵洞以單孔跨徑5m為界,單孔跨徑
2 設計規程、規范
與橋梁相比,涵洞的技術復雜程度較低、工程規模較小。但,因為它橫穿公路,又不同于路外一般的排水構造物,結構措施不到位或地基處理不當都可能會產生病害并危及道路安全。
在《細則》頒布前,公路涵洞沒有專用設計規范,僅在《通用規范》和《公路場工橋涵設計規范》(JTG D61-2005)中能見到一些原則性的、簡單的規定,所占篇幅較少。設計人員采用的設計規范具有較大的隨意性。結構設計人員往往首先采用自己最熟悉的本專業的規范,如:建筑結構規范、給排水結構規范、橋梁規范或水工規范等等,甚至經常出現混用不同規范體系的情況,這是很不合理的,可能導致設計結果在安全度、適用性方面留下隱患。隨著《細則》的頒布實施,公路涵洞設計以公路體系規范作為設計依據,規范體系較為完整、全面,也更具針對性。
2.1 規程、規范的使用原則建議
2.1.1 建議以公路規范體系作為設計依據。
2.1.2 不同規范體系不能混用。雖然結構專業現行各規范體系基本都遵照以概率理論為基礎的極限狀態設計方法,但各規范體系所采用的目標可靠指標可能不同,如表1所示。各規范體系的材料強度分項系數、荷載分項系數、荷載組合規定、計算公式都不盡相同。顯而易見,混用規范體系很容易造成設計結果的可靠度不足或偏大,因此,應避免這種做法。
2.1.3 各規范體系雖不能混用,但可以相互補充、局部引用。這主要指一些特定荷載的取值和計算方法、一些特定結構的結構分析方法、特定的構造措施等在不同規范體系之間的取長補短和相互借鑒。例如:過路圓形管涵的結構設計可以部分借鑒排水管道規范,因為排水管道規范關于管道及接口、管基的內容要比《細則》更為詳盡,也更加權威。應該特別注意的是,為了避免混用規范體系,在局部引用其它體系規范時,一定要在設計依據中明確指出引用某規范的某一章節,甚至某一公式。那種將所能想到的規范名稱統統列在設計說明書中的做法是不可取的。
2.2 建議采用的設計規程、規范
《公路橋涵設計通用規范》(JTG D60-2004) ;《公路涵洞設計細則》(JTG/T D65-04-2007);《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》(JTGD62-2004);《公路橋涵地基與基礎設計規范》(JT-GD63-2007) ; 《公路工程抗震設計規范》 ( JTJ 004-89);《公路污工橋涵設計規范》(JTG D61-2005) ;《給水排水工程埋地預制混凝土圓形管管道結構設計規程》(CECS 143 :2002)第6一8章;《給水排水工程混凝土構筑物變形縫設計規程》( CECS117:2000);《混凝土結構耐久性設計與施工指南》 (CCES 01-2004,2005年修訂版)。以上規程、規范應隨著版本的不斷更新采用最新頒布施行的版本。根據工程的具體情況,這些規范可適當取舍。
3 結構設計標準
3.1 設計基準期
《通用規范》第1.0.6條規定:公路橋涵結構的設計基準期為100年。
3.2 設計使用年限
國務院頒布的《建設工程勘察設計管理條例》第二十六條明確規定“編制施工圖設計文件,應當滿足設備材料采購、非標準設備制作和施工的需要,并注明建設工程合理使用年限”。
目前,我國公路體系規范對于橋涵結構設計使用年限未做規定,這不僅與國際慣例不符,也與我國《建設工程勘察設計管理條例》的要求相背離。國際上對橋隧等基礎設施工程的設計使用年限多為100年,且有進一步延長的趨勢。如:歐共體規定為100年,美國規定為不小于75-100年,日本建筑學會規范規定為100年;在國內,現行鐵路、地鐵規范明確規定為100年,工民建規范規定為5-100年,且均為強制性條文。顯然,在這方面我國公路體系規范已欠全面。為了適應國際化發展趨勢并滿足國內法律法規的要求,公路橋涵逐步完善設計使用年限的規定勢在必行,設計單位、設計人員對此應有足夠的認識。
設計使用年限指的是“正常設計、正常施工、正常使用、正常維護”條件下工程在技術性能上能滿足安全和使用要求的最低年限。可以看出,體現設計人員責任的最主要部分是“正常設計”,內容包括采用合適的設計基準期、采用正確的原則和方法進行承載能力極限狀態、正常使用極限狀態設計以及足夠耐久性的設計。在設計文件中列出設計使用年限并非意味著設計單位或個人單方面對設計使用年限的獨立承諾,它要靠設計、施工、管理與維護各方的共同努力來實現。
根據中國土木工程學會標準《混凝土結構耐久性設計與施工指南》(以下簡稱《指南》)第3.2.2條,公路混凝土涵洞的設計使用年限分級為一、二級,對應的設計使用年限分別為100年、50年。見表2。
這樣的規定是合適的,雖然涵洞的技術復雜程度較低、工程規模較小,但其維修、翻建或拆除不僅會影響路面結構,而且會影響到路基,不僅會造成較大的經濟損失,對交通的干擾也很大,會嚴重影響道路的使用功能。
3.3 安全等級和結構重要性系數
建議涵洞結構的安全等級為二級,結構重要性系數γ0=1.0。
《通用規范》第1.0.6條、《細則》第9.1.2條規定:涵洞結構的安全等級為三級,結構重要性系數γ0=0.9,標準偏低,與《指南》規定的涵洞的設計使用年限不匹配。換個角度考慮,正因為涵洞在整個道路工程中所占比重較小,適當提高其設計標準還是劃算的。
參考文獻
關鍵詞:商業建筑商住類建筑管道臃堵管道支架衛生間給排水
問題(一):當排水橫管過長時,如何避免排水管道臃堵的問題
在某大型商住樓項目中,建筑專業在該建筑靠近東側的二層和三層分別設有公共衛生間。但是,受各種相關因素影響,排水管道在東側不能直接出戶。如果排水管道靠重力自流直接出戶的話,只能夠在一層建筑物內部的消防車道上方通過排水懸吊管引至該建筑的西側出戶。當然,這樣設計的話,所需要的排水懸吊管會比較長,達到103米。由于排水管道在消防車道上方通過,為了不影響消防車道的凈高,排水懸吊管坡度又不能太大。于是,設計中,排水懸吊管采用了0.003的設計坡度,并嚴格按照規范要求設置清掃口(排水懸吊管管徑為De160)。
在該建筑投入使用不久,就發現該排水懸吊管經常堵塞,嚴重影響了該建筑相關部分的正常使用。后經現場踏勘,并查閱了相關資料,發現造成這個問題的主要原因有如下兩個:
1、當排水坡度較長時,排水坡度過小。關于坡度問題,中國建筑工業出版社出版的《建筑給水排水設計手冊》第192頁表3.3-6規定DN150管道,標準排水坡度為0.01,最小排水坡度為0.007。在《建筑給水排水設計規范》中,De160的塑料排水“橫干管”最小坡度為0.003。然而,規范中對于排水橫干管的長度并沒有明確要求。在日常的工程實際中,排水橫干管通常不會很長。結合本工程中所遇到的問題,當排水懸吊管長度過長時,這個最小坡度顯然是偏小的。
2、由于懸吊管過長,同時,該排水管所負擔的公共衛生間用水隨機性很強,在排水流量很小時(如果只有一個大便器排水),根據橫管內的水流狀態分析:污水由立管下落進入橫管后,水流會經過幾個狀態變化,在水流繼續向前運動中,由于管壁阻力,能量逐漸減小,水深逐漸減小,趨于均勻流。但是,當只有少量污水進入排水懸吊管時,管道中的水流速度很難達到自清流速。這樣,由于懸吊管過長,污水在流動過程中,其中的固體排泄物就可能沉積下來,最終可能凝結在管道內壁。當達到一定程度時,便造成整個排水系統堵塞。
關于類似問題,筆者認為:在整個建筑設計起始階段,給排水專業應該會同建筑專業合理確定高層建筑裙房內公共衛生間的位置,盡量把公共衛生間設置在靠近建筑外墻等方便排水管出戶的位置。
問題(二):空調循環水管道支架的設置問題
