時間:2023-09-27 16:15:21
導語:在給水排水管道結構設計規范的撰寫旅程中,學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了九篇優秀范文,愿這些內容能夠啟發您的創作靈感,引領您探索更多的創作可能。

關鍵詞:市政排水;設計;分析
中圖分類號:TU2 文獻標識碼:A 文章編號:
市政排水設施的質量和安全是否切實可行,將直接影響到廣大人民群眾生命財產安全和社會綜合效益。市政排水工程質量的影響因素是多方面的,既有客觀因素也有主觀因素,而施工管理無疑是非常重要的一個因素,因此要加強市政排水工程施工管理,建立健全質量和安全體系,從而實現工程項目管理科學化、規范化、制度化,最終提高市政排水工程施工質量。
1 城市排水管道系統的作用與體制
市政排水工程設計中,如何正確選擇排水管材,對確保工程質量,縮短工程工期,降低整個工程造價,保證整個工程順利進行等都具有十分重要的意義。
1.1 城市排水管道系統的作用
城市排水管道系統是現代化城市不可缺少的重要市政基礎設施,也是城市水污染防治和排澇、防洪的骨干工程,它的任務是及時收集、輸送城市產生的生活污水、工業廢水和降水。其作用是及時可靠地排除城市區域內產生的生活污水、工業廢水和降水,使城市免受污水之害和免受暴雨積水之災,從而給人們創造一個舒適安全的生存和生產環境,使城市生態系統的能量流動和物質循環正常進行,維持生態平衡,保證可持續發展。
1.2 城市排水管道系統的體制
城市排水管道系統的體制包括合流制和分流制。合流制是將生活污水、工業廢水和降水混合在同一套管道系統內排放的排水系統。分流制包括污水管道和雨水管道,是將生活污水和工業廢水用一套或一套以上的管道系統,而雨水用另一套管道系統排除的排水系統。合流制排水管道系統包括三種形式:直排式合流制、截流式合流制和全處理式合流制。將城市的混合污水不經任何處理,直接就近排入水體的排水方式稱為直排式合流制。國內外舊城區的合流制排水系統均屬此類。由于污水對水環境造成的污染越來越嚴重,為了減輕污水對水環境造成的污染和破壞,為此形成了截流式合流制。截流式合流制是在直排式合流制基礎上,修建沿河截流干管,在城市的下游建污水處理廠,并在適當位置設置溢流井。這種系統可以保證晴天時的污水全部進入污水處理廠處理,雨天時一部分污水得到處理。在降雨量較小或對水體水質要求較高的地區,可采用全處理式合流制,將生活污水、工業廢水和降水全部送到污水處理廠處理后排放。這種方式對環境水質的影響最小,但截流管管徑大,污水處理廠的規模大、投資大。
2 市政排水管道排水量的設計確定
從大范圍來講,市政排水管道工程設計首先要以批準的當地城鎮(地區)總體規劃和排水工程總體規劃為主要依據,按照市政給排水設計規范,施工規范,消防規范,給水排水設計手冊等相關規范和手冊,同時結合地區地理,氣候特點及各地水司的運行規程等實際情況,從技術可行性、經濟合理性出發綜合考慮,設計。排水體制(分流制或合流制)的選擇,應根據城鎮和工業企業規劃,當地降雨情況和排放標準,原有排水設施,污水處理和利用情況,地形和水體等條件,綜合考慮確定。新建地區的排水系統宜采用分流制,現就分流制體制的排水量確定進行分析。
2.1 污水設計總流量Q (L/s)
Q=Q1+ Q2+ Q3。其中:Q1為居住區生活污水設計流量(L/s)。按下式計算:Q1=n×N×Kz/(24×3600)。n為污水定額(L/(人×d)),含居民生活污水定額和綜合生活污水定額,可按當地用水定額的80%-90%采用;N為設計人口數;Kz為生活污水量總變化系數,按《室外排水設計規范》有關規定計取或按實際數據采用。Q2為工業企業內生活污水量,淋浴污水量(L/s)。應與國家現行的《建筑給水排水設計規范》的有關規定協調。Q3為工業企業的工業廢水量(L/s)。工業廢水量級及其總變化系數應根據工藝特點確定,并與國家現行的工業用水量有關規定協調。
2.2 雨水設計流量Q(L/s)
Q=F×q×ψ。其中:F為匯水面積(ha),其劃分應結合地形坡度,匯水面積的大小及雨水管道布置等情況劃定。地形較平坦時,可按就近排入附近雨水管道的原則劃分匯水面積;地形坡度較大時,應按地面雨水徑流的水流方向劃分匯水面積。q為設計暴雨強度(L/(s.ha))。ψ為徑流系數,按《室外排水設計規范》有關規定計取。
3 市政排水管道經濟技術性能的比較
市政排水管網較一般排水管網來說管徑相對較大,一般都在DN400以上,市場上的大口徑管材除傳統管材鋼筋混凝土管外,根據材質的不同又大致可以分為:玻璃鋼夾砂管、塑料管以及金屬管。由于新型管材的抗沉降性能、輕便性以及施工快速等優點是鋼筋混凝土管無法比擬的,設計時應根據建設要求結合各種管材的特性做到管材選用經濟合理。
4 市政排水設計中管道選用時需注意的問題
4.1 鋼筋混凝土管接口選擇
用于排水的鋼筋混凝土管的管口形式常用的有平口管、企口管和承插管。管口形狀不同,接口的方法也不同。管道接口一般分為柔性接口、剛性接口和半柔性接口三種。橡膠圈接口、瀝青油膏、石棉瀝青卷材接口等均為柔性接口。剛性接口常見的有水泥砂漿、鋼絲網水泥砂漿抹帶接口。而石棉水泥接口則為半柔性接口。對于接口要求強度較高、嚴密性、閉水性較好的污水管道宜采用柔性或半柔性接口。
4.2 管線高程控制
管線高程控制應從多方面進行綜合考慮:為保證管線所服務區域雨污水能順利排放,要求管線要有足夠的埋深。而隨著埋深增大,挖槽深度增加,施工難度也隨之增大,特別是在土質較為軟弱地段更為突出,這樣必然提高管網造價。同時城市道路下的市政管線錯綜復雜,為在高程上使各管線基本相互錯開,也應合理控制各管線高程。一般來說,從上至下管線順序依次為電力管(溝)、電訊管(溝)、煤氣管、給水管、熱力管、雨水管、污水管。
4.3 環剛度選擇
環剛度是埋地排水管抗外壓負載能力的綜合參數。為保證塑料埋地排水管在外壓負載下安全工作,環剛度的選擇是設計中的關鍵之一。環剛度的選擇不僅取決于外壓負載的情況,還取決于管道的覆土厚度及鋪設后管道周圍土壤(回填材料)的情況。結合以往設計及施工經驗,建議在設計埋地塑料排水管時盡量選擇較高的環剛度。覆土厚度在4米以下的塑料管一般選用環剛度8kN/m2的;覆土厚度超過4米的塑料管一般選用環剛度大于8kN/m2的或者建議采用鋼筋混凝土管材。如果使用環剛度較低的熱塑性塑料管,務必要經過結構設計計算,并嚴格控制鋪設施工的質量。同時施工必須確?;靥钯|量,回填土密實度要求應符合《給水排水管道工程施工及驗收規范》的規定。
5 結束語
城市市政排水工程的設計,應以排水專項規劃為設計依據,在城市排水專項規劃設計成果指導下進行。結合現狀、近期、遠期三者的關系,分析現有的資料和城市的發展,合理采用符合項目工程的設計方案和設計參數,正確劃分流域范圍匯水面積,合理設計管徑大小和管道埋深。城市排水管網是城市的重要基礎設施之一,在城市生活中,排水管網是不可缺少的,被稱作城市的血管。排水管管材主要有鋼筋混凝土管、塑料管(如UPVC管、HDPE管)、玻璃鋼夾砂管等,在市政雨、污水管道設計工程中,選擇合適的管材對工程的施工進度、造價及環境效益有著較大的影響。
參考文獻:
[1] 孫慧修.排水工程(上冊)[M].北京:中國建筑工業出版社,2007.
【關鍵詞】房屋建筑;給排水管道;防滲漏
1.引言
隨著我國住房建設的改革,建筑材料和新的施工技術的得到了廣泛應用,但是房屋滲漏現象還是時有發生。這就需要建設單位的人員做好房屋的防滲漏施工技術,使得這些泄漏的問題得到解決。防滲漏技術需要從建筑結構設計,材料及施工等方面得到有效的應用。設計應該盡可能好的,以確保房屋的質量,施工要求需要按照規格標準。施工單位應嚴格進行建筑工程管理,規范施工人員的操作,為居民提供一個良好的生活環境。
2.建筑給排水管出現泄漏的一些原因
2.1施工材料不合格
由于建筑的給排水管道的原材料存在問題,質量不達標。建材市場的排水材料不同,對于給排水管材的品種,材料的質量是有好壞的,價格也存在很大的差異。尤其是一些鋼管的規格和標準也存在偏差。一些建筑單位為了節省成本,往往貪圖便宜購買一些劣質材料,規格不達標,由于排水管道質量差的材料,這必然導致在使用后期住戶的過程中出現滲漏的現象。
2.2施工人員的整體素質低
在建筑的施工隊伍當中,建筑工人的建筑給排水技術水平比較低,他們的素質普遍偏低。建筑給水排水是一個單獨的操作,因此,施工人員的技術水平需要達到一個高度,這樣才能確定供水和排水管道施工安裝質量的安全。同時,供水和排水管道安裝需要獨立工作,與施工土方施工不能進行順利銜接的原因,給排水施工只能依靠管道鋪設,這往往導致管道尺寸和角度不符合安裝要求。往往容易存在偏差,導致加壓水流不暢,或排水出現不暢。同時技術人員和排水施工隊的工作積極性不高,看起來簡單的管道泄漏安裝工作,沒有引起足夠的重視,在實際操作中,往往做事不認真,不能按照設計規范和建設標準。
2.3施工現場管理不到位
建筑給水排水管道工程施工技術不能落實到位,容易出現泄漏的現象。在很大的程度是由于監管不嚴的影響,比如在塑料管接頭的加工不到位,塑料排水管穿樓板的處理不按照相應的標準,一些衛生潔具及連接管道處理不到位,還有所有的圖紙和材料要求規范施工作業的要求不嚴,不能防止管道的泄漏,
3房屋建筑給排水管道的防滲漏技術
3.1房屋墻體的防滲透技術
建筑給水排水管道必須對房屋的墻體進行施工,管道壁的防滲透技術主要用于室內排水管道,排水管道的地下室中的外墻,需要用塑料管道穿過墻壁,起到防水的效果。室內排水管道或管壁及兩側應該設置套管,套管應該和裝飾面平齊。填充間隙不能太大,需要用砂漿封住梁柱和墻之間的間隙。砌塊墻體的步驟是首先建立梁柱或樓板底,至少要等一周后,6砌體墻擠壓成實心磚與磚從側面水平方向大概成六十度的角度。對于出現的差距必須通過砂漿填充密封。需要特別注意不要干墻,這是水的砂漿將被吸收,造成砂漿出現不勻稱的現象,無砂漿填充間隙。
3.2房屋屋面的防滲漏技術
因為房屋的層面板可以渠道防止滲水的效果,還能夠起到隔熱效果。所以在住房建設當中,需要確保房屋的施工達到質量標準。同時要求建筑環境與氣候因素相協調,防滲材料和線圈溫度應該合理選擇。在施工的過程中,我們應該合理選擇防水材料,防水材料在使用前,應該首先進行涂抹,形成一個涂抹層;然后在建設當中必須根據材料成膜的形狀,在一天之內進行注水試驗后再進行涂抹,保證施工質量能夠達到相應的標準。如果泄漏能夠及時得到維修和改造。
3.3衛生器具管道安裝的防滲漏技術
衛生間的防水需要保障管道連接能夠正確安裝,防止水管出現漏水的現象。我們呢首先要正確安裝浴室用具,在安裝坐便器的時候,提升管高度不得低于1 0mm,在地板上的管道需要進行密封以后才能使用,馬桶的沖水管和水箱之間的連通應平直,接口連接需要做到密不透風,馬桶水箱配件來完成購買,以確保沖洗馬桶的密封性能夠達到相應的標準。在安裝臉盆的時候,臉盆落水和排水管插座的連接必須使用轉換接頭進行過渡。連接排水管需要與排水軟管進行有效過渡,不能夠直接進入排水管采用排水軟管,確保排水管的通暢性。在安裝浴缸的時候,衛生間地面必須保持平整,浴缸排水管插座的連接必須使用適配器的過渡,所有衛生器具安裝完成后需要進行試水的試驗,發現滲漏的情況就要及時修復。
3.4房屋消防系統的防滲漏技術
3.4.1消防管道的合理選擇
房屋的消防管道一般使用鍍鋅鋼板或鍍鋅無縫鋼管。管的表面要求無裂紋,沒有縮孔的完整的管道。管螺紋密封面需要保持完整,沒有出現損傷和毛刺,精度和表面粗糙度應符合設計的要求和制造的標準,異型管的厚度也需要滿足國家的標準,從而有效地防止泄漏的現象發生。管道需要刷上防腐油,防止滲漏,刷油應該在金屬涂層或噴涂涂層,與表面的空氣和水分出現隔絕,以保護金屬表面不受侵蝕。使用正確的連接方法也可以有效地防止滲漏。消防的直徑等于或大于100mm應采用卡箍連接或焊接系統的管道,消防系統中的直徑小于100mm時應采用螺紋連接,螺紋的螺距應該不能太寬,也不要太緊,連接線程需要進行密封。
3.4.2消防系統的防滲漏
消防系統的配水管道需要安裝濾水器,可有效防止砂進入消防系統,造成泄漏的現象。安裝應進行試壓,沖洗后的管道系統,以防止噴嘴里面存在灰塵。在配水干管或立管上應合理設置排氣閥,以減少在界面中的壓力而產生破壞性的影響。報警閥和控制閥組的鈴錘應轉動靈活,在安裝使用前,報警閥應該在4.8MPa的壓力下進行強度試驗和氣密性試驗,它的壓力測試時間應該在5min,沒有滲漏的情況下才能使用。伸縮補償器在消防系統設置合理的安裝,可以有效地降低管道的的伸展和收縮,防止管道接口出現滲漏的現象,有效保障人們的生命安全。
3.5絕熱管的防滲漏技術
在管道的施工過程中,要特別注意冷卻管道和保溫管道的防滲漏。熱量的傳遞方向是從外到內的一個傳熱過程,內部和外部的冷卻結構之間存在一定飛溫度差,在結構的外部空氣的溫度低于露點溫度,冷空氣的溫度降低到結構溫度的時候,就會在空氣中凝結的水汽,在保冷結構內部積累,甚至發生結冰現象。這樣就會導致絕緣材料的熱導率出現增加,降低了保溫效果,從而防止水汽進入保溫層,保溫層結構必須設置防潮層,有效保障絕熱管道的傳導效率。
4.總結
在房屋建筑的過程中,需要重視建筑的給排水施工質量。需要有效提高建筑施工隊伍的工作素質,嚴格按照相關的要求進行施工,確保管道施工的質量安全,防止房屋出現滲漏。通過進行有效的分析和研究,嚴格控制房屋建筑給排水管道的施工,確保管道能夠正確安裝和高效實用,給人民的生活提供便利。
參考文獻
[1] 喻旭.房屋建筑給排水管道施工中的防滲漏施工技術要點[J].城市建設理論研究.2013.05(09):27-28.
