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中图分类号:TU2文献标识码: A
1 双壁钢套箱简述
深水基础工程是大跨度桥梁施工的关键,其施工技术复杂,对桥梁工程造价影响巨大。双壁钢套箱,具有结构简单、施工方便、防水性能好、承受水压能力强、适用地质类型广等优点,其既可作为钻孔桩施工平台的基础,又可作为水下承台及墩身施工的挡水结构,在我国桥梁深水基础施工中得到了广泛应用。
本文结合单位多年来的施工经验,对常见的几种双壁钢套箱下水方式进行了总结归纳,对桥梁深水基础施工具有一定的参考价值。
2 双壁钢套箱首节下水方法
双壁钢套箱的施工工序主要有制作加工、首节下水、拼装接高、下沉着床、基坑开挖等。钢套箱首节下沉是钢套箱施工的关键工序,按照下水方式的不同,常用方式可以分为固定平台法、浮运龙门法和滑道法三种。
2.1 固定平台法
先搭设固定拼装平台,在平台上安装提升系统,然后在平台上拼装钢套箱首节,利用提升系统下放首节至水中自浮,最后在墩位处进行钢套箱的接高下沉。根据拼装平台搭设位置不同,又可分为墩位固定平台法和墩外固定平台法。
固定平台法因技术简便成熟,受现场条件限制最少,故应用最为广泛。但在河床地质为岩石等坚硬底层,不适宜搭设基础管桩,及在水位涨落差较大且频繁的流域不宜采用此法。
(1)墩位固定平台法
即在待施工墩位处搭设拼装平台,安装提升系统。钢套箱拼装运送至平台后,拼装钢套箱首节。首节拼装完成后,利用提升系统吊放入水。
固定平台法施工步骤:搭设拼装平台安装提升系统拼装钢套箱首节起吊钢套箱首节拆除拼装平台下沉钢套箱钢套箱入水自浮拆除提升系统墩位处接高下沉。
①拼装平台搭设
拼装平台通常由钢管桩基础、主梁和型钢面层组成,在条件许可的情况下,可以利用钢护筒作平台基础。钢套箱拼装平台结构除要满足强度要求外,还应同时满足刚度要求。拼装平台一般结构如图1所示。
图1拼装平台结构示意图
②钢套箱首节拼装
将拼装单元逐个运送到拼装平台附近,利用吊装设备在拼装平台上进行钢套箱首节拼装。首先在拼装平台上放样出钢套箱首节拼装单元位置线,然后通过垂球、皮尺等工具控制平面位置和垂直度。按照设计顺序依次进行拼装,直至全部完成钢套箱首节的拼装作业。
③提升系统安装
钢套箱首节拼装完成后,即可进行提升系统的安装。提升系统一般由承力横梁、动力设备、立柱、滑轮组、吊具等几部分组成。根据现场情况,立柱可以直接支撑在拼装平台上,也可支撑在地基上。提升系统根据动力设备的不同,可分为卷扬机(锚机)提升系统、倒链葫芦提升系统和千斤顶提升系统。倒链葫芦提升系统适用于钢套箱吨位较小,下放高度小的情况;千斤顶提升系统下沉稳定,易于控制,易于调整,但下沉速度相对较慢。卷扬机下沉速度快,但不利于精准控制。卷扬机提升系统一般结构如图2所示。
图2卷扬机提升系统结构图
④钢套箱首节提升
钢套箱首节拼装完成后,首先进行焊接质量、垂直度及外形尺寸等检查。然后加工钢套箱吊点,安装提升系统动滑轮组和钢丝绳,将吊点与吊具连接牢固。在统一指挥下,对钢套箱进行试提升,提升高度一般不超过10cm,静置10~30min,安排人员对主要受力杆件、吊点、吊具和滑轮组、钢丝绳进行全面检查,无任何安全问题后,方可继续钢套箱的提升作业。钢套箱提升至设计高度后,利用动力设备的刹车装置和其它紧固措施,将钢套箱固定,防止钢丝绳滑移。提升高度一般遵循“就低不就高”的原则,应预先进行计算,满足拼装平台拆除净空要求。钢套箱提升如图3所示。
图3固定平台法提升钢套箱示意图
⑤拼装平台拆除
钢套箱提升到设计高度后,利用吊装设备拆除钢套箱首节拼装平台(主梁和面层型钢),为钢套箱首节下放作准备工作。
⑥钢套箱首节下沉
拼装平台拆除完成后,在统一指挥下,操作提升系统,将钢套箱首节缓慢下放至水中自浮。在钢套箱四角利用倒链葫芦等带缆装置进行锚碇,防止水中漂移,方便钢套箱拼装接高作业。至此,固定平台法下沉钢套箱首节施工完成。在钢套箱首节下放过程中,各吊点处的动力设备要同步,不能出现较大位移差,以避免引起钢套箱偏载,造成吊点受力不均。钢套箱首节入水示意如图4所示。
图4钢套箱首节入水示意图
(2)墩外固定平台法
在岸边或墩位附近搭设拼装平台,安装提升系统。在平台上拼装钢套箱首节,完成后利用提升系统下沉,实现入水自浮。最后通过船舶或浮平台夹持等方式,将钢套箱首节运输至墩位处,进行钢套箱接高下沉。
墩外固定平台法施工流程:墩外搭设拼装平台拼装钢套箱安装提升系统提升钢套箱拆除拼装平台钢套箱入水自浮钢套箱浮拖墩位处接高下沉。
墩外固定平台法优点:占用河道时间短,拼装平台材料可重复使用,实现流水化作业,施工工期短。缺点:浮运过程控制难度大,浮运距离不宜太大,受河道流速限制。
①拼装平台搭设、提升系统安装、首节钢套箱拼装、首节钢套箱入水作业方法与墩位处固定平台法相同。
②钢套箱首节浮拖
钢套箱首节入水自浮后,利用船舶运输或浮平台夹持进行水中浮拖和墩位锚固定位。浮平台一般由浮箱或船舶拼组而成。浮平台横向采用型钢或贝雷梁等钢梁进行连接,确保整体稳定性。浮平台夹持住钢套箱后,需要在四角布置限位装置,确保浮拖过程中钢套箱不发生晃动和滑移。利用水上动力设备将钢套箱顶推至墩位处,配合施工测量,利用锚碇设备进行精确定位。浮平台一般结构如图5所示。
图5浮平台一般构造示意图
2.2浮运龙门法
浮运龙门法是利用浮箱或民船、军用墩、军用梁等器材拼组成水上浮运龙门船,在浮运龙门船上搭设拼装平台和安装提升系统,完成钢套箱首节拼装。然后在墩位处利用提升系统将钢套箱首节吊起,拆除拼装平台,下放钢套箱首节入水自浮。最后利用水上吊装设备进行钢套箱拼装接高和下沉着床等工序。浮运龙门船拼组灵活,可广泛应用于山区水深,大型起重设备无法进入水域进行桥梁基础、墩台的施工和应急抢架。浮运龙门法施工钢套箱具有平行作业工期短,占用河道时间短,浮运龙门船机动灵活等优点。
(1)浮运龙门法施工流程
施工流程:拼装浮运龙门船搭设拼装平台拼装钢套箱安装提升系统钢套箱浮运至墩位处提升钢套箱拆除拼装平台下放钢套箱钢套箱入水自浮拼装接高。
(2)浮运龙门船结构
浮运龙门船主要由浮体部分、拼装平台和提升系统三部分组成。浮体部分是主要的承力基础,通常选用各类制式箱型或船舶拼组而成。船体拼组完成后,在浮体顶面布置钢套箱首节拼装平台。提升系统由龙门架、动力设备和滑轮组三部分组成。龙门架由立柱和梁体两部分组成,立柱部分主要采用各类制式器材(六五式军用墩、八三式铁路轻型军用墩、万能杆件等)或型钢进行拼组,具体高度由钢套箱的分节高度、提升系统高度、预留安全高度等决定。梁体由各类制式梁体(贝雷梁和式铁路军用梁等)或型钢拼组而成。梁体顶部布置动力设备(卷扬机、锚机等)、钢索和吊钩等,形成浮运龙门船提升系统。浮运龙门船结构如图6所示。
图6浮运龙门船结构示意图
(3)浮运龙门船法施工作业
①钢套箱首节拼组
浮运龙门船拼组完成后,在浮体的空档间铺设拼装平台,然后进行钢套箱首节拼组。钢套箱首节拼装方法同固定平台法。拼装过程中要注意对称吊装,使浮体受力均匀,保持平衡。
②浮运龙门船浮拖
钢套箱首节拼装完成,利用动力设备或锚碇系统(距离较近是采用)将钢套箱首节通过浮运龙门船浮拖至墩位处。浮拖要选择无风或风速小、流速小的天气进行。浮拖到达墩位处后,在测量控制下,通过锚碇设备进行浮运龙门船精确定位。
③钢套箱首节提升
浮运龙门船就位锚碇后,操作提升系统,将钢套箱提升至适当高度。为确保施工安全,提升高度应尽量小,但必须满足拼装平台拆除的净空要求。钢套箱首节提升见图7所示。
图7钢套箱首节提升示意图
④拼装平台拆除
首先利用卷扬机等动力设备的刹车装置和其它紧固措施,将钢套箱固定,防止钢丝绳滑移。然后进行起吊系统、关键连接点和动力设备安全检查,拆除钢套箱拼装平台。
⑤钢套箱首节入水
拼装平台拆除完成后,操作提升系统将钢套箱下放至水中自浮。利用浮运龙门船四角的倒链葫芦等限位装置对钢套箱进行紧固,防止水中漂移。至此,浮运龙门船法下沉钢套箱首节施工完成。钢套箱首节入水如图8所示。
图8浮运龙门船法下沉钢套箱首节示意图
2.3滑道法
滑道法是在河道岸边选择平缓且邻近河流水深超过3m的地区作为滑道施工场地,根据钢套箱的尺寸、重量和吊车作业面需求选择合适的加工场地进行硬化,在硬化场地上安装下滑道(下滑道一般分为陆地和水中两个节段)。然后在下滑道上拼组钢套箱首节,待钢套箱首节拼组完成后,利用顶推系统将钢套箱沿陆地下滑道顶推至水中下滑道上,实现钢套箱前端入水。最后利用顶推设备和顶推杆继续向前顶推,直至钢套箱全部入水自浮。在滑道法施工中,一般需要在水中段滑道端部设立支撑点,防止滑道悬臂端在顶推过程中翘曲,导致钢套箱发生侧翻、倾覆。支撑点应根据现场实际情况进行设计,综合考虑滑道前端受力、河床地质情况、河床至水面高度、水位变化范围和坡度调节等因素,可采取型钢支墩、提升梁等结构形式。滑道法一般适合拼装场和下水码高差较小的情况,实现了岸边加工和水中拼装的流水化作业,缩短了工期,下沉方便快速。
(1)提升梁滑道法施工作业
①滑道及提升系统布置
下滑道纵向分两段(岸上一段,水中一段),由岸边硬化场地及预埋件、中间支撑桩、水中提升梁、滑移轨道梁等组成。岸上段布置在硬化场地上,通过预埋螺栓限位,其河边端安装在支撑桩铰支座上,可以转动。水中段滑道岸边端安装在承重梁上,水中端安装在提升梁上。通过提升系统进行升降,带动水中段滑道绕承重梁端转动。提升系统主要由钢管桩、提升梁、液压千斤顶、精扎螺纹钢等构件组成。通过液压千斤顶和精扎螺纹钢,调节提升梁高度,实现水中滑道变坡。滑道及提升系统布置如图9所示。
图9滑道布置及提升梁搭设图
②钢套箱首节拼装
钢套箱首节拼装一般在岸边滑道上进行,为了确保单元拼装稳定,防止钢套箱倾翻,需要在钢套箱壁板内外对称位置设置临时支撑点,利用导链进行拼装单元内外固定。部分临时支撑点可设置在滑道上,也可支撑在独立钢支墩上。钢套箱首节拼装如图10所示。
图10钢套箱首节拼装图
③钢套箱首节顶推入水
钢套箱首节拼装完成并质量检查合格后,即可开始进行顶推作业。首先在钢套箱后端壁板下部安装顶推设备,安装防滑溜装置。然后适当调整岸上段滑道坡度,利用顶升设备将钢套箱首节完全顶推至水中段滑道上。顶推过程如图11所示。
图11钢套箱首节顶推图
利用提升系统将下滑道水中端下降至设计标高,调整水中段滑道坡度。继续向前顶推至钢套箱中心线进入水中,前端已经部分上浮。钢套箱首节顶推行进如图12所示。
图12钢套箱首节顶推图
在千斤顶和钢套箱首节顶推支座之间安装顶推杆,继续向前顶推钢套箱,直至钢套箱后端部达到水面线。此时,钢套箱中心线已越过提升梁中心线,前端脱离水中段下滑道,在水中浮体或其它辅助措施作用下,实现自水中悬浮。
石油是一种具有战略意义的稀缺资源,关系到国家的经济、社会稳定和安全,我国石油进口主要是通过海运来完成,海上石油运输和安全接卸已是石油进口的重要环节,大型油轮石油运输极大程度地降低了石油运输成本,但由于港口水深的限制,极大地阻碍了石油运输的高效、便捷、经济和石油的海上储备,单点系泊的应用解决了超级油轮原油运输接卸问题,但单点作为新兴产物,相应规范没有完善,如何做好单点的安全管理需提上议程。