對于大型商業建筑而言,中央空調是必不可少的。通常的設計說明中,大都可以見到這么一句話:“管道支架的設置參見國標03S402《室內管道支架及吊架》”。但是很多情況下,卻忽視了該標準圖集的使用范圍。標準圖《室內管道支架及吊架》在使用范圍一條明確提出:“本圖集的實用范圍,根據安裝的結構形式,實用的管徑為DN15~DN400,個別的水平管支座及彎管托座可適用至DN500。”眼下的大型商場,建筑面積動輒數萬平方米。而且隨著社會的發展,面積達十數萬平方面的商場也屢見不鮮。對于這些建筑,其空調系統冷卻循環水管道管徑很多都會超過DN400。這時,如果管道安裝仍選用03S402恐怕是不合適的。但是,在部分工程的空調循環水管道安裝過程中,仍參見該標準進行安裝。雖然當時并沒有出現什么問題,然而卻會在中央空調的運行過程中留下一定的安全隱患。因此,從嚴格意義上講,在設計中,當室內供水管道直徑大于DN400時,應當由給排水設計人員根據設計荷載,對管道支,吊架的每一部分進行計算。或者列出設計的基本要求,交由結構設計人員計算,從而確保系統的安全使用。
問題(三):住宅戶內給排水設計問題
隨著國民經濟的發展,人民生活水平的不斷提高,對住宅條件的要求也越來越高。住宅條件的改善不單表現在面積的擴大,更重要的是功能的轉變。要實現這種功能的轉變,在一定程度上則取決于廚房、衛生間的給水排水設計。
1、水表的設置方式:現代住宅要求廚房、衛生間使用的水、電、氣應做到三表計量出戶。“三表出戶”的目的是便于計量、減少打擾。為此,新的建筑給排水設計規范第3.4.17條規定:住宅的分戶水表宜相對集中讀數,且宜設置于戶外;對設在戶內的水表宜采用遠傳水表或IC卡水表等智能水表。在實際工程中,水表有以下幾種設置方式:
(1)設置在室外的水表箱內。這種方式常用于多層單元式住宅中,分戶水管沿室內管井或建筑外墻引入戶內,相應水表集中在外墻的水表箱內,此種方式在南方一些地區應用很普遍。水表的位置根據供水方式可在底層也可在屋頂層。建議給水管道入戶后加設一個控制閥門,以便于住宅戶內的管道維修,戶外水表箱應加鎖,由小區物業管理人員統一管理。
(2)設置在樓梯間處的水表間內。對高層及超高層住宅或建筑外立面有特殊要求的住宅,給水立管及水表間均設在樓梯間或走道外,由水表間至各戶的給水橫干管敷設在樓板下面,此種設置方式的缺點是管道的使用量增加較多,給施工和管理都增加了難度。
(3)采用IC卡(或TM卡)智能型水表,水表設置在廚房或衛生間內。此種水表應用先進科技,居民可持卡至售水處購買任意數量的“水”,然后將卡插入水表中即可打開閥門供水。此卡具有記憶、累計、報警、斷水等功能(TM卡智能更高些)。
(4)采用智能抄表系統(即遠傳電子水表)。對于高標準住宅小區,開發商一般采用自動計量系統,對水、電、氣三表實現全自動化收費管理。智能抄表系統是通過在水表上加裝輔助裝置,用導線將用水量信號傳輸至戶外的信號收集器完成。
2、給水管的敷設:目前,新建住宅中一廚兩衛已很普遍,有的住宅甚至配有一廚三衛、一廚四衛,且廚房、衛生間、陽臺各用水點位置均較分散。分戶支管至用水點間管道如沿室內樓板下吊設,必然要求設室內吊頂,管外壁還應有防結露措施,給住戶裝修帶來不便,畢竟不是所有住戶都想設吊頂。《建筑給水排水設計規范》第3.5.18條規定,給水支管宜敷設在樓(地)面找平層或沿墻敷設在管槽內,敷設在找平層或管槽內的給水支管外徑不宜大于25mm。實際上,如果將接往兩個或兩個以上用水點給水支管串接在一起,其支管外徑均會超過25mm。因此,為了滿足規范的要求,給水支管入戶后即接入分水器,分水器暗設于廚房或衛生間墻體內,通過分水器后接往各用水點支管管外徑均可控制在25mm以下。但應注意:設于找平層內給水支管施工完畢后,應在其位置作上明顯的標記,以免住戶裝修時破壞給水管道。
3、排水管道敷設:《住宅設計規范》第6.16條規定:住宅的污水排水橫管宜設于本層套內。雖然規范有此規定,但目前大部分住宅設計中,由于存在各種問題,真正能做到這一點的并不多見。于是在日常生活中,經常出現上下層住戶因排水管道漏水而導致的各種糾紛、影響鄰里關系。作為工程設計人員,應在設計時努力解決這一問題。
問題(四):管道穿越防火卷簾的問題
一些大型商業建筑,每一層大都由多個防火分區組成,每個防火分區之間用防火墻或防火卷簾進行分隔。而且,出于空間上的要求,兩個防火分區之間除了公共疏散樓梯之外,大多使用防火卷簾來實現防火分區的劃分。對于給水排水專業和電氣專業來說,出于專業上的總體考慮,必然會有部分水管或電纜橋架需要從防火卷簾處穿越防火分區。
處理管道穿越防火卷簾通常有以下三種做法:(1)管道穿梁安裝;(2)管道從梁底穿過,再在管道下方安裝防火卷簾。然后對結構梁和防火卷簾之間的空隙用鋼板等材料進行封堵。(3)在管道需要穿過的地方,要求建筑專業靠近柱子設計一段隔墻,管道從隔墻穿過。
相對于第一種情況,第二種情況更適合于對原有建筑的消防改造,比如利用廢棄的廠房或倉庫改造后作為超市和賣場等等。改造時,可能出現管道從防火卷簾處穿越防火分區的情況。這時,不可能在原有梁上開洞,不得已采用第二種做法。對于新建大型商業建筑來說,柱距往往在8000mmX8000mm 左右(梁高也在800mm上下),對于普通消防管道,管徑通常在DN100左右,當需要從防火卷簾處穿越防火分區時,可以把管道穿梁的位置和管徑提交結構專業,在梁上預留DN150鋼套管即可。這樣,管道從防火卷簾上部穿過,既不影響防火卷簾在梁底的直接安裝,也節省了建筑層高。當采用第二種方法,在梁底安裝管道時,會給防火卷簾的安裝帶來一定影響,同時,在對結構梁和防火卷簾之間的空隙進行封堵時,稍有不慎,就有可能出現封堵不嚴的情況。此外,在個別情況下,受具體因素影響,結構專業可能不同意在梁上留洞,這時,還可以采用第三種做法。由于所需隔墻長度很短,只要建筑專業協調得當,并不會影響建筑室內空間的劃分。
問題(五):公共衛生間衛生器具的選擇要求
有關于公共衛生間衛生器具的選擇,規范并沒有提出過多要求。但是在實際使用過程中,在節水和衛生兩方面還是應該引起足夠重視。以商場衛生間的小便器為例,早期的一些商業建筑中,通常采用小便槽和沖洗水箱的方式;隨著自閉式沖洗閥的出現,商場衛生間逐漸開始采用壁掛式小便斗和落地式小便器。從日常使用的角度來看,落地式小便器的衛生效果比壁掛式小便斗要好。感應式沖洗閥出現以后,由于在衛生方面具備很大的優越性,很快在很多公共場合得到廣泛應用。最近,國內出現了免沖洗小便器,根據相關資料顯示,無論從節水的角度,還是衛生方面,免沖洗小便器都要優于前者。根據北京市市政管理委員會委托北京市環境監測站對已安裝免沖水小便器的廁所進行氨氣和臭氣強度的檢測,結論是“免沖水小便器為目前比較可行的具有節水性能并能夠應用的產品”,該產品完全達到了《城市公共廁所衛生標準》二類廁所要。尤其在2003年“非典”過后,公共衛生安全引起了公眾的廣泛重視,再加上我國目前眾多城市的水資源嚴重緊缺,免沖洗小便器在公共場所必然會被廣泛采用。
此外,在公共衛生間的盥洗龍頭選擇方面,加氣節水龍頭,限流水龍頭同樣可以起到明顯的節水效果。從衛生的角度來看,此類節水龍頭同樣可以通過感應的方式進行控制。試想,如果我們現有的商場衛生間均采用節水衛生器具,必將在緩解水資源緊缺和保證公共衛生安全兩個方面產生深遠的影響,并可以發揮出重大的社會價值。
問題(六):局部網架屋面下噴淋管道的安裝問題
在大型商業建筑設計中,出于空間或其他考慮,建筑屋面或局部屋面采用網架的做法司空見慣。當屋面結構形式采用網架的時候,怎樣結合網架的布置以及《自動噴水滅火系統設計規范》的要求合理布置商場的自動噴水滅火系統就成為給排水專業的頭等大事。我們知道,網架系統的連桿均為二力桿,只能承受縱向壓力和拉力,不允許在上面安裝任何管道支吊架。所有需要固定管道的支吊架只允許固定在網架的球節點上面。在日常的設計工作中,屋面的網架系統大多由專業鋼結構公司進行專項設計。而且多數情況下,網架設計要遲于建筑設計。這樣就存在著工程設計單位和鋼結構公司的設計銜接問題。
關于建筑設計單位和鋼結構公司之間的設計銜接,首先,建筑設計單位應和鋼結構公司設計人員配合,根據網架球節點的平面布置,同時結合噴淋規范的相關要求,合理確定噴淋配水管道的平面走向和位置。待噴淋管道的管徑和走向確定以后,設計單位要向鋼結構公司提交網架下部噴淋管道的滿水重量,以備鋼結構公司計算屋面荷載。所以,有關于兩家單位之間的協作問題,在設計階段必須引起雙方的充分重視。一旦將問題遺留到工程施工階段,將會給工程施工帶來一定程度的影響。