還存在著局限性,但是其優越性是不言而喻的,因此同層排水技術在設計及施工中都需要加強探索,值得我們切實的推廣和普及。
關鍵字:總體設計;機械工廠
中圖分類號: S276 文獻標識碼: A
1同層排水技術概述
早在1999年出版的《住宅設計規范》(GB50096-1999)6.1.6條就規定:住宅的污水排水橫管宜設在本層套內。剛開始實施的一些同層排水主要考慮的是上層布置衛生間,下層住戶或下層房間是臥室、客廳、廚房間的場合,防止影響下層房間的使用;《建筑給水排水設計規范》(GB50015-2003)4.3.8條規定:住宅衛生間的衛生器具排水管不宜穿越樓板進入他戶;《健康住宅建設技術要點》(2004年版)2.7.4條規定:排水支管應以本戶為界。以上條文用語中有的是“宜”,有的是“應”,但都表達了同一個概念:住宅衛生間排水設計在有條件的情況下優先采用同層排水;國家標準圖集《住宅廚、衛給排水管道安裝》(03SS408)也針對同層排水做出了一些設計標準。
2同層排水系統的技術優點
(1)房屋產權明晰。傳統排水系統的排水管道,不安裝在本層套內,而安裝于樓下套內空間,產權屬于樓上住戶,管道滲漏、樓板滲水等不良現象對樓上住戶不會產生任何影響,樓上住戶也無法及時發現故障。下層住戶想維修時,必須到樓上住戶室內進行,造成不能方便、及時維修。而同層排水系統中,衛生間排水管路系統布置在本層業主家中,排水橫管不會出現在下層住戶家中,管道檢修可在本層內進行,不干擾下層住戶,管道滲漏不需跨層修理。
(2)衛生器具的布置不受限制。因為樓板上沒有衛生器具的排水預留孔,用戶可自由布置衛生器具的位置,滿足衛生潔具個性化的要求,開發商可提供多樣化衛生間的布置格局,提高了房屋的品位。
(3)滲漏水機率小。傳統排水系統的安裝,排水管安裝于樓板下方,結構設計時必須設置預留洞。安裝排水管時,由于施工過程中,溫度變化引起PVC管變形、接縫處混凝土及水泥砂漿的干縮、裝修施工震動等因素,在管道周圍與樓板相接觸處,產生細小裂縫,引起樓板滲水。同層排水系統的排水橫管均敷設于樓板后的沉箱內,在現澆樓板上不留預留洞,衛生間樓板不被衛生器具管道穿越,減小了滲漏水的幾率,可以基本解決以往管道穿樓板導致的“跑、冒、滴、漏”情況和由此產生的對住戶的諸多影響乃至發生糾紛的隱患,這是同層排水系統與傳統下層排水系統的最大區別及優勢所在。
(4)不需要P彎或S彎。P彎與S存水彎是最容易發生堵塞的地方,這是傳統下排水方式的最大弊端。同層排水用一個共用的“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。一旦發生堵塞,同層排水方式在本層套內,揭開多通道地漏或接入器的蓋子,就能達到清理疏通的目的,而下排水方式則一定要到下層套內去清理疏通。
(5)室內裝修美觀。傳統的下排水系統,排水橫管明露在下層住戶家中,不僅占用了室內有效空間,而且形成的視覺污染,很不雅觀,嚴重影響室內合理布局和裝修美化,排水橫支管系統的存在,造成下層住戶室內空間不夠完整,影響室內美觀,許多住戶需要進行吊頂裝飾,室內凈高只有2.2~2.3m。而同層排水系統,用戶可以不做吊頂,整潔美觀,而且占用空間較小,提高了衛生間的層高。
3同層排水的施工方法
同層排水做法分為五種,地面法、墊高法、降板法室外法和假墻法,其中降板法和假墻法應用最為廣泛。
3.1地面法
將排水橫管布置在操作臺或廚柜的下面,在同層內接入排水立管。要做到同層排水,衛生器具的排水口應該在地面以上,因此,采用該做法的前提是地面不設地漏。傳統廚房有地漏,衛生條件不好、易跑氣、帶來異味,而現代廚房內地面很少有散落的水,已無必要設置地漏。因此,地面法在現代廚房的排水設計中采用較多。
3.2墊高法
也稱暗埋法,就是將排水橫管暗埋于衛生間地面的墊層內,這樣一來必然要墊高衛生間地面,一方面造成進出衛生間間要上下臺階,不符合無障礙設計要求;另一方面容易產生“內水外溢”。因此,這種做法很少采用,只在老房改造,比如要增設衛生間的情況下偶爾采用。
3.3降板法
這種方法應用比較多,一般是將衛生間樓板根據需要下沉350mm左右,作為管道敷設空間。下沉樓板采用現澆混凝土并做好防水層,按設計標高和坡度沿下沉樓板面敷設給排水管道,并用水泥焦渣等輕質材料填實作為墊層,墊層上用水泥砂漿找平后再做防水層和地面面層?;蛘吒鶕l生器具的布置情況做衛生間局部樓板下沉,以增加下層空間和減少結構荷載。
降板法的主要優點有:管道在降板中,管道不明露、衛生潔具布置靈活、施工較方便;衛生間也可以不做吊頂,整潔美觀,提高衛生間凈高;發生漏水或檢修時,不影響下層用戶;對衛生器具的排水方式沒有特殊要求。同時該做法也存在技術缺點:結構降板處理增加造價,同時填平增加荷載;下板內的積水不容易排出,檢修必須破壞地面,施工困難,工作量大。
3.4室外法
室外法就是將所有衛生器具均靠外墻布置,潔具采用后排水方式,地漏采用側墻地漏,排水管均在地面以上接到室外排水管,水平橫管和排水立管均明裝在建筑外墻上。這種做法限于沒有冰凍期的南方地區使用,同時還應該考慮建筑立面要求的問題。
3.5假墻法
也稱墻排水技術。是指衛生間潔具后方砌一堵假墻,形成0.2m左右寬布置管道的專用空間,排水支管不穿越樓板在假墻內敷設、安裝,在同一樓層內與主管相連接。采用該方法時,設計時要采用相應的衛生器具,例如:坐便器為掛式或后排水式。雖然該方式達到了衛生、美觀、整潔的要求,但價格昂貴,衛生器具的選擇余地比較小、地漏難以設置、造價高、管道維修比較困難。這種墻排水方式目前還不符合我國國情。另外,其建筑投資大,穿墻管件多,無法解決衛生間的地表水。
4同層排水技術需要注意的問題
4.1做好防水工序
采用降板法施工時,降板處的防水層以及回填層與面層之間的防水層應特別注意做好防水工作?,F澆的混凝土樓板往往會出現一些收縮裂縫,這些肉眼難以察覺的細小裂縫,做盛水試驗時就毫不隱瞞地顯露出來。為了要達到降板處的“滴水不滲”,這層防水是很重要的;其次,敷設好排水橫管以及其他管線,做了回填后,面層的防水也不能忽視?!督ㄖo水排水設計規范》(GB50015-2003)條文說明4.3.8B別強調,“樓面防水處理至關重要,特別對于局部降板和全降板,如處理不當,降板的填(架空)層變成蓄污層,造成污染”。
4.2做好管道試壓
如果管道出現漏水,滲水,維修十分麻煩,尤其是在沉箱內的排水管道接頭處滲漏,降板內一旦積水,就成了死水池,衛生間的味道會越來越大,可能要將降板部分剖開才能進行處理,而且管道必須從接駁口開始重新安裝,這個接駁口不可能在衛生間地坪上,只能在管井的主管與支管的連接處進行,導致上部的居民都不能排水(即衛生間不能用)。因此,在管道安裝完畢,隱蔽之前,一定要對管道進行嚴密性實驗。
結語
必須指出中國市場的需求和歐洲市場不完全相同,如地漏的設置,在中國相對而言較為強調;國內用戶要求浴盆有溢流口;有的用戶對于懸掛安裝的掛壁式坐式大便器心存疑慮,要求采用后出口在地面固定的坐式大便器;管材方面,中國傾向于推薦PVC-U管,這比PE管的噪聲治理難度更高;更為主要的是,國內尚未普及全裝修房,對于以毛坯房方式供貨的商品房,不同住戶有不相同的要求,這都給同層排水技術提出了新的問題。因此在同層排水技術的本土化方面還有許多工作要做,還有待廠方和專業人員工作的深化和細化。
參考文獻
[1]CECS247-2008,建筑同層排水系統技術規程[S].
關鍵詞:高層公共建筑; 給水排水系統; 技術措施
中圖分類號:S276文獻標識碼: A
1、高層建筑中給排水具有的特點和相應技術措施
( 1) 高層建筑的給排水量大。由于樓層高,使用的人數眾多,所以要求給水量大,需要有穩定可靠的水源提供供給,這就成為高層建筑給排水量的基本要求。為了維護管理的方便,給排水必須保證管道的通氣系統順暢,另外排水系統設施應該經濟合理。
( 2) 水熱和水消防系統壓力過大。為了保證系統的安全運行,可以將供水系統進行分區,這樣可以減少管道及其配件的被破壞,也不至于造成水熱和水消防系統的壓力過大。
( 3) 管道的完備。城市人口眾多,嘈雜聲、喧囂聲一片,所以城市的噪音污染嚴重。城市的廠房建筑等水污染嚴重,為了防止高層建筑的噪聲污染、水污染,供水管道的安裝必須具備防地震,防水錘,防沉降等功能。
( 4) 高層建筑。有很多因素可以導致火災的發生,一旦失火,建筑樓層又高,人員疏散是個很大的問題,搞不好會造成人員的死傷,所以高層建筑中必須做好安全可靠的消防防火措施,以滿足各類防火設施。
2、高層公共建筑中給排水應注意的問題
( 1) 給水系統存在壓力問題。由于高層建筑比較高,所以供水系統一分為二,分為高區供水和低區供水。低區供水多采用帶氣壓罐或者帶穩壓裝置的變頻供水系統,部分也采用高位水箱供水。二屋頂水箱供水和高位水箱供水多是高區供水要采取的方式。還應該注意最低處靜水壓的問題,由于樓層較高,所以做到系統的平衡是個有難度的事情,以擬建建筑高度82m 的寫字樓為例,在做它的方案設計時,有一個方案是把給水系統分區時將低區定位1 ~ 11 層,將高區定12 ~ 25 層。低區的水箱設在12 層,供水的高度為52m,把高區的水箱設在25 層,最低衛生器具配水點處的靜水壓達到620kPa,遠遠的超過規范《建筑給水排水設計規范》( GB50015―2006) 所推薦的設計值( 350 ~ 450kPa) 和限定值( 不大于600kPa) ,從而導致用水時水花飛濺及衛生器具連接軟管經常爆裂,這樣即使使用不舒適,又存在很嚴重的安全問題。最不利于供水點的水壓問題: 在高位水箱供水方式中,供水系統里的最高點是最不利于供水點的,靜水的壓力在供水中是最低的。有些高建筑群體,由于建筑的結構比較復雜,又恰好采用的是氣壓給水方式時,經常只考慮外形或者維修方便等因素而將供水點放在樓層比較低的位置,從而導致供水點的靜水壓力較小,大多數時間都在100kPa 以下,這使得延時自閉的沖水閥常常無法正常通水和關閉,這就為人帶來了諸多的不方便,影響了人們的生活、學習和工作娛樂。在帶有氣壓罐的變頻供水設置中,可以很方便的改變最高供水點的靜壓,但是不容易控制,會出現靜壓變高壓的現象。
( 2) 高層公共建筑中衛生間有異味的問題。異味形成的原因: 一般的低層衛生間,排水管道都是有連接通氣管道的,但是高層建筑中,排水管道沒有連接通氣管道,所以排水管道中的氣體沒法排解出去,就會產生異味,嚴重影響人們的心情,給人帶來不便。
( 3) 設置的水箱、水池位置問題。水池和水箱位置設置的不合理主要有兩種情況,一是地下消防水池在地下室頂板下緊接著設800mm × 600mm( h) 的水池檢修口,由于檢修口過小,使得檢修人員進出水池有些困難,另一種情況是,水箱頂部距離結構頂板比較近,同時水箱檢修口未靠近浮球閥,沒有地方留給人去清洗,如果浮球閥壞了,也沒有辦法修補。
( 4) 屋頂消防水箱出水管上止回閥安裝問題。當水流停止的時候,要想使止回閥的閥瓣或閥芯關閉,必須使重力或彈簧力的作用方向與閥瓣或閥芯的關閉運動方向應一致,因為只有這樣,當屋頂消防水箱出水管水流自上而下,垂直安裝止回閥時,其閥瓣的關閉方向才會向上,而閥瓣的重力作用方向卻是向下,止回閥的閥瓣不能自行關閉,起不到止回作用。會導致消防時,消防泵運轉后部分水進入消防水箱,頂層試水栓壓力不夠的情況,這時止回閥應水平安裝,且最低水位至止回閥的高差所形成的水壓應大于止回閥開啟所需的阻力。
( 5) 高層建筑排水管選材不當。高層建筑的重力流排水水管不得使用普通排水管。由于高度較高,水流力度大,所以必須使用特殊的承壓力大的排水管。
( 6) 雨水和室內用水的排放問題。如果雨水和室內水公用一根排水管時,會出現兩種情況。一種是排水管堵塞,使得排水管中的水從窗臺進入室內,二是陽臺地漏水封易干涸,使得室外的有害氣體通過低漏或空調進入室內。另外,當雨下大的時候,雨水聲音會通過凝結水傳入室內,從而不可避免的產生噪音。
( 7) 熱水系統的設計問題。在熱水系統設計中,能讓每一個用水點都能用上熱水,是設計者成功的表現。在筆者多年的設計經驗中,認為用等流程回水布置是設計中比較合理的,該布置能確保熱水水溫在一定溫度范圍內,而且在日常維護、管理等工作省去很多細小煩瑣的麻煩。高層建筑熱水供應系統存在排氣和熱水膨脹問題。
( 8) 消防給水量。防患于未然,為了確保在發生水災等事故中,有足夠的水量撲滅火勢,建筑物要保證消防給水量。消防放水量是建筑設計的一個中心環節。消火栓給水系統是高層建筑的主要消防系統,要滿足各點的滅火用水量和水壓的要求。為了撲滅初期火災,需要在屋頂水箱內儲備10分鐘市內消防用水量。
(9)正確設置消防水池及保證高層建筑兩路供水。通常在高層建筑中,在供水不能滿足消防用水量要求或市政為單路進水時,規范都要求設置消防水池。計算消防水池容積時,應將火災延續時間內室內各消防用水量之和減去市政進水管的補水量。補水時間可按最長的火災延續時間計。如果要考慮室外消防用水量或是設置生活、消防共用水池,則還需要補充相應的用水量。當設置生活、消防共用水池時,不能利用建筑物的本體結構做水池池壁以及池底,以防止生活水質污染。對此,《強制性條文》中已經明令禁止。同理,如果高層建筑屋頂設有生活、消防共用水箱,也應滿足該要求。從消防水池接入水泵間的引入管應該保證不少于2根,如果在接入泵房前就將引入管匯合為一,對消防水池而言,僅為單路供水,存在供水的安全隱患。同時,從消防水泵接入各消防管網的供水管也應保證兩路。
3、結語
隨著經濟的日益發展,我國建筑行業也得到了日新月異的進步,建筑從高度到質量較以前都有所提高,房屋結構和建筑樣式有了各種各樣的變化,而給排水系統作為建筑中重要的組成部分,隨著樓層的變化,給排水系統也要適應這種變化,更新的更加完美和具有實用性,筆者就多年的設計經驗,對安裝排水系統可能出現的問題做出了總結,希望能為大家提供方便。
參考文獻:
1 呂文心;;淺談高層公共建筑消防安全現狀及應對措施[J];黑龍江科技信息;2011年19期
Abstract: The sewage pipe network is the critical urban infrastructure. Due to the constraints of urban construction, economic conditions and management way, the construction and management of China's urban sewage pipe network is lagging behind, and problems in its construction and management have become increasingly prominent.