1.单点系泊概况
单点系泊源于英文“Single Point Mooring”,简言之,与固定码头相比,它的最大特点即系泊方式是“点”,也就是大型油轮或超大型油轮可以系泊于近海海面上的一个深水“点”,然后进行装卸货操作,下面以CALM单点系泊系统为例描述海上原油接卸情况。
单点系泊整个系统由锚泊系统、单点浮筒、三臂旋转系统、水下管汇(基盘)、海底管线、水下软管系统、漂浮软管系统、系泊缆总成等几大部分组成。各个系统互相配合,共同为油轮的系泊和油品装卸服务。浮筒漂浮在海面上,油轮上的原油通过漂浮软管进入浮筒后,从水下软管进入海底管线,输到岸上的原油储罐。为防止浮筒随海浪远距离漂移,用数根巨大的锚链将其与海床相连,这样浮筒既可在一定范围内随风浪流漂浮移动,增加缓冲作用,所系泊船舶绕浮筒3600转动,减少与巨轮间发生碰撞的危险,又不至于被海浪漂走。
2.单点系泊系统与常规码头优劣对比
2.1 单点系泊的优点
单点系泊的最大优势是将码头由岸边移至海上,解决绝大部分港口不能与大型油轮和超大型油轮发展相匹配的矛盾,充分发挥超级油轮运输的优越性。
(1)建港条件要求比较宽松;(2)作业海况条件较宽;(3)辅助作业资源少;(4)在恶劣海况也比较安全;(5)具有可移动性,维修保养方便,提高设备回收利用率;(6)建设周期短;(7)一次性投资小;(8)建设单点对海岸线的生态环境影响小,符合可持续发展需求。
2.2 单点系泊的缺点
(1)单点设备主要是进口的,精密、价昂,购买周期长,需要较多备件,后期维护保养费用大;(2)维护保养周期短;(3)离岸远,管理不方便;(4)现场作业工作条件恶劣;(5)作业时守护船舶多,增加作业成本;(6)应急处置受到限制;(7)防油污困难。
3. 单点监管面临的困难和安全隐患
单点系泊系统目前没有完善相应的交通行业技术标准,各个方面的要求和标准基本都是参考固定码头相应的建设管理要求来执行,专家论证依据的一部分是参考有限的单点系泊在有限的数据、有限的经营时间内的经验,这需要考验监管部门的智慧和监管方法;
专家论证过程中的要求很多是建议性的和存在很大的不确定性,如何参考专家从专业角度提出的安全管理要求,根据现有法律法规和安全监管经验,得出单点系泊管理要求和配套设施的配备标准,有待监管部门的论证与协调;
单点附近海域开阔,且单点设施上附着许多海生物,吸引较多鱼群,很多渔民在附近海域放网捕鱼,给单点靠离泊作业的通航安全造成威胁,也存在防火防爆甚至是恐怖活动因素的隐患;
作业人员往往由于麻痹大意或者逃避责任追究,出现违反操作规程和不认真核对检查现场数据,发生违反防火防爆规定、不正确及时压载造成的船舶倾斜、在恶劣天气下各种防污、消防配套设备避风而不在现场守护等;
原油洗舱过程是油轮安全事故的“高危期”,容易引起着火、爆炸和原油泄漏等重大安全和防污染事故,且后果难以控制,目前,单点VLCC原油洗舱作业各个环节中,审批、洗舱管路的试压、舱内含氧量的测量、洗舱操作船员的适任、相应的告示和巡查、各个阀门和水封的状况、各方就洗舱作业达成的协议等洗舱作业的前期、中期和后期准备工作存在有的环节措施落实欠缺;
目前海事监管设备不能适应海上单点系泊的要求,尤其是在恶劣天气下处置突发事件时不能快速到达现场进行指挥协调,闭路电视监控(CCTV)、海面防污监控设备、系泊设备负载监测设备、海巡船艇甚至是空巡飞机等都有待配备;
企业追求利益最大化而冒险作业。在茂名海域,台风、浓雾、土台风对港口袭击频率增多,个别企业在天气海况不符合作业条件的情况下,不听指挥冒险靠泊生产,给作业带来极大隐患;
单点作业水域长期没有扫测,海底浅点和水文未能及时掌握,造成新的航行靠泊安全隐患;
其他的安全隐患,比如系泊带缆用的交通艇,难以抵抗单点附近恶劣的海域条件;接送作业人员和口岸联检官员来往于码头和单点的拖轮不能保障海上人命安全;在恶劣天气、海况时,在晚上或能见度不良情况下离泊,安全隐患较大。
4. 单点系泊管理建议
单点系泊虽然在我国大陆有十几年的发展历史,可由于单点的数量有限,使用管理经营不足,单点系泊设施的各种管理规范和所需的配套设备没有统一的标准,这给管理单点这样的新生事物带来诸多考验,下面笔者以茂名单点的实际情况,简要介绍单点海上系泊的监管注意事项。
4.1 落实单点论证的要求
在目前单点建设及配套规范没有完善行业标准的情况下,单点专家论证是在众多专家从各个方面综合考虑得出的结论,具有很高的权威性,单点系泊系统除了需要有相关的检验证书外,还需要落实辅助船舶、防污设备、人员资质、水文环境等通航、防污染和安全操作方面的专家意见要求。同时,尽快建立科学、合理的单点系泊安全管理和建设配套规范,以尽早形成行业标准,为单点的发展提供良好的环境和技术支持。
4.2 严格单点船舶的准入把关
依据防污染公约和海上人命安全公约等国际公约和国内法律法规,对单点预靠泊船舶进口岸审批,尤其是严格按照新修订的13G、13H 的要求对单壳油轮载运原油进行审批,杜绝不符合我国规定的VLCC进入单点,这是单点作业和防污染安全的重要一环;
单点论证和专业单位计算的单点设施安全系数是有条件的,所以在单点审批中,要根据船舶的实际吃水、预靠泊时间单点的水文情况等核算靠泊作业安全情况,如实际情况超出论证假象条件,需要及时更正或者聘请专家重新论证,确保安全;
对于船舶实际吃水超出港口规定的吃水时,船舶靠泊、作业的富裕水深、单点设备负载、配套设施、防污等都与论证假象条件有所改变,对此,不能从船舶的富裕水深单方面考虑,很有必要聘请专家进行特定情况的论证。
4.3 强化靠泊、作业安全管理要求
对单点靠泊船舶的检查,尤其是关于防污染和防火方面的检查,VLCC管理一般比较严格、先进,但是船员容易出现麻痹大意的心理,在作业过程中出现的各种警报习惯性地使用消音来处理,没有进一步认真检查原因。在监管中,需要对卸油尤其是原油洗舱操作加强监督管理,确保惰气系统和各个通海阀正确工作。
及时清除各种渔船、网门障碍,必要时每船靠泊前均需清障,确保良好的靠泊通航环境和作业周边海域的清洁;
定期对单点、锚地及周边海域进行全面系统地扫侧,对单点系泊回转区、海底管道沿线、登陆点及不明爆炸物区应设置相应警示标志,必要时对浅点和不明障碍物进行疏浚和排除;
编制单点作业安全管理规定,把国际、国内关于油轮靠泊作业管理规定尤其是本地单点的安全管理操作规定归纳进去,供每艘靠泊船舶船长和单点作业人员签阅,明确安全责任和规范管理;
定期组织相关人员碰头会,总结归纳前期单点作业情况,查找不足、提炼经验,深化、优化单点安全管理;
严格执行各种制度,比如引航、调度、报告、清障、论证和监控等制度。
监督单点设备维护的监管,尤其是水上水下施工作业的审批。一般情况下,单点系统的管路中均为原油,即使用海水扫管后任有部分残留,所以在审批单点管路的维修施工作业中需特别注意防污染和防火防爆要求。
对于各种超出单点靠泊作业的情况,需按照规范性程序执行审批。
4.4 提升应急处置能力和强化演练
建立健全各种应急预案,尤其是油污应急预案,为突发事件做好应急协调准备;
做好应急库的建设,企业需根据专家论证意见完善包括建设靠近单点的码头和应急设备的应急库和落实人员的配备,主管部门尽快出台单点配套设备的规范和标准;
成立海上应急指挥系统,按照目前原油市场的行情,靠泊单点大型油轮一般装载200万桶约27万吨原油,以最大压力1.2MPa、每小时达5000立方的速度卸油,且单点离最近海岸有15公里,出现事故后果难以想象,单独靠企业和海事力量难以高效处置,很有必要成立上升到地区的海上应急指挥中心,配备相应的资源,协调各个临海部门和社会力量进行救助和处置应急情况;
单点和作业船舶的各种演习需按照规定报备和进行,单点及附近水域离岸较远,又是常规通航水域,需避免不按规定演习影响他船的正常航行和作业。
4.5 完善监管设备的配备
需要按照专家论证方案完善各种监控设备的配备,如CCTV(闭路监控电视)、负载监测设备等监测、检验、通讯、设备或仪器;
配备海巡船艇、空巡飞机、全天候摄像、通讯等设备;
油污监控设备,在国务院签发的《防治船舶污染海洋环境管理条例》生效后,根据单点作业的实际,安装油污实时监控设备;
建设油污漂浮模拟系统,根据单点附近的海洋水文实际,引入油污漂浮模拟系统可以把有限的资源快速投入到防污清污工作中,节省时间、提高效率,把损害降到最低。
4.6 完善港口公共服务体系
按照国家法律法规要求,制定完善港口水上交通规则、引航管理规定、规范船舶超航道、水深和单点系泊设计能力的使用,完善助航标志,推进航海资料的及时更新等。
4.7 监管其他注意事项
中图分类号:K826.16 文献标识码:A 文章编号:
在人工湖以及渠道防渗工程中,传统的混凝土预制板、浆砌石护坡等方式往往存在着防渗效果差、冻胀破坏难以解决、使用年限较短的问题,近些年来,随着建筑水平的发展,防渗土工膜技术在水利工程中得到了越来越广泛的使用,与传统的防渗模式相比,土工膜技术成本低廉、施工工艺简单,拉伸强度高、表面平滑、质量轻、定形效果好,下面以盘县红果东湖公园人工湖防渗蓄水工程为例,探讨防渗土工膜的应用。
1 工程概况
盘县红果东湖公园人工湖防渗蓄水工程地处六盘水市盘县政府所在地红果城区内,位于县城东河坝子处,属县城规划区范围,占地面积约29.56公顷;盘县红果东湖公园人工湖防渗蓄水工程主要由闸坝挡水工程、取水口及滤水工程、引水管道工程、围湖防渗工程、排水排涝工程、交通工程、栖凤岛工程、水上栈道工程、水上舞台及扶壁式挡墙工程、水上码头工程等建筑物组成。防渗湖堤沿东河坝子周边布置,闸坝于西铺河下西铺村左侧布置,位于西铺河人行桥下游约70m处,取水口及滤水工程布置于闸坝上游55m处的西铺河左岸。引水管道从取水口的清水池沿场坝山脚至人工湖布置。栖凤岛工程于东湖公园西入口湖区内布置,水上舞台及扶壁式挡墙工程及水上码头于东湖公园北入口湖区内布置,水上栈道则连接栖凤岛与水上码头之间及栖凤岛内搭接。本工程设计蓄水位1742.9m,湖面面积32.3万m2,最大水深3.8m,库容53.4万m3。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000),本工程规模为小(2)型人工湖,工程等级为Ⅳ等,大坝等主要建筑物为4级建筑物。工程区内山高坡陡、地形破碎,海拔高程在1700~2200m之间。石山,碳酸盐岩广布,洼地、坚井、落水洞、地下暗河等岩溶形态极为发育,呈现典型的岩溶石山地貌特征。工程区地处北亚热带,属中亚热带湿润季风气候。流域气候受东南风的影响,具有高原性特点,冬无严寒夏无酷暑,年均气温15.2℃,无霜期较长(271天),雨热基本同期,常年主导风向为东南风。
2 防渗土工膜概述
