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近幾年來,隨著新材料的推廣應用和技術進步,促使我們以全新的角度對原有建筑工程地下混凝土防水體系的設計理念,以及技術特性和優、缺點進行了總體分析和研究,指出了傳統防水體系設計方面存在的一些誤區和缺陷,并打破傳統的“一剛一柔”的保守防水理念,提出了以“剛性為主,柔性為輔”的防水結構體系設計的新理念[1]。新設計理念根據目前防水新材料、新技術方面的應用效果和實踐經驗,提出了注重結構剛性自防水的防水結構體系設計新觀點、新方案,并指出地下混凝土自身防水是解決問題的關鍵,并根據防水等級和設計要求,輔以與混凝土基層具有粘結牢固、且不會引起防水層層間竄水的、剛性或剛柔型的防水涂層相結合的防水結構體系設計方案,放棄使用各類改性瀝青基和橡膠類防水卷材做外防水層的傳統設計方案。
2防水機理和解決方案
2.1混凝土剛性防水體系的防水機理
主要是通過封閉混凝土中水泥砂漿內部的毛細孔和孔洞缺陷等連通的孔隙結構,來達到防水的目的。根據所用材料不同,封閉微孔的方式也不同。其一,利用混凝土外加劑(如防水劑及水泥基滲透結晶性防水材料中的活性化學物質)在水的作用下,與未水化水泥顆粒所形成的不溶于水的凝膠體,來填充混凝土內部的孔隙結構或微裂縫。其二,利用外加劑(如膨脹劑)或膨脹水泥中的無機膨脹結晶組分,填充水泥石水化硬化初期的孔隙結構,提高了混凝土內部的密實度,堵塞透水通道。其三,利用水性高分子聚合物滲透和填充到水泥石的孔隙結構中(如聚合物混凝土和聚合物水泥防水砂漿、聚合物乳液防水涂料和聚合物水泥防水涂料),直接封閉透水通道。
2.2剛性防水材料的特點和種類
剛性防水材料主要是指將防水材料摻入混凝土和水泥砂漿中,或將其配成漿料涂刷(抹)或滲透于混凝土或水泥砂漿表面,與其共同組成剛性自防水結構體系的材料。它們主要包括:(1)混凝土、砂漿的外加劑(如:各種混凝土、砂漿防水劑、膨脹劑、引氣劑和減水劑等)。注:完全剛性。(2)水性高分子聚合物樹脂(如:改性乙烯—醋酸乙烯乳液EVA、丙烯酸酯乳液、水性聚氨酯和環氧樹脂、可分散乳膠粉、有機硅橡膠等)。注:剛柔可調。(3)水泥基防水材料(如防水寶、確保時和水不漏等)。注:完全剛性。(4)水泥基滲透結晶型防水材料,簡稱CCCW。注:完全剛性,并有自修復混凝土微裂縫的功能。
2.3混凝土剛性防水體系的優缺點
(1)優點:在混凝土或水泥砂漿內部形成了自身整體的防水能力,從微觀結構上看,處處都形成可靠的防水屏障。(2)缺點:不能適應應力變形所引起的混凝土或水泥砂漿裂縫的發生。但該體系發生裂縫引起滲漏時,要進行修復是非常簡單的,且費用也較低。對該體系通常采取綜合堵漏的處理方法,作為出現滲漏的補充防范手段。
2.4解決方案及說明
當前最簡單和最省錢的解決方案,就是在設計時不使用(或淘汰)瀝青基或橡膠類防水卷材做地下混凝土的外防水層,而只使用普通硅酸鹽水泥和混凝土復合防水劑,來配制高質量的自防水混凝土作為防水設防,必要時輔以聚合物水泥(乳液)防水涂料或水泥基滲透結晶型防水材料做補充,以提高系統的防水等級。說明一:為什么要淘汰防水卷材眾所周知,傳統的地下混凝土工程的防水設計,一般要將防水卷材做在混凝土底板的墊層上面,形成一層膜防水層,再將混凝土結構底板澆筑在防水層之上,這種設計方案已經延續了幾十年,很少有人提出異議。