關鍵詞: 污水管網;建設;管理
Key words: sewage pipe network;construction;management
中圖分類號:TU990.3文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2011)18-0083-01
0引言
城市污水管網是城市重要的基礎設施,是污水收集和集中處理的關鍵,是污水處理保護水資源和改善環境的必要手段。由于受城市建設、經濟條件和管理方式的制約,我國城市污水管網的建設和管理一般相對滯后,其建設和管理中存在的問題也日益突出,而如何解決這些問題是也是我們當前必修面對和思考的。
1對小城鎮污水管網的建設及管理的建議
1.1 科學嚴謹的排水專業規劃對城市污水管網的建設具有重要指導意義當前城市建設規劃先行已成為共識,一般也都有排水專業規劃,有些規劃還是缺乏嚴謹性和科學性,其一是存在著換個領導換個思路,已完成的規劃也要重來,規劃沒有連續性;其二是規劃大而虛,規劃深度不夠,可操作性不強;其三,同一城市或區域規劃不統一,專業規劃與總體規劃不協調,缺少一盤棋意識;其四,規劃不嚴謹,隨意取消污水管道或污水支管的實施。對此,應建立統一協調機制,盡可能有一個責任主體負責修訂專業規劃,擴大規劃的范圍和深度,突出規劃的整體性、系統性和嚴謹性,深入研究新城區的建設、老成區的改造、城區內化工企業廢水排污管理規劃、城郊鄉鎮的排污管理規劃、區域小型污水處理設施應用等課題,根據水質污染狀況、城區污水排放狀況和治理情況、城鄉經濟發展狀況的要求,制定出年度實施規劃。進一步研究老城區污水截流、工業污水治理的途徑,不斷提高污水的收集率和處理效率。
1.2 進一步加強對污水管網工作的統一領導,實現統籌兼顧和可持續發展
1.3 多渠道籌集資金,加快污水管網的配套建設
1.4 重視老城區排水管網建設和管理,合理實施污水的截流改造與分流改造
1.5 全面調查管網現狀,明確產權管理,落實責任與目標,有效發揮現有管網的效能污水管網屬于地下設施,管理維護存在一定難度,一般都存在污水管網的現狀不清的情況,這主要是多頭建設和管理造成的,使一些已建設管網處于無人管理的狀態,甚至出現一些建設單位也無法說清管線建設位置、是否并網、管徑多大、是否存在斷頭或封堵的情況。這些都給后續的管理帶來一定的難題,使得建成的管網無法發揮應有的作用,同時也給統籌規劃帶來不利影響。要解決這些問題應協調相關建設部門收集竣工資料結合現場勘察等措施,盡量摸清管網現狀,進一步明確污水管網產權管理的范圍,按照規劃打通關鍵節點使得建成的污水管線能組網運行,充分提高污水收集、輸送的效率。同時根據現狀情況逐步建立一套管網設施的評價標準,制定不同的管養維護或更新標準。
1.6 加強源頭管理,結合排水許可制度逐步建立重點排污戶檔案在污水管網的運行中經常會遇到偷排和超標排放的問題,遇到這種情況一般在查找污染源的時候都比較困難,可能對污水管網和污水處理廠的運行穩定造成嚴重,特別是合流制截流式管道還可能對河道造成污染,造成污染事故,因此應積極推廣建設項目綜合驗收,在現有綜合驗收的基礎上逐步建立污水接管審核、備案和許可制度。通過對排污用戶排水水質、排污量、排污口設置、特征污染物等情況的了解逐步建立排污檔案,并根據排污量和污染物特點建立排污戶分級制度,針對不同級別的排污用戶實行不同的管理措施,從而實現污水排放的源頭控制,進一步保障污水管網設施和處理設施的穩定運行。
1.7 重視污水管道養護,加大污水管網養護的投入,切實加強現有設施的維護管理目前城市污水管網重建設輕管理的情況還普遍存在,在污水管網養護方面的投入相對較少,造成養護手段單一,已有管網的維護管理或維護管理力度不夠,方法不對,未采用必要的檢測手段,未能形成科學、系統、周期性的機制,造成管網存在較多病害,如日常清淤多以人工為主,增加工人勞動強度,也容易發生安全事故;管道發生堵塞,堵塞位置及情況不清,疏通手段有限;管道破損維護不及時,維修方法單一。需要有計劃地對管道進行養護、檢查和維修。最重要的是加強新技術的推廣和應用,改變原有的排水管網的管理和養護理念,讓養護維修和管理手段逐步向機械化過渡,不斷采用新工藝和新技術,有效提高排水管網的工作效率,創造更大的社會、環境和經濟效益,這也是整個排水行業發展的必然趨勢。
1.8 規范污水管道施工企業的施工行為,嚴格工程竣工驗收和項目移交的管理眾所周知,在污水管道的施工中還普遍存在一些質量通病,例如施工單位隨意更改施工圖紙;竣工圖紙與施工實際不相符;管道接頭質量不好,存在脫節和移位等清苦;為通過閉水試驗或止水在檢查井內亂設封頭;拆除封頭不徹底,打開一個小洞了事;道路基層施工時將石塊或灰土填入檢查井,甚至將檢查井鏟平,覆蓋在道路基層一下;檢查井基礎后周邊土方回填隨意造成檢查井沉降明顯等等。特別是隨道路或其他市政工程配套的污水管網更應該引起重視,在產權移交時接收單位應要求移交提供竣工資料,現場校核竣工圖紙和閉水試驗的準確性,并抽干或降低檢查井內水位(管口至少露出1/3),全面檢查井內和管道的施工質量,是否有封頭、淤塞等情況,對于存在問題的應不予接受,直至整改達標。
2結束語
隨著近年污水處理的產業化的發展,城市污水處理廠紛紛面臨改制,這就使廠網分離形成一種必然,目前一般形式是污水處理廠由項目公司負責運行,而管網則由政府設立專門機構或由市政管理部門負責管理,在當前精兵簡政的大前提下增設一個負責建設、運行、維護、管理的綜合機構是不適宜的。城市污水管網是城市重要的基礎設施,污水管網的建設和管理是城市發展必須面對的課題,其建設和管理中存在的問題也值得研究方向,值得廣大建設和管理者深入探討和思考。
參考文獻:
[1]《室外排水設計規范》(1997年版GBJ14-87).
關鍵詞:長距離;污水;壓力管;附屬構筑物;水錘
中圖分類號:TU976+.55
文獻標識碼:B
文章編號:1008-0422(2010)08-0211-02
1工程概況
長沙市處于丘陵地區,區內地貌形態以低山、丘陵、崗地和沖積平原為主。由于城市內用地的緊缺和長沙建設資源節約和環境友好型城市的要求,污水廠多設置在距市中心較遠的位置,地形的起伏較大,導致長距離壓力污水管道的設置成為污水收集系統不可缺少的一部分。
本設計的壓力管線用于輸送望城坡泵站提升的有壓污水至岳麓污水廠處理,管線總長9553m,輸送系統全程采用壓力輸送。平均日污水量為17.95萬m3/d,最大日污水量為23.00萬m3/d。污水經泵站提升后,由DN1800壓力管沿西北環線至岳麓污水廠,管道途中最高控制點管中心高程為72.35m,水泵揚程47m,管道內壓等級0.6Mpa。
管道全程沿西北環線道路敷設,根據實地情況布置在機動車道、綠化帶等位置。沿程穿楓林路、桐梓坡路、咸嘉湖路、府后路、長常高速等已建道路(如圖1)。
由此可見,本次設計的污水壓力管道,主要有四個難點:管徑―DN1800,距離長―總長9553m,壓力大―管道內壓力等級0.6Mpa,施工情況復雜―頂管和明挖工藝,且與多處已建道路相交。
2管道材料的分析比較與選擇
本工程管道為大口徑污水壓力管,所選用的管材除能承受較大內壓外,需具備一定的防腐防爆性能。管道主要沿道路埋設,大部分地段的管道須埋設在機動車道下面,因此所選用的管材須具有足夠的強度和良好的防滲能力。
本文以長沙地區為例,在同等環剛度(環剛度均為8kN/m2)條件下對各種管材進行綜合造價比較。為使比較更符合實際,并能充分發揮各種管材自身優點,比較中考慮了2次搬運、地下水抽排、溝槽支護、管道基礎以及管溝回填等諸多方面因素,管道埋深統一按4m計算;由于新型管材內壁光滑,輸水能力較高,比較中鋼筋混凝土管管徑按比新型管材管徑大一級考慮,結果詳見表1。
從以上比較可以看出,夾砂玻璃鋼管綜合性價比較高,且夾砂玻璃鋼管具有強度高、水力特性好,管道防腐、抗滲漏性能強的優點。鋼管抗滲漏、抗外壓能力優于夾砂玻璃鋼管,但抗腐蝕性和水力特性不及夾砂玻璃鋼管,須另外加強內、外防腐措施,綜合造價較夾砂玻璃鋼管更高。
針對本次工程具體特點,應將污水輸送管道大部分埋設在道路機動車道或綠化帶下面,由于管道埋深較淺,管道使用年限、抗滲漏方面的性能要求相對更為重要,考慮本地夾砂玻璃鋼管資源較為充足,且是湖南地區已得到較多應用的新材料,因此,本工程污水壓力輸送管道選用夾砂玻璃鋼管[1]。
3環剛度選擇
環剛度是夾砂玻璃鋼管抗外壓負載能力的綜合參數,為了保證夾砂玻璃鋼管在外壓負載下安全工作,環剛度的選擇是設計中的關鍵之一。如果管材的環剛度太小,管材可能發生過大變形或出現壓屈失穩破壞。反之,如果環剛度選擇得太高,必然采用過大的截面慣性矩,將造成用材料太多,成本過高。
外壓負載比較復雜.主要包括土壤重量和地面產生的靜負載.以及運輸車輛經過時產生的動負載。夾砂玻璃鋼管承受負載的機理也比較復雜,在外壓負載下管材和周圍的土壤(回填材料)產生管同作用。換句話說,是管材和周圍土壤(回填材料)共同來承受外壓負載決定夾砂玻璃鋼管鋪設后能否正常工作的,負載、管材和土壤(回填)3個參數都很重要,而且相互影響。所以環剛度的選擇不僅取決于外壓負載的情況還取決于鋪設后管道周圍土壤(回填材料)的情況。
根據以往的經驗,夾砂玻璃鋼管在外壓負載下是否能夠安全使用的因素中,鋪設情況是最主要的。如果鋪設情況比較好,環剛度較低的管材也不會有很大變形;反之,如果鋪設情況不好,即使用環剛度比較高的管材也可能變形過大和出現壓屈失穩。要保證鋪設情況良好并不是都能做到,同時也需要成本。塑料柔性埋地排水管可供選擇的環剛度主要有4kN/m2、8kN/m2、10kN/m2三種規格。結合以往施工及設計經驗,筆者建議夾砂玻璃鋼管在設計時盡量選擇較高的環剛度。直徑在500mm以下夾砂玻璃鋼管:一般選擇環剛度8kN/m,只有在地質條件好又沒有運輸車輛負載的采用環剛度4kN/m2;直徑在500-l200mm的“夾砂玻璃鋼”管盡量選擇環剛度8kN/m2,如果選擇環剛度8kN/m以下的要經過結構設計計算(變形驗算。壓屈失穩計算)并嚴格控制鋪設施工的質量(管道基礎、回填材料、分層夯實等);直徑1500mm以上的夾砂玻璃鋼管選用10kN/m2。
綜上所述,為滿足城市道路的荷載要求,本工程選擇環剛度為10KN/m2,管道覆土為1.2m~5.0m,按此環剛度06MS201-2進行管道變形率計算,并進行復核。對于本次設計管道,除按常規方法進行環剛度計算外,考慮到道路施工過程中,管道僅回填約0.65m時,壓路機在進行四合料壓實時,對管道變形的影響,我們還進行了施工過程的校核。管項覆土為0.65m,在管道上方有18T壓路機和30T時,管道豎向直徑變形率都小于3%,符合規范要求[2]。
4平面設計
望城坡污水壓力泵房和岳麓污水廠均在西北環線附近,且環線也在政府近兩年的建設計劃當中。經長沙市政府統一協調,環線建設和岳麓污水廠建設同步進行,本設計污水壓力輸送管線沿西北環線布置,統一施工建設。
5縱斷面設計
管道根據西北環線道路縱坡,按覆土1.2m控制,管道坡向基本與道路坡向一致。在已建路口及有排水管道的路段,本著有壓管道讓無壓管道的原則,為減少對現有排水系統的破壞,局部管段覆土5m(如圖2)。
6管道附屬構筑物設計
對于污水壓力管道,《室外排水設計規范》涉及此方向的規定不多,僅要求:1.在壓力管道上應設置壓力檢查井。2.設計時應考慮水錘的影響。3.通過計算確定是否在垂直或水平方向轉彎處設置支墩。對于排壓力檢查井的設置間距,是應該按《室外排水設計規范》中無壓管道檢查井的最大間距要求取值,還是可以參照給水管道,設置閥門井進行檢修,規范中并沒有詳細規定。就壓力污水管道而言,檢查井的數量多,給系統運行的帶來較大隱患,對附屬設備的日常維護管理也是較大考驗。綜合以上考慮,本方案提出對于污水壓力管,其檢查井的設置可以參考長距離壓力輸水管線,考慮排氣、泄水等防水錘的附屬設施外,可結合這些閥門井,建成既可做為壓力管道的排氣井,又可做為污水管道檢查井的排氣盲板檢查井。即在有明顯起伏,積聚空氣的管段的峰點設置排氣盲板檢查井,由井身、玻璃鋼制三通1800×600、φ600鋼制盲板、氯丁橡膠密封圈組成。排氣閥采用污水復合式排氣閥,同時根據水錘計算結果,停泵時排氣量較大,增加真空破壞閥,與排氣閥同裝在三通的鋼制盲板上。因排氣井內三通同樣采用1800×600,可供檢修人員作為人孔使用。根據縱斷面圖,共設計有12個排氣盲板井,足可以滿足運行排氣和檢修的要求[3,4]。
因檢查井內空氣不流通,而本次設計管徑較大,進氣量較大,為保證大量排氣或進氣的暢通,在檢查井內設置DN300通氣鋼管就近接入綠化帶內。
在管道的最低處設置排泥井。濕井內的積水采用臨時設置潛水排污泵提升的方法就近排入附近市政污水管道。
7水錘計算及防護措施
按照最大設計流量(即6臺泵組合運行的供水流量2700L/s)的工況進行計算,計算軟件采用美國肯塔基大學SURGE2000軟件。
由于下山段重力流運行工況存在氣堵、水流不均勻、汽蝕、影響管線壽命等不利因素,在管線末端設計了一臺具有持壓功能的閥門(口徑DN1200)使管道全程按滿管壓力流運行。如果流量降低,在小流量的時候,末端閥門需支持更高的壓力。
綜上所述,設計管道運行工況如下:
1.泵站~管道最高點為滿管壓力流,泵站揚程47.25m。
2.管線末端采用持壓閥(口徑DN1200),保證管道最高點~出水口為滿管壓力流。
主要減小水錘的措施有:1.在水泵站處選擇兩臺DN250的流量控制閥,以確保系統安全。2.每臺水泵出水管道上均安裝DN700的污水專用水力緩閉多功能控制閥,泵站內可能受水錘損傷的管道及閥門,其安全承壓能力均按不低于2.5MPa進行配置。
3.在排氣井內設置一臺DN150污水排氣閥,同時安裝一臺真空破壞閥口徑DN150, 以便起到兩級排氣的作用,減緩沿程的壓力波動,避免負壓的形成。
4.末端閥門關閉速度過快也容易引起“關閥水錘”,因此建議關閉速度盡量慢,關閉時間可以延長至45min以上。同時,在末端閥之前安裝一臺DN400安全泄壓閥[4-6]。
采用這些措施以后,經SURGE2000軟件分析,突然停泵時,泵站處壓力值約為50多m,壓力波動很小;各真空破壞閥將一直開啟,管線保持持續進氣狀態,管道十分安全。
8結語
長距離壓力輸水管道的設計,從平面定位,縱斷面走向,到附屬構筑物的設計等,是一個系統的工程,只有整個系統的統一協調工作,才能使管道長年穩定運行,同時有突發狀況時,各種閥門及檢查井也能正常工作,保證管道及泵房系統的安全。
目前,國內城市污水壓力輸水管線越來越多,而本次設計管徑大,線路長,壓力大,并已成功設計及運行,可為類似工程提供參考。
參考文獻;
[1]勵敏,彭夏軍,葛春輝. 軟土地基上大直徑玻璃鋼夾砂管用作壓力輸水管的研究 [J]. 給水排水,2009,10:95-100.