土工膜是一种基本上不会透水的材料,根据材料种类的区别,土工膜可以分为聚合物土工膜和沥青土工膜两种,为了满足变形和强度需求,土工膜又包括加筋和不加筋两种,制造土工膜的材料包括结晶热塑塑料、热塑塑料、热塑弹性体等等。具体的材料包括聚氯乙烯PVC、聚乙烯PE、沥青剥离布油毡、在国外常用的材料好包括高密度聚乙烯HDPE、超低密度聚乙烯VLDPE等等,在通过对这些新兴复合材料的使用,传统膜料物理力学性能也得到一定程度的改善。
3 防渗土工膜的施工要点
3.1 土工膜防渗体及保护层施工内容
土工膜防渗体施工工作内容包括:堤身斜坡面碾压整平、厚10cm细砂找平层施工、土工膜防渗层施工、厚5cm细砂过渡层、C15混凝土预制块干砌(含堤顶预制混凝土墙)施工及堤身嵌固槽C15混凝土。其施工示意图如图1所示。
图1 土工膜防渗体施工示意图
3.2 土工膜防渗施工程序
防渗体及预制块护面工程施工程序为:测量放样清除原坝面石渣并回填整平坝面整平坝面10cm厚细砂找平层土工膜防渗层施工厚5cm细砂过渡层施工C15混凝土预制块护面至下一工作循环。
3.3 土工膜防渗施工方法及说明
本工程湖堤最大高度4.1m,相对较矮,故在整个湖堤石渣碾压回填全部完成后,再实施迎水面的防渗结构施工。
3.3.1 清除原堤面松动石渣并回填整平堤面
对于原堤面石渣在削坡碾压后局部的明显松动、凹凸不平处应先采用人工初次修整。
3.3.2 测量放样
在堤坡坡面进行全面修整前,先根据设计要求对堤坡进行全面控制测量,用全站仪按建筑方格网法进行控制测量,测出各结构层铺填的高程及混凝土预制块护面的控制高程。在施工过程中,随时用控制点和相邻水准点进行校核测量。
3.3.3 堤坡坡面整平碾压
湖堤迎水坡面整平工作在土工膜防渗层施工以前进行,施工时按控制高程对堤坡面进行全面整平。整平堤坡的目的是按设计要求将坡面修整平顺,并将坡面进行压实修坡成型,达到设计边坡。坡面整平施工分两道工序进行:第I道工序为坡面削坡,第II道工序为坡面压实。其施工方法为:坡面削坡采用人工自上而下按测定的厚度分段削坡,并预留8~10cm的超厚量;坡面压实采用蛙式打夯机进行压实。
3.3.5 细砂找平层施工
细砂垫层施工采用自卸汽车从砂石料场将合格的细砂运到堤顶,用溜槽将砂料运至工作仓面,根据设计图和控制高程进行人工拉线铺设,确保垫层边坡符合设计要求,其压实采用平板振动器进行压实。
3.4 土工膜防渗层施工
土工膜防渗层施工方法采用人工平行堤轴线流水铺设,铺膜前检查细砂垫层的平整度和夯实程度,合格验收后,才能进行铺膜工作。铺膜时避免土工膜打皱,在土工膜铺完后及时保护和铺压C15混凝土预制块。土工膜施工时应注意以下事项:
3.4.1 土工膜拼接,采用胶接法粘合或热元件法焊接,胶接法搭接宽度为5cm~7cm,热元件焊接叠合宽度为1.0cm~1.5cm;
3.4.2 土工复合膜与嵌固槽及顶部预制混凝土挡墙交合前需将土工膜打折三次后再铺设;
3.4.3已铺土工膜上的破孔及时粘补,粘贴膜大小应超出破孔边缘10cm~20cm;
3.4.4 在土工膜与界面细砂共同作用时,由于细砂颗粒粗糙以及细砂局部变形较大等方面的原因,在水压作用下土工膜有可能被刺破、撕裂,从而失去或减弱其防渗性能,因而有必要进行相应的防渗漏试验。
3.5 混凝土预制块安砌
在预制场预制好的混凝土预制块,其强度达到设计强度后,用自卸汽车运至现场,然后人工二次搬运至现场人工安砌,运输及转运过程中轻搬轻放,确保预制块的轮廓完好。安砌顺序从下至上依次逐块进行,确保安砌后的边坡符合设计要求,缝宽符合规范允许范围。
4 结语
土工膜具有质量轻、运输方便、防渗性能佳、可以适应渠道基础变形、造价低、施工方法简便的突出优点,在渠道防渗工程的施工中,具备一定的发展优势,使用土工膜进行施工能够有效的减少渠道的输水损失,能够挖掘出水资源的潜力,提高工程的经济效益,值得进行推广。
参考文献:
[1]马超刚.渠道防渗土工膜选择与应用问题探讨[期刊论文],新疆水利,2010,04(15)
[2]张敏.浅析土工膜在水利防渗工程应用中优缺点[期刊论文],知识经济,2013,03(08)
[3]王春燕,余粱蜀,马斌,姜仁贵.复合土工膜在南水北调工程中的防渗应用[期刊论文],水利科技与经济. 2009(08)
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
1混凝土运输的基本要求
1.1 运输方式。近距离运送采用吊斗运输,远距离输送采用混凝土拌合车运输,而低流动性混凝土则要用混凝土泵来运送。
1.2 基本要求。混凝土从搅拌地点运送至灌筑位置要求运转次数最少,且距离最短。从混凝土从拌和机内导出到灌注至捣固完毕,这期间的时间不能超过规定的允许时间,如超出规定时间,则会影响混凝土的质量,此种情况应在灌注点检查混凝土的稠度,并作实验块的强度检查,一般混凝土从高处倾落会发生离析,但不宜超过2米,如果倾落高度超过十米,则应在串筒内附加减速叶片。
2 混凝土的拌制
2.1混凝土拌制形式。生产商品混凝土由大型搅拌站拌制,配合混凝土搅拌则由小型搅拌站负责,深水桥墩基础的混凝土由水上混凝土厂拌制。
2.2 基本要求。混凝土的拌制分两种,一种是人工拌制,另外一种是机械拌制,一般情况下混凝土工程的塑性混凝土或半干硬性混凝土会由人工搅拌。不管使用哪一种拌制方法都应保证混凝土混合均匀,石子表面包满砂浆,并且颜色一致。混凝土拌制工程中,有的时候需要拌合添加剂,如有需要则应先把添加剂调成溶液,然后再人工搅拌与水中,在与其他材料拌匀。在此工程中,应随时检查和矫正混凝土的流动性和坍落度,并严格控制水灰比,控制用水量。
3混凝土的灌筑
3.1 模板和钢筋尺寸,预埋构件的位置等都要在混凝土灌注前仔细检查,还有模板的紧密程度以及模板表面是否清洁都会影响混凝土的灌注效果。灌注方法有分层灌注和一次灌注两种,分层灌注又分为斜面分层和水平分层。混凝土的灌注方法与混凝土的密实度和稳定性密切相关,而且会直接影响到混凝土的质量,所以,必须从混凝土伴制能力、振捣能力、运距、灌注速度以及气温等多方面考虑,并制定出相应的混凝土灌注工艺。
3.2 当构件高度、厚度较大时,采用分层浇注法,能够保证混凝土振捣密实,而分层浇筑厚度又与混凝土的稠度及振捣方式有关。所以,在使用插入式振捣器进行振捣时,则分层浇筑厚度应以作用部分长度的1.25倍为宜;在采用平板振捣器振捣时,则分层浇筑厚度不能超过20cm;当用侧向着式振捣器时,分层浇筑厚度一般在30~40cm为宜。
(1)水平分层浇筑一般用于中小跨径的T型,因为又高又长的梁体如果混凝土供应跟不上就会影响浇筑的进度,所以,此种情况一般采用斜层浇筑方法,此种方法可由梁的一端浇向另一端。
(2)对于空心板梁的浇筑,一般会先浇筑底板,再立芯模,然后扎焊顶面钢筋,最后灌注肋板和面板的混凝土,待混凝土凝固后,便可撤去芯模。
分层浇筑时,次层混凝土灌注并振捣完毕的时间必须在前层混凝土开始凝结之前,上下两层灌注时间不能超过1-1.5个小时,如有特殊情况,则应通过实验来确定允许的相隔时间。
(4)如果上下两层灌注时间间隔过大,灌筑次层混凝之前前层混凝土就已经凝结了,那在其强度大于1200KPa 的要求后,在经过结合缝处理才能浇筑到2500KPa 后,才可以灌筑次层的混凝土。
(5)在新老混凝土结合缝的处理中,有以下几点注意事项:凿除老混凝土表面的水泥浆和较弱层,使接缝面出现凿毛,并用水冲洗干净便于混凝土结合;接缝位置一般会刷一层净水泥浆,水平接缝可在接缝面上铺一层与混凝土相同而水灰比略小的l~2cm厚的水泥砂浆;斜面接缝凿毛应呈台阶状;重要部位接缝以及地震区的构造物,在灌注前会加锚固钢筋,且接缝处振捣时,振捣器会离开先浇混凝土表面5~l0cm。
4混凝土的浇筑
混凝土的拌合料在振捣时具有流动性,其中粗骨料靠自重向下沉落并互相滑动挤紧,水泥砂浆会充满滑料之间的空隙,而空气则以气泡的形式被排出,这样就会使混凝土更加的密实,而且会大大提高混凝土强度和耐久性,从而使混凝土达到内实外光的要求。
4.1 振捣方式。混凝土的振捣有人工振捣和机械振捣两种。人工振捣指用铁钎进行振捣,只适用于坍落度大,混凝土数量小或钢筋过密机械振捣不太合适的一些部位的振捣体。大体积的混凝土必须用机械振捣。混凝土振捣设备种类较多,有附着式振捣器、插入式振捣器、平板式振捣器、振动台等。
4.2 基本要求。混凝土振捣应当注意振捣器的选用,对于石料粒径较大的混凝土应选用频率较低的、振幅较大的振捣器效率更好,反之应该选用频率较高而振幅较小的振捣器材为宜。混凝土振捣中,要掌握每次振捣时间,振捣时不宜超长也不能过短。一般振捣至无显著汽泡上升,混凝土表面出现薄层水泥浆、表面达到平整为适度。如用附着式振捣器,因其效率差,一般要振捣约两分钟左右即可。插入式振捣器因振捣效果好一般振捣时间l5~30 秒为宜。平板式振捣器,每个位置上停留振捣时间约25~40秒钟为宜。
5混凝土的养护与拆模
5.1 混凝土的养护
混凝土中水泥的水化作用就是混凝土的凝固、硬化和强度发育的过程,它与周转的环境,有密切的关系。当温度低与5度时,混凝土的硬化速度减慢,当温度下降至-2O 度以下时,混凝土硬化基本停止。在干燥的天气中混凝土中水分迅速蒸发,一方面使混凝土表面剧烈收缩而导致裂缝;另一方面当游离水份完全蒸发后,水泥水化作用也就停止,混凝土的硬化也停止。混凝土浇筑后就应立即进行适当的养护,以保持混凝土硬化发育所需要的温度和湿度。
5.2 混凝土的养护方法:有自然养护法和加热养护法两种
(1)自然养护方法是待混凝土终凝后,在构件上覆盖草袋,麻袋,稻草或砂子等,经洒水以保持构件经常处于湿润状态。自然养护方法的养护时间与水泥品种和是否掺用塑化剂有关。一般情况下,用普通硅酸盐水泥的混凝土养护以7个昼夜以上为宜。矿碴水泥,火山灰水泥或掺用过塑化剂的养护时间以14 昼夜以下为宜,每天的浇水次数,以能使混凝土保持充分的潮湿为度。洒水次数:在一般气候条件下,当温度高于l5度时,前三天内白天每隔1~2 小时浇水一次,夜里至少浇水2~4 次,在以后的养护期间可酌情适当减少即可,但干燥的气候条件下或大风天气中应适当增加浇水次数。
(2)加热养护法。为了加速模板周转和加快施工进行,可采用加热养护发。此法指采用蒸汽法养护混凝土。
5.3 混凝土的拆模
混凝土经过养护,强度达到规定要求后,即可拆除模板,拆模应该先拆不承重模板,后拆承重模板为宜。
6冬季混凝土工作的要点
混凝土工作在昼夜平均气温低于5度,或最低气温低于-30度的气候条件下进行时,必须采取一定的冬季施工技术措施。在保证混凝土必要的和易性的同时,尽量减少用水量,水灰比应较小,这样可以促进混凝土的凝固,可防止混凝土的早期冻结同时应增加拌合时间,一般比正常情况增加50~l00%,使水泥的水化作用加快并使水泥的发热量增加,以加速混凝土凝固。适当时可采用活性较大、发热量较高的快硬性水泥或高标号水泥伴制混凝土。将拌合水甚至将骨料加热,提高混凝土初始温度,使混凝土在养护措施开始之前不致冰冻。适当掺用早强剂,加速混凝土强度的发展,并降低混凝土内水溶液的冰点,防止混凝土早期冻结。也可用蒸汽法、暖棚法、蓄热法和电热法等进行养护,提高混凝土养护温度。以上各种措施,各有其优点和缺点,采用时可根据施工温度和预制场的具体条件选定合适的方法。