關鍵詞 循環供水系統收集系統循環水處理系統自動雨淋系統補水系統中圖分類號:F037 文獻標識碼:A
工程概述
根據業主要求,配合道路專業,本專業在指定路段做模擬雨淋路段的循環供水系統的設計。
設計依據和設計規范
1、《沈陽市公安局交警支隊考場建設工程施工圖設計委托書》
2、沈陽市規劃院提供的場地周邊規劃紅線圖
3、沈陽市勘測院提供的1:500電子地形圖
4、建設單位提供的增、改建項目內容
5、中華人民共和國公共安全行業標準《機動車駕駛人考試場地及其設施設置規范-第1部分:設計設置》(征求意見稿)
6、公共安全行業標準《機動車駕駛人考試場地及其設施設置規范》編制說明(征求意見稿)
7、沈陽市勘測院提供的地質勘察報告
8、《沈陽市公安局交警支隊考場建設工程-道路施工圖》——沈陽市市政工程設計研究院
9、《建筑給水排水制圖標準》GB/T 50106-2010
10、《室外排水設計規范[2011年版]》GB 50014-2006
11、《給水排水工程管道結構設計規范》GB/50332-2002
12、《給水排水管道工程施工及驗收規范》GB50268-2008
13、《給水排水構筑物工程施工驗收規范》GB50141-2008
14、測量手簿——沈陽市市政工程設計研究院
15、業主及規劃部門相關意見。
工程現狀
工程用地總體地勢呈北高南低。現狀無給排水設施,所有設備均為新建工程。
設計內容
循環雨淋系統設計
本次設計雨淋循環系統包括考場用自動雨淋系統、循環水處理系統和補水系統。
1、工藝流程:雨水(包括雨淋水和雨水)收集沉淀池沉淀循環水處理設備過濾模擬雨淋系統。
2、雨水(包括雨淋水和雨水)收集系統:
截水溝平面位置:在模擬濕滑路面起點處設置兩道300x250mm混凝土截水溝收集路面雨水。
截水溝縱斷設計:i≥0.3%坡向沉淀池。截水溝做法詳見國標圖集07J306-P22、J3。
排水管管徑采用DN300。
3、沉淀池:有效容積為16m3/h,L=6.6m,B=3.0m。構造詳見施工圖紙。池體配筋參見國標圖集08SS704-18~38(有覆土、有地下水4#)。
池內設有潛水泵為循環水處理系統中的過濾水箱供水。
(1)放空井:沉淀池內設有DN200放空管。入冬之前、池內設備檢修或池體清掏時需將池內廢水放空至放空井,然后用臨時泵排出至附近雨水井。放空井采用Φ1000圓形磚砌檢查井,參見06MS201-3-P11、22。
(2)溢流口:沉淀池內設有D=0.2m溢流管,溢流管出水口為八字式管道出水口(漿砌塊石)做法詳見國標圖集06MS201-9-P5。出水口下游底板做法參見本設計泄水槽構造圖(一)中做法。
(3)潛水泵控制要求、方式和顯示:沉淀池內設有一臺Q=16m3/h,H=7.5m潛水泵,三級負荷。控制箱由水泵廠家配套提供。控制箱顯示泵的啟、停、低報警水位、故障狀態信號、和揚水管的壓力信號。水泵啟、停由過度水箱中的浮球根據水箱中水位控制。以水箱底高程為±0.00m,啟泵水位:1.0m(相對高程);停泵水位:1.6m(相對高程)。水泵低水位報警由沉淀池中的浮球根據池中低報警水位控制,當達到低報警水位時自動停泵。
4、循環水處理系統:采用成套廢水過濾設備,主要包括過度水箱沉淀、氣罐曝氣、罐體過濾、清水箱儲水等工藝,處理量需滿足Q=7.0m3/h,處理后水質需達到城市雜用水中洗車用水水質標準(詳見《城市污水再生利用城市雜用水水質》GB/T 18920-2002)。
(1)曝氣:工藝中曝氣材料為空氣,氣源由廠家配套提供。
(2)濾料:過濾材料為級配石英砂,由廠家配套提供。
(3)設備材質:設備箱體材料均采用不銹鋼HS-304。
(4)反沖洗:過濾設備定期反沖洗,但需在雨淋系統不工作時,反沖洗水源來自清水箱。
(5)泄水井:入冬之前或設備維修時需將設備內廢水放空,設備內水放空至設備間外YA1泄水井。泄水井采用Φ1000圓形磚砌檢查井,參見06MS201-3-P11、22。
中水處理系統配套控制箱由中標廠家配套提供及指導安裝。水處理工藝參見施工圖紙。本設計工藝流程可根據中標廠家工藝調整。待與設計溝通滿足設計要求后,方可施工。
5、考場用自動雨淋系統:
(1) 本雨淋系統模擬局地短歷時強降水:1h降水量不小于20mm。
(2)單個噴頭噴水能力:流量1.389 L/min,壓力0.3MPa。(1MPa是十公斤水(常溫清水),100米水柱)
作用面積:350m2。
(3)本系統采用濕式系統。考試時,噴頭動作。雨淋系統用水由清水箱提供,通過Q=7m3/h(Q=0.02*7*50=7)、 H=40m(H=H1凈提升高度+H2最不利點沿程損失+H3最不利點局部水頭損失+H,安全水頭)干式多級離心泵提升至系統。離心泵就地手動控制啟停。
(4)雨淋系統管材采用鋼管,管道工作壓力1.0MPa。
(5)系統泄水:入冬之前或系統維修時需將系統內廢水放空,通過閥門井FA1和FA2內DN50立式閘閥將系統內水放空至設備間外YA1和YA2泄水井。
閥門井采用地面操作磚砌圓形立式閘閥井,參見0707MS101-2-P14~23。
泄水井采用Φ1000圓形磚砌檢查井,參見06MS201-3-P11、22。
(6)鋼制管道防腐:鋼管在進行內、外防腐前,應將表面的油污及鐵銹等去除,焊縫不得有焊渣、毛刺。鋼管表面的預處理必須滿足《涂裝前鋼材表面預處理規范》(SYJ4007-86)的要求,處理程度Sa2-21/2級,設計采用機械拋光法除銹。
管道外防腐:凡污水廠內明露的鋼管、鋼管件外壁,均刷一道底漆,三道調和漆,顏色由建設單位統一規定;浸入水中的鋼管、管件均一道底漆,兩道調和漆,顏色為乳白色;埋地鋼管,無論大管或小管均做環氧煤瀝青防腐,加強級做法,既底漆-面漆-玻璃布-面漆-面漆做法,干膜厚度≥0.4mm。
管道內防腐:采用無毒環氧樹脂,底漆兩道,面漆兩道,干膜厚度≥0.2mm。
6、補水系統:
(1)管道線位:補水管道線位詳見施工圖紙。
(2)管道設計:補水管道管徑為DN50,管道起點為場區東南辦公樓處市政給水管網,終點為沉淀池。其作用是為沉淀池補充水源。
(3)管道縱斷設計:給水管道覆土H≥1.8m,i≥0.3%。
(4)管材:本次設計給水管道管材采用PE100管材及同材質管件。施工中應嚴格按《給水排水工程管道施工及驗收規范》及有關規定實行。
管材的技術要求:
A、其環向彎曲剛度不宜小于8kN/m2,管道覆土大于5米其環向彎曲剛度不宜小于12.5kN/m2。
B、管道內、外壁防腐能力強,要安全運行50年。
C、管徑豎向的直徑變形率不得大于5%
D、管材粗糙系數≤0.01
(5)管道基礎及接口: 200mm厚砂墊層基礎。管道接口采用熱熔承插連接,當與金屬管件連接時采用法蘭連接。
(6)管道工作壓力0.6MPa,管道試驗壓力按《給水排水工程管道施工及驗收規范》及當地質檢監督部門的相關規定執行。
(7)閥門:
水表井GA1中管道上的控制閥門選用立式閘閥(帶閥梃,地面式操作)。同時配套安裝伸縮節以方便檢修,水表采用LXS旋翼型水表,閥門、伸縮節等附屬設備主體材質采用球墨鑄鐵,工作壓力按1.0MPa選用,管道上各種管件的法蘭螺栓孔要求與閥門設備法蘭相應配套。
閥門井GA4中管道上的控制閥門選用AMX型DN50多功能水力控制閘閥,功率0.37KW。
(8)閥門井和水表井:
水表井GA1采用磚砌圓形水表井(DN15-40),詳見07MS101-2-P40。
閥門井GA4采用地面操作磚砌圓形立式閘閥井,參見0707MS101-2-P14~23。
上述井室、井筒內外壁均要求采用1:2水泥砂漿抹面,厚度20mm。
閥門井和水表井井蓋材質由建設方確定,在機動車道上的井蓋荷載按《公路橋涵設計通用規范》(JTG D60-2004)公路一級標準車輛荷載設計。