[2]上海市城市建設設計研究院. 埋地聚乙烯排水管管道工程技術規程.CECS 164:2004.
[3]上海市建設和交通委員會. 室外排水設計規范.GB50014-2006.
[4]上海市政工程設計研究院. 給水排水設計手冊(第三冊.城鎮給水).中國建筑工業出版社.
關鍵詞:鋼筒混凝土管,設計,安全性,技術
引言
鋼筒混凝土管是由鋼筒、鋼絲以及砂裝等材料進行組成形成一種具有良好的性能的管材。該管材通過在外表面進行多層鋼絲的纏繞后,并對其進行砂漿噴射后,形成具有抗壓、抗滲透能力以及耐腐蝕等優點的管材。在鋼筒混凝土管的設計環節中,必須結合所適應的環境的特點來,防止鋼筒混凝土管發生斷絲和裂縫等問題,保證其結構的安全性與可靠性,在工程應用領域具有重要的研究價值與理論意義。
1.鋼筒混凝土管設計分析
對于預應力鋼筒混凝土管的設計國內采用的是CECS 140:2011設計規范,規范的制定根據結合排水管道結構設計規范和混凝土結構設計標準規范來完成對整個鋼筒混凝土管的設計要求規定。在鋼筒管道結構設計的過程中,正常使用極限狀態以及承載能力極限狀態兩種方法可以對管道的結構可靠性來判別。
1.1.預應力鋼筒混凝土管進行承載力外壓試驗,通過數值模擬來反映裂縫對鋼筒管的影響。在承載實驗中,根據斷絲的實驗分析,管道瞬間出現貫通裂縫的部位位于管頂、管底以及管腰砂漿保護層處。對于鋼筒管進行斷絲的數值模擬后,得到極限狀態下斷絲數量越多則施加的內水壓越??;伴隨著內水壓的變大,造成斷絲區的屈服強度與應變與極限越來遇到,更接近材料的屈服極限。當出現斷絲后,很容易產生局部突起以及滲透和爆裂問題,因此為了防止斷絲,設計在最大檢驗內壓力的作用下,預應力鋼筒混凝土管不應該出現長度大于300mm ,寬大不應大于0.25mm的裂縫,否者重新設計。
1.2.對鋼筒混凝土管的尺寸公差設計符合GB / T19685―2005的設計要求,承插口處理的橢圓度滿足其偏差值大小不大于6mm。
1.3.設計過程中,通過研究承插口接頭砂漿實驗進行減水劑、礦物摻合料等成分對灌縫砂漿的影響規律,根據規律進行鋼筒管耐久性影響分析,得到最優的灌縫砂漿配合比,提高產品的整體性能。
1.4.通過一定時間內進行內水壓承載實驗分析預應力鋼筒的破壞特征,根據特征與壓力的大小,利用數值模擬方法進行測量鋼絲松弛的應變值大小,得到不同壓力下承載能力與松弛量的大小。
2.鋼筒混凝土管設計選擇安全性
在整個鋼筒混凝土管的設計與生產環節,為了能夠保證得到質量可靠的鋼筒管,一方面要從設計方面考慮,優化設計方法與結構,保證鋼筒管道從設計到原材料的選擇符合整體結構與規范要求。
2.1.混凝土選擇
對于混凝土和砂漿的選擇根據CECS 140:2011規定,選擇配置良好的砂,保證混凝土的砂料的細度模數大小為2.5左右,且保證符合國家關于建筑用砂 標準。且粗骨料的配置不能大于混凝土內外管道的厚度的0.4。在設計中,保證混凝土的強度等級不小于40MP,且其余的例如彈性模量與塑性變形等參數按照GB 50010規定執行?;炷林械暮瑝A量不大于215 kg/m3,管芯脫模大小達到纏絲強度,塌落度的大小位于[5,8mm]之間,保證混凝土聚會很好的纏絲強度、低溫保養、脫模強度、表面光滑等指標。
2.2.承插口設計
最為管材設計的關鍵件是承插口的設計,合理的設計不僅可以保證管線的封閉性,當地基出現微小的變形量時,能夠轉動余量使得適應期變化,安裝對接比較方便??梢圆捎梦挥趦赡z圈中間空隙處安置一個水壓密封檢驗孔的承插口。
2.3.預應力鋼絲錨固結構設計
鋼筒混凝土管的預應力鋼絲需要滿足GB50010的設計要求,不能高于設計中鋼絲的標準尺寸,一般選擇7mm左右,且選擇的冷拉鋼絲,保證鋼絲的彈性模量和強度大小滿足設計規范要求。在鋼筒的設計與制造之前,需要進行預應力鋼絲的脆弱性與靈敏度的測試,保證具有良好的可靠性。
纏絲的質量與陰極的保護能力與鋼絲的錨固相互關聯,設計過程中必須考慮到鋼絲錨固的結構,該結構滿足鋼筒混凝土管的基本需求外,保證錨固的準確性,使得導電扁鋼與鋼絲之間的電連續,實現有效的陰極保護能力。如圖3所示,是一種采用雙層鋼絲錨固設計圖,將鋼絲錨固與陰極保護有效地結合起來。
2.4.改造鋼筒管的生產設備與工藝規程
在生產過程中,對鋼筒管的相關的設備,例如無動力傾管機、DN4 000 PCCP專用伸縮式氣動吊具、補償平衡式纏絲機以及砂漿保護層同步刮平裝置等設備進行更新與改進。
對于鋼筒混凝土管水泥砂漿層的保護,采取輥射工藝,保證管芯混凝土與輥射法采用的水泥參數相同,對砂漿保護層的強度進行控制采取規范AWWA C301。工藝生產中,試驗試塊在抗壓強度為47MP下的多個試塊在一個月齡內的強度大小的確定。
利用機械化自動噴涂工藝對鋼筒混凝土管進行外幣防腐涂層噴涂,該工藝可以利用抗腐蝕介質與絕緣介質使的鋼筒混凝土管具有該性能,該方法且噴涂均勻,具有很好的粘合力,在混凝土表面與初凝的砂漿直接噴涂,大大提高了噴涂的可靠性與效率。
3.結語
鋼筒混凝土管應用越來越廣泛,在設計與生產環節,進行全面的質量安全性控制,可以有效的提高設計的水平與生產的質量。對鋼筒混凝土鋼筒設計環節有效的控制,嚴格控制生產質量,保證鋼筒管埋深后具有良好的設計安全性能。
參考文獻:
[1] 馬 芳.預應力鋼筒混凝土管(PCCP)在工程中的實際應用[J].水利建設與管理,2006,26(10):40-41.
[2] 黃誠.不同類型大口徑管材在西江引水工程中的選用[J].中國給水排水,2011,27( 8) : 1-5.
[3] 李向東.預應力鋼筒混凝土管( PCCP)保護層設計探討[J].山西水利科技,2010,( 3) : 68-70.
[4] 毛文明. 提高預應力鋼筒混凝土管(PCCP)工程安全可靠性的主要措施[J].甘肅水利水 電技術,2011,47(9):30-35.
[5] 孫紹平,王貫明.預應力鋼筒混凝土管的特性[J].市政技術,2006,24(2): 121-125.