中图分类号:U445文献标识码:A
1 混凝土的拌制
1.1 混凝土拌制形式有:大型搅拌楼(生产商品混凝土),小型搅拌站(配合混凝土搅拌)和水上混凝土厂(适于深水桥墩基础)等。
1.2 基本要求。混凝土一般应采用机械搅拌。人工搅拌一般只能用于少量混凝土工程的塑性混凝土或半干硬性混凝土。不管采用机械搅拌或人工搅拌,都应使石子表面包满砂浆,拌合料混合均匀,颜色一致。如果需要掺合和附加剂,应先把附加剂调成溶液(可溶性附加剂)再加人拌合水中,然后于其他材料拌匀。在整个施工过程要注意随时检查和较正水泥混凝土的流动性或工作度(坍落度)要严格控制水灰比,不得随意增加用水量。
2 混凝土的运输
2.1 混凝土的运输方式
吊斗(近距离运送),混凝土伴合车(远近距离输送)混凝土泵适用低流动性混凝土)等。
2.2 基本要求
混凝土应以最少的运转次数,最短距离的迅速从减半地点运送到灌筑位置。混凝土从拌合机内卸出,经运输,灌注至捣固完毕的时间不能超过规定的允许时间,如超出规定时间应在灌注点检查其稠度,并应制作试验块检查其强度,混凝土从高出倾落也会发生离析一般不宜超过2米;如倾落高度大于10米,应在串筒内服加减速叶片。
3 混凝土的灌筑
混凝土灌注之前必须仔细检查模板和钢筋尺寸,预埋构件的位置等,还要检查模板表面是否清洁,以及模板的紧密程度。灌筑方法可分为:一次浇筑和分层浇筑(水平分层和斜面分层)两种。
混凝土的建筑方法直接影响到混凝土的密实度和稳定性,这对混凝土的质量关系极大,因此,必须根据混凝土伴制能力,密实度和稳定性,这对混凝土的质量关系极大,因此,必须根据混凝土伴制能力,运距以及灌注速度,气温,振捣能力等因素,认真制定混凝土的灌注工艺。
3.1 当构建厚度(高度)较大时,为保证混凝土能够振捣密实,就应采用风曾浇注法。分层浇筑厚度与混凝土的稠度及振捣方式有关,一般情况下,如用插入式振捣器进行振捣时分层浇筑厚度以振捣器作用部分长度的1.25倍为宜,如用平板振捣器振捣时,分层浇筑厚度不能超过20cm,薄腹T型梁或箱梁或梁肋,当用侧向着式振捣器时,分层浇筑厚度一般30-40cm为宜。
3.2 中小跨径的T型梁一般均采用水平分层浇筑,对于又高又长的梁体如果混凝土供应跟不上水平分层浇筑的进度时可采用斜层浇筑方法,可由梁一端浇向另一端。
3.3 空心板梁,一般先浇筑底板,再立芯模,扎焊顶面钢筋。然后灌注肋板和面板的混凝土,等到混凝土初凝后,即可抽卸芯模。
3.4 分层浇筑时,应在前层混凝土开始凝结之前,即将次层混凝土灌注并振捣完毕。上下两层灌筑时间相隔不能超过1小时(气温30度以上时)或1.5小时(气温30度以下)也可以通过试验确定允许的相隔时间。
3.5 如果灌筑次层混凝之前,前层混凝土已经凝结,混凝土强度大于1200KPa的要求后,经过结合缝处理才能浇筑次到2500KPa后,再可灌筑次层的混凝土。
3.6 新老混凝土结合缝处理应注意以下事项
应凿除老混凝土表面的水泥浆和较弱层,使接缝面凿毛,用水洗干净;如接缝为应刷一层净水泥浆,如果是水平接缝可在接缝面上铺一层与混凝土相同而水灰比略小的1-2cm厚的水泥砂浆;斜面接缝应将斜面凿毛呈台阶状;重要部位接缝或地震区的构造物,灌筑前应加锚固钢筋;接缝处振捣时振捣器应离开先浇混凝土表面5-10cm。
4 混凝土的浇筑
4.1 振捣方式
混凝土的振捣有人互振捣和机械振捣两种。人工振捣指用铁钎进行振捣,只适用于坍落度大,混凝土数量少或钢筋过密机械振捣不太合适的一些部位的振捣体,大体积的混凝土必须用机械振捣。
混凝土振捣设备种类较多,有插入人式振捣器,附着式振捣器,平板式振捣器,振动台等。
4.2 基本要求
混凝土振捣应当注意振捣器选用,对于石料粒径较大混凝土应选用频率较低的,振幅较大的振捣器效率跟好,反之应该选用频率较高而振幅较小的振捣器材为宜。混凝土振捣中,每次振捣时间要很好掌握,振捣时不宜超过长不能过短,两者均不好。一般振捣至混凝土不在不深,无显著汽泡上升,混凝土表面出现薄层水泥浆,表面达到平整为适度。如用附着式振捣器,因其效率差,一般要约两分钟左右即可,当用插入式振捣器因它效果好一般振捣时间15-30秒为宜。用平板式振捣式器,每个位置上停留振捣时间约25-40秒钟为宜。
5 混凝土的养护与拆模
5.1 混凝土的养护。混凝土中水泥的水化作用,就是混凝土的凝固,硬化和强度发育的过程;它与周转的环境,有密切的关系。当温度低与5度时,混凝土的硬化速度减慢,而当温度下降至-20度以下时,混凝土硬化基本停止。在干燥的天气中混凝土中水分迅速蒸发,一方面使混凝土表面剧类收缩而导致裂缝,另一方面当游离水分完全蒸发后,水泥水化作用也就停止,混凝土的硬化即停止。因此,混凝土浇筑后即进行适当的养护,以保持混凝土硬化发育所需要温度和湿度。混凝土氧化方法有自然养护法和加热养护法。
自然养护方法。此法是特混凝土终凝后,在构件上覆盖草袋,麻袋,稻草或砂子等,经洒水,以保持构件经常处于湿润状态。自然养护方法的养护时间与水泥品种和否掺用塑化剂有关。一般情况下,用普通硅酸盐水泥的混凝养护时7个昼夜以上为宜:如用矿碴水泥,火山灰水泥或掺用过塑化剂的养护时间14昼夜以下为宜,每天的浇水次数,以能使混凝土保持充分的潮湿为度,在一般气候条件下,当温度高于15度时,前三天内白天每隔1-2小时浇水一次,夜里至小浇水2-4次,在以后的养护期间可酌情适当减少即可,但干燥的气候条件下或大风天气中应适当增加浇水次数。
加热养护法:为了加速模板周转和加快施工进行,可采用加热养护发,此法指采用蒸汽法养护混凝土。
混凝土的拆模。混凝土经过养护,强度达到规定要求后,即可拆除模板,拆模应该先拆不承重模板,后拆承重模板为宜。
6 冬季混凝土工作的要点
混凝土工作在昼夜平均气温低于5度,或最低气温低于-30度的气候条件下进行时,必须得采取一定的冬季施工技术措施。
在保证混凝土必要的和易性的同时,尽量减少用水量,水灰比应较小,这样可以促进混凝土的凝固,可发防止混凝土的早期冻结。
应增加版和时间,一般比正常情况增加50-100%使水泥的水化作用加快并使水泥的发热量增加,以加速混凝土凝固。
适当采用活性较大,发热量较高的快硬性水泥或高标号水泥伴制混凝土。
将拌合水堪至将骨料加热,提混凝土初始温度,使混凝土在养护措施开始之前不致冰冻。
适当掺用早强剂,加速混凝土强度的发展,并降低混凝土内水溶液的冰点,防止混凝土早期冻结。
用蒸汽法,暖棚法,蓄热法和电热法等进行养护,提高混凝土养护温度。以上各种措施,各有其优点和缺点,采用时可根据施工温度和预制场的具体条件选定合适的方法。
桥梁工程施工中,混凝土浇筑成型后,应及时进行养护,其目的是为混凝土硬化创造必需的湿度和温度条件,确保水泥水化作用能正常进行,防止水分过早蒸发或冻结,防止混凝土强度降低及出现收缩裂缝、剥皮和起砂等病害,从而确保混凝土施工质量,保证桥梁结构的使用安全。
一、混凝土的拌制
(一)混凝土拌制形式有:大型搅拌楼(生产商品混凝土),小型搅拌站(配合混凝土搅拌)和水上混凝土厂(适于深水桥墩基础)等。
(二)基本要求。混凝土一般应采用机械搅拌。人工搅拌一般只能用于少量混凝土工程的塑性混凝土或半干硬性混凝土。不管采用机械搅拌或人工搅拌,都应使石子表面包满砂浆,拌合料混合均匀,颜色一致。如果需要掺合和附加剂,应先把附加剂调成溶液(可溶性附加剂)再加人拌合水中,然后于其他材料拌匀。在整个施工过程要注意随时检查和较正水泥混凝土的流动性或工作度(坍落度)要严格控制水灰比,不得随意增加用水量。
二、混凝土的运输
(一)混凝土的运输方式
吊斗(近距离运送),混凝土伴合车(远近距离输送)混凝土泵适用低流动性混凝土)等。
(二)基本要求
混凝土应以最少的运转次数,最短距离的迅速从减半地点运送到灌筑位置。混凝土从拌合机内卸出,经运输,灌注至捣固完毕的时间不能超过规定的允许时间,如超出规定时间应在灌注点检查其稠度,并应制作试验块检查其强度,混凝土从高出倾落也会发生离析一般不宜超过2米;如倾落高度大于10米,应在串筒内服加减速叶片。
三、混凝土的灌筑
混凝土灌注之前必须仔细检查模板和钢筋尺寸,预埋构件的位置等,还要检查模板表面是否清洁,以及模板的紧密程度。灌筑方法可分为:一次浇筑和分层浇筑(水平分层和斜面分层)两种。
混凝土的建筑方法直接影响到混凝土的密实度和稳定性,这对混凝土的质量关系极大,因此,必须根据混凝土伴制能力,密实度和稳定性,这对混凝土的质量关系极大,因此,必须根据混凝土伴制能力,运距以及灌注速度,气温,振捣能力等因素,认真制定混凝土的灌注工艺。
(一)当构建厚度(高度)较大时,为保证混凝土能够振捣密实,就应采用风曾浇注法。分层浇筑厚度与混凝土的稠度及振捣方式有关,一般情况下,如用插入式振捣器进行振捣时分层浇筑厚度以振捣器作用部分长度的1.25倍为宜,如用平板振捣器振捣时,分层浇筑厚度不能超过20cm,薄腹T型梁或箱梁或梁肋,当用侧向着式振捣器时,分层浇筑厚度一般30―40cm为宜。
(二)中小跨径的T型梁一般均采用水平分层浇筑,对于又高又长的梁体如果混凝土供应跟不上水平分层浇筑的进度时可采用斜层浇筑方法,可由梁一端浇向另一端。
(三)空心板梁,一般先浇筑底板,再立芯模,扎焊顶面钢筋。然后灌注肋板和面板的混凝土,等到混凝土初凝后,即可抽卸芯模。
(四)分层浇筑时,应在前层混凝土开始凝结之前,即将次层混凝土灌注并振捣完毕。上下两层灌筑时间相隔不能超过1小时(气温30度以上时)或1.5小时(气温30度以下)也可以通过试验确定允许的相隔时间。
(五)如果灌筑次层混凝之前,前层混凝土已经凝结,混凝土强度大于1200KPa的要求后,经过结合缝处理才能浇筑次到2500KPa后,再可灌筑次层的混凝土。
(六)新老混凝土结合缝处理应注意以下事项:
应凿除老混凝土表面的水泥浆和较弱层,使接缝面凿毛,用水洗干净;如接缝为应刷一层净水泥浆,如果是水平接缝可在接缝面上铺一层与混凝土相同而水灰比略小的1―2cm厚的水泥砂浆;斜面接缝应将斜面凿毛呈台阶状;重要部位接缝或地震区的构造物,灌筑前应加锚固钢筋;接缝处振捣时振捣器应离开先浇混凝土表面5-10cm。
四、混凝土的浇筑
混凝土的拌合料具有振捣时暂时间流动的特性,振捣时混凝土拌合料中的粗骨料靠自己的 重量向下沉落并互相滑动挤紧,滑料之间的空隙被流动的水泥砂浆所充满而空气则以气泡形式浮到混凝土表面上被排出。这样就混凝土得到密实,大大提高混凝土强度和耐久性,并使混凝土达到内实外光的要求。
(一)振捣方式
混凝土的振捣有人互振捣和机械振捣两种。人工振捣指用铁钎进行振捣,只适用于坍落度大,混凝土数量少或钢筋过密机械振捣不太合适的?些部位的振捣体,大体积的混凝土必须用机械振捣。
混凝土振捣设备种类较多,有插入人式振捣器,附着式振捣器,平板式振捣器,振动台等。
(二)基本要求