(9)多功能水力控制閘閥控制要求、方式和顯示:補水系統設置多功能水力控制閘閥,閥門啟閉由沉淀池內的浮球根據池內水位控制。控制箱顯示閥門的啟、閉、故障狀態信號。
設計要點及工程注意事項
1、本設計中管道長度、高程以米計,管徑以毫米計;雨水管道高程均為管底高程;管道樁號為方便施工定位。
2、管道應敷設在地基承載力特征值fak≥130kPa的原狀土地基或經處理后回填密實的地基上。溝槽開挖后,如遇淤泥等軟土時,應采用換填等地基加固處理措施,即將管道及檢查井基礎底下1.0m范圍內的淤泥土清除,回填級配砂礫并夯實。處理后的地基承載力經檢測達到fak≥130kPa后方可進行管道及檢查井施工。當溝槽開挖深度超過6m時,應采取相應的溝槽支護措施。
3、如當年修建道路,設在道路紅線內部的管道溝槽回填水撼砂至道路結構層,其余部分采用原土回填;如當年不修建道路或管道位于綠化帶內,溝槽回填水撼砂至管道外頂以上0.5m,其余部分采用原土回填。
4、回填土要緊密分層夯實,當排水管道采用砂石基礎時,如管材為鋼筋混凝土承插口管,則溝槽回填土密實度要求詳見國家建筑標準圖集《混凝土排水管道基礎及接口》06MS201—1 P7圖2。
關鍵詞:高層住宅;給排水;施工技術
中圖分類號:TU241.8 文獻標識碼:A 文章編號:
隨著我國經濟水平和建筑行業的迅猛發展,建筑行業越來越規模化的建設已經是一個城市快速發展的象征。在建筑行業的發展道路中,排水系統的設計與施工質量與整個建筑行業的建設質量有著密切的關系,現代的建筑施工越來越往人性化的方面發展,努力實現可持續服務的目標。
1. 新時期住宅建筑給水系統設計
1.1供水方式
建筑設計中,給水方式的選擇關系到整個給水系統的安全性、可靠性、工程投資、運行費用、維護管理及使用效果,因此給水方式的選擇是至關重要的。現行給水設計通常采用以下3種方式:由市政管網直接供給;水池水泵房屋面水箱用水點;水池變頻供水設備用水點。采用第一種供水方式系統簡單、投資省、安裝維護便利,可充分利用市政給水管網水壓,節約能源,但由于內部無貯備水量,當外網停水時,將使內部斷水,因此供水可靠性差。采用第二種供水方式,因水池、水箱貯備有一定水量,當停水停電時,可延時供水,因此供水可靠,水壓穩定,但不能利用市政管網水壓,能源消耗較大,安裝維護麻煩,投資較大,有水泵振動、噪聲干擾,且易產生供水的二次污染,另外,由于增加了屋面水箱,相應地增大了結構荷載。采用第三種供水方式,由于水池貯有一定水量,因此供水可靠,設備布置集中,便于維護管理,同時由于變頻供水設備可根據用戶實際用水情況,通過調節水泵轉速或運行臺數以調節水量,因此能源消耗較少,但是水泵型號較多,選型技術要求高,水泵控制調節麻煩,且投資額較大。
綜上所述,以上三種供水方式各有利弊,不能一概而論,應結合設計項目的實際情況,經綜合考慮,選出最適合的供水方式。
1.2減壓方式
在高層建筑設計中,通常會碰到用水點水壓超壓問題,這種狀況不但使用戶用水不便,同時還易損壞潔具配件。在給排水設計中,通常采用以下幾種減壓方式:
1)分區設水箱
此種供水方式供水可靠,但水箱設置需占用上層空間,同時增加了結構荷載。
2)設置減壓閥
減壓閥的設置通常有以下2種方法:在立管上設減壓閥,在用戶分支管上設減壓閥。
2. 新時期住宅建筑排水系統設計
2.1室內排水系統的設計
高層商住樓的排水系統主要接納蠱洗、淋浴等洗滌廢水,糞便污水。合理選擇廢水排除方式是排水系統設計的重要問題。廢水排除方式與排水管道敷設方式密不可分。排水管道的敷設通常有以下2種方式:
1)排水橫管敷設在樓板面上
這種排水管道敷設方式要求每層排水管不穿越樓板,這樣,衛生間就不需吊頂,空間更開闊,且本層套內管道維修不影響到下層用戶。排水橫管在板面上的敷設方式,通常有以下兩種:
(a)衛生間板面下沉式
即衛生間板面要比相應樓面下降450mm左右(假定衛生間室內外高差為50mm),排水橫管敷設完畢后,再回填渣土至樓面平。這種管道敷設方式使衛生潔具布置更加靈活,可滿足二次裝修的要求,但因衛生間板面下沉要回填渣土,增加了樓面的負擔,同時,因衛生間樓板底比相應樓面下降500mm左右,而衛生間處梁高通常為300mm~400mm,結構設計中通常將梁底同板底持平,梁高度相應增加,因此增加了投資。另外,如果衛生間平面有次梁穿過時,采用此種做法管道必將穿過次梁,這樣就會影響次梁受力結構。
(b)衛生間板面不下沉式
即將排水管道敷設在板面上,這種設計對衛生潔具有特別的限制,即要求坐便器采用后出水型,地漏采用側排式地漏。由于側排水式地漏和浴缸本身不帶存水彎,因此在接入橫管時須加存水彎。其做法通常是將橫管設于管道井內或是當廚房、衛生間靠外墻設置時將橫管設于建筑外墻,這樣勢必增加管道井設置或者影響建筑美觀,同時由于后排式坐便器目前市面上暫時難以購買,因此,有可能影響住戶的二次裝修。
2) 排水橫管敷設在樓板面下
這是常規敷設方式,其衛生間潔具排水管要穿越樓板與排水橫管連接,這種排水管道敷設方式可滿足重力流排水的要求,排水的水力條件好。但由于橫管設于樓板下,影響美觀,衛生間需吊頂。同時,若管道出現堵、漏現象,維修時需到下一層,給下層住戶造成不便。
綜合分析,采用排水橫管在樓板面上敷設的排水方式可為用戶創造良好的家居環境。隨著人們生活水平的提高,這種方式將成為一種趨勢,建議在排水系統中大力推廣。
2.2雨水系統排水系統的設計
由于降雨不可人為控制,雨水系統設計不安全對建筑尤其是超高層建筑的損害非常大,因此超高層建筑屋面雨水設計重現期的取值應慎重。《建筑給水排水設計規范》4.9.5條規定,重要公共建筑屋面雨水排水設計重現期不宜小于10年;4.9.9條規定,重要公共建筑的屋面雨水排水工程與溢流設施的總排水能力不應小于50年重現期的雨水量。超高層監護不可能設置溢流口,建議屋面雨水的設計重現期取50年,同時按100年校核雨水系統的排水能力。
除了設計重現期的取值問題外,還有一個問題需要考慮。由于建筑高度很高,目前常用的65型、87型雨水斗設計流態為重力流但需要考慮排水壓力,因此在選用雨水系統管材時需要考慮由于建筑高度引起的靜壓力,建議雨水管材在普通鋼管壓力范圍內選用普通鋼管,承壓比較高的部分采用無縫鋼管。超高層建筑屋面雨水排水采用純重力流雨水系統是比較經濟安全的,但重力流雨水斗的研制和標準圖目前還在進行當中,沒有成型的產品可供使用,目前還是按87型雨水斗系統設計。此外室內雨水排入的第一個室外檢查井選用消能井,以防止由于排除管壓力過高引起噴濺事故。
結束語
相對低層民用建筑而言,高層和超高層建筑對給排水系統設計的安全性可靠性要求更高,設計者可通過設計和施工中遇到的問題,不斷總結和完善設計技術,達到設計安全、合理、經濟的目的。
參考文獻
[1]王琦.有關建筑給水排水施工技術的分析[J],中小企業管理與科技(上旬刊). 2009,12(3):78-79.
關鍵詞:建筑衛生間;同層排水;施工
中圖分類號: TU992 文獻標識碼:A文章編號:
Abstract: the drainage system is the toilet drainage system of a novel technology, this paper, from the traditional layer between the defects of drainage, based on this technology advantage in drainage, on the basis of specific introduces the technology of three installation method and the technique in actual construction some problems in the analysis, some countermeasures, so as to promote the popularization and application of the technology.