[關鍵詞]:化糞池 現狀 水質 管理 發展
1、 化糞池使用中存在的問題
化糞池是一種利用沉淀和厭氧發酵原理來去除生活污水中懸浮性有機物的處理設施,屬于初級的過渡性生活污水處理構筑物,化糞池可以貯存并厭氧消化沉在池底的污泥,并使污泥集中,便于污泥的清掏處理,在一定程度上起到了保護環境的作用。所以在國內外都得到普遍應用,特別在國內,幾乎每一個城市居民建筑物都設有相應的化糞池,它是城市建設中的一個重要構筑物,是城市排污系統不完善情況下的一種必要選擇。隨著城市的發展,化糞池逐漸出現了一些問題,主要表現在:一是建管分家、管理不善,造成環境污染,并存在爆炸、傳播疾病的隱患;二是占用大量寶貴的土地資源,并增加了建筑工程的投資。
在實際工作中,全國各地的給排水部門根據國家現行有效的給排水設計規范和各自不同的自然地理、氣候、氣象、建筑物內衛生設備情況及人們的衛生習慣等條件,通過計算及總結已有經驗,編制了各地的化糞池標準圖集。目前我國國標化糞池的設計按其結構不同分為磚砌化糞池和鋼筋混凝土化糞池,其國家建筑標準設計圖集號分別為02S701和03S702。國標1-5#號化糞池都是兩格結構,已經不能滿足污水初步處理的要求,江門市在前些年已經改用三格結構的化糞池,以提高污水處理效果。標準圖經過重重把關,科學編制,其科學性、合理性毋容置疑,但無可否認,在其通用性與個體特殊性當中存在差距,再加上由于他們對地質、水文情況、基底處理辦法掌握不精,而結構人員一般又不參與,形成一個盲點,導致某些建筑物化糞池的設計布置不夠合理,給日后使用帶來隱患。
許多新建住宅交付用戶使用時須進行二次裝修,大量含高濃度無機物顆粒的廢水順排水管道流入化糞池。其次在一些污廢分流的地區,某些業主裝修時為了圖方便,將污水和廢水一起排入連接化糞池的排水管道,再加上在日常生活中,某些用戶把室內的衛生潔具尤其是大便器當作一個垃圾井道,大量大顆粒的生活垃圾由大便器排至化糞池,導致交付使用初期,化糞池入口污水總固體濃度(TS)和懸浮物含量(SS)過高,而BOD5卻相對較小。由于污水中有機物含量偏低,幾乎難以形成微生物菌群,因此化糞池使用初期主要靠沉淀凈化污水。但固體無機顆粒沉積后無人清理,減少了化糞池有效水容積,相應縮短污水停留時間,為化糞池的后期使用帶來不良影響,降低了BOD5的去除率。
根據有關資料報道,75%以上的普通磚混化糞池在使用1~2年后,由于地基不均勻沉降和施工達不到設計要求等因素,均出現不同程度的滲漏。由于問題沒有得到重視,現在已嚴重污染了地下水源和城市地下供水管道,直接威脅著居民的生命和健康。
按我國慣例,污泥清掏周期一般設計為3~12個月,但許多化糞池污泥清掏周期遠大于此,少則3年多則5年,有的甚至一經建起,便再也無人問及,以至造成淤塞?;S池不及時清掏,部分沉淀了的顆粒與氣泡一起上升,造成澄清的污水中含有大量懸浮物,降低了懸浮物含量(SS)的去除率。沉積物長期堆積,必然減少化糞池有效水容積,降低污水停留時間,有時化糞池由于淤塞,污水在里面幾乎沒有停留便排了出去,顯然不能達到有效降解有機物的目的。同時由化糞池引發的事故不斷,例如池內氣體噴出灼傷人體、吸糞時發生爆炸;工人下池清渣時窒息死亡等。
2、 化糞池的發展趨勢
針對化糞池這種技術落后、作用有限,設計與施工存在缺失,后期管理不足,耗資巨大、隱患無窮的現狀,筆者對改善化糞池現狀的辦法進行了總結。
設計部門對外是一個整體,應對設計質量總體負責,因內部專業分工引發的問題應以體制改革解決,一是細化分工,二是明確職責,三是提倡一專多能,給排水人員應熟識相關土建知識,要做到一般問題自己解決、心中有數,四是發揮專業協作,土建人員應直接參與設計,對基坑護坡、基底處理、基坑排水方案、隱蔽工程驗收、化糞池與周邊環境隱患的處理方案等諸問題在設計中重點指示及作出必要圖紙及方案,并明確事故責任人。建議化糞池及污水管網施工設計力爭與土建同步進行,給排水專業及結構專業同時參加圖紙會審,一次性解決設計與施工問題,爭取縮短工期,減少重復工作量,節約投資。
目前某些發達地區,例如上海市在全面開展截污工程建設同時,正在規劃設計一整套放棄使用化糞池的城市排污系統。在吸取了上海、杭州、香港等城市經驗的基礎上,廣州市最近也制定了《廣州市新建建筑取消化糞池實施方案》。但是建造一座集中污水處理廠,少則數千萬,多則上億元,在許多中小城市,例如江門市,在目前尚無集中污水處理設施的情況下,化糞池對減少水污染的作用不容忽視。因此,應加強化糞池的運行管理,改善其處理效果,以保證出水水質。
在許多發達國家,化糞池技術水平早已超越了傳統意義化糞池的概念。在20世紀70年代日本開始使用高強度玻璃鋼材料制成的整體型化糞池來替代傳統磚混化糞池。在我國,一些企業借鑒了西方發達國家的成熟技術經驗,自主研發了符合我國國情的沼氣化糞池、不滲漏的環?;S池、集成式生物化糞池和生態節能型化糞池等化糞池。筆者認為玻璃鋼化糞池很適合江門五邑地區使用。玻璃鋼化糞池是指以合成樹脂為基體、玻璃纖維或其織物為增強材料制成的專門用于處理糞便污水及生活污水的池子,它由腐化、處理兩大部分組成,內部設二道環流泛水裝置,混合掛膜隔倉板將池體分割為三箱:第一箱為一級腐化池,通過環流填料箱進入二級腐化池,經二級腐化池的污水再通過環流填料箱進入第三處理池。填料箱及處理池體中設立體彈性填料,組成三級生化處理裝置,處理后水質可達國家二級排放標準。除此之外,玻璃鋼化糞池還有很多優點,主要表現在:1、其整體化生產嚴密性好,無滲漏,徹底解決磚砌池污染地下水的問題,提高了環境的功能,改善了化糞池運行,保證了化糞池厭氧腐化的功能;2、占地面積小,具有較好的環保效益,特別適宜舊城建筑區內改造下水道系統設立化糞池,具有場地選擇靈活的優點。3、采用優質高強玻璃鋼復合材料,具有耐拉、抗壓、抗腐蝕、抗沖擊、強度高等特點,使用壽命可與建筑同步;4、工廠化整體形生產,縮短了建筑后期的建筑工期,當日安裝當日使用,提高了工效,提高了房地產業的經濟效益和社會效益;質量輕,易于安裝施工;5、采用圓筒型外殼,筒壁采用波紋型曲面結構設計,抗壓強度極高,經有關部門檢測各項性能指標均符合設計要求,安裝結束做好地坪后,經數次測檢,15T卡車在上部輾壓不沉降、不變型;6、經濟指標低于鋼筋混凝土化糞池決算價格,與磚砌池基本持平,物美價廉,為用戶所能承受,得到眾多房地產公司及建設單位的支持。北京奧運大部分的比賽場館和奧運村都選用了玻璃鋼化糞池。
3、 結束語
在排水系統較為完善的城市,可以取消化糞池的使用。這種措施能夠充分發揮污水處理廠的作用,變分散處理為集中處理,便于維護管理,同時還可以徹底解決由化糞池所引起的各種問題。在經濟方面,取消化糞池能夠避免重復投資,使投資更加合理。在排水系統尚不健全的城市及廣大農村地區,化糞池作為初級污水處理手段將長期存在,并可以和新興的污水生態處理技術相結合。但是必須對化糞池進行有效管理,要根據設計所要求的清掏周期定期清掏污泥,以保證化糞池的正常使用。
參考文獻:
關鍵詞:BOT 供水工程 凈水廠 輸水管道
1.概述
成都市自來水六廠是目前國內最大的重力流供水廠,利用成都平原的自然坡降及都江堰水系的特征,從上游不到2km的徐堰河、柏條河重力引水至水廠,常年引用徐堰河水,徐堰河歲修期間轉用柏條河水,河水經水廠凈化處理后,利用自然高差,向城市管網重力輸水。
水六廠取水設施分佈圖,如圖1。
它近期規劃為A、B、C三個水廠,A廠是老廠,于1990~1996年分三期建成,均勻供水達60萬m3/d;B廠是按BOT方式新建的均勻供水40萬m3/d的新廠;C廠系規劃建設中的另一新廠,規模類同B廠;三個廠既獨立運營、又相互毗鄰,將形成一個達140萬m3/d的重力流均勻供水基地。
水六廠輸水管道分佈圖,如圖2。
B廠于1997年1月經國家計委批準立項的全國第一個城市供水設施BOT試點項目,經一年多的國際公開招標,中標方是法國通用水務集團-日本丸紅株式會社的投標聯合體。并于1999年8月11日由成都市政府與成都通用水務-丸紅供水有限公司(項目公司)正式簽署了《特許權協議》,經兩年半的緊張施工,于2002年2月11日按期完工,投入商業運營,一年多來運營的總體效果是好的,為我國今后按BOT方式建設供水設施積累了可貴的經驗。
B廠BOT項目包括4個子項目:
80萬m3/d的取水工程(兩座取水口、連通渠、引水暗渠);
40萬m3/d的凈水廠;
140萬m3/d凈水廠的排水總渠;
DN2400mm27km的輸水管道。
其中引水暗渠的一半、排水總渠、輸水管道為BT(建設、移交)項目,于2003年5月26日正式移交給了成都市政府,由成都市自來水總公司接管;其余部分為BOT項目,項目公司將運營管理十五年半后移交給成都市政府。
工程總投資1.065億美元,項目公司在B廠運營管理期間,每天向城市管網輸送40萬m3的自來水,成都市自來水總公司按月供水量向項目公司以人民幣支付運營水費,并向都江堰管理部門繳納水資源費。運營水價包括固定價格和浮動價格兩部分組成,浮動價格按匯率系數變化而調整。在《購水協議》上,對每個運營年的運營水價作了明確描述,第一年為0.96元/m3,最后一年為1.56元/m3,在十五年半的運營期間將向項目公司累計支付的水費約達31.27億人民幣。
2. 凈水廠
取水及凈水廠的工藝設計及設備安裝工程由法國OTV公司分包的,考慮到原水水質的特征:枯水期低溫、低濁;洪水期高濁、泥砂含量高、瞬時變化大;原水易受突發性污染。故凈水工藝是按二次沉淀、過濾消毒的常規流程構思的,其工藝流程方塊圖,如圖3。
2.1取水部分
取水部分由取水口、連通渠、連接井及引水暗渠組成。
2.1.1取水口
取水口由攔河閘、進水格柵、沖砂設施及進水控制閘組成。
徐堰河取水口利用了A廠的相關設施,僅新建進水控制閘;柏條河取水口亦利用了A廠的相關設施,新建10m長進水格柵及進水控制閘。
2.1.2連通渠、連接井
連通渠、連接井的功能是為了連接兩個取水口,將原水轉輸入引水暗渠。在每條連通渠出口處設有疊梁閘,在連接井下游方向的格柵室內裝有四臺自動除渣機,并設有人工、電動控制閘板。
為了防范原水突發性污染問題,在連接井內設置了酚、氨氮、錳及水位、pH、濁度、電導率等在線測定儀表,以上測定數據同時傳遞到水六廠B廠、A廠中控室。
2.1.3引水暗渠
引水暗渠為現澆鋼筋砼結構,雙孔方涵,每孔尺寸為長1830.0m、寬3.0m、高2.0m,B、C兩廠各用一孔,出口處設有疊梁閘,將原水輸入B廠廠區內的分配井。
2.2廠區部分
2.2.1分配井
在分配井內設置了電動、手動調節閘板,將原水分配至B、C兩廠。由于分配井沒有溢流設施,在試運行中,調控DN1800mm氣動控流閥時產生水錘,分配井出現頂部溢流故障。為此,分配井是修改得較多的構筑物之一,調節閘板改電動、抬高井壁高度、增設旋轉爬梯等。
2.2.2配水井
配水井的功能是將原水經溢流堰及閘板切換,均勻分配至兩座預沉池或通過超越管至兩座混合井。井內水停留時間為3.0min,井內設六條溢流堰,堰總長達60m,從而減少水頭損失。按原水水質需要,可在井內投加PAM、粉末活性炭及前加氯。
在分配井與配水井間設有DN2400mm超聲波流量計及DN1800mm氣動控制閥,通過流量信號對閥門自控或遠控,調節進水量。
2.2.3預沉池
當原水濁度大于1000NTU時,原水流入兩座幅流式預沉池,其內徑為36m,周邊水深為2.96m,池中水深為4.19m,池底中心設內徑5.0m、深1.2m的集泥斗,通過中心傳動桁架式刮泥機,將泥刮至斗內,由排泥管、排砂泵送至排水渠道。設計排泥濃度為5%,預沉池設計最大負荷為10m3/m2.h。利用投加PAM去除高濁,停留時間為20min,但近些年原水高濁情況不多,預沉池基本沒有使用。
2.2.4混合池
當原水濁度小于1000NTU時,通過超越管直接進入混凝沉淀系統,首先在兩座機械混合池停留1.24min,混合池有效容積180m3,安設一臺變頻懸臂式混合攪拌機,混合攪拌流量為設計流量的3倍。
PAC、PAM及濾池反沖洗回用水均投入該池內。
2.2.5絮凝池
兩座混合池分別連通5格機械絮疑池,共10格,水經混合池后,均勻分配到每一格絮凝池的進水渠道,水從進水渠底部長條形孔進入絮凝池,經攪拌后,水從絮凝池上部進入沉淀池底部。絮凝池(圖4)每格處理水量在1740~1980m3/h間,一格池的平面尺寸為8.74×8.70m,有效水深為7.63m,有效容積為580m3,一格池內只設立了一擋變頻慢速攪拌機,攪拌葉輪直徑為3.8m,轉速為1.3~6.5轉/min,葉輪外緣線速度為1.27m/s,配套電機功率為1.10kw,攪拌機具有回流十余倍設計流量的性能,水在池內達到三維旋轉翻滾流動,GT值控制在104~105之間,絮凝時間達20min,此機械絮凝池的設計與國內流行的設計不一樣,它結構簡單、池內基本上不積泥、形成的絮花好。但需要說明的是混合池中除投加PAC外,還需同時投加PAM,否則影響絮凝效果。
2.2.6斜管沉淀池
OTV設計的(MULTIFLO)斜管沉淀池,亦分10個格,每格池沉淀區面積為108.66m2,液面負荷在16~18.2m3/m2.h之間,斜管高1.21m(斜長1.4m、傾角60°),棱形(39.5×35.5mm)斜管采用乙丙共聚板材模壓、熱焊組合成型,清水區保護高0.686m,底部配水區高2.1m,采用小漏斗、靜壓差排泥,小漏斗高3.57m。