但實踐證明,在工程的實際使用中,這層防水卷材是不可能承受結構混凝土底板與混凝土墊層之間的壓應力的,此時防水卷材被建筑物上部重量傳遞下來的力完全擠壓破壞了,早已失去整體防水層的作用了。因此,地下混凝土工程的防水設計只能采用剛性防水為主的防水結構體系的設計方案,所以做好混凝土自身的防水才是關鍵所在。說明二:為什么要用混凝土防水劑。因為防水劑在混凝土中與未水化的水泥顆粒反應產生的是微膨脹不溶于水的凝膠體,其防水效果是持久可靠的。而有些工程上使用的膨脹劑所產生的是相對不穩定的礦物結晶體,僅有短期效果,而且應用條件也是有限的,用其做混凝土防水是錯誤的,效果較差風險很大,尤其是在混凝土的耐久性方面是十分不利的[2]。因此,在設計自防水混凝土時應優先考慮使用混凝土防水劑而非膨脹劑。說明三:防水設計規范的限制規范規定對地下工程的防水設計,除了必須有自防水混凝土這道防水措施之外,還要有附加外防水層的設計要求,而且強調要做到剛柔相濟,這就是傳統設計的“一剛一柔”的防水設計理念。在現實中,由于往往不太重視對自防水混凝土的設計和施工要求,而所做的柔性防水層又出了上述差錯,這就是我們現在地下工程滲漏問題嚴重的根源所在。綜上所述,地下混凝土防水工程要做好自防水混凝土是關鍵,而自防水混凝土的關鍵是選用何種混凝土外加劑。
3推薦選用的首選設計方案
目前,解決自防水混凝土的設計方案有如下幾種:(1)采用復合防水劑配制自防水混凝土的方案。通常是將混凝土防水劑與一些高效減水劑或泵送劑復合使用,替代膨脹劑和其他減水劑的方案。目前工程應用效果比較好的是混凝土防水復合液(如北京大胡子商標的產品),在全國和山東省已有眾多工程應用,效果良好。(2)是用水泥基滲透結晶型防水材料。如中核公司的2000或加拿大進口的XYPEX(賽柏斯)等,摻入混凝土或在其表面涂刷使用,使其活性成分激發混凝土中的水泥顆粒,形成新的凝膠物質封閉混凝土內部的微孔結構,達到防水目的。但此方案有時因材料價格較貴,防水費用相對較高。(3)選用與混凝土粘結力好、不會引起結合(粘接)層間竄水的剛柔性或剛性(如聚合物水泥(乳液)防水涂料和聚合物水泥防水砂漿等)防水材料,涂(抹)敷在混凝土表面,起到防水層的作用。這些材料可以與基層混凝土結合牢固,甚至可以滲透到混凝土的表層內部,但對混凝土基層的整體性能要求較高,一般可以作為附加的輔助防水措施使用。上述做法的共同優勢都是防水材料與混凝土基層結合形成一個整體的防水機制,即使防水系統個別部位(如結構因溫度或受力變形引起的開裂等)破壞致使滲漏發生,也不會引起像柔性卷材防水系統那樣發生大面積滲漏,而且堵漏和維修操作簡便,費用也較低。因此,我們建議應從設計著手,直接采用第一種方案,即用復合防水劑及其設計方案,在混凝土施工時就配制優質的自防水混凝土,做好混凝土自身的剛性防水體系。如設計有需求時,再輔以第二或第三種方案中涂層的一種,以提高地下混凝土的防水等級和可靠性。這樣做的優勢是只稍微增加或基本不增加現澆自防水混凝土的成本,并節省了原設計防水卷材的費用,或者將其換成了更可靠的防水涂層材料,而且施工技術和條件比防水卷材要求低、速度快、質量好、綜合造價低、后期維護費用少,建設方比較容易接受。
4要注意或應避免發生的問題