Keywords: building toilet; Drainage; construction
近年來,隨著房地產業的興旺及衛浴文化的興起,人們對衛生間有了新認識,住宅中傳統排的隔層排水方式因侵占空間、噪聲大、清通不方便、漏水易引發糾紛、個性化裝修受到約束等缺陷,越來越不適應時展的要求。《健康住宅建設技術要點》規定:貫徹豎向管道集中,橫向管道不穿越樓板的原則,《建筑給水排水設計規范》也規定:住宅衛生間的衛生器具排水管不宜穿越樓板進入他戶。鑒于此,同層排水作為一種新型的排水方式應運而生。下面,筆者就幾種不同形式的同層排水技術在住宅衛生間的應用以及實際施工中存在的問題及解決對策進行具體分析,以期推廣同層排水技術的普及應用。
1 傳統隔層排水的缺陷
當前,傳統隔層排水系統在我國建筑衛浴室中仍占一定比例,特別是在建筑科技較不發達地區仍廣泛應用。隔層排水系統指的是衛生間排水系統的支管穿過自身衛生間的樓板在樓下衛生間的天花上橫排接入排水主立管。該方式具有施工方便、灌水試驗查漏方便、維修方便等優點,但其弊病也顯而易見。傳統方式中排水支管穿過樓板,在下層樓板與立管連通,排水方案本身無問題,正常情況下排水通暢,水流可順著管道排放,但侵占下層空間,一般會占用200~300mm的層高,若層高2.8m,除掉管道占用空間,衛生間凈高僅2.35~2.45m。同時,若管道漏水要維修則必須到樓下才能看到自家排水管,需雙方協商一致后方可方維修,影響樓下住戶生活。同時,該排水方式對廚衛間要求是最好上下對齊,方便布置管道,對戶型設計的多樣化較為不利。基于此,在消費者對“ 產權獨立” 越發追求的今天,該排水方式越來越不能滿足消費者的要求。
2同層排水技術優勢
所謂同層排水,即衛生間內衛生器具排水管(排污橫管和水支管)均不穿越樓板進入他戶,在同樓層內平面施工敷設使得污水及廢棄物的排放達到或超過同類和其他排水方式,順利進入排水總管(主排污立管),一旦發生需要疏通清理的情況,在本層套內就能解決問題的排水方式,簡稱“同層安裝”,也叫同層排水。與傳統隔層排水相比較,同層排水優點可概述為以下五點:1)衛生間排水管路系統布置在本層套住戶內,支管檢修在本戶內進行,不影響下層住戶;2)衛生器具布置不受限制,用戶可自由布置其位置;3)排水管被回填墊層覆蓋后隔音效果好,噪音減小;4)衛生間樓板不被衛生器具管道穿越,滲漏幾率小;5)由一只共用的“多通道地漏”或“接入器”取代了傳統下排水方式中各個衛生器具設置的P彎或S彎,由P彎與S彎產生而自身無法克服的弊端同層排水方式均能有效解決。同層排水與隔層排水的優劣比較詳見表1:
表1同層排水與隔層排水比較
對比項 排水方式
同層排水 隔層排水
排水立管 穿越樓板 穿越樓板
排水支管 不穿越樓板,在樓板上敷設 穿越樓板
排水時噪聲 較低,對下層用戶干擾小 較大,對下層用戶干擾大
產權問題 產權明晰,檢修在本層完成 產權不明晰,檢修時需到下一層
對建筑要求 防水處理到位可不受限制 需避開下部對衛生和防水有嚴格要求的場所
防火安全 管道不穿越樓板,當樓下發生火災時不會蔓延到樓上 管道穿越樓板,當樓下發生火災時可能會蔓延到樓上
3同層排水技術安裝方式
3.1墊層式
將衛生間地面抬高200~300mm作為管道敷設空間,在抬高的地面填充層中敷設排水管道,再用水泥砂漿找平后做防水層和面層,接著布置衛生潔具。該法適用于住宅已投入使用用戶需增加衛生間或下層房間無法安裝排水管道的場合,缺點是易造成“內水外溢”。新工程中因施工難度大,費工費料,增加樓體的承載負荷,現已不再使用。
3.2墻排水式
即在用水潔具后砌一堵假墻,使其形成約0.2m寬的管道敷設空間,排水支管在假墻內安裝無需穿越樓板,在同一樓層內和立管相連。該法能有效地降低水流噪聲,且排水管不外露,美觀整潔,同時墻排水不需降低結構樓板及墊高地面,不影響下層層高。但該法回避了地漏的設置,而這恰恰是GB50015-2003規范條文所指的關鍵問題,因此該法目前不合我國國情,再則該法建筑投資大,穿墻管件多,無法解決衛生間地表水,不值得推廣。
3.3 降板同層排水式
即衛生間結構板下沉,排水管敷設在樓板下沉空間中的一種排水方式,該方式也是當前建筑行業中技術最成熟的一種同層排水方式。該法安裝方式有兩種:一是整體降板排水方式,即將衛生間的結構樓板整體降低至少300mm,在降板空間內敷設排水管道,并用陶粒、粉煤灰等輕質材料填實找平。二是局部降板排水方式,即只將衛生間內敷設排水橫管的樓板局部下沉,其他部分不降板,施工同整體降板排水,但因降低了樓板的結構負荷,故造價相對較低。降板同層排水的管道敷設在降板空間中,室內無明顯管道,外觀整潔,且排水噪音對樓下住戶的影響小,同時排水管安裝時未穿越結構樓板,滲漏概率低,維修在本層即可進行。但降板處理后結構設計較復雜,增加了成本,同時管道滲漏具有隱蔽性,裝修時若面層的防水沒處理好會形成“沉箱變成污水池”,管道維修時須破壞地面.加大檢修難度,因此做好樓板的防水是該法施工的關鍵。
4同層排水技術施工中存在的問題及解決對策
當前,上述三種方式在我國不同地區均有應用,但較而言,墊層式及墻排水式存在明顯的限制,而降板式同層排水管道的接管與傳統接管基本相似,且簡單經濟實用,因此應用較廣,但總體而言,要采用哪種形式應結合實際情況靈活選擇。另一方面,該技術的應用雖日益廣泛,但在實際工程中也暴露出一些不足,若不能保證施工質量,留下的隱患會嚴重影響業主在今后的使用,且解決起來比較困難,因此在施工過程中要特別注意如下幾個問題:
4.1 注意衛生間內PVI-U塑料排水管穿板套管
《建筑給水排水及采暖工程施工質量驗收規范》規定:管道穿過墻壁和樓板,應設置金屬或塑料套管。安裝在樓板內的套管,其頂部應高出裝飾地面20mm;安裝在衛生間及廚房內的套管,其頂部應高出裝飾地面50 mm,底部應與樓板地面相平;安裝在墻壁內的套管其兩端與飾面相平。穿過樓板的套管與管道之間縫隙應用阻燃密實材料和防水油膏填實,且端面應光滑。對于PVC-U塑料排水立管設于同層排水系統的衛生間內就不適應了。因該系統的排水三通是設于建筑結構沉箱內,套管不能伸出沉箱外,若在三通下設置套管,一不能滿足安裝在衛生間及廚房內的套管,其頂部應高出裝飾地面50 mm的要求,二不能有效地對三通下套管縫隙實施嚴密封堵。因此沉箱內三通下設置套管就全無意義。但PVC-U塑料排水立管外表面光滑,與混凝土粘結不是很牢固,加之塑料管材的熱脹冷縮和混凝土不一樣存在著縫隙,衛生間內的積水極易沿著PVC-U塑料排水立管與混凝土板間的縫隙往下層流,不但對樓下住戶的生活產生影響,還可能傳播病菌。為解決以上問題,施工中可采取如下做法:1)在混凝土板內1/2處加與之相適應的PVC-U塑料排水阻水圈,安裝時先把阻水圈套入管道上,阻水圈凹凸不平一面朝上,阻水效果更好。將管道在板內穿管處先擦試干凈,沿板內1/2處刷膠水,再把阻水圈放到刷膠水位置上,待其穩固1min~2min即可。2)在阻水圈的上下兩頭或三通承口處,與樓板連接的PVC-U管道外層打毛,讓外層較粗糙,之后用混凝土填塞密實,有必要可分兩次完成。
4.2 注意沉箱內的管道漏水與疏導
依照《住宅設計規范》及《建筑給水排水設計規范》,住宅衛生間排水設計要采用同層排水系統,且排水管道在沉箱內,避免了PVC-U塑料排水管在水流呈不充盈及重力流狀態的噪聲(58dB)。但沉箱內的給排水支管安裝均由業主二次裝修完成,因二次裝修的施工隊伍普遍無施工資質等級,對給排水管道安裝施工工藝、材料的基本性能、技術參數等一知半解,特別是熱水管道,即使在前期施工階段做了水壓試驗,因受后期水溫影響,裝修完成使用后也難免出現滲漏滴水,沉箱內無法排除,長期下去,會形成污水池,既背離了原設計的初衷,更破壞了建筑及環境衛生。因此,為避免滲漏水不至于長期的積留在沉箱內,可利用通氣管道作為沉箱內底部漏積水的疏導管,通過疏導的方法讓滲漏浸水慢慢流走。此外,沉箱是密封體,不會竄氣,因此設置普通地漏即可,同時可在地漏外再敷設一道20目的不銹鋼網罩,以防日后二次裝修時把回填土帶入側墻式地漏內,落入透氣管底部造成管道堵塞,影響各層沉箱內的浸水排放。
4.3 注意預埋套管定位的準確性
預埋套管施工中,很難保證后期管道的垂直度,在以往施工只對污水三通套管預埋就因垂直度達不到要求而只能重新預埋,費時費力。因此筆者建議如下,即只按照標高及一定的垂直度要求,采用木盒比套管四周大30mm的方形孔洞,在安裝管道前先期對套管進行二次澆灌處理,此法雖比一次澆灌成型套管四周的嚴密性較差,但在沉箱內壁作好防水處理也是可行的,且能滿足功能要求,增加外墻敷設的排水管道的整潔度,體現出較強的功能美特征。
5 結語
總之,同層排水作為一項新技術,目前在國內仍處于發展階段,國外的技術在本土化的過程中也還有一定的難題尚未完全解決,加上該技術受到國內居民意識等方面的限制,在設計及施工工藝方面仍有待探索及加強,同時該技術對材料、技術、管理等各方面要求較高,推廣仍需一定時間。但另一方面,該技術的諸多優點也顯示了其擁有廣闊的發展前景,相信隨著民眾對居住環境要求的提高、廣大給排水行業專業人員的努力以及國家相關政策的大力扶持,同層排水技術的應用會越來越廣,中國的建筑排水能夠快步進入“同層”時代。
參考文獻:
【1】胥書霞.同層排水技術的應用現狀與進展【J】.青海大學學報,2011,29(1):68-72.