混凝土振捣应当注意振捣器选用,对于石料粒径较大混凝土应选用频率较低的,振幅较大的振捣器效率跟好,反之应该选用频率较高而振幅较小的振捣器材为宜。混凝土振捣中,每次振捣时间要很好掌握,振捣时不宜超过长不能过短,两者均不好。一般振捣至混凝土不在不深,无显著汽泡上升,混凝土表面出现薄层水泥浆,表面达到平整为适度。如用附着式振捣器,因其效率差,一般要约两分钟左右即可,当用插入式振捣器因它效果好一般振捣时间15-30秒为宜。用平板式振捣式器,每个位置上停留振捣时间约25-40秒钟为宜。
五、混凝土的养护与拆模
(一)混凝土的养护。混凝土中水泥的水化作用,就是混凝土的凝固,硬化和强度发育的过程;它与周转的环境,有密切的关系。当温度低与5度时,混凝土的硬化速度减慢,而当温度下降至-20度以下时,混凝土硬化基本停止。
自然养护方法。此法是特混凝土终凝后,在构件上覆盖草袋,麻袋,稻草或砂子等,经洒水,以保持构件经常处于湿润状态。自然养护方法的养护时间与水泥品种和否掺用塑化剂有关。一般情况下,用普通硅酸盐水泥的混凝养护时7个昼夜以上为宜:如用矿碴水泥,火山灰水泥或掺用过塑化剂的养护时间14昼夜以下为宜,每天的浇水次数,以能使混凝土保持充分的潮湿为度,在一般气候条件下,当温度高于15度时,前三天内白天每隔1-2小时浇水一次,夜里至小浇水2-4次,在以后的养护期间可酌情适当减少即可,但干燥的气候条件下或大风天气中应适当增加浇水次数。
加热养护法:为了加速模板周转和加快施工进行,可采用加热养护发,此法指采用蒸汽法养护混凝土。
(二)混凝土的拆模。混凝土经过养护,强度达到规定要求后,即可拆除模板,拆模应该先拆不承重模板,后拆承重模板为宜。
六、冬季混凝土工作的要点
混凝土工作在昼夜平均气温低于5度,或最低气温低于―30度的气候条件下进行时,必须得采取一定的冬季施工技术措施。
在保证混凝土必要的和易性的同时,尽量减少用水量,水灰比应较小,这样可以促进混凝土的凝固,可发防止混凝土的早期冻结。
应增加版和时间,一般比正常情况增加50―100%使水泥的水化作用加快并使水泥的发热量增加,以加速混凝土凝固。
适当采用活性较大,发热量较高的快硬性水泥或高标号水泥伴制混凝土。
将拌合水堪至将骨料加热,提混凝土初始温度,使混凝土在养护措施开始之前不致冰冻。
适当掺用早强剂,加速混凝土强度的发展,并降低混凝土内水溶液的冰点,防止混凝土早期冻结。
用蒸汽法,暖棚法,蓄热法和电热法等进行养护,提高混凝土养护温度。以上各种措施,各有其优点和缺点,采用时可根据施工温度和预制场的具体条件选定合适的方法。
参考文献:
中图分类号:TU71 文献标识码:A 文章编号:
前言
绞吸式挖泥船为空气动力疏浚机械,前端有通过耳轴与船体相连可自由俯仰的桥梁,桥梁前端安装绞刀,绞刀内部的水下泵机通过桥梁中管路与机舱内的舱内泵机连接。当泵机内部叶片高速旋转时,管路内产生的真空压力将被绞刀旋转带起的泥浆吸入,再通过与船体连接的排泥管路运至陆地吹填区。不同的土质,工况,以及水文,气象等自然条件都对工程施工产生重要影响,但从疏浚技术角度来看,所需疏浚的土的特性在很大程度上决定了施工的难易程度。砂土类土质按粒径的大小可分为砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂五类,按工程特性分为松散、中密、密实3级。本文主要就绞刀功率大于1000KW的绞吸式挖泥船在长排距(大于6500m)挖吹砂土类土质(主要为中粗砂)工程时,施工管理中出现的一些技术难点和解决措施进行分析和探讨。
绞吸船机械结构如图:
一、工程概况
龙口市某人工岛围填海工程是一项造型新颖、构思独特、设计观念先进,“开发与保护并重”、“生态安全优先”、“陆海统筹发展”的离岸式人工群岛。该项目位于渤海龙口湾南部海域,是目前国内在建的最大海上人工岛群,规划用地总面积44.29平方公里,其中填海面积35.23平方公里。根据当地的地质勘探和钻孔资料,该工程主要土质层从上到下依次为淤泥质粉质粘土、粉质粘土、中粗砂和砾石。从《疏浚与吹填工程设计规范》JTS 181-5-2012的疏浚岩土可挖性表和管道输送适宜性表中,我们可以看到砂土类土质尤其是密实的中粗砂相对于绞吸式挖泥船(绞刀功率大于1000kw)的可挖性和管道输送性比较困难,并且对挖泥船本身的部件及排泥管线的磨损也是非常大。
疏浚岩土可挖性和管道输送适宜性
二、船舶施工管理
1. 绞吸式挖泥船施工工艺
绞吸船通常采用纵向横挖施工工艺。船舶施工时,采用DGPS即差分全球定位系统进行精确定位后,船体后端的钢桩深插入海底泥中,桥梁以此为轴左右往复摆动,配合绞刀自身旋转进行切泥。绞吸船于取土区挖泥时,主要借助泥泵输送力通过排泥管线将疏浚土输送至吹填区,再经不同陆地管口使疏浚土尽量均匀平整地分布在吹填区内。
当绞吸式挖泥船在过长排距下挖吹中粗砂土质时,值得关注的技术难点就是必须采取措施防止管路内泥沙的沉积现象。当管道内的泥浆流速低于临界流速时,管路堵塞的危险性很大,防止泵送中粗砂土质泥泵装置在低于临界状态下工作的办法可以稍微抬起吸入管、或降低横移速度,允许清水或低浓度混合物进入,以冲刷管路和稀释混合物使泥泵工作点转移到刚好超过临界流速的工作范围。
在工程开始阶段,一定要进行试挖,仔细观察柴油发动机、泥泵、绞刀系统、横移装置、挖深、流速以及浓度在仪表中的显示数据。如果仪表盘中显示管路内压力逐渐升高表明泥管中泥浆浓度增加,随之管内阻力增大,流速开始下降。如果流速下降太快,应及时采用减小泥浆浓度,泵一段时间的清水的方法加以调整,当排泥管口喷出的泥浆流量明显减少时,吹填区的人员应立即通过高频报告船舶驾驶人员。我公司船舶采用先挖上层淤泥,在绞刀回摆时下放绞刀深度挖下层的中粗砂,这样管路内就会形成淤泥推动中粗砂,大大减小了管路堵塞的风险。
另外,随着排距不断增加,产量会比较明显的逐渐下降。这样就必须增加泥泵,我公司绞吸船采用的是2台舱内泵和1台水下泵串联的方式。三泵装置优点是可以增加泥泵出口压力,流速加大,实现长排距下的正常施工。缺点也是比较明显会急剧增加柴油的消耗,同时对绞吸船本身的泥泵系统和船体管线、叶轮等硬件设施造成比较大的损伤。
2.绞刀管理
绞刀是使土破碎的工具。切削密实的中粗砂土质时,宜选择大直径不易糊绞刀可更换绞刀齿的挖泥绞刀。刀齿通常采用凿型刀齿与尖齿相结合。尖齿的切削力集中在齿端,可以产生巨大的切削力。在施工作业时,由于摩擦厉害,造成磨损加剧,随着切削刃口形状的改变,切削阻力增大,这样又使功率消耗加大,切削力减小,随之而来的是船舶生产率降低,所以应每隔10-12小时,将绞刀抬升出水面检查绞刀齿,对磨损严重的绞刀齿进行更换。
在进行分层作业时,厚度应根据土质和挖泥船绞刀的性能确定,宜取绞刀直径的0.5-2.5倍。对中粗砂土质应取较低值,分层厚度较薄。当在向右横移容易产生“滚刀”现象时,要适当降低绞刀转速、横移速度,减少前移距。
三、排泥管管线管理
绞吸船吹挖中粗砂这种土质时,管线布设、管线磨损是此种工程施工过程中的又一难点,对管线路由的选取,要仔细观察施工现场的地形进行合理规划并且对管线厚度的监测必须十分重视。
1.排泥管管线布设:在绞吸挖泥船施工的疏浚与吹填工程中,管线的架设会影响到船舶时间利用率、生产率等船舶生产效率,直接关系到工程的施工进度。排泥管线一般由水上管、水下管、陆地管、过路管及泥塘管组成。水上排泥管多采用自浮管,长度一般在600m-700m左右,材质均为橡胶。水下管线主要采用4+1形式,即2节12米钢管与1节胶皮套,这种连接方式主要是为应对水下地形变化,防止管线在下沉后出现打死弯。水下管与水上管连接处需采用1节钢管+1节半浮管+1节零浮力管形式,水下管与陆地管连接处视情况多采用2+1形式或1+1形式,即1节12米钢管与1节胶皮套连接或者1根6米钢管与1节胶皮套连接。 陆地管线多采用硬性连接,即钢管直接连接的形式,但根据管线路由的走向和地形变化可在需要转向的地方连接小于六十度的弯头和胶皮套。管线路由应尽量减少爬坡,会容易堆积导致堵管现象发生。另外,在管线穿越公路或者其他障碍物需要下埋时,一般使用厚度为20mm的管线铺设,减少后期施工不必要的时间损耗。
2.排泥管管线测厚:在长排距疏挖中粗砂这种土质时,由于中粗砂颗粒直径、硬度比较大形状不规则多为尖角,容易造成对钢质管线底部的磨损,发生管线爆管。为及时避免此种现象,保证船舶生产率和工程进度,根据生产情况,必须定期安排管线测厚。经过滚动的测厚,以及对管线测厚数据结合船舶生产参数的分析,基本确定中粗砂土质下管线平均磨损率为2.5mm/百万立方左右(流速在5.5--6m/s之间,泥浆浓度控制在1.2-1.3t/m³时),当管线厚度在6mm以下时就必须对管线进行翻面处理,从而提高管线的使用效率。
3.管线测厚方法:测厚仪器一般选用超声波测厚仪(声速设置在5900m/s)。首先,根据管线长度选取前中后三段对管线分别测厚,测厚点分布在管壁的“上下左右”四点。其次,对测点进行标记(可选用焊接钢丝或者涂抹油漆),其中标记点分布在“上”和“左右”三点即可,对磨损比较大的部位如船体管、船尾管、水上管、水陆连接处、爬坡处等做特别记号。再次,对测厚记录进行归档,编写测厚报告,对三段管线厚度数值进行平均计算得出整体管线厚度。最后,根据测厚结果进行分析预测。
参考文献:
园林围墙园林围墙有两种类型,一是作为园林周边、生活区的分隔围墙;一是园内划分空间、组织景色、安排导游而布置的围墙。这种情况在中国传统园林中是经常见到的。随着社会的进步,人民物质文化水平提高,破墙透绿的例子比比皆是。这说明对围墙的要求正在起变化,设计园林围墙时要尽量做到:
1、能不设围墙的地方,尽量不设,让人接近自然,爱护绿化。
2、能利用空间的办法,自然的材料达到隔离的目的,尽量利用。高差的地面、水体的两侧、绿篱树丛,都可以达到隔而不分的目的。
3、要设置围墙的地方,能低尽量低,能透尽量透,只有少量须掩饰隐,才用封闭的围墙。
4、使用围墙处于绿地之中,成为园景的一部分,减少与人的接触机会,由围墙向景墙转化。善于把空间的分隔与景色的渗透联系统一起来,有而似无,有而生情,才是高超的设计。围墙的构造有竹木、砖、混凝土、金属材料几种。
5、竹木围墙:竹篱笆是过去最常见的围墙,现已难得用。有人设想过种一排竹子而加以编织,成为活的围墙(篱),则是最符合生态学要求的墙垣了。
6、砖墙:墙柱间距3-4米,中开各式漏花窗,是节约又易施工、管养的办法。缺点是较为闭塞。
7、混凝土围墙:一是以预制花格砖砌墙,花型富有变化但易爬越;二是混凝土预制成片状,可透绿也易管、养。混凝土墙的优点是一劳永逸,缺点是不够通透。
8、金属围墙:
1)以型钢为材,断面有几种,表面光洁,性韧易弯不易折断,缺点是每2-3年要油漆一次。
2)以铸铁为材,可做各种花型,优点是不易锈蚀又价不高,缺点是性脆又光滑度不够。订货要注意所含成分不同。
3)锻铁、铸铝材料。质优而价高,局部花饰中或室内使用。