(1)地下混凝土工程發生滲漏的現象多種多樣,情況也比較復雜。在制定處理方案時,應仔細分析,判明原因,再對癥處理。尤其是對底板和側墻的裂縫處理應十分謹慎,不要輕易使用水性聚氨酯等有機聚合物的壓力灌漿材料堵漏。應查看裂縫的位置與受力關系,盡可能選用水泥基滲透結晶型防水材料進行堵漏和防水處理,使修復后的混凝土能通過自愈形成同類材料的結構整體,不要留下結構方面的隱患。(2)對于地下混凝土防水設計方案中,在自防水混凝土表面設計選用聚合物水泥(乳液)防水涂料做防水附加層時,此時該附加層一般可以設計做在混凝土的背水面上[3],這樣施工簡便,不影響工期,費用也較低。若地下水對混凝土有腐蝕性時,再做在迎水面上,以保護混凝土不受侵蝕。
5結束語
關鍵詞:超高層建筑消防給水設計供水方式杭州國際機場大廈位于慶春廣場東側,慶春東路與新塘路交叉口。工程用地面積約一萬平方米,總建筑面積約7.2萬平方米,地下2層,主樓為36層,建筑主要屋面高度為143.70米,其中五層和二十一層為避難層。裙房為四層,建筑高度為21.6米,一至四層為票務中心、餐飲和娛樂等綜合用房。主樓五至十九層為辦公,二十二層至三十五層為商務辦公,三十六層為西餐廳。
1、消防用水量
本工程為高度大于100m的一類綜合樓,按一類超高層建筑進行消防設計。
2、室外消防
本工程所在區域有完善的城市基礎設施,有可靠的城市消防保證體系,供水可靠,水質良好。水源為城市自來水管網。從西側市政道路和東側新塘路市政供水干管各引一條DN200毫米的自來水管,在本大樓沿周邊道路設DN200毫米的生活、消防合用的給水環管,在環管上設置地上式室外消火栓5只。
3、消火栓系統
3.1消火栓給水系統。消火栓系統分高、中、低三區,低區為地下二層~四層;中區為五層~二十層;高區為二十一層~到三十六層,每個分區均成環狀管網供水。在地下二層設有消防水池和生活、消防合用泵房。消防水池分兩格,通過消防水泵吸水總管連通,儲存有540m3消防用水量。在地下二層消防泵房內設置高、中區各兩臺,均為一用一備。低區消火栓系統由中區給水泵出水環管用消防專用減壓閥減壓至0.45MPa供給;中區由中區消火栓給水泵直接供給。
為保證高區消防給水安全,降低消防管道承壓,在二十一層避難層設中間轉輸消防水箱66m3(兼作中、低區消火栓系統穩壓水箱)。為保證中區最不利點消火栓靜水壓力不低于0.15MPa,在二十一層避難層設有中、低區增壓穩壓設備。高區消火栓系統由地下二層高區消火栓給水泵供水至中間轉輸水箱,再由中間轉輸泵串聯供水,在屋頂設18m3消防水箱一座,并設有高區增壓穩壓設備。
3.2消火栓布置
大樓各層均設有室內消火栓(帶滅火器箱組合式消防柜),其布置保證同層任何部位均有兩股充實水柱同時到達,每股充實水柱不小于13米。每根消防立管流量按不小于15L/S計。各消火栓箱內設有啟泵按鈕及自救式消防卷盤,每只消火栓箱內配備DN65單口消火栓,25m襯膠水龍帶,Φ19水槍,小口徑消防水喉及軟管。為保證消火栓栓口壓力不大于0.50MPa,在5F~11,21~29F采用減壓穩壓式消火栓。在室外分高區和中低區共設置6套水泵接合器。
4、自動噴水滅火系統
4.1自噴系統噴水強度
本工程自動噴水滅火系統為濕式系統。地下兩層停車庫按中危險級II級設計,噴水強度為8L/min.m2,作用面積160m2;地上部分均按中危險級I級設計,噴水強度為6L/min.m2,作用面積160m2,火災延續時間為1小時。