每格沉淀區有9個排泥斗,10格共90個斗。每個斗設一根排泥管至排水管廊,9根管為一組,每組設排泥總管,排泥總管上設有移動式泵抽放空措施。為了減少排泥管埋深,采用4.18m靜壓差排泥,每根排泥管上安了一個氣動橡膠快速排泥閥,定時啟動排泥,小斗增加濃縮時間、減少排泥水量,效果是滿意的(圖5)。排水管廊布置在沉淀池出水渠的下方,總長約93m,在管廊里排列90個氣動橡膠快速排泥閥,有利于集中管理。
當水中溶解氧較多時,池內會出現氣浮效應,部分浮渣上浮,故在進水側設置橫向排渣槽,用閥門控制排渣。
盡管沉淀池液面負荷比國內設計大了1.7倍,一年運營效果而言,PAC原液投加量為10~25mg/l、PAM投加量為0.05~0.15mg/l時,沉淀池出水濁度在2~3NTU之間,濾后水濁度在0.05~0.2NTU之間。
沉淀池采用的玻璃鋼集水槽存在靜電吸附絮花的問題,斜管上端面,積絮花的現象較明顯,經常需專人用高壓水沖洗。
2.2.7快速F型濾池
快速F型濾池系OTV專利,濾池共8格,每格面積為122m2,池深4.86m,原設計濾層厚度為2m,過濾周期20~24h,濾速達17.3~19.8m/h,采用長柄濾頭,濾帽縫隙總面積占濾池過濾面積的1.36%,氣水反沖洗過程由沖洗周期及濾層水頭損失自動控制,氣沖強度50m3/m2/h,氣水同時反沖時水沖洗強度12m3/m2/h,水清洗階段時反沖洗強度為30m3/m2/h,濾料膨脹度為10%。濾池反沖洗的前期高濃度渾濁水直接排入排水渠道,反沖洗后期水回收后泵至混合井,回用水量的比例由化驗室試驗確定,以反沖洗的時間進行控制。
在初設、施工圖中濾料粒徑未定,但在安裝期間確定濾料粒徑d10為1.35mm,K60
2.2.8清水池
水六廠為均勻供水水廠,清水池有效容積為5.2%,分由4組,每組可獨立清洗,每組池進、出口設有疊梁閘及手動閘板閘,清水池出口有細格柵裝置,溢流堰出口有水封設施。
遺憾的是整個清水池沒設爬梯;清水池出水管利用90°彎管虹吸出水,為了減少流量計管頂的積氣,用水射器人工抽排彎管頂部的空氣。
2.2.9藥劑樓
藥劑樓內設有PAC、PAM、粉末活性炭、液氯的貯存及投加系統。
(1)堿式氯化鋁(PAC)原液投加系統
PAC原液貯存在四個直徑為2.9m、高為7.6m、容積為50m3的聚乙烯罐內,用六臺隔膜式計量泵Q=350L/h、P=0.525Mpa(四用二備),將原液投入混合池中,并在投加點增加了稀釋原液的供水裝置。
(2)聚丙烯酰胺(PAM)投加系統
固體PAM配制設有進料斗、PAM的貯罐(45m3×2)、45m3配液池(兩座)及攪拌機組成。投加采用偏心螺桿泵,原水高濁度時采用三臺Q=5~15m3/h、H=50m(二用一備)投加至配水井;作為助凝劑使用時采用六臺Q=0.195~2.1 m3/h、H=50m(四用二備),投加至混合井。PAM稀釋的水由濾池管廊專用泵供給的不含氯的濾后水。
根據高效絮凝沉淀的設計構思,需要長期投加助凝劑,而國產PAM的單體含量不穩定,故指定用法國進口的PAM,且需我國衛生部簽發的許可證。
(3)粉末活性炭投加系統
設置了粉末活性炭投加系統,解決突發性酚的污染問題。投加粉末活性炭有V=1000L進料斗、貯罐(45m3×2)、50m3配液池(兩座)及攪拌機組成。用偏心螺桿泵泵入配水井中,為了消除進料點的粉塵,增設一套粉塵吸收裝置,由水吸收后排出。
(4)液氯投加系統
液氯投加系統分前加氯、后加氯兩部分。加氯間設有200kg/h蒸發器二臺,前加氯機V030 60kg/h一臺,后加氯機V2100 200kg/h二臺。
水射器設在藥劑樓內,壓力水由廠自用水系統供給,設有三探頭漏氯報警系統及漏氯回收中和系統。
前加氯按流量采取比例投加,投加點設在配水井及斜管沉淀池出口,用折點加氯法,解決氨氮、BOD等超標帶來的有機污染問題;后加氯采取復合環自動投加,投加點設在濾池出水管上。
氯庫凈空高僅4.2m,氯瓶起吊不便。
2.2.10出水流量及水質檢測
B廠出水流量及出水水質的檢測,對BOT項目而言是極為重要的。在清水池出水管上裝有兩套DN2400mm超聲波流量計,在該兩套流量計之間留有3.2m寬在線比對檢定的位置,以便安裝比對檢定的流量計,流量計使用前經有資格的檢驗機構檢驗合格,流量計井室設有兩把鎖,實行共管。
在清水池出口裝有兩套濁度、余氯、pH在線監測儀和記錄儀。上述水質參數及流量、清水池水位信息,以專線傳至A廠中控室。
由于水廠進水、出水均裝設了流量計,自用水率的核算比較方便,由于在沉淀池排泥及濾池反沖洗的以上措施,目前水廠廠區自用水率
2.2.11控制系統
B廠的運行控制由SCADA系統、儀器儀表系統、工業監視系統組成。運行控制的設計原則是分散控制與中控室管理、控制相結合。整個水廠在取水口、預沉池、沉淀池、濾池、藥劑樓、清水池等處總設有15套控制系統,可以在調試、保養及檢修時就地進行參數修改與控制,絮凝劑、助凝劑、消毒劑等均按設定值自動投加;中控室設有兩套SCADA工作站,實施對水廠工藝監視、數據采集、參數修改及遠控或自控。
3.輸水管道
根據《特許權協議》的承諾,項目公司在B廠投產前應敷設完DN2400mm27km輸水管道,與三環路城市管網連通,承包商為法國SADE公司,管道設計由成都市供水工程設計院分包,管道施工由武漢市供水工程公司分包。城市管網的配套建設由成都市政府同期進行,確保B廠投產后,每天40萬m3自來水能均勻輸入管網。
3.1管道走向
原考慮的輸水管道的走向是由水六廠B廠~磨盤山高位水庫~三環路;但因當時許多問題尚未確定,故將輸水管道走向改為由水六廠B廠~三環路~沿三環路向磨盤山方向伸延敷設,其中水六廠B廠至三環路為20km,三環路外側綠化帶沿三環路敷設7km(圖6)。
A段平、縱斷面圖,如圖7。
B段平、縱斷面圖,如圖8。
3.2管道口徑
輸水管道口徑的確定,不完全是為了B廠40萬m3/d的輸水需要,綜合考慮到原A廠三條預應力輸水管道存在的隱患,以及城市供水范圍擴大的需要。
3.3管道材質
輸水管道原考慮采用鋼筒預應力砼管,但管廠建設遲遲未能上馬,而B廠建設對工期控制很嚴,故在標書上定為鋼管。
3.4鋼管壁厚
鋼管壁厚在草擬標書時明確了要求,在審定標書時提出由中標方計算確定。在初設審查過程中,鋼管壁厚難以統一看法,為此我們曾向我國工程建設標準化協會管道結構委員會咨詢核算,該會于1998年6月17日復函同意我方認定的在管頂覆土4m之內,壁厚18mm的意見。數日后,管道承包商--法國SADE公司找到該會解釋,該會又于1998年6月26日來函稱在管頂覆土4m之內,壁厚16mm是可靠的。由于輸水管道工程是BT項目,鋼管最小壁厚薄2mm對工程成敗不可能形成否定因素,但對工程造價影響較大,對管道壽命也是有極大關系,我們與承包商觀點的分歧,主要是站在不同的角度考慮同一個問題,至今筆者仍認為這是一個遺憾,理應在標書中明確。
3.5鋼管制作
鋼管制作SADE公司提出用自動螺旋縫埋弧焊卷焊鋼管,是不錯的方案。鋼材是用武漢鋼鐵集團公司供應的Q235-B厚16mm,寬1500mm的鋼卷板。螺旋焊管機是英國WILSONBYARO公司BYARD2000型的產品,焊機是美國LICOLNNAS-1500型自動焊機,按石油天燃氣行業標準‘SY/T5037-92普通液體輸送管道用螺旋縫埋弧焊鋼管’制作,焊接速度快、焊縫成型穩定、質量可靠、外觀漂亮、比直縫卷管剛度好、可自動連續生產,管外徑2438mm,定尺每節9m長,經超聲波探傷抽查焊縫的5%、X射線探傷復查前者的20%,并經1.25倍管道試驗壓力作水壓檢驗后進入下一工序。
3.6鋼管防腐
《特許權協議》對鋼管內襯指定用水泥砂漿;外防腐只提出技術要求,沒有指定材料。SADE公司提出鋼管內噴襯衛生級環氧樹脂,外防腐用特加強級環氧煤瀝青。經研究同意了承包商的意見,但選用的原材料廠家應取得成都政府認可。經多次談判選定采用中國石油天燃氣總公司工程技術研究所天津開發區高科技公司的渤星牌產品—內噴襯用“8701飲用水容器防腐蝕涂料”;外防腐用“8703環氧煤瀝青防腐涂料”。
3.6.1內噴涂材質及作業要求
內噴襯用“8701飲用水容器防腐蝕涂料”的材質及作業要求,由于目前國家還沒有相應標準,而是參考石油天燃氣行業標準‘SY/T4057--93’實施,且提出以下要求:
(1)鋼管內壁噴砂等方式除銹達到GB/T8923的Sa2.5級標準的要求,使管壁呈現金屬本色;
(2)作內噴襯的液體環氧樹脂應具有衛生部的衛生許可證,且施工過程中對人體無害;
(3)襯層總厚度≥400μm(通常噴涂五道,第一道底漆在噴砂除銹后一小時內完成,待表干后噴下一道);
(4)襯層附著力達1~2級(試驗方法GB1720);
(5)表面硬度,用2H鉛筆試劃無劃痕(試驗方法GB6739);
(6)柔韌性1.0mm(試驗方法GB1731);
(7)耐沖擊性能≥4.9(試驗方法GB1732);
(8)粘度≥0.2Pa.s(試驗方法GB1723);
(9)細度≤80μm(試驗方法GB1724);
(10)表干時間≤4h,實干時間≤24h(試驗方法GB1728);
(11)甲組份固體含量≥70%,乙組份固體含量≥80%(試驗方法GB1725);
(12)分別在10%NaOH、30%H2SO4、10%NaCl中耐化學試劑性180d合格(試驗方法GB1763);
(13)耐鹽霧性500h試驗達一級(試驗方法GB1771);
(14)耐污水性100°C 90d 合格(試驗方法GB1733乙法);
(15)涂襯后應抽檢涂層厚度、孔隙、氣泡 ,機械損傷等,對發現的缺陷及時修補。
3.6.2外防腐材質及作業要求
參考石油部部標準‘SYT28--87’實施,結合過去的經驗,且提出以下要求:
(1)鋼管表面除銹應達到GB8923-88的Sa2.5級標準,呈現金屬本色,無可見的油脂、污垢、鐵銹等附著物;
(2)防腐材料應耐酸、耐堿、耐微生物侵蝕,涂有防腐材料的鋼板在10%鹽酸及10%苛性鈉溶液中,分別浸泡90天;在30%硫酸溶液中浸泡7天,防腐層外觀無變化;
(3)剪切粘結強度≥4Mpa;抗沖擊強度1.2J;工頻擊穿強度≥20kv/mm;體積電阻率≥1×1012Ω.cm;陰極剝離≥3級;吸水率≤0.4%;耐好氣性微生物侵蝕≥2級;
(4)防腐層應在24小時內固化,厚度均勻、密實、不翹、不皺、不空鼓、不漏色,不粘手,外觀完整;
(5)防腐層固化后,用小刀劃開舌形切口,無法使涂層分層剝落,底漆與金屬表面粘結良好;
(6)防腐層表面硬度好,耐磨性好;
(7)防腐涂層固化后及三個月后,絕緣性能均良好,要求電火花儀檢測的擊穿電壓達10000v,最低不小于6000v,且每平方米面積上只允許二處6000v以上針孔擊穿;
(8)操作方便,對人體及環境無害。
實踐證明,采用環氧煤瀝青防腐蝕涂料時,以五油二布、總厚度≥600μm,可符合以上要求。
3.6.3幾點體會
(1)原材料質量的穩定是重要的,對每批來料應認真檢驗;
(2)管體噴砂除銹的效果,是影響涂層質量的關鍵,特別是及時噴涂底漆是必要的,特別是潮濕的成都平原尤為重要;
(3)環境的濕度,對作業的質量影響是大的,當相對濕度超過80%時,通常不進行作業;
(4)內噴襯的厚度要控制好,下層表干后才可噴襯上層;
(5)外防腐的玻纖布首先在環氧煤瀝青涂液中浸透,邊滾壓、邊用刷板壓平排氣;
(6)現場管段組焊后的內、外防腐,首先是用電動砂輪除銹,然后分層刷涂,相對而言質量控制較難;
(7)一旦襯層出現空鼓、黃斑等問題時,應擴大范圍鏟除襯層,從除銹開始,分層作業修補。
(8)管內噴襯環氧樹脂這樣的柔性材料,對鋼管橢園度的調整適應性強,工效快,盡管比水泥砂漿襯里造價高3倍,SADE公司還是選用它的主因。
3.7鋼管現場組合焊接
3.7.1圖紙要求:管節現場組合焊接前應先修口、清根,管端端面的坡口角度、鈍邊、間隙,應符合GB 50268-97表4.2.7的規定,一個焊口四人施焊,外焊3~4道,內焊2道;焊縫總長的10%做超聲波無損檢測,按GB11345-89焊縫等級Ⅱ級為合格;超聲波無損檢測總長度的20%做x射線無損檢測,按GB3323-87焊縫等級Ⅲ級為合格。
3.7.2施工中的實際檢測,每條焊縫均分為8個區,每條焊縫抽1個區做超聲波無損檢測,穿越河流、道路等障礙處焊縫做100%超聲波無損檢測;抽檢長度約為焊縫總長度的13%。
每四條焊縫隨機抽一條做x射線無損檢測,拍三張膠片,每張膠片長為360mm,抽檢長度約為超聲波無損檢測長度的28%。
27km全線管道焊縫通過無損檢測,全部合格。
3.8鋼管園度保證的措施
3.8.1圖紙要求
參照給水排水管道工程施工及驗收規范(GB50268-97),溝底土壤壓實度為90%,砂墊層厚度為200mm,胸腔回填土壓實度為95%,管頂0.5m內回填土壓實度約為90%,上層回填土 壓實度與地面功能的不同而不同,管頂高程偏差≤±20mm,管道內橢園度≤2%。
3.8.2施工中的具體措施
(1)溝底200mm用人工開挖,清撿至設計高程,無碎石和其它雜物;否則超挖,填砂200mm厚。
(2)每節鋼管內用園木三處預超頂拱1~2%。
(3)回填土時,管道邊緣用木棒分層搗實,每層虛鋪土厚度≤200mm;其余部位采用電動蛙式夯分層夯實,每層虛鋪土厚度≤250mm;管道兩側同步回填、夯實,夯實土高差≤300mm,回填土的含水量要按需控制,必要時摻和石灰、砂等改善。
(4)夯實檢測用環刀法,檢測頻率為每層3點/100m。
(5)溝槽土回填完畢多日后,才可拆除管內頂撐木,若管內園度達不到要求,回填土重新挖掉,按上述程序返工。