4)各种金属网材,如镀锌、镀塑铅丝网、铝板网、不锈钢网等。现在往往把几种材料结合起来,取其长而补其短。混凝土往往用作墙柱、勒脚墙。取型钢为透空部分框架,用铸铁为花饰构件。局部、细微处用锻铁、铸铝。围墙是长型构造物。长度方向要按要求设置伸缩缝,按转折和门位布置柱位,调整因地面标高变化的立面;横向则关及围墙的强度,影响用料的大小。利用砖、混凝土围墙的平面凹凸、金属围墙构件的前后交错位置,实际上等于加大围墙横向断面的尺寸,可以免去墙柱,使围墙更自然通透。
二、园亭
这里的园亭,是指园林绿地中精致细巧的小型建筑物。可分为两类,一是供人休憩观赏的亭,另是具有实用功能的票亭、售货亭等。
明《园冶》中说“亭者,停也。所以停憩游行也。”说明园亭是供人歇息休憩的地方,这是本文要叙述的对象。
园亭的位置选择
建亭地位,要从两方面考虑,一是由内向外好看,二是由外向内也好看。园亭要建在风景好的地方,使入内歇足休息的人有景可赏留得住人,同时更要考虑建亭后成为一处园林美景,园亭在这里往往可以起到画龙点睛的作用。《园冶》中有一段精彩的描述:花间隐榭,水际安亭,斯园林而得致者。惟榭只隐花间,亭胡拘水际,通泉竹里,按景山颠,或翠筠茂密之阿;苍松蟠郁之麓;或借濠濮之上,入想观鱼;倘支沧浪之中,非歌濯足。亭安有式,基立无凭。
园亭的设计构思
园亭虽小巧却必须深思才能出类拔萃。
首先是选择所设计的园亭,是传统或是现代?是中式或是西洋?是自然野趣或是奢华富贵?这些款式的不同是不难理解的。
其次,是同种款式中,平面、立面、装修的大小、形样、繁简也有很大的不同,须要斟酌。例如同样是植物园内的中国古典园亭,牡丹园和槭树园不同。牡丹亭必须重檐起翘,大红柱子;槭树亭白墙灰瓦足矣。这是因他们所在的环境气质不同而异。同样是欧式古典园顶亭,高尔夫球场和私宅庭园的大小有很大不同,这是因他们所在环境的开阔郁闭不同而异。同是自然野趣,水际竹筏嬉鱼和树上杈窝观鸟不同,这是因环境的功能要求不同而异。
再次,所有的形式、功能、建材是在演变进步之中的,常常是相互交叉的,必须着重于创造。例如,在中国古典园亭的梁架上,以卡普隆阳光板作顶代替传统的瓦,古中有今,洋为我用,可以取得很好的效果。以四片实墙,边框采用中国古典园亭的外轮廓,组成虚拟的亭,也是一种创造。用悬索、布幕、玻璃、阳光板等,层出不穷。只有深入考虑这些关节,才能标新立异,不落俗套。这决非是套用一只敷衍了事所能比拟的。
园亭的平立面
园亭体量小,平面严谨。自点状伞亭起,三角、正方、长方、六角、八角以至圆形、海棠形、扇形,由简单而复杂,基本上都是规则几何形体,或再加以组合变形。根据这个道理,可构思其他形状,也可以和其他园林建筑如花架、长廊、水榭组合成一组建筑。
园亭的平面组成比较单纯,除柱子、坐凳(椅)、栏干,有时也有一段墙体、桌、碑、井、镜、匾等。
园亭的平面布置,一种是一个出入口,终点式的;还有一种是两个出入口,穿过式的。视亭大小而采用。
园亭的立面,因款式的不同有很大的差异。但有一点是共同的,就是内外空间相互渗透,立面显得开畅通透。个别有四面装门窗的,如苏州拙政园的塔影亭,这说明其功能已逐渐向实用方面转化。
园亭的立面,可以分成几种类型。这是决定园亭风格款式的主要因素。如:中国古典、西洋古典传统式样。这种类型都有程式可依,困难的是施工十分繁复。中国传统园亭柱子有木和石两种,用真材或砼仿制;但屋盖变化多,如以砼代木,则所费工、料均不合算,效果也不甚理想。西洋传统型式,现在市面有各种规格的玻璃钢、GRC柱式、檐口,可在结构外套用。
平顶、斜坡、曲线各种新式样。要注意园亭平面和组成均甚简洁,观赏功能又强,因此屋面变化无妨要多一些。如做成折板、弧形、波浪形,或者用新型建材、瓦、板材;或者强调某一部分构件和装修,来丰富园亭外立面。
仿自然、野趣的式样。目前用得多的是竹、松木、棕榈等植物外型或木结构,、真实石材或仿石结构,用茅草作顶也特别有表现力。
帐幕等新式样,以其自然柔和的曲线,应用日渐增多。
三、园路
这里所说的园路,是指绿地中的道路、广场等各种铺装地坪。它是园林不可缺少的构成要素,是园林的骨架、网络。园路的规划布置,往往反映不同的园林面貌和风格。例如,我国苏州古典园林,讲究峰回路转,曲折迂回而西欧古典园林凡尔赛宫,讲究平面几何形状。下面是笔者在设计公园、人工森林所考虑的几方面问题,供读者参考讨论。
园路的功能
园路和多数城市道路不同之处,在于除了组织交通、运输;还有其景观上要求:组织游览线路;提供休憩地面,园路、广场的铺装、线型、色彩等本身也是园林景观一部分。总之,园路引导游人到景区,沿路组织游人休憩观景,园路本身也成为观赏对象。
回想杭州胡绪渭先生在讲解花港观鱼牡丹园时,对梅影坡的分析论述是极有启发意义的;对着梅桩,铺砌其倒影的地面。此情此景,让人浮相联翩,流连忘返。
园路的类型和尺度
一般绿地的园路分为几种:
主要道路。联系全园,必须考虑通行、生产、救护、消防、游览车辆。宽7~8米。
次要道路。沟通各景点、建筑,通轻型车辆及人力车。宽3~4米。
林荫道、滨江道和各种广场。
休闲小径、健康步道。双人行走1.2~1.5米,单人0.6一l米。健康步道是近年来最为流行的足底按摩健身方式。通过行走卵石路上按摩足底穴位达到健身目的,但又不失为园林一景。
这里要强调的有三点:
一是,园路的铺装宽度和园路的空间尺度,是有联系但又不同的两个概念。旧城区道路狭窄,街道绿地不多,因此路面有多宽,它的空间也有多大。而园路是绿地中的一部分,它的空间尺寸既包含有路面的铺装宽度,也有四周地形地貌的影响。不能以铺装宽度代替空间尺度要求。
一般园林绿地通车频率并不高,人流也分散,不必为追求景观的气魄、雄伟而随意扩大路面铺砌范围,减少绿地面积,增加工程投资。倒是应该注意园路两侧空间的变化,疏密相间,留有透视线,并有适当缓冲草地,以开阔视野,并借以解决节假日、集会人流的集散问题。园林中最有气魄、最雄伟的是绿色植物景观,而不应该是人工构筑物。
二是,园路和广场的尺度、分布密度应该是人流密度客观、合理的反映。上述的路宽,是一般情况下的参考值。“路是走出来的”,从另一方面说明,人多的地方,如游乐场、入口大门等,尺度和密度应该是大一些;休闲散步区域,相反要小一些,达不到这个要求,绿地就极易损坏。60~70年代上海市中心的人民公园草地,被喻为金子铺出来的,就是这个原因。现在很多规划设计,反过来夸大第五立面、铺砌地坪的作用,增加建设投资,也导致终日暴晒,行人屈指可数,于生态不利,不能不说是一种弊病。当然,这也和园林绿地的性质、风格、地位有关系。例如,动物园比一般休息公园园路的尺度、密度要大一些;市区比郊区公园大一些;中国古典园林由于建筑密集,铺装地往往也大一些。建筑物和设备的铺装地面,是导游路线的一部分,但它不是园路,是园路的延伸和补充。
三是,在大型新建绿地,如郊区人工森林公园,因为规模宏大,几千亩至万亩,要分清轻重缓急,逐步建设园路。建园伊始,只要道路能达到生产、运输的要求,例如,每200~500米,其密度就可以了。随着园林面貌的逐步形成,再建设其他园路和小径、设施,以节约投资。初期建设也以只建园路路基最为合理有利,如南汇的滨海人工森林公园。
园路的线型
(1)规划中的园路,有自由、曲线的方式,也有规则、直线的方式,形成两种不同的园林风格。当然采用一种方式为主的同时,也可以用另一种方式补充。仔细观察,上海杨浦公园整体是自然式的,而入口一段是规则式的;复兴公园则相反,雁荡路、毛毡大花坛是规则式,而后面的山石瀑布是自然式的。这样相互补充也无不当。不管采取什么式样,园路忌讳断头路、回头路。除非有一个明显的终点景观和建筑。
(2)园路并不是对着中轴,两边平行一成不变的,园路可以是不对称的。最典型例子是浦东世纪大道:100米的路幅,中心线向南移了10米,北侧人行道宽44米,种了6排行道树。南侧人行道宽24米,种了两排行道树;人行道的宽度加起来是车行道的两倍多。
(3)园路也可以根据功能需要采用变断面的型式。如转折处不同宽狭;坐凳、椅处外延边界;路旁的过路亭;还有园路和小广场相结合等等。这样宽狭不一,曲直相济,反倒使园路多变,生动起来,做到一条路上休闲、停留和人行、运动相结合,各得其所。
(4)园路的转弯曲折。这在天然条件好的园林用地并不成问题:因地形地貌而迂回曲折,十分自然,不在话下。而上海一般就不是这样。为了延长游览路线,增加游览趣味,提高绿地的利用率,园路往往设计成婉蜒起伏状态,但是上海园林用地的变化不大,往往一马平川而根据不足。这时就必须人为地创造一些条件来配合园路的转折和起伏。例如,在转折处布置一些山石、树木,或者地势升降,做到曲之有理,路在绿地中;而不是三步一弯、五步一曲,为曲而曲,脱离绿地而存在。陈从周说:“园林中曲与直是相对的,要曲中寓直,灵活应用,曲直自如。”以明?计成的话要做到:“虽由人作,宛如天开。”
(5)园路的交叉要注意几点:
避免多路交叉。这样路况复杂,导向不明。
尽量靠近正交。锐角过小,车辆不易转弯,人行要穿绿地。
做到主次分明。在宽度、铺装、走向上应有明显区别。
要有景色和特点。尤其三叉路口,可形成对景,让人记忆犹新而不忘。
(6)园路在山坡时,坡度≥6,要顺着等高线作盘山路状,考虑自行车时坡度≤8,汽车≤15;如果考虑人力三轮车,坡度还小,为≤3.人行坡度≥10%时,要考虑设计台阶。园路和等高线斜交,来回曲折,增加观赏点和观赏面,未尝不是好事。
(7)安排好残废人所到范围和用路。
园路的铺装
建议采块料-砂、石、木、预制品等面层,砂土基层即属该类型园路。这是上可透气,下可渗水的园林——生态——环保道路。之所以如此建议,是基于下面几点考虑:
(1)符合绿地生态要求。可透气渗水,极有利于树木的生长,同时减少沟渠外排水量,增加地下水补充。
(2)与园林景观相协调。自然、野趣,少留人工痕迹。尤其是郊区人工森林这种类型绿地,粗犷一些并无不当。
(3)新建园林,尤其上海园林,往往因地形变更,土方工程使部分、甚至大部分园路、广场处于新填土之上。
(4)园林绿地建设是一个长期过程,要不断补充完善。这种路面铺装适于分期建设,甚至临时放个过路沟管,抬高局部路面,也极容易不必如刚性路面那样开肠剖肚。
(5)园林绿地除建设期间外,园路车流频率不高,重型车也不多。
(6)是我国园林传统做法的继承和延伸。
块料路面的铺砌要注意几点:
广场内同一空间,园路同一走向,用一种式样的铺装较好。这样几个不同地方不同的铺砌,组成全园,达到统一中求变化的目的。实际上,这是以园路的铺装来表达园路的不同性质、用途和区域。
一种类型铺装内,可用不同大小、材质和拼装方式的块料来组成,关键是用什么铺装在什么地方。例如,主要干道、交通性强的地方,要牢固、平坦、防滑、耐磨,线条简洁大方,便于施工和管理。如用同一种石料,变化大小或拼砌方法。小径、小空间、休闲林荫道,可丰富多采一些,如我国古典园林。要深入研究园路所在其他园林要素的特征,以创造富于特色、脍炙人口的铺装来。例如,杭州的竹径通幽,苏州五峰仙馆与鹤所间的仙鹤图与环境融洽一体,诗情画意,跃然纸上。明?计成在《园冶》中对此早有论述惟所堂广厦中,铺一慨磨砖,如路径盘蹊,长砌多般乱石,中庭式宜叠胜,近砌亦可回文,八角嵌方选鹅子铺成蜀锦。