4.2自噴給水系統
自噴系統分高低兩區,低區為地下二層~十三層;高區為十四層~三十六層。自噴系統和消火栓系統共用消防水池,中間轉輸水箱及屋頂消防水箱。在地下二層泵房內分別設高區和低區自噴泵各兩臺,均為一用一備。在地下二層水泵房內設濕式報警閥五套,由低區自噴給水泵出水環管分組減壓供水。在二十一層避難層設有中間消防轉輸水箱和自噴轉輸泵,并設有濕式報警閥3套,由高區自噴轉輸泵出水環管分組減壓供水。在屋頂設有高區自噴增壓、穩壓設備一套,滿足三十六層最不利點噴頭工作壓力不小于0.05Mpa.分高低區在室外共設置4套自噴系統水泵接合器。高區自噴系統中,在二十一層避難層水泵房內設自噴水泵接合器接力泵兩臺,兩用。
4.3噴頭布置
本大樓辦公、走道、會議室、避難層等公共場所及地下車庫、自行車庫,除建筑面積小于5M2的衛生間及不宜用水撲救的部位外,均設有自動噴水滅火系統。每層每個防火分區的供水干管上均設有信號閥和水流指示器,并在管道末端設有放水閥。噴頭采用玻璃球閉式噴頭,噴頭動作溫度,廚房為93℃,其余為68℃。
有關問題的探討
供水方式選擇,超高層建筑消防主要是以自救為主,系統運行需安全,可靠穩定。供水方式的選擇是超高層消防水系統的關鍵,有串聯和并聯兩種。
串聯供水方式,在地下室設消防水池和消防高、低區給水泵,并在中間避難層設中間轉輸水箱和轉輸泵。串聯供水方式是通過在地下消防水池,消防泵和中間轉輸水箱,轉輸泵聯合向高區供水,保證了高區消防的安全,可靠。在地下消防泵有故障時,還可由消防車通過水泵接合器向中間轉輸水箱供水,再由轉輸泵向高區供水。串聯方式占用避難層面積,水泵臺數較多,控制復雜。并聯供水方式,在地下室設消防水池和消防高、低給水泵,直接分區供水,系統控制簡單,不占用避難層建筑面積,但高區消防水泵及出水管長期承受高壓,管道配件及閥門容易損壞,系統運行不穩定,安全,可靠性較差。本工程采用串聯供水方式。防超壓措施《高規》規定:“臨時高壓給水系統的每個消火栓箱應設置直接啟動消防水泵的按鈕,并應設有保護按鈕的設施”,以便迅速遠距離啟動消防泵(設計中采用破玻按鈕)。
火災發生時,在擊碎破玻按鈕后尚未動用水槍滅火這段時間,消防管網壓力劇增,將產生嚴重超壓現象,有可能引起管網爆裂,整個消火栓系統就會癱瘓,后果不堪設想。本設計采用了破玻按鈕+壓力監控啟動水泵,在消防系統設置壓力監控裝置,并與消防穩壓設施結合在一起,當系統壓力下降到某一設定值時,壓力開關動作,該信號與破玻按鈕都動作時,消防泵啟動。本設計中采用了新型專用消防水泵(恒壓切線泵),該水泵Q-H曲線幾乎為水平線,可以很好的解決小流量時超壓問題。在水泵出水管上的止回閥后設置泄壓閥,實踐證明泄壓閥反應靈敏,準確、可靠,可以有效防止因超壓而造成的損害。泄壓閥的口徑直接影響水泵的工況點及其實際揚程和流量,因此,一般情況泄壓閥的口徑比水泵出口水管小一級。