3.9管道分段作強度及嚴密性檢驗
3.9.1試驗壓力值的確定:由于管道是重力流輸水管道,按地面高差,前14.5km的試驗壓力為0.9Mpa,后12.5km的試驗壓力為1.1Mpa。
3.9.2管道強度檢驗時,將管內水升壓至試驗壓力值后,若10分鐘內降壓值小于0.05Mpa為合格。
3.9.3管道嚴密性檢驗時,將管內水升壓至試驗壓力值,恒壓2小時,恒壓過程中補水量≤2.45L/km.min,表示檢驗合格。
3.9.4全線管道基本經強度、嚴密性檢驗均合格驗收。
3.10連通管的布置
27km輸水管道的前20km在農田段為A段,后7km在三環路外側綠化帶內為B段。
輸水管道在B廠圍墻外A00+20處以DN2400-2200mm連通管與A廠一、二期輸水管道連通,并預留了與即將建設的C廠輸水管道連通的DN2400mm接口;在樁號A51+00處預留了與A廠一、二期輸水管道連通的DN1600mm接口;在樁號A199+90處以DN2000mm鋼管與三環路城市環狀管網連通;B段多處與三環路管網連通,未端和配套的DN2400mm輸水管道連通,該管道經川陜路將與磨盤山高位水庫相通。
3.11主控閥門及附閥門
在A段20km內,有連通管三、四通的各個側面都設了主控閥門,穿越外環高速路、鐵路兩側也設了主控閥門,共有8件DN2400mm主控閥門,2件DN2400mm、1件DN2000mm(由成都市自來水總公司安裝)、1件DN1600mm的預留閥門。
在B段7km內,管道穿越府河、鐵路、多個道路立交橋,適當設立了4件DN2400mm主控閥門。
在27km內共安裝DN2400mm閥門14件中,有8件為法國KTC公司的臥式蝶閥,型號為TBG334E,重量為12噸;有6件為國內鐵嶺閥門廠的臥式蝶閥,型號為WD23LA41X-10Q,重量為16噸。很明顯KTC公司的閥門結構設計合理,閥板偏心后可360度旋轉,有利于在管內進行密封圈的更換;啟閉加長桿與啟閉方向傳遞空心軸組合為一體,結構緊湊;KTC閥門減速箱的結構設計亦精巧;閥門鑄造質量好,同樣均為球鐵鑄件,重量僅為鐵嶺閥門的3/4。
KTC閥門密封膠圈采用三元一丙橡膠,鐵嶺閥門采用丁腈橡膠,閥門在現場檢驗、組裝中,密封膠圈均出現了一些問題。
按慣例采購的閥門在現場不另行水壓檢驗的,但成都水司對采購的閥門長期堅持逐件要進行水壓檢驗,經談判同意了中方的意見,實踐表明幾乎絕大部分閥門均檢驗不合格,項目公司也感到震驚。8件法國KTC公司DN2400mm蝶閥均存在滲漏問題,查找原因時發現膠圈是膠條粘接的,膠條的直徑本身存在1mm的偏差,粘接斷面又偏粗,導致水壓檢驗時滲漏,后經1~2次廠方從法國帶來膠圈,進行更換才符合了要求。
在主控閥門處均設了跨越連通的DN400mm附閥門,在管道分段或不分段灌水時,關閉主控閥門,用連通的附閥門開啟灌水是一項重要措施。附閥門的口徑選擇,主要考慮灌水速度、管道的排氣速度。
采購的連通附閥門是法國KTC公司的DN400mm蝶閥,共12件,此蝶閥外觀質量及整體結構是好的,可是逐件水壓檢驗時卻有一側傳動軸均串水,后發現軸的密封膠圈規格有誤,全部更換后檢驗就合格了。
3.12放空排水閥門
在A段的管道基本是順坡埋設的,主控閥門處總是前段管道的最低點,因此在主控閥門前安裝有DN600mm放空排水閥門,就是非順坡埋設的管段,只要在管道兩主閥門之間任一最低點均設有放空排水閥門。這樣在管道故障點搶修時,可在管段最低點把余水抽排掉,加快故障點的搶修。放空排水閥門口徑的選擇,綜合考慮到今后引接分支管道的可能,口徑略為偏大。
放空排水閥門開啟的概率是極低的,因而選用的是閘閥,而不是蝶閥,總共有19件。SADE公司采購的是英國的灰鑄鐵閘閥,經現場水壓檢驗均串水或滲漏,全部更換為國內天津某公司的灰鑄鐵閘閥,在工地管道試壓過程中又紛紛爆裂,因工程進度的緊迫,只好全部更換為塘沽公司的球鐵蝶閥后才沒有出現故障。
3.13人孔與存渣斗
在主控閥門前設有人孔及存渣斗,同時在管道上約500~1000m之間,結合排氣閥門也設有人孔,27km內共設人孔33件,存渣斗4處。
在大口徑管道上設置人孔是十分必要的,在管道施工、運營過程中都需要它,人孔的孔徑一般為600mm,該管道上為800mm。
存渣斗的設置,主要讓管內流動的石子等雜物積留在斗內,對主控閥門起保護作用。按理管內不應存在渣物,但在過去管道放空檢修時,存渣斗內確存在著渣物。
3.14沖洗排水閥門
輸水管道在紅星斗渠、沱江河、府河,國防河、鳳凰河均設置了DN800mm沖排蝶閥6件,其中府河為主要洗管沖排點,設有兩個沖排閥門。沖排閥門規格的選擇,主要考慮管道沖洗時的流速,應有自凈的能力。SADE公司原先采購的產品,后因現場檢驗時滲漏及結構上的缺陷,也全部更換為塘沽公司的球鐵蝶閥,才基本可用。
3.15排氣閥
排氣閥是輸水管道的呼吸器,當管道排水放空時,它大量吸氣,避免管道內形成負壓而損壞;當管道灌水時,它大量排氣,讓管道內快速灌滿水;在管道輸水過程中,水里釋放出的少量氣體亦應就近排掉。因而排氣閥應是復式的排氣閥,既有快排、快吸的功能,要求快排時,排氣口的風速超過100m/s時也不封堵;又要有小孔釋放少量積氣的功能。
標書要求在兩主控閥門之間的管段最高點、順坡埋設管道約500m設置復式排氣閥,排氣閥口徑為300mm。在《特許權協議》簽訂前的確認性談判中,同意中標方提出修改意見,將排氣閥口徑及數量明確為DN300mm的為20件、DN100mm的為20件,超出部分由成都政府另行解決。
SADE公司采購的DN100mm排氣閥為德國VAG公司的產品;DN300mm的排氣閥為以色列ARI公司的產品,不足的是DN300mm的排氣閥實質是DN200mm的規格,僅是與管道連接的法蘭盤規格為DN300mm,它的進氣量很難滿足輸水管道向府河沖排水時的進氣要求,后經艱難的談判,SADE公司才同意增添8件同規格的排氣閥,作為一種補償。
因此在A段相關主控閥門下游側,均并列安裝了兩套DN300mm排氣閥,并順坡管段約400~900m有一件排氣閥。
工程竣工后,共安裝DN300mm排氣閥28件、DN100mm排氣閥34件、DN50mm排氣閥2件,每件排氣閥下面安裝了一雙法蘭中線蝶閥,蝶閥的啟閉方向改轉向90度,以便站在井頂蓋板上作業,其中DN100mm排氣閥12套由成都政府解決。
每件排氣閥均高出地面1~1.5m,減少吸氣時對管內的二次污染。
3.16測流口
在輸水管道有大口徑分支管后,均設置了測流口,安裝有DN100mm的AVK軟密封閘閥,以便管道輸水過程中用插入式流量計校測流量用。一般安排測流口遠離其它閥門等設施超過16D的直線距離,管道埋深較淺的部位,整條輸水管道設測流口9處。不足的是在A段的兩處測流口管段敷設時高程略有抬高,形成返坡積氣,影響測流效果,故在兩處添加了兩件DN50mm排氣閥,以解決此問題。
3.17伸縮器
大口徑鋼管管道存在熱脹冷縮的問題,埋地后由于土壤對管道的摩擦阻力的作用,溫度應力會受到制約,通常管道設計時不單獨安裝不固位的伸縮器,來消除溫度應力。但是施工現場的情況復雜,若是埋地管段閉合焊接時的溫度等控制不妥,有些城市也出現過溫度應力引起的管道故障。因此在本工程的主控閥門及其連通的附閥門,側旁的伸縮器改為不固位的伸縮器。而預留閥門、放空排水閥門、沖洗排水閥門的側旁,安裝的是固位伸縮器。
SADE公司采購的伸縮器中,除DN800mm及5件DN600mm的是鐵嶺閥門廠的球鐵伸縮器外,其余均是英國VIKING JOHNSON公司的鋼制伸縮器。此種鋼制伸縮器剛度不大,防腐效果不理想,經多次談判將內外防腐改用8701環氧樹脂涂料,螺栓改用不銹鋼材料。
施工單位在伸縮器的組裝時,用外鋼套校正器調校鋼管端口的園度,保證了伸縮器的安裝質量,在管道試壓、通水過程中沒有出現伸縮器部位的滲漏問題。
3.18閥井砌筑
3.18.1設計要點
(1)利用鋼制管道的特點,盡量將多種功能閥門組合在一起,如主控閥門、附閥門、放空排水閥門、排氣閥門、存渣斗、人孔組合成一座矩形井,內凈空尺寸最大達長6000mm×寬6500mm×高5200~7000mm,也有單座閥門井、單座排氣閥井、單座沖洗排水閥門井、單座測流井等共98座,閥井內尺寸考慮到閥門更換時不損壞井壁的需要。
(2)由于閥井砌筑在農田或綠帶內,井頂比地面高0.5m以上,其中排氣閥井頂高出地面1.5m。
(3)閥井以干式井構思,用鋼筋砼現場澆筑,砼選用抗滲性商品砼;管道穿井壁部分以鋼套圈內嵌橡膠圈柔性密封,由于套圈與管道園度誤差,以填嵌密封膏彌補;井頂大小孔蓋板均按鋼筋砼預制。
(4)閥井頂側面均設置了帶不銹鋼砂窗的透氣洞,尤其是排氣閥井的透氣洞的面積,應以吸、排氣最大量來核算。
(5)閥門啟閉均可在井頂蓋面作業,不必下井操作,閥門啟閉端及指示盤均以加長軸方式傳至井頂部。
(6)井內設有集水坑,有利于抽排水;井內設有鋼制爬梯。
3.18.2效果評述
(1)井砌筑規范,有利于閥門保護與啟閉作業,唯井頂方孔蓋板苯重,揭開容易損壞;園孔蓋板較小,容易丟失。
(2)在水稻田內,多數閥井內積水不多,但亦有一些井,井壁穿管部位,密封處理不當而滲水。
(3)閥井是一個密閉空間,設置了透氣洞有利于井上部的空氣對流,但還應增設整個井內空氣對流的措施。
(4)在南方地區地下水水位較高時,通常按濕式井設計,造價較低;對于大口徑鋼制管道的閥井,設計為干式井是有一些優點,唯造價較高,若是井壁穿管部位密封不當就得不償失;鋼套圈與管道間一定要嵌入膠圈或膠條,井壁澆筑拆模后,應從外側補填密封膏,才能有效地止水。
(5)井內雖設有鋼制爬梯,但不完備,大口徑管道橫穿于井內,尚需竹梯協同在井內作業。
3.19鋼管包封
經核算,管道埋深超過4m時,鋼管采取鋼筋砼整體包封,鋼管與砼間用苯板隔離,包封的截面尺寸等按埋深計算確定,27km共包封154.2m。
3.20特殊地段的對策
管道穿越河渠、鐵路、高速公路時的處理情況如下:
(1)管道穿越徐堰河、紅星斗渠、游子河、沱江河、南堰河、府河、國防河、鳳凰河時,管頂覆土僅0.5~1.0m,用河底鋼筋砼防沖刷護板來平衡管道上浮問題,河渠兩側護坡作了加固處理,針對都江堰水系的特點,均在河渠歲修期以圍堰法施工。不足的是穿越河道的鋼管沒有砼包封,卵石直接與管壁接觸,對管道的壽命是有影響的,今后應引以為戒。
(2)管道兩處穿越鐵路,均先由鐵路部門的專業隊伍頂進鋼筋砼箱涵,分別為17m、20m長,而后設支座敷設鋼管。竣工檢查時發現兩箱涵均存在注水問題,經協商將箱涵內填滿砂來消除浮管的隱患。
(3)管道穿越外環高速公路時,由于管道與道路同步施工,管道僅作了鋼筋砼包封。
3.21鋼制管道的陰極保護
近十多年來成都敷設的鋼制管道均實施了犧牲鎂陽極的陰極保護措施,本工程最終也同意采用相同的保護措施,保護年限為25年,不足的是廠內鋼管未考慮陰極保護。但在采用電流密度的設計值上發生了分歧,SADE公司提出i=0.1mA/m2值(應是設計手冊提供的低值)。我方基于本管道的重要性、國內陽極質量的不穩定性等因素,提出兩點修正意見,一是i=0.2~0.25mA/m2;否則承諾在十五年后項目公司將水廠移交給成都政府時,復測陽極的保護電位是否超標,超標點項目公司補埋陽極。經過艱難談判,SADE公司最終采取i=0.15mA/m2,并同時給成都政府100萬人民幣補償。
全線共設置4kg陽極包2670支(5支/組,共534組);8kg陽極包610支(5支/組,共122組);22kg陽極包45支(3支/組,共15組);電位測試樁53處。輸水管道上所有非焊接部位均采用銅芯電纜跨越連接,本工程與其它主支管連通點采用絕緣法蘭相連,使其電絕緣隔離。
3.22標志樁的設置
長距離輸水管道在農田內敷設,在管道折點、直線段約500m處設置標志樁是必要的,SADE公司把標志樁設置僅1.0m高,難以觀察,經多次談判,由項目公司返工,共設置3.0m高的標志樁92處。
3.23輸水管線上的控流設施
水六廠是重力流輸水的水廠,A廠一、二、三期輸水管道進入城市管網之前,均設有控流站,在協調重力流與泵壓流供水的水壓平衡上是行之有效的。但B廠及今后C廠投入運營后,環狀管網西擴,把控流站包圍在環狀管網內部時,泵壓流的水二廠、水五廠將逐漸轉為調節水廠的角色,理應由泵壓流水廠出水泵變頻調流來保持管網的水壓平衡較合理。
因此當城市供水達到一定設計規模后,如何合理地調度管網的水壓平衡,立項研究是必要的。為此在B廠DN2400mm輸水管道的控流方式上曾發生過分歧,最終由成都市政府按配套工程的方式在A段樁號A184+15~A185+15間(地面高程517.20m),建設了控流站。確定用兩臺DN1200mm活塞閥并聯來調流,目前的供水規模上是有效的,今后供水達到輸水管道的設計規模后,此控流站是否形成瓶頸,是否需要改造應引起關注。
轉貼于 4.工程驗收
本工程包含了BOT項目及BT項目,對于BOT項目應進行完工后的檢查、驗收、運行的測試以及竣工文件的審查、移交;對于BT項目還存在工程的移交。
4.1完工檢查
在工程完工階段由成都市政府BOT項目協調辦牽頭,擬訂了完工檢查大綱,對工程分項進行了詳細檢查,督促整改,為BOT項目開展初步性能測試、為BT項目的驗收移交創造條件。
首先多次對竣工圖及竣工文件進行了初步審查,分廠內工程及輸水管線工程,分別組建了專業性檢查小分隊。
檢查項目有:取水口上游河堤、取水格柵、連通渠、引水暗渠、排水總渠、廠內凈水構筑物、廠內建筑物、自用水系統、加氯系統、流量計、水質儀表、機電設備、輸水管線等。但檢查的重點是BT項目,BOT項目重點檢查與外部關聯的部位。