關鍵詞:市政排水管道;頂管工藝;設計和應用
中圖分類號:TU99文獻標識碼: A
引言
近些年來,我國城市化進程不斷發展加快,城市市政排水管網是城市重要的市政基礎設施之一,擔負著城市生活雨污水、工業廢水的收集和輸送工作,被稱為城市的“血管”。市政排水管網的結構穩固和功能完善是城市排水安全的重要保證。在城市市政工程建設過程中,地下管道工程的建設日益凸顯重要性并倍受社會各界的關注。我國傳統管道施工多采用開挖施工,但在施工現場條件受限時,多采用頂管法。頂管施工適用于不便開槽施工或開槽埋設較不經濟的管道工程,該施工方法的優點在于采用不開槽的暗挖方式,避免作業面對城市地上交通和各種活動及地上建筑物的直接影響,同時節約工程投資,減小施工對環境的影響。市政排水管網頂管施工具有較高的危險性,以及施工技術要求相對較高的特點,在管道施工過程中,由于措施不到位,技術控制不佳,容易引發各類質量和安全事故。
1、市政排水管道頂管工藝概述
1.1 頂管施工工藝的概述
污水管道頂管工藝即非開挖施工方法,它是一種不開挖或者少開挖的管道埋設施工技術。非開挖工程技術徹底解決市政給排水管道埋設施工中對城市建筑物和交通道路破壞并有效緩解城市施工地段的交通堵塞問題,在穩定土層和環境保護方面凸顯其優勢。這對交通繁忙、人口密集、地面建筑物眾多、地下管線復雜的城市是非常重要的。
管道頂管施工通常采用的施工方法可分為敞開人工手掘式和密封機械式頂管施工方法,其中機械式頂管施工常用的施工方法又有泥水平衡式和土壓平衡式兩種,頂管施工常用的管材有砼管、鋼管、玻璃夾砂鋼管。管道頂進施工所采用的主要設備為信息化及全自動化泥水平衡頂管機。
市政排水管道頂管施工的基本原理為:從地面開挖兩個基坑井,然后管節從工作井安放,通過主頂千斤頂或中繼間的頂推機械的頂進,推動管節從工作井預留口穿出,穿越土層到達接收井的預留口邊,然后通過接收井的預留口穿出,形成管道的施工。目前,在管道頂管施工中最為流行的有三種平衡理論:氣壓平衡、泥水平衡和土壓平衡理論。在我國較為常用的是泥水平衡和土壓平衡。
1.2 頂管工藝施工適用的地質條件
在城市市政排水管道直徑較大(Φ800mm 以上),管道施工現場無法采用明溝開挖埋管施工而管道沿線又無其它建筑物基礎時,可考慮采用頂管法進行市政排水管道的建設或改造施工。采用人工頂管對于頂進面土質有較高的要求。首先,要求頂進面土體的自立性好;其次,要求頂進面的地下水壓力很小,否則會導致正面土體局部塌方,這樣頂進方向也就很難控制。人工頂管的糾偏通常采用頂進面局部超挖的方式,如果頂進面發生流沙現象就無法局部超挖,也就很難糾偏。因此事前應對地勘資料進行細致地了解,并要求在開頂前對不利地質進行必要的處理,從而避免無法預知的安全質量事故的發生。例如某市竹排沖污水截流工程和雨水管渠工程在頂管施工過程中,對不利施工地質因素采用粉噴樁和地質注漿處理,使工程頂管能順利按合同要求完成。
市政排水頂管施工一般要求承載的地面土質具有一定的強度,諸如粘土、高嶺土等,另外,對地面要求高的城市等地區,頂管施工的優勢明顯,當然,造價也相對高,而對于大開挖管道施工主要是針對土質松軟或如水塘、河流等地區,不僅保證管道施工的安全、科學、合理,且造價相對較低。總之,頂管施工與開槽埋管施工相比具有施工速度快、自動化程度高、精度高、地面沉降小、對地面交通和周邊環境影響小等優點。例如柳州市河東沿江截污工程。在柳州市河東沿江截污工程中覆土超過5米的均采用頂管施工,根據科學的經濟經濟核算比較,設計頂管管徑采用d1200~d1650,這樣既保證污水的流量,又能保障排水管道有效的抗壓能力。
2、市政排水管道頂管工藝的設計和應用
2.1 市政排水管道頂管工藝的設計
隨著我國 《給水排水工程管道結構設計規范》 (GB50332-2002) 和 《給水排水工程埋地鋼管結構設計規程》 (CECS 141:2002) 的頒布施行,對市政排水管道頂管工藝做出了明確的要求和規定,并為市政排水管道頂管工藝的發展提出更高的要求。在市政排水管道頂進時,封門拆除后將工具管立即切入土層。在切入過程中應時刻注意管路的測量和糾偏。開始頂進5m~10m 范圍內,施工偏差超過允許偏差時(軸線位置3mm;高程0mm+3mm),應采取措施立即糾正。施工的工具管進入土層后的管端處理還應注意:在進入接收井的工具管和管端應設枕墊;管道兩端露在工作井中的長度不得小于0.5m。由于
頂管施工采用擠壓式所以在施工中還需注意:
1) 每次頂進的長度應根據車斗的容積、起吊能力和地面運輸條件綜合確定;2) 工具管開始頂進和接近頂完時,應采用手工挖土緩慢頂進;3) 在市政管道頂進時,應防止工具管轉動;4) 在臨時停止管道頂進時,應將管道的喇叭口全部切入土層。在市政排水管道頂管結束后,管節接口內側間隙將按設計要求處理。
2.2 市政排水管道頂管管線的設計
頂管中工具、材料的設計選擇。管道頂進工具頭的選型:根據地質情況及周邊的地理位置,主要采用全密封式機械工具管,全斷面泥水平衡機械頂進。頂管長度:頂管長度根據管徑和頂進的距離劃分,約60~100 米為一井段;管道材料:采用III級鋼筋混凝土鋼承口管;頂管段單元長度為2.0m;市政排水頂管管道測量的方法:采用激光導航定位系統,并運用攝像機全過程監控;頂進的糾偏方法:工具管糾偏油缸電動液壓控制糾偏;減阻方法:高壓注漿觸變泥漿減阻。排水管道頂進過程中的測量、糾偏控制頂管施工應建立地面與地下測量控制系統。
市政排水頂管施工采用土壓平衡式工藝,采用市政管道封閉式頂進,因而對地面沉降的影響較小。在排水管道頂進過程中,管道的擾動空隙則通過壓觸變泥漿加以有效的填充,減少土層損失。在穿越地面建筑物時不準停機,控制切土口角度,適當放慢頂進速度以減少土層損失。在布置工作井后方的測量儀器座時,必須避免由于頂進受力而使得儀器座產生位移和變形。排水管道糾偏操作必須在排水管道的頂進中進行。管道糾偏時采用小角度逐漸糾偏,要堅持勤測、微調、微動的原則,每次糾偏一般不大于0.5°,切記不要對管路進行猛糾、硬調。
在市政排水管道施工糾偏前,要根據工具管本身已存在的斜率和軌跡,經綜合分析研究,確定校正方向及糾偏千斤頂的伸縮量。在管道糾正工具管旋轉時,宜采用挖土方法進行調整或采用改變切入削刀盤的轉動方向或在管內相對于機頭旋轉的反向增加配重。在排水管道停止頂進時,應采取措施防止管前塌方。在排水管道頂管施工過程中,管道穿越不同土質時由于所受阻力的變化而容易造成頂進線路的偏差,雖然機頭自身有一段糾偏段,糾偏最大角度范圍能夠達到上下1.7°,左右1.2°,但在市政污水管道頂進線路的控制方法上主要依靠設備的正確操作以及有預見性的防范措施。因此,在市政排水管道頂管設計中,應對施工低端的地質進行科學的分析研究,并結合相關專業知識進行綜合分析、研究,科學制定市政排水管道的頂進路線,為使管道按照設計要求的高程和方向頂進,在頂進過程中應不斷對工具管的高程方向轉動進行測量,并根據管道測量詳情進行信息的反饋,實現對頂進方向的科學控制,保證污水管道按設計軸線頂進。城市市政排水管道頂管線路的測量主要是采用經緯儀和全站儀進行方向的測量。
目前,城市市政排水管道頂管工藝施工采用電腦控制掘進的全過程,計算機控制系統可持續提供掘進機的導向與定位,并隨時顯示機頭的位置,從而控制傾斜度與面向角;同時,市政排水管道頂管工程采用全自動化模糊控制技術,并可同時完成掘進過程中相關數據記錄的打印工作。