在地下二層消防水泵出水管上設有水錘消除器。避難層消防,超高層建筑須設避難層,設備專業也利用該層作設備間。本工程二十一層為避難層,設有空調機房,生活、消防泵房和轉輸水箱。本層為發生火災時人員避難場所,并設有較多的設備。無論該層有無可燃物,不容置疑,均應設置消火栓和消防卷盤及自動噴頭??紤]避難層四周向室外敞開,冬季溫度較低,管道容易凍結,故本層噴頭采用易熔合金噴頭,并所有的管道采用保溫措施。中間轉輸水箱,當采用水泵直接串聯供水時,中間轉輸水箱同時起著上區輸水泵的吸水池和本區消防給水屋頂水箱的作用。按規范要求,其儲水的有效容積按15~30min消防設計水量確定。因轉輸水箱都利用避難層設置,一般還設有生活轉輸水箱,考慮結構承受能力,對建筑物的影響,按最低要求60m3儲水量設置。避難層水泵隔震措施,轉輸水泵設于避難層中,應做好隔震措施,減少對下層辦公場所的影響。避難層水泵采用雙層隔震措施,水泵采用彈簧隔震器槽鋼基礎,再在其下設橡膠隔震墊鋼筋混凝土基座,以減小震動噪音。
最初選址在左岸主壩內沈北水務原計量房北側戧臺處,地面高程為47.2m,理由為:無需三通一平,施工便利,便于日后管理;計量井為鋼筋混凝土池體結構,底板底標高-4.6m,碎石墊層底標高-5.2m。底板面積為4m×4m=16m2,底板及墻壁采用P8抗滲混凝土,井室內抹防水砂漿,外側粘貼SBS卷材防水。由于該處為粉細砂基礎,且受兩側綠化帶限制,為了減少塌方影響,需設鋼板樁圍堰,根據開挖深度選用了長9m、寬0.5m的鋼板樁,管周部位采用4寸鋼管和編織袋支護,排水采取基坑周圍井點降水和強排相結合辦法,土方開挖采用人機配合方法,當挖到管頂時,發現靠庫區水面一側的管壁四周管涌流沙量較大,沈北水務原計量房地面出現寬為3cm左右的裂縫,而且鋼板樁也有變形跡象,為了確保施工安全和庫區正常防汛,經分析研究決定在堤南布設計量井。
2壩南方案(壩下游,兩堤之間80m)
根據超聲波流量計安裝技術要求,計量井應選擇在上游大于10倍直管徑、下游大于5倍直管徑以內無任何閥門、彎頭、變徑等均勻的直管段,安裝點應充分遠離閥門、泵、高壓電和變頻器等干擾源,經過現場實際開挖踏勘,發現該段有35m的PCCP預應力鋼筒混凝土管和15m鋼管,為此選定在距左岸大堤下游防汛路10m處的鋼管上設立計量井。由于該處地表水位較高(水面高程46.15m,水深0.5m左右),主要是兩堤滲水造成的,為此管線兩側需回填施工平臺和進場路,然后施設鋼板樁圍堰。當井室開挖設計底高程時,發現臨近鋼管線下游的PCCP管承插口處冒水(為了不影響正常供水,本次施工管線是帶水作業的),經與沈北水務共同研究,決定在漏點處打樁,重點搶修漏點。土方開挖采用重工長臂反鏟(臂長約為20m)。通過鋼管開孔進人檢查發現,相鄰兩處的PCCP管承插口處的承口鋼板整園斷裂漏水,斷裂最大寬度為3cm左右,由于現場排水困難(管底與地面高差約為4.5m左右),承插口處焊接無法完成,為了爭取早日供水,經研究:兩堤之間PCCP管全部更換成鋼管,計量井為臨時施工排水基坑,管線兩側每8m設一井點排水方案,工期3d,管線搶修后再實施計量井。
3土建施工
3.1鋼板樁圍堰
根據實地踏勘,井室為粉細砂基礎,且地下水位高,流量大,為了控制塌方和滲水,基坑開挖采用鋼板樁圍堰。從管壁側開始安裝第一節,并留5cm左右的安全距離,按順序依次安裝到管壁的另一側。安裝時應檢查鋼板樁的垂直度,鋼板樁距開挖底面不小于2m。槽內土方開挖2m左右時,進行鋼板樁第一道主梁加固,距鋼板樁上口邊緣0.5m,材料為20a工字鋼。第二道為管上部位,兩道主梁間距約為2m,管下部位滲漏處理采用4寸鋼管加固并用編織袋堆砌。