块料的大小、形状,除了要与环境、空间相协调,还要适于自由曲折的线型铺砌,这是施工简易的关键;表面粗细适度,粗要可行儿童车,走高跟鞋,细不致雨天滑倒跌伤、块料尺寸模数,要与路面宽度相协调;使用不同材质块料拼砌,色彩、质感、形状等,对比要强烈。
块料路面的边缘,要加固。损坏往往从这里开始。
侧石问题。园路是否放侧石,各有己见。笔者认为要依实而议定:
①看使用清扫机械是否需要有靠边;
②所使用砌块拼砌后,边缘是否整齐;
③侧石是否可起到加固园路边缘的目的;
④最重要的,是园路两侧绿地是否高出路面,在绿化尚未成型时,须以侧石防止水土冲刷。
建议多采用自然材质块料。接近自然,朴实无华,价廉物美,经久耐用。甚至于旧料、废料略经加工也可利用为宝。日本有种路面是散铺粗砂,我们过去也有煤屑路面;碎大理石花岗岩板也广为使用,石屑更是常用填料。如今拆房的旧砖瓦,何尝不是传统园路的好材料。按虹桥花园使用情况,厚150毫米以上块石路面(通车),包含至铺砌完成,价150元/平方米以内,弹街石价100元/平方米以内(以上未包含前期已施工碎石垫层)足比使用砼路而便宜。
园路与种植
(1)与园路、广场有关的绿化形式有:
中心绿岛、回车岛等;行道树;花钵、花树坛、树阵;两侧绿化。
(2)最好的绿化效果,应该是林荫夹道。郊区大面积绿化,行道树可和两旁绿化种植结合在一起,自由进出,不按间距灵活种植,实现路在林中走的意境。这不妨称之为夹景;一定距离在局部稍作浓密布置,形成阻隔,是障景。障点使人有山重水复疑无路,栖口暗花明又一村的意境。城市绿地则要多几种绿化形式,才能减少人为的破坏。在车行园路,绿化的布置要符合行车视距、转弯半径等要求。特别是不要沿路边种植浓密树丛,以防人穿行时刹车不及。
(3)要考虑把绿引伸到园路、广场的可能,相互交叉渗透,最为理想:
使用点状路面,如旱汀步、间隔铺砌;使用空心砌块,目前使用最多是植草砖。波兰有种空心砖,可使绿地占铺砌面2/3以上。
在园路、广场中嵌入花钵、花树坛、树阵。
(4)园路和绿地的高低关系。
设计好的园路,常是浅埋于绿地之内,隐藏于绿丛之中的。尤其是山麓边坡外,园路一经暴露便会留下道道横行痕迹,极不美观,因此设计者往往要求路比绿低,但不一定是比土低。由此带来的是汇水问题,这时园路单边式两侧,距路l米左右,要安排很浅的明沟,降雨时汇水泻入的雨水口,天晴时乃是草地的一种起伏变化。
(5)城市道路的绿化,与道路的性质相关有很大不同,如高速公路、高架路、景观大道、步行街等,这是另一个题目的文章了。
四、园林水体
园林水体的用途园林水体的用途非常广泛,笔者粗略归纳为以下十个方面:
1.园林水体景观。如喷泉、瀑布、池塘等等,都以水体为题材,水成了园林的重要构成要素,也引发无穷尽的诗情画意。冰灯、冰雕也是水在非常温状况下的一种观赏形式。
2.改善环境,调节气候,控制噪音。矿泉水具有医疗作用,负离子具有清洁作用,都不可忽视。
3提供生活用水。生活用水中最值得回味的是品茗饮茶,开门七件事,最后一件就是茶。由茶而引发茶圣陆羽在《茶经》中对水的评价:山水上,江水中,井水下.
4.提供生产用水。生产用水范围很广泛,其中最主要是植物灌溉用水,其次是水产养殖用水,如养鱼、蚌等。这两项内容同园林面貌和生产、经营是息息相关的。
5.提供体育娱乐活动场所。如游泳、划船、溜冰、船模等。如现在休闲的热点,如冲浪、漂流、水上乐园等。
6.提供观赏性水生动物和植物的生长条件,为生物多样性创造必须的环境。如各种水生植物荷、莲、芦苇等的种植和天鹅、鸳鸯、锦鲤鱼等的饲养。
7.交通运输。较大型水面,可作为陆上运输的补充,如游艇、交通船等。
8.汇集、排泄天然雨水。此项功能,在认真设计的园林中,会节省不少地下管线的投资,为植物生长创造良好的立地条件。相反,污水倒灌、淹苗,又会造成意想不到的损失。
9.防护、隔离。如护城河、隔离河,以水面作为空间隔离,是最自然、最节约的办法。引伸来说,水面创造了园林迂回曲折的线路。隔岸相视,可望不可及也。
10.防灾用水。救火、抗旱都离不开水。城市园林水体,可作为救火备用水,郊区园林水体、沟渠,是抗旱天然管网。以上内容并不是面面俱到,每处园林水体,有其主要功能一二,其中最主要和最普遍的,是园林景观的作用。以下分别就水体景观的形成、工程设计、水质及水量的要求、景观设计等四个方面进行论述。
园林水体景观的形成
(1)水在常温下是一种液体。本身并无固定的形状,其观赏的效果决定于:盛水物体的形状、水质、周围的环境。水的各种形状、水姿,都和盛器相关。盛器设计好了,所要达到的水姿就出来了。当然这也和水本身的质地有关。一般来说。水要求是透明、无色、无味的,各种水体用途不同,对水质要求也不尽相同。但是污染的水就不是这样,它是景观的反面。个别的时候,也有人为了观赏需要。把水染色的,又当别论。水体周围环境的风、温度、光线等自然因素,也会影响水体观赏效果。例如刮了大风。波涛汹涌,哪来欣赏水面倒影?温度下降,水结成冰,波光潋滟的湖面,变成光滑耀眼的冰场,观赏的趣味,使用的方向就聚然不同。光线对水体观赏效果更为明显,每一个人都知道白天和夜晚如何去欣赏水景。请读者注意。为了达到效果,往往要在水体中补充人工照明。而这时的观赏效果往往是优于白天的最佳景观。
(2)园林水体赖以依靠的盛器,有两种主要的分别:自然状态下的水体。如自然界的湖泊、池塘、溪流等,其边坡、底面均是天然形成。人工状态下的水体。如喷水池、游泳池等,其侧面、底面均是人工构筑物。虽然大多数人都很容易区别不同的水体,叫得出这种水体得名称,观鱼池、第一泉、彩色音乐喷泉……,但这是
Abstract:Bored piles buried deep, to get into the rock, stiffness, high bearing capacity, pile deformation is small, can be easily carried out underwater construction, etc., has been widely applied to construction projects. This article by describing the the DRILLING summarized quality control, made little contribution in order to ensure the quality of construction of bored piles.
Key words: bored piles; construction technology; quality control points
中图分类号:U443.15+4 文献标识码: A文章编号:2095-2104(2012)
引言
随着我国工程建设事业的蓬勃发展,桩基已成为工程中重要的基础形式,在所有桩基类型中,灌注桩应用最为普遍,其中尤以钻孔灌注桩为主。钻孔灌注桩具有低噪音、小震动、无挤土,对周围环境及邻近建筑影响小,能穿越各种复杂地层和形成较大的单桩承载力,适应各种地质条件和不同规模建筑物等优点。这种施工方法,可以变水下作业为水上施工,从而大大简化施工,缩短工期,降低工程造价,而且所需设备简单,操作方便。但是,如果施工中的任何一个环节出现问题,都将直接影响整个工程的质量和进度,甚至给投资者造成巨大经济损失和不良社会影响。因此,桩基如何施工是决定基础工程质量的关键阶段,要提高桩基工程的质量,就必须狠抓施工阶段的质量控制。研究桩基施工过程中的质量控制方法和要点,作到事前预防为主、事后处理为辅,具有实际的意义。
一、钻孔灌注桩的特点
钻孔灌注桩与其它桩型相比较有如下技术特点:
(1)钻孔灌注桩属于非挤土桩,施工过程中产生的噪声低、振动轻,没有地面隆起或侧移,也没有浓烟排放,因而对环境影响小,对周围建筑物及地下管线危害很小,是城区建筑的常用类型。
(2)可根据土层分布情况灵活选取桩长,容易适应持力层面高低不平的变化。
(3)可根据建筑物的荷载分布与土层情况采用不同桩径,对于承受横向荷载的桩可设计成有利于提高承载力的异形桩,还可设计成变截面桩,即在受弯矩较大的上部采用较大的截面。
(4)可穿过各种软、硬夹层,将桩端置于坚实土层或嵌入基岩,还可扩大桩底以充分发挥桩身强度和持力层承载力。
(5)单桩承载力高,视地质条件、桩身尺寸、混凝土强度等级不同,一般可达数千至数万千牛,因此可设计成一柱一桩,无需桩顶承台,简化了基础结构。
(6)桩身刚度大,既能承受较大的竖向荷载外,也能承受较大的横向荷载,增强建筑物的抗震能力,并能有效地充当坡地抗滑桩、堤岸支护桩以及地铁和建筑物基坑开挖的支护桩,还可在基坑开挖后继续作为地下室的承重墙等永久性结构使用。
(7)钻孔灌注桩通常布桩间距大,群桩效应小,设计中无需为此进行繁琐的计算,对桩的沉降估算也比较简便。
(8)桩身配筋可根据荷载大小与性质及荷载沿深度的传递特征以及土层的变化配,省去预制桩制作、运输、起吊、打入等工序,其配筋率远低于预制桩,造价低。
(9)施工设备比较简单、轻便。
(10)工程技术人员可用桩孔排出的土,对桩所穿越土层的性质进行鉴别验证。
二、钻孔灌注桩施工
1、钻孔灌注桩施工准备工作
为使钻孔灌注桩施工能顺利进行,必须做好施工前的准备工作。
(1)钻孔灌注桩施工应具备下列资料:①建筑物场地工程地质材料和必要的水文地质资料;②桩基工程施工图及图纸会审纪要;③建筑场地和邻近区域内的地下管线)、地下构筑物危、房精、密仪器车间等的调查资料;④主要施工机械及其配套设备的技术性能资料;⑤基础工程的施工组织设计或施工方案;⑥水泥、砂、石、钢筋等原材料及其制品的质检报告;⑦相关荷载、施工工艺的试验参考资料。
(2)施工组织设计应结合工程特点,有针对性地制定相应质量管理措施,主要包括下列容:①施工平面图应标明桩位、编号、施工顺序、水电线路和临时设施的位置;采用泥浆护壁成孔时,应标明泥浆制备设施及其循环系统:②确定成孔机械、配套设备以及合理施工工艺的有关资料,泥浆护壁灌注桩必须有泥浆处理措施;③施工作业计划和劳动力组织计划;④机械设备、备件、工具、材料供应计划;⑤桩基施工时,对安全、劳动保护、防火、防雨、防台风、爆破作业、文物和环境保护等方面应按有关规定执行;⑥保证工程质量、安全生产和季节性施工的技术措施。
(3)成桩机械必须经鉴定合格,不合格机械不得使用。
(4)施工前应组织图纸会审,会审纪要连同施工图等作为施工依据并列入工程档案。
(5)桩基施工用的临时设施,如供水、供电、道路、排水、临设房屋等,必须在开工前准备就绪,施工场地应进行平整处理,以保证施工机械正常作业。
(6)基桩轴线的控制点和水准基点应设在不受施工影响的地方。开工前,经复核后应妥善保护,施工中应经常复测。
2、钻孔灌注桩施工工艺
钻孔灌注桩施工工艺主要有反循环钻孔施工工艺、正循环钻孔施工工艺、螺旋钻孔施工工艺、旋挖钻孔施工工艺等。下面从工艺特点和操作要点两个方面来介绍这四种钻孔灌注桩施工工艺。
(1)反循环钻孔施工工艺