結論
隨著我國現代化城市的不斷發展,城市地下建設日益重要,明挖工程對管道埋深較大浪費工程投資及城市交通、地下埋設物、城市建(構) 筑物、城市環境等產生很大影響,而暗挖工程尤其是頂管工程,可節省市政工程投資并對城市外部環境影響較小。因此,頂管施工技術的優勢越來越突出,頂管施工與開槽埋管施工相比具有施工速度快、自動化程度高、精度高、地面沉降小、對地面交通和周邊環境影響小等優點,具有廣闊的應用前景,對提高污水管網施工的工作效率,創造更大的社會、環境和經濟效益,具有舉足輕重的作用,但仍需更多進行實地研究和并付諸于實踐才能使該技術得以發展和成熟。
參考文獻:
【關鍵詞】住宅小區;室外給排水;施工圖設計
隨著經濟的發展,水資源的使用也呈現出不斷上漲的趨勢,對于住宅小區的給排水問題,也逐漸引起了人們的重視。室內給排水系統源于室外市政給水管網,而又止于室外市政排水管網,住宅小區局部的用水質量有了大大的改善,其中室內外生活、消防用水都非常的簡單快捷,一掃傳統的用水窘境,而排水的方式主要是通過布置在室外的排水管道將各住宅小區樓宇產生的生活污廢水、雨季的天氣降水排至住宅小區外的特殊檢查井內。“給水進、排水出”看似簡單的六個字,其實包含的工作量十分巨大,給排水系統的形成過程需要技術人員首先進行管道的布置設計,繼而對住宅小區的房屋結構等等進行細致的勘察測量才能進行安裝,而施工圖的設計更是難上加難,由于施工工程是一項隱秘性工程,所以施工圖的設計需要結合住宅小區的建筑結構設計圖紙來進行,對設計人員的設計思路有了較大的限制,所以在給排水施工圖的設計上,總會存在許多問題。本文接下來將對各種問題進行細致的探討說明。
一、住宅小區室外給排水施工圖設計中存在的深度問題
住宅小區室外給排水施工圖的設計是工程具體施工的重要前提,只有依照精密科學的設計施工圖才能在住宅小區的室外進行順利的施工。但在一些給排水的管道工程中,施工的方式不怎么明確,而且工序十分的混亂,這一方面的原因是施工人員的技術并不嫻熟,而更重要的是缺少一張能夠指導施工人員正常施工的施工圖紙。所以在施工過程中經常可以看見沒有按照設計圖就混亂施工的現象,這既耽誤了正常的施工進度,也對住宅小區用戶的給排水質量造成了嚴重影響。一套完整的小區給排水設計施工圖紙應涵蓋小區建筑物建筑規劃、結構、給排水構筑物及管道的精細尺寸、管道標高以及交叉處的節點坐標等等。設計師應該對住宅小區的總體布局及結構有比較深入的了解,并且要搜集市政能夠提供的所有關于施工住宅小區的相關資料,然后再針對市政職能部門給出的原有給水閥門以及雨、污水檢查井處的具體坐標位置來進行給排水管道的綜合設計。在設計過程中一定要特別注意管線的布置,尤其交叉點非常多的管道處應該有必要進行三維可視化設計,這樣能有效避免管道交叉出現滲漏的現象。此外對于住宅小區外面的明溝或暗溝,還需要設計人員能夠對明暗溝始端、末端及中間變坡點進行較為精密的設計,以免排水過程中出現倒坡及污水反流的現象。
二、住宅小區室外給排水施工圖設計中存在的綜合性問題
對于住宅小區的給排水施工圖的設計,存在的問題一般比較分散但是又能聯系起來,總體分析起來主要是綜合性的問題占據大多數。對綜合性問題的分析和探討,能夠有效的涵蓋整個工程施工過程,這樣對于施工質量和施工效率的提高都大有好處。接下來本文將針對這個環節具體分析施工圖中存在的綜合性問題。
給排水管道的規格、尺寸選取是一個需要重點關注的因素,由于不同住宅小區的排水量并不一致,如果管道的管徑不合適,可能會出現給排水管道資源浪費或者是排水量超出了給排水管道在單位面積的極限流通量,這樣的情況顯然不是設計師所希望看到的。對于管道的管徑應經過專門的數據師進行細致科學的計算后才可以確定,管徑偏大或偏小都會使得住宅小區局部甚至整體的用水質量大大降低。此外一旦出現火險,甚至會阻礙消防用水的最佳使用時段,給人們的生命安全及財產帶來巨大威脅。而且在住宅小區內的排水量一般較為分散,這也決定了管道數量會比較多,管線的布置會存在一定的障礙。如果管道位置重疊,可能會出現銹蝕而滲漏的現象,這樣一來在將會出現斷水或者污水反流的不良現象。
三、住宅小區室外給排水施工圖設計中存在的給水工程問題
在住宅小區的給排水問題上,往往是小區居民比較看重的,這也是施工圖的主導者--設計師最為重視也是頭疼的問題。最重要的一步就是在給水的過程中能夠完美的避免居民用水倒流的現象。
根據國標《倒流防止器安裝圖》的規定,在住宅小區的給水管道處一定要安置倒流防止器和導流防止器。但是二者不能與給排水系統有直接的相連關系,應該處于一種間接給排水的狀態。倒流防止器主要由進水止回閥、出水止回閥以及自動排水閥組成,其主要作用是防止用戶在給排水的過程中出現污水反流或者用水堵塞的現象。此外由于一些住宅小區的內部建構并不科學也會給施工圖的設計帶來一定的困難,如果管道布置的空間不夠,可能會造成供水困難或排水不便的問題。
四、住宅小區室外給排水施工圖設計中存在的雨污水排水工程的問題
在住宅小區的施工圖設計上亦須嚴格依照國家標準來實行,特別是給水閥門井、水表井、排水檢查井和雨水口等幾個重要的設計點需要設計人員能夠合理的布置。此外在正常的施工圖的設計,提供給工程師的住宅小區的平面圖的比例常偏小,這樣對于管線的設計和排水口的選擇都會造成微量的誤差,管道的管徑、長度、給水閥門井、排水雨污水檢查井的編號以及雨污水管道的坡度都會出現一定的數據偏差。所以工程師應該親自對該住宅小區的內部結構有一個全面的了解,再根據建筑給排水設計規范要求進行施工圖的設計。關于雨污水排水工程的設計問題,重點放在雨污水口的位置的選擇上,應嚴格遵循《室外排水設計規范》的規定來布置。住宅小區居民的生活與建筑消防用水安全、排水功能是否正常、生活水資源的好壞、施工的造價、后期管道的維修等等問題都相互聯系、息息相關。所以,施工圖的設計人員應該在正式施工之前,對住宅小區的建筑建構有較為全面的了解,然后根據小區居民的具體要求,設計出多套施工圖的方案,最近經過反復的討論和經濟分析選擇性價比最高、最適用的施工圖來進行后期施工。
結語
住宅小區施工圖的設計不是一蹴而就的,是一個需要花費大量時間搜集數據并經過細致分析整理之后才能設計出來的。住宅小區的給排水工程雖然只是一個看似小型化施工工程,但是與居民的日常生活息息相關,與住宅小區內各建筑局部的正常生活用水、建筑消防和生活排水等都有著重要聯系,而在生活污水的排放問題上更是非常的重要。總之,設計師在進行住宅小區的給排水管道設計中,一定要結合住宅小區的環境,對節能、造價、維修、管理等進行周全的考慮之后再從整體上開始施工圖的設計。一份科學合理高質量的施工設計圖還應該含有簡單完備的工期計劃,這樣能夠有效控制施工進度和施工質量。此外在施工之前還需要進行仔細的數據校對、審核以及審定,只有將每個過程都做的盡善盡美,這樣才能使施工圖的設計質量有所保障,施工質量以及以后系統的正常運行得以實現。
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【關鍵詞】房屋建筑;給水排水設計