3.2排水及基坑滲水量計算
根據現場的實際情況,采用鋼板樁圍堰外側井點排水為主、基坑直排為輔的辦法,由于沒有原設計圖紙,根據現場開挖及打井試驗情況勘測,管底高程為-4.5m,地下水位埋深在-16m左右,通過現場打井試驗,采用4寸潛水泵即可控制井內水面下降到-4m左右,井距約為7m。
3.3計量井地板及穿管墻壁混凝土止水措施
在綁扎后底板鋼筋上,按底板標高安裝底板鋼制止水環(20cm寬),其中底板埋深10cm,預留10cm埋入墻壁混凝土中。安裝鋼管與墻壁處的止水環,為了減輕通水鋼管震動對墻壁混凝土產生裂縫,該工程采用兩節組合式“∩”形環,節與節之間采用螺栓,環與鋼管之間采用兩道方形橡膠。
3.4計量井防滲處理
3.4.1防滲材料選定原設計為SBS卷材,根據現場實際情況采用聚乙烯丙綸一次成型抗滲防水卷材、多功能膠粉、水泥等混合材料,聚乙烯丙綸一次成型抗滲防水卷材具有以下特點:抗拉強度大、抗滲能力強、耐腐蝕、壽命長、柔性好、易粘貼、重量輕、無毒、使用溫度范圍寬、施工簡單、常溫作業。規格為:寬1m,厚1.5mm。3.4.2配合比丙綸卷材專用膠0.5kg,水泥50~75kg,水50kg;調制方法為:把冷水倒入50kg鐵桶內,快速攪拌,倒入膠粉,攪拌5~10min后即可成膠水,然后再倒入水泥攪拌均勻。3.4.3施工工藝利用現場的拆除后模板做一個簡易平臺,寬度應超過1.2m,平鋪聚乙烯丙綸卷材,長度可根據施工方便為宜。然后用小桶盛裝膠液,在平鋪的卷材中心上連續倒液,用板刷涂抹均勻。卷材黏貼時應從混凝土井室側棱開始,每側一半,搭接長度為10cm,從上至下,用板刷均勻用力密實卷材與混凝土接觸,背面全部潮濕為宜,膠固時間一般為24h。
3.5土方開挖注意事項
當挖到管上1m左右時,應探測實際深度,采用人機配合,另外開挖深度達到底板高程時,應快速超挖0.5m左右,并及時回填碎石,以減少流砂進入,并在四角用編織袋砌筑集水坑。
4流量計
4.1流量計選型
由于流量計安裝工況為帶水作業,根據考察調研,采用某公司生產的RISONIC2000(RISONICmodular)外插入式超聲波流量計,其特性參數詳見表3。RISONIC2000超聲波流量計采用時差法原理來測量多條相互平行聲道上的平均流速,然后換算出瞬時流量和累計水量。沿聲路方向的平均流速是由聲路長、聲路角及正逆向傳播時間決定的(根據超聲波信號沿水流方向的正向傳播時間t12和逆向傳播時間t21可計算出傳播時間差,然后由設備根據該時間差可計算出平均流速Va);參與換算的橫截面積是根據當前管道形狀參數計算出來的。累積水量是通過流量的累加計算出來的,即這個累積水量是將每秒鐘的瞬時流量累加計算出來的。
4.2插入式超聲波流量計安裝
礦井原井田3煤層賦存深度為-250m~-650m,2012年后新增部分井田資源,新增井田范圍3煤層賦存深度為-750m~-1050m。礦井采用兩個水平開拓,一水平標高為-400m,二水平標高為-980m,-400m水平和-980m水平之間設置一中部車場,標高為-690m,一水平與中部車場通過4條暗斜井聯系,中部車場與二水平通過3條暗斜井聯系,為滿足掘進期間臨時排水的需要,在-690中部車場內設置一臨時排水系統,根據掘進地質說明書,區域總正常涌水量為150m3/h,為保證施工安全,參照《煤礦安全規程》的相關規定,臨時排水系統容量在600m3以上可滿足需要。