檢查前,制訂了檢查表格、表格的術語解釋、檢查注意事項,檢查期間將檢查情況形成匯總資料通報,分送相關單位督促整改,直至大部分問題得到了落實與處理。
廠內工程分工藝、結構、機電設備等專業小分隊;輸水管線工程分別組織了五個小分隊,對管線地貌、管內狀況、閥井(兩個小分隊)及陰極保護分別進行了檢查,并督促了整改。
管線內部檢查時,對管內異物進行了清除,對內噴涂的缺陷進行了修補,對橢園度進行了抽查,對于坡向問題通過水準尺的初查,發現返坡現象較多,然后委托市測量隊在管道施工單位的積極配合下,從管內對縱斷面進行了復測,對地面的覆土高程、井點座標進行了補測,從而完善了竣工資料,也確認了局部返坡和局部覆土較淺的問題,在這里國內施工單位能主動配合、勇于揭短的風格是可敬的。
管線閥門完工檢查的過程中,對閥井位置的座標、樁號、高程核實;閥井外形尺寸、閥門支座、透氣洞及井蓋板外觀情況核實;閥門的規格、型號、啟閉方向、轉數、啟閉指示準確度、加長桿的穩定性、伸縮節內間隙、啟閉方榫狀況、排氣閥高度、人孔、爬梯及井內清潔狀況等檢查與實測。通過閥井檢查的同時,對各個閥門的技術參數進行了收集、登記,對啟閉轉數進行了實測,為日后管道管理部門建立閥門跟蹤卡,提供了依據。檢查中發現多個DN2400mm主蝶閥的密封膠圈潰裂、加長桿的傳動部位搖擺、顯示部位指針指示不準、放空閥門的集水井沒有井孔、井蓋等不合理問題,一一提出來,督促了整改。
管線地面檢查的過程中,主要檢查還土復耕、道路、溝渠、斗渠的恢復情況,標志樁埋設狀況。檢查中發現溝渠護坡有問題的進行了整改,斗渠底離管頂不足0.5m的進行了砼護底,標志樁太短全部進行了返工。
管線陰極保護檢查過程中,主要實測了管道保護電位、測試樁的埋設情況、閥井內跨越導線敷設狀況、絕緣法蘭的效果監測等。
廠內工藝完工檢查小分隊發現清水池通風百葉窗口、人孔蓋板設計不合理,影響灰塵、雨水易滲入清水池;流量計檢測點的管段偏高,影響計量精度等問題,均督促進行了整改。
4.2竣工文件審查
為了搞好竣工資料的收集整理,還在工程施工過程中,成都市政府BOT項目協調辦牽頭,匯同市城建檔案館、水司檔案處及我辦檔案管理人員,提出了竣工圖及竣工文件的目錄清單,提供了組卷要求;對提供的竣工資料,匯同相關部門專業人員一道進行了審查,并督促進行了整改,對組卷不符合我市規定的,我辦領導提出并落實了補救措施,總的來說竣工資料的規范性與完整性也是較好的。
4.3凈水廠的性能測試
根據《特許權協議》,項目公司在工程完工后應對取水工程、凈水廠、排水總渠及相關設備、設施進行下列測試:
(1) 初步性能測試
在初步完工日前十五天內進行,測試內容包括效率測試;總供水能力測試;凈水水質測試;可靠性運行測試(連續成功運行達168小時以上);自動化控制的測試(24小時內能在設計能力的75%、100%、115%狀態下分別運行控制);凈水工藝中使用的藥劑測試;濾料的測試。
(2) 季節性能測試
在商業運營三個月內,第一、二月中各抽七天進行40萬m3/d、41萬m3/d的穩定性測試。
(3) 最終性能測試
最終性能測試的目的是證實項目設施的安全性和可靠性,它在項目全面投入商業運行狀態下進行連續十天的測試。
(4)初步性能測試與管道沖洗消毒投產的結合
在初步性能測試期間,針對項目公司提出的管道沖洗、消毒方案及初步完工測試計劃,進行了深入研究,考慮到初步完工測試的流量變化幅度、頻率較大,項目公司提出長時間、多個主閥門一道開啟度很小的控流計劃,這對蝶閥的正常使用是欠妥的,我協調辦提出了利用控流站內設施進行初步完工測試的控流方案,向項目公司方面進行了耐心的交流,統一了思路,既保護了管道上主閥門的安全作業,又使初步測試能順利進行;近一個月的連續測試,流量變化的范圍較大,輸水管線上的控流站發揮了作用,利用凈水廠的測試流量,也充分地沖洗了管道。
同時商定了管道灌水、沖洗、悶水消毒、再沖洗、向管網輸水的整套方案,利用正常含氯水對管道消毒沖洗,避免高濃度氯水對管壁的影響,按計劃完成了凈水廠性能測試的同時,也完成了輸水管線的消毒、沖洗,順利完成了40萬m3/d供水量的投產,沒有引起供水管網大的沖擊。
其中,初步性能測試合格,是項目投入商業運營的先決條件;通過以上性能測試,是對BOT項目設計、施工質量的考核,存在的缺陷能及時整改;同時也是BOT項目運營的班子對工藝、設備、設施熟悉掌握的極好方式。過去國內供水工程在商業運營前的調試很粗糙,使水廠投產后的一段時期內,一直在進行技改、調整。當然這樣測試也付出了一定的代價,因此這方面如何效仿,值得進一步探討。
5.工程的效果
該BOT項目是全國第一個城市供水設施試點項目,也是我市改革開放引進外資的重點工程,在市委、市政府的直接領導下,統一思想、通力配合,經過項目公司及各承包單位的緊張施工,使其按期完工投入了運營,工程造價控制較好,整個工程質量的優點是明顯的,當然問題也是存在的,它為我國今后的類同工程積累了寶貴經驗。
凈水廠經試運行的調整后,出廠水的水質、水量滿足了《特許權協議》的基本要求,水廠投產的同時,水廠的自控系統投入運行,廠內生產性及非生產性建筑物緊湊、實用,廠區的環境綠化亦初見成效。
輸水管線的施工單位克服管壁偏薄等不利條件,鋼管制造及現場組裝的焊接質量是完好的;完工后管道內部實測的橢園度均小于2%;鋼管外防腐及內噴襯質量也是好的;閥門井的砌筑是規范的;管線穿越河道、鐵路的施工基本達到圖紙的要求。
不足的是輸水管線的局部高程控制不嚴,出現返坡現象較多,盡管完工檢查后個別點增添了四個排氣閥,仍然對管內積氣的影響是存在的;
針對成都平原農村的特點,田塊形狀各異、高低不一,今后機械化作業勢必大規模改造田塊,水稻田泡水后,土中鋼管空管時的抗浮問題又不可忽視,《特許權協議》規定輸水管最小覆土深度為1.5m的本身就偏小了。管線安裝后局部埋深還小于1.5m,有些在灌溉斗渠下的埋深小于0.5m,因此今后農田大面積改土時,加強對管線上的覆土控制是必要的。
6.體會與建議
六年半來,筆者斷斷續續參與了該BOT項目從起草標書至工程竣工的全過程,對于這一試點項目有以下幾點心得體會,為今后的類同工程提出一些具體建議。
6.1 該工程在1996年爭取國內銀行貸款及日元貸款未成功后,市政府決定爭取以BOT方式立項,來加快我市供水事業的建設。當時水六廠A廠三期20萬m3/d的規模于1996年投產后不到一年就達到滿負荷供水,供水能力上沒有儲備量,加快水廠建設是必要的。
六年后的今天,資本市場發生了巨大變化,籌措建設資金的渠道多樣化了,本工程的模式已不是最經濟的模式。
但為了對工程的經濟性作一分析,故以國內銀行貸款方式與此對比,作為今后同類工程的借鑒。
(1)BOT項目投產后,項目公司在十五年半內可收回水費共達31.27億元。
(2)BOT項目投產后,在十五年半內為項目公司供水另繳水資源費為4.53億元(水資源費單價按0.2元/m3計)。
(3)由于水六廠A廠加輸水管線折舊、水資源費的綜合單位成本為0.46元/m3(折舊按25年計),為了便于與BOT項目等效比較,將折舊期改為15.5年計,則水六廠A廠的綜合單位成本為0.56元/m3。若上述十五年半的供水量按此成本計費,折算的水費達12.67億元。
(4)考慮到1999年8月特許權協議簽訂時的美元匯率為826.49;貸款利率為6.21%;18年貸款的總開支為:
1.065億美元×8.2649×(1+0.0621)18=26.04億人民幣。
BOT融資方式比銀行貸款方式增加開支為:
31.27+4.53-(26.04-12.67)=22.43億人民幣。
故BOT融資方式比銀行貸款方式支出多1.68倍。
(5)考慮到決策在項目立項時的環境,故應以1997年1月國家計委批準立項時的美元匯率為827.00;貸款利率為8.0%;核算18年貸款的總開支為:
1.065億美元×8.27×(1+0.08)18=35.20億人民幣。
BOT融資方式比銀行貸款方式增加開支為:
31.27+4.53-(35.20-12.67)=13.27億人民幣。
故BOT融資方式比銀行貸款方式支出多0.59倍。
需要說明的是以上計算均未考慮繳稅款項。
6.2 BOT項目在工程建設過程中,將工程風險層層分解給承包的國內施工隊伍,這些施工單位為了獲得參與過國際招標工程的經驗,甘心情愿地接受“游戲規則”的“錘煉”。
六年半的實踐,使我們領略到國際融資銀行怎么通過國際水務集團介入我國水務界,巧妙地運用“游戲規則”進行著資本積累。它告誡國人,在參與經濟全球化的過程中,要學會“游泳”,保護自己。
6.3 長期以來成都市的供水形勢處于供不應求、供求持平的狀況,二十年來想把供水能力搞大一點、抗沖擊能力搞強一點,為城市的更大發展增進旺盛活力。現在供水形勢好了,供水規模上有了一定的富余量,應該說給成都市的更大發展創造了條件。到目前而言,成都水司的供水能力為138萬m3/d,今年最大供水量為118萬m3/d,設備富余率達14.5%。但近些年由于城市還處于經濟結構調整期,過去用水量最大的東郊工業區正全面向郊縣遷移,區域性供水的步伐又較緩慢,過去供水緊張時期發展起來的數十家小型的自備水廠仍在運營,城市供水總量停滯,水價上調幅度有限,制水成本過高的BOT項目的投產,更使供水企業當前的運營處境艱難。
筆者認為,首先以上狀況反映了國家對此類公用事業性企業的管理政策,應作適當調整;其次當前也應該看到在建城區內尚有幾十萬人還沒有得到清潔衛生的飲用水,在周邊區縣城鎮也渴望得到優質、保量的自來水來帶動經濟發展、改善人們的生活質量。這乃是提示了供水企業,要努力提高服務質量,主動攺善運營狀況,積極擴大供水范圍,尋求更大發展的增長點;當然供水企業的發展離不開當地政府的政策導向與幫助外部環境的改善。
6.4 高負荷的設計參數的運用與BOT的運作模式是緊密相關的,法方在亞、非、拉地區工程中亦有實例借鑒,但在他們本國的工程中較少采用高負荷的設計參數,這一點也應該引起我們三思。像成都水六廠B廠采用的單擋機械絮凝技術、高負荷的設計參數,突破了現行我國給水規范中的有關規定,曾經令人擔心,但一年的商業運行證明該技術基本是可行的。
6.5 投標文件應有初步設計深度,成都BOT投標文件只要求技術方案,沒有完全達到初步設計的深度,因此給《特許權協議》簽署前的確認性談判和初步設計審查增加了極大難度,初步設計審查了二次,時間經歷50天,還是遺留了若干內容在施工圖階段解決。特別是BT項目,前期的資料應準備充分,以免投標中的考慮不周,落實過程里的談判艱難。
6.6 今后招標工程的標書中,技術要求應具體,BT項目的閥門采購沒有量化的技術要求,沒有對閥門制造廠家的考察,《特許權協議》上只要求采購進口的世界先進水平的閥門,讓采購方在“大帽子”下有空子可鉆。此次圍繞鋼管壁厚及閥門采購上存在的問題是個遺憾。
6.7 按照國際慣例,標書確定的內容應從嚴遵守,較多的變動一方面對其它投標者是不公正的,二方面沒有按國際慣例辦事,損傷了對方的利益。
比如管線順坡敷設是明確的,但再三商討認同了四處返坡,減少了工程費用,可對管道的排氣是不利的,特別是清水池出口的返坡,容易使流量計計量管段存氣,這對流量計的計量準確性帶來干擾因素。
廠內DN2400mm出水管道上安裝的主控閥門口徑縮小到DN1600mm,增大的阻力,影響了A、B兩廠清水池水位的等同關系,這對A、B兩廠出水的調度帶來難度。
6.8 工程設計的審查不能單從技術本身出發,還應考慮經營管理。在簽署《特許權協議》前的確認性談判期間,對取水口設計單從進水流速符合設計規范要求,而同意取消了CGE聯合體設計的12.5m長的進水格柵,中標方節省了工程造價,當時強調了將來A、B、C三個廠統一管理,而忽略了BOT廠的獨立經營,因此取水口沒能按A、B、C三個廠能獨立經營、管理進行設計,從而引起了雙方在取水口如何管理的談判上,增加了難度。
電源設計存在同樣的問題。為了有利于運行管理和分清職責,在實施前進行了適當調整,要求B廠電源分別改從兩條專用供電線路下桿,而不是從A廠高壓配電室引接。如在標書中明確,亦可避免為電源問題進行的多次艱難的談判。
6.9 整個工程的質量是好的,總體效果是不錯的。但在一些重要環節上也出現了問題,如引水暗渠及廠內構筑物、排水管渠不及時、主動作閉水試驗,甚至個別管段最終也沒有作閉水試驗;輸水管道的高程沒有監理人員的連續監控記錄。因此筆者認為對于BOT項目、BT項目工程監理所站的角度是不全靣的,項目公司聘請的工程監理只有建議權,特別是BT項目,有些問題得不到妥善的處理。
比如輸水管線采用薄壁鋼管,為了保證完工檢查時橢園度不超標,施工單位作了大量工作,施工單位也花費了一定的人力與財力,保證了園度,卻忽略了局部高程的控制,引起管線局部返坡,當時SADE公司提交的竣工資料沒有反映這一問題,而是在完工檢查中逐步揭示的。
因此,今后類同工程,最終業主方強化介入工程質量監督的力度是十分必要的。
6.10 按照《特許權協議》,施工圖設計及修改需經成都政府審查,但不必經政府批準,就是說項目公司對審查意見可接受也可不接受。
特別是在工程中還存在嚴重的邊勘測、邊設計、邊施工的“三邊”問題及邊設計、邊施工的“二邊”問題,這些對圖紙審查意見的落實、工程質量的控制是不利的。
國內根據《建設工程質量管理條例》和《建設工程勘察設計管理條例》對施工圖設計文件進行審查,施工圖文件審查意見必須得到確認才能開工建設,對于BOT項目也不應例外,《特許權協議》這方面的規定是欠妥的。