能源是人類生存發展的基本前提,節能是當今社會經濟發展的必然趨勢,要保證生態環境的可持續發展首先就要解決水資源的節能問題。節能設計在建筑給排水工程中的運用,滿足了當今社會共同發展的主題,通過節能工作能有效提高水資源的使用率。在節能前提下的建筑給排水設計中,采用新型節能節水設備,加強對中水的回收利用,合理設置消防水池,提高市政管網余壓的使用率。
1、給水管材選用
傳統的給水管材一般采用鍍鋅鋼管,由于鍍鋅鋼管易銹蝕,使用壽命短,用于輸送生活用水不能滿足水質衛生標準的要求,建設部正大力推廣塑料給水管。許多地市已明文規定: 禁止使用鍍鋅鋼管,推廣使用塑料給水管。與金屬管道相比較,塑料水管具有重量輕、耐壓強度好、輸送液體壓力小、耐化學腐蝕性能強、安裝方便、使用壽命長等特點。目前排水管道普遍使用塑料管道,但是普通UPVC管道的排水噪音要比鑄鐵管高,若排水立管靠近臥室,加上現澆樓板的隔音效果較差,住戶能明顯感覺到排水管道的噪音,降低了生活質量。所以衛生器具布置時要盡量考慮使排水立管遠離臥室和客廳,管材盡量考慮新型降噪產品。芯層發泡UPVC管道和UPVC螺旋管能明顯降低噪音,市場上也新出現了一種超級靜音排水管,加入了特殊吸音材料,噪音低于鑄鐵管。在室內排水設計中,可以考慮使用超級靜音排水管,并盡量使排水立管遠離臥室和客廳,以減少噪音污染。超級靜音塑料管道搬運和安裝時應避免碰撞到尖銳物體,以防管道破損;安裝過程中,應防止油漆等有機污染物與管材、管件接觸;安裝中斷或完畢的敞口處,一定要臨時封好以免雜物進入。
2、給排水管道敷設
設計人員應倡導本層的管道在本層敷設的原則:(1)衛生間統一做成下沉式,把下水管道統一布置在地坑內;(2)衛生間地板不下沉,使用后出水式座便器,地漏采用側墻式,洗臉盆、浴缸等排水管道在地面以上敷設與立管相接,廚房取消地漏,洗菜池的排水管放在地面以上接入立管,以使下管道每層水平分隔開,如有漏水則不影響下層住戶,檢修時也可以獨戶進行。另外,設計時盡量把排水立管布置在墻角,有條件的最好在衛生間內設置管道井,以使室內衛生間、廚房水平與豎向均沒有明裝排水管,房間寬敞、潔凈,把污水隔絕在外,避免管道頻繁穿越摟板而引起上下層漏水的現象。
2.1 給排水立管的敷設
2.1.1 立管安裝在廚房、衛生間的墻角處。以往的住宅設計多采用這種敷設方式,它施工方便,但明管道有礙居室美觀,住戶在二次裝修時大多會用輕質材料給隱藏起來。管道明裝,應不影響廚房、衛生間等設備功能的使用。
2.1.2 立管裝在房屋外墻陰角處。要盡量避免管道全天被陽光直射。這種方式南方地區大量采用。管道在外墻敷設,不僅影響建筑美觀、不便維修,而且長時間在陽光下暴曬易老化。
2.1.3 虛管敷設在管道井內,這種方式居室潔凈美觀,但管道井占用了衛生間的面積,且管道施工、維修較困難。衛生間設立集中管道井,把給水管、排水管等管道都集巾在管道井里,這是現代居住文明的重要體現。筆者認為: 在高檔,特別是中、高層商品房建筑方案設計時應盡量考慮衛生間管道井的設置,既要提高衛生間的使用質量,又要解決排水管水流噪聲大的問題,提高居室環境的質量。
2.2 排水支管敷設
2.2.1 廚房:排水橫支管在本層樓板面上接入排水立管,廚房取消地漏,洗菜池的S型存水彎安裝在地面上,這樣整個廚房的排水支管不會落在下層空間,即可增大廚房的使用空間,也便于維修。
2.2.2 衛生間:采用下沉式衛生間,衛生間樓板面下沉300mm( 坐式大便器) ,排水橫管暗埋在下沉空間里。蹲式大便器,宜選用帶存水彎的大便器,直接將蹲式大便器裝設在排水管接管口上。
2.2.3 衛生間地板面不下沉,而使用后出水式座便器,地漏采用側墻式,洗臉盆、浴缸等排水管道也在地面以上敷設與立管相接。實現衛生間的排水橫支管埋設本層的地面而不進入鄰戶,又增加了衛生間的空間。在清埋排水管道安裝時,衛生間地面施工,質量一定要嚴格把關,地坑要經24 小時“蓄水試驗”試驗無滲漏,防水驗收合格后施工,以免給日后使用中留下隱患。
3、水表出戶設置
近年來,為保護居民的隱私權利、方便物業管理,給排水設計時一般要集中設置水表,避免入戶抄表。集中布置水表分為多樓層集中布置水表和每層樓集中布置水表兩種型式。多樓層集中布置水表,可將水表集中設在樓外、樓內和樓頂,設專用水表箱或水表井。每層樓集中布置水表,將住宅每一層樓的水表集中設置在一個或幾個位置上。復式住宅可以每兩層樓水表集中設置,其中一部分水表供上面兩層的復式住宅用戶用水,另一部分水表供下面兩層的復式住宅用戶用水。多樓層集中布置水表節省空間、方便管理;每層樓集中布置水表可以共用一根給水管,減少管道投資。兩種布置方式各有利弊,設計時最好能綜合考慮。在冰凍地區布置水表時要充分考慮水表的保暖和防凍措施,防止凍壞水表。在建設智能化住宅小區時,應該采用遠傳式水表以便管理。
3.1 我國住宅水表均設于室內廚房或衛生間等用水集中處,對于用水點較多且分散的住宅,有時甚至一戶內設多個水表。新修訂的國家規范( 建筑給水排水設計規范) GBJ50015—2003 第3.4.17條規定: 住宅的分水表宜相對集中讀數,且宜設置于戶外,對設在戶內的水表,宜采用遠傳水表或IC卡水表等智能化水表。
3.2 水表設于樓梯休息平臺處,每戶設一水表箱,將其嵌入休息平臺兩側墻體中。這樣分戶支管短,節約管材,管道水頭損失較小,但水表分散設置,抄表人員勞動強度較大;通常消火栓箱也明設于休息平臺處,因而使本來就擁擠的休息平臺更為局促,給住戶帶來不便。
3.3 水表每層集中設于水表間內,分戶水表整齊靠于墻面,但分戶管道必須沿公共走道樓板下引入室內,因而走道內要求設吊項。
3.4 將傳統的普通機械式水表換為遠傳水表或IC卡智能型水表。遠傳水表計算準確且無需抄表,需用戶預存入一定數額水費,將充值后的IC 卡插入水表的讀碼器中即可用水。以上幾種水表出戶方式,各有其優缺點,具體采用何種方式,應由設計入員根據住宅的性質、檔次及當地行業管理部門的要求確定。
4、空調凝結水的處理
隨著生活水平的不斷提高,家庭安裝多臺空調比較普遍,無組織排放凝結水容易引起上下樓層居民糾紛,設計時應該充分考慮多數住戶的生活習慣,預留空凋板并設計凝結水排水管。排水管應設專用管道并散流至雨水井附近,不宜直接接人雨水井。曾經發生過雨水井堵塞造成合用管道內雨水沿凝結水管倒灌進入底層住戶的悲劇。
5、坐便器排水口位置
目前坐便器的型號規格較多,設計施工中應合理選擇,以便適應多數居民的要求。我們在回訪中,許多居民抱怨坐便器排水口距墻面距離不夠,選擇便器時頗費周折。有的工程由于設計沒有注明潔具間距,施工人員將排水口偏向中間甩口,導致住戶無法安裝淋浴房。合多個廠家的產品樣本,排水口距墻面的距離為305毫米,考慮裝修前的墻面的距離宜為340毫米,住戶反映較好。另外,施工圖紙應有各種衛生潔具的定位尺寸。
6、結束語
隨著經濟的發展和人民生活水平的提高,人們對建筑要求也越來越高,對建筑條件的改善不僅僅停留在面積上,而更加側重于功能。要切實實現功能的轉變則在很大程度上取決于廚房、衛生間內給排水設計,目前給排水管路設計過程中存在一些問題,影響建筑功能的發揮,因此對存在問題提出解決措施具有現實意義。
參考文獻:
[1]熊湘捷.淺談建筑給排水工程存在問題及控制措施[J].建筑施工,2008,(09).
[2]郭景琳.淺談超高層建筑給水管道的安裝方法[J].科技創新導報2010,(12).
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