2方案研究
根據施工需要,臨時排水系統實際方案需同時滿足以下要求:600m3以上的容量;方便清撈;盡量減少工程量;方便排水設備布置;提高容災抗災害能力。在巷道底板挖設大容量水窩的傳統布置方式無法滿足600m3以上的容量要求,同時難以清撈淤泥,給使用上帶來極大的不便,加上對現場條件要求苛刻,對周圍巷道影響較大,權衡之后,此方案不可使用。而正規水倉泵房的布置形式工程量大,施工復雜,工期較長,由于本排水系統作為臨時排水使用,出于技術經濟效益情況的考量,需采取創新型設計方案,既能滿足需要,又能保證經濟合理。
3設計方案
為滿足要求,經過方案論證,確定了以下布置方案。臨時水倉開門口布置在回風聯絡巷內,平巷施工出安設水泵空間后,-20°下山施工至水倉巷道頂板標高低于聯絡巷內水溝底板標高位置后,變平巷施工1#及2#兩臨時水倉,兩倉之間砌筑一道隔水墻,高度2m,水溝分別聯系到兩水倉門口,并設置水路轉換設施,使水流可隨時切換流入任意一倉,在聯絡巷內設置兩道風門,風門上設置調風口,通過兩個調風口調節控制風量,使倉內風流穩定,符合規范。
4設計說明
4.1滿足600m3以上的容量,且容量可靈活調整
由于布置方式非常靈活,各設計參數可根據需要進行調整,此處設計1#倉及2#倉設計采用10m2斷面,單倉容水有效長度30m,容量共600m3,可完全滿足臨時排水需要。
4.2使用合理,清撈方便
在水倉內沿巷中鋪設軌道,水倉入口對側設置小絞車,正常使用時水流優先進入1#倉,當倉內水位上升,水面高過2m高的隔水墻時,水流越過隔水墻進入2#倉,同時淤泥在1#倉淤積,需要清撈時,將水流調整為流入2#倉,同時派專人進行看泵排水,保持2#倉的水位不能高于2m的隔水墻,將1#倉內水抽出后,通過小絞車配合礦車進入倉內進行人工清撈,清撈完畢后將水流恢復,依此兩倉循環使用,循環清撈,保證了水倉的高效使用和高效清撈。
4.3工程量較小,節省成本,縮減工期
按此方案布置的臨時水倉,相比正規的水倉泵房布置方式大大地減少了工程量,在當前社會煤炭形勢較差的情況下,符合節本增效的技術要求,一個巷道工程量低于100m,同時布置了水倉和泵房、系統運行可靠、容量滿足需要的臨時排水系統,是值得大力提倡的。
4.4方便排水設備布置
此布置方案相比普遍采用的大水窩臨時布置方式,具有單獨的水泵安設和運行空間,可以安設運行、檢修、維護方便可靠的離心泵,管路布置和空間利用上更加合理。
4.5有利于提高容災抗災害能力
1現狀及存在問題分析
深圳市經過近20年的規劃建設,已形成了收集、輸送、排放各環節比較完善的以雨、污水分流體制為基礎的排水系統。目前特區內雨水排除主要借助于市政道路雨水管渠系統收集并通過河道排放入海;特區外寶安、龍崗兩區除老村鎮仍利用道路邊溝無組織自然排放外,新建道路及小區均建有較完善的雨水系統。但暴雨來臨時,仍有部分地區受淹,經過分析研究,認為主要問題在于:
(1)由于特區建設之初,城市豎向設計沒有充分考慮濱海城市的排水要求,例如:羅湖小區的地面標高為全市最低,部分地面標高低于現狀深圳河在布吉河口5年、10年、20年一遇的洪水位(分別為4.36m,5.19m,5.48m),即使是深圳河在改造后,其50年一遇的洪水位,在布吉河口處也高于局部地區。而且當河水受到潮位頂托時,甚至還會發生倒灌。
(2)排水設施不完善,山邊截洪設施不配套,排水管理不嚴格,各種垃圾和施工造成的泥沙流失嚴重堵塞河道、排洪溝和雨水管渠,使排洪能力降低;同時部分住戶擅自將陽臺改為廚房,酒樓、食肆任意將污水接入雨水系統,不但增加了雨水管渠的負荷量,同時也導致了幾個靠雨水養湖的湖區污染嚴重。
(3)河道未完全按標準治理,水庫泄洪與下游排水缺乏統一協調。水庫在洪潮時泄洪致使河水倒灌,排澇泵站無法正常工作。例如深圳水庫的下游現狀過流能力為192m3/s,而水庫的泄洪原則是20年一遇以下洪水下泄量不超過200m3/s,當水位超過28.3m時,來多少泄多少,最大下泄量達660m3/s,遠遠超過河道的泄洪能力。
(4)城市建設填除了原具有調蓄作用的自然村溝,破壞了原有的雨水排放系統;一些老區改造后,下游管渠沒有及時配套修建;雨水管渠個別地方有咽喉狀,斷面偏小,致使雨水排水不暢。同時城市發展使植被減少,不透水地面增加,造成徑流量的增加。
2規劃設計概要
針對上述存在問題,我們在進行城市總體規劃修編的過程中,進行了調整、完善。
2.1原則
特區內,在整治河道的基礎上完善城市排水設施,提高城市排澇能力,逐步消除市區的雨澇災害;寶安、龍崗兩區,隨著農村城市化的發展,建立有組織的、科學的雨水排放系統,解決水淹問題。選擇合理的排水、排洪、防潮方案。用最經濟的手段充分利用地形,結合城市防洪標準,嚴格遵守高水高排,低水低排,分散就近排放接入排洪系統或河道的原則。
2.2標準及要求
暴雨強度公式的重現期P、徑流系數ψ、降雨歷時t的取值上,根據具體情況具體分析,建議t取8~10min,一般地區設計重視期P=1a,低洼廣場、城市立交、穿通道等排漬困難地帶及重要地區選用P=3~5a,徑流系數ψ=0.6~0.85。提高規劃標準,特區內如羅湖、福田和南山區防洪標準為200年一遇,寶安、龍崗兩區為50~100年一遇。洪潮外包線按以下兩種情況組合:①設計頻率洪峰徑流與多年平均位遭遇;②設計頻率最位與多年平均最大洪峰徑流遭遇。
2.3具體措施
(1)盡量利用已建排水設施,局部地勢過低處采用抽排的盡量減少抽排范圍。對原有地面偏低的舊村落設臨時泵站,在舊村改造的同時,逐步提高現狀地面標高,形成自然的雨水排放系統。
(2)盡快完善管道建設,堅持排水工程設施建設與市政和交通道路建設同步進行。加強排水管理,健全管理機構,做好水土保持工作,及時進行管渠、河道清淤,保證雨水排放系統的暢通。
(3)全面實施防洪防潮規劃,加快整治河道,建設高標準防洪工程。對于擠占河流行洪斷面的阻水構筑物,要結合河道整治規劃實行清障、改建或重建。充分發揮匯水面積內湖洼、河、渠道、水庫的調蓄能力。例如據初步計算,位于筆架山水上游的銀湖水庫,控制集水面積2.0km2,總庫容62.0萬m3,多年來該水庫很少泄洪。當遇10年一遇雨洪時,銀湖水庫按不泄洪運用,可將下游天然洪蜂流量101m3/s減為80.8m3/s;金湖庫容為12.22萬m3,金湖至銀湖區間集水面積為2.3km2,按平切法計算,可把該區間10年一遇洪峰流量50.0m3/s削減至29.0m3/s。兩水庫聯合運用后,可將筆架山水10年一遇的洪峰流量減為59.8m3/s??梢?,調洪運用后對于削減洪峰流量、降低水位、減輕下游河道的泄洪壓力能起到一定作用。
3結論