通过泵吸、射流抽吸、充气送入压缩空气,使钻杆内腔形成负压或充气液柱产生压差,使经过钻杆与孔壁间的环状空间流向孔底的泥浆,携带钻头切削下来的钻屑,由钻杆内腔高速返回地面泥浆池。由于泥浆上返速度快,排渣能力强,对孔壁的冲刷作用小,在孔壁上形成的泥皮相对较薄,成孔质量好。
(2)正循环钻孔施工工艺
泥浆经钻杆内腔流向孔底,将钻头切削破碎下来的钻渣岩屑,经钻杆与孔壁的环状空间,携带至地面;设备简单轻便,适应狭小场地作业,操作简易,配套器具少,工程费用较低,但对桩孔直径较大,桩孔深度较深,及容易塌孔的地层,正循环钻孔施工工艺表现出钻进效率低,排渣能力差,孔底沉渣多,孔壁泥皮厚等缺点;对含有卵砾石的地层,正循环钻孔施工工艺不适合。
(3)螺旋钻孔施工工艺
螺旋钻孔施工工艺适用于地下水位以上的填土、粘性土、粉土、砂性土、风化软岩及粒径不大的砾砂层。在地下水位以下及含有较大卵石、块状物的土层,施工困难较多。
(4)旋挖钻孔施工工艺
旋挖钻孔施工工艺具有低噪音、低振动、扭矩大、成孔速度快、无泥浆循环等优点。缺点是在粘性较大的粘土、淤泥土层中施工,回转阻力大,钻进效率低,容易糊钻。该施工工艺适用于填土、硬土、粉土、砂性土、砂卵砾石层、软至中硬基岩等地层,桩孔沉渣少,孔壁泥皮薄,桩侧摩阻力发挥更好。
三、钻孔灌注桩施工质量控制点
在钻孔灌注桩施工中,通过事前对施工过程进行分析,明确其中的关键部位和薄弱环节,确定重点控制对象,将其设置为质量控制点,根据控制对象的不同确定将要采取的预控对策,并在施工过程中严格执行,同时严格按照规范和规程施工,以实现钻孔灌注桩施工质量的主动控制。
1、泥浆的制备
除能自行造浆的土层外,均应制备泥浆。泥浆制备应选用高塑性粘土或膨润土。拌制泥浆应根据施工机械、工艺及穿越土层进行配合比设计。
施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上,在受水位涨落影响时,泥浆面应高出最高水位1.5m以上;在清孔过程中,应不断置换泥浆,直至浇注水下混凝土;浇注混凝土前,孔底500mm以内的泥浆比重应小于1.25;含砂率
2、清孔
抽渣法用抽渣筒掏除孔底沉渣,清孔时应边抽边加水,保持一定的水头高度。抽渣后,用一根水管插到孔底注水,使水流从孔口溢出。在溢水过程中,孔内的泥浆密度逐渐降低,达到所要求的标准后停止。此法适用于冲抓、冲击成孔的各类土质的摩擦桩,抽渣后孔内泥浆相对密度应-1.3。当桩长较大,下钢筋笼时间较长时,应在下完钢筋笼后,再检查沉渣量,如沉渣量超过规范要求,应进行二次清孔,清孔完成后立即灌注水下混凝土。
3、钢筋笼制作
钢筋笼除符合设计要求外,尚应符合一般规定。搬运和吊装时,应防止变形,安放要对准孔位,避免碰撞孔壁,就位后应立即固定安装。钢筋笼主筋的保护层允许偏差如下:水下浇注混凝土桩士20llnn,非水下浇注混凝土桩士10nnn。起吊钢筋笼时,吊点要准确,保证垂直度,避免倾斜,刮擦孔壁,然后对准孔位缓缓下放。
4、水下混凝土的浇注
水下混凝土的配合比应符合下述规定:水下混凝土必须具备良好的和易性,配合比应通过试验确定;坍落度宜为180-220mm;水泥用量不少于360kg/m3;含砂率宜为40%-45%,并宜选用中粗砂;粗骨料的最大粒径应
导管的构造和使用应符合下述规定:导管壁厚不宜小于3mm,直径宜为200-250mm;直径制作偏差不应超过2mm,导管的分节长度视工艺要求确定,底管长度不宜小于4m,接头宜用法兰或双螺纹方扣快速接头。导管提升时,不得挂住钢筋笼,为此可设置防护三角形加劲饭或设置锥形法兰护罩;导管使用前应试拼装、试压,试水压力为0.6-1.0MPa。
使用的隔水栓应有良好的隔水性能,保证顺利排出。开始灌注混凝土时,为使隔水栓能顺利排出,导管底部至孔底的距离宜为300-500mm,桩直径小于600mm时可适当加大导管底部至孔底距离;应有足够的混凝土储备量.使导管一次埋入混凝土面以下0.8m以上;管埋深宜为2-6m,严禁导管提出混凝土面,应有专人测量导管埋深及管内外混凝土面的高差,填写水下混凝土浇注记录;水下混凝土必须连续施工,每根桩的浇注时间按初盘混凝土的初凝时间控制,对浇注过程中的一切故障均应记录备案;控制最后一次灌注量,桩顶不得偏低,应凿除的泛浆高度必须保证暴露的桩顶混凝土达到强度设计值。
结论
施工单位在施工前要了解钻孔灌注桩各种施工工艺特点,熟知相关规范规程要求,施工中,要自始至终抓住质量控制点,则工程质量可以得到保证。要重视常见的质量事故,并且采取相应措施给予预防,则可以在很大程度上减少甚至杜绝质量事故的发生。建立一套事故处理机制,在事故发生的第一时间进行补救,使损失减至最低。
0 引言
灾难性矿井“透水”,来势凶猛,水中夹杂着煤泥及泥沙,会将原有的离心泵损坏而造成矿井淹没,以往救援工作要等到泥沙沉淀后,用大型水泵排水,费工费时。排水后期,接近井底的煤泥沉积处,清水泵无能为力,只能硬拼,最后导致损坏。若损坏的水泵不及时更换,就会造成第二次淹井。再次的增加了救人危险性。因此,一种大流量、高扬程,不怕水淹,能排浓沙煤泥,允许无水空载起动,允许断水空转,能在透水水头到达之前即可提前开泵的大型排沙潜水泵就能成为被困人员成功逃生的最后一线希望。笔者结合多年工作经验及现场安装维护及使用经验,简单分析“矿用立泵”的安装及使用。
1 矿用立泵使用范围
矿井使用矿用立泵排水,不必担心因淹泵而淹井。矿用立泵能够遇水排水、遇沙排沙,不再担心水中的矿渣、煤泥。矿用立泵可以当吊泵或潜水泵使用,露出水面或者潜在水下均可正常工作,环境适应性强。矿用立泵其实是将排沙潜水泵与立式离心泵两种泵结合在一起的水陆两用泵,能够在含沙重量比20%~70%的水质里进行抽水,而且耐磨寿命长,允许无水起动,允许断水空转,可实现自动化排水,安全可靠,维修保养方便。
2 矿用立泵安装、使用及注意事项
本矿的中央水泵房位于井下中央变电所附近,在全矿井最低处,其容积为:主水仓800m3,副水仓500mm3。由于矿井尚处在改扩建之中,新建水仓还没有交付使用,矿井涌水中的煤泥、岩石粉粒经排水沟涌到原有的旧中央水仓,时间一长就会积满水仓。如果不及时清理就不能满足《煤矿安全规程》里第二百八十条规定,主排水的原有三台普通水泵只能把沉淀后比较澄清的清水抽调,水仓的沉淀物根本无法抽取。为了不影响矿井建设进度,为了节省人力,抱着尝试的想法,本矿购置了两台矿用立泵。
安装方案:排水管长度为1300m,采用两台泵立式串联的方法排水。第一台矿用立泵随意立放在原有水仓的泵房地面上,在这台水泵的吸水侧安装了吸水胶管与底阀滤网,并通过一个原有砌筑的狭窄通风道直接放入水仓内。这台矿用立泵的出水侧安装闸阀,经过500m输水管道直接连接到第二台矿用立泵的吸水口法兰盘。第二台矿用立泵的出水口连接200m输水管道直接排至地面污水厂。两台泵还按照规定分别安装了逆止阀、压力表、排气管、除沙管。待安装好之后,进行调试。由于开始未按照规定安装闸阀、压力表、灌引水的串水管,以及底阀滤网安装姿态有误,发生欲速则不达,走了弯路的现象。第三次调试,先把第二台水泵合闸运转。我们步行走到第一台矿用立泵所在的泵房,40分钟后合闸开泵,第一台矿用立泵运转正常,整个双泵串联系统正式投入使用。最终,经过45天的水仓清淤,顺利完成预定任务,保证了矿井水仓应有的有效容量。
通过这次水仓清淤,总结出以下经验:①必须按安装说明书正确安装闸阀、逆止阀、引水水管,要特别注意正确安装除沙管,还要正确使用除沙管用以清除输水管道内沉积的泥沙,以杜绝输水管道被泥沙淤积堵塞事故。②根据现场实际情况,两台矿用立泵拉开距离串联,每台泵都要选择合理的安放地点,合理分配扬程,预先计算与实际检测的误差控制在5%以内。③第二台矿用立泵设在斜井坡道中部,能做到既不阻碍斜井正常运输,又便于维护与管理,同时安全可靠,还要做好无人看管下的自动排水。④第二台矿用立泵有汽蚀风险,应当确保防汽蚀安全阀完好,杜绝供水不足产生汽蚀事故的发生。⑤当班人员接班入井时巡检排水线路,并且预先无水空转起动第二台矿用立泵。交班人员升井时再次巡检线路并随手打开除沙管闸阀,放光输水管道内的积水与泥沙,以便下一班接班时矿用立泵能够无水空转起动,以保证管道安全与节能。
3 使用过后再来细看KL型矿用立泵
细看矿用立泵,它由潜水电动机、空气室、放水管、储水室、储油室、放水小孔及安全阀等组成。空气室实际是电机与泵之间的空腔,水泵轴孔泄漏的水不会像普通潜水泵或普通潜污泵那样会把水泵压力水直接传给机械密封,使机械密封有被压力水顶开漏水的风险,而是通过放水管直接排出体外,电机腔与水泵腔完全分开,且拉开一定的距离,因此潜水使用时寿命较长。又因为主要是在地面上运转,没有深水下的水位高度产生的水压,寿命因此更长。现有离心泵如果都用矿用立泵替换,将给我们这些在生产一线的煤矿员工带来极大的方便,排水事故影响正常生产的现象将会大大减少,这正是我们早已期盼的。
矿用立泵应该是从现场实践中产生的,因为它处处以现有矿井条件为背景,针对传统离心泵已经不适应快速延伸的矿井需求,为搬运方便,用多泵串联的方法使大型泵小型化,满足了我们这样的大中型矿井的特殊需要。扩展开来,矿用立泵在煤矿生产中应用范围会更广泛。其中无需专业人员看守与维护,购置费与操作人工费、运行保养费、维修费、节能电费等使用期间的综合费用的总和均低于其他同类产品,这些正是矿用立泵被看好的原因之一。
4 矿用立泵特点
4.1 水陆两用 矿用立泵允许在岸上安装,同离心泵一样使用,一旦遇到水灾,矿用立泵被淹没后,允许在水下继续工作,因为它有潜水电机,不怕水淹。于是,矿用立泵就有了完全水下、一半水下一半水上、岸上坐立、斜井乘车、空中吊挂等多种多样的安装方式,满足了各种特殊环境需求。平时在岸上使用,矿用立泵的轴封也就脱离了水体,这时轴封使用寿命要比潜水状态还长。由于矿用立泵不用专人守候,也不用填盘根,所以日常运转维护费比普通离心泵还要低。
4.2 全程无过载、允许全程空转 普通水泵是按照清水或低比重的污水设计的电机,抽排泥沙浆功率不明显,而且水中含沙时,泥沙会卡在泵口环间隙处,负载进一步加大。矿用立泵是装入双层机壳水冷却,在体积、重量还是成本不变的情况下提高电机使用寿命。普通水泵是不允许空转的,否则泵会损坏,而矿用立泵允许无水起动,允许空转,不会对电机和泵体造成丝毫损坏,这是其他水泵不具备的功能。
4.3 耐磨寿命长、维护简单 矿用立泵叶轮、泵体、电机端盖、机座等均采用钢板焊接,尤其口环是最容易磨损的零件,口环磨损后,间隙增大,泄露增加,会导致流量下降,为了解决这种现象采用合金钢、硬质合金替代了铸铁、铸钢,使水泵寿命大大增长了,而且安装方便维护简单。
4.4 安全可靠,实现了潜水泵电机的绝对密封 矿用立泵储水电机增加了储水室、安全阀等安全保险措施,在一定程度上杜绝了电机爆炸的引发,其设计充分考虑了固、液流畅的运动情况,所以在输送含沙水、泥浆水或污水时,能够保持良好的性能。
4.5 解决过滤网堵塞问题 沙泵工作时,吸水滤网很容易堵塞,最终形成大沙团,致使排水中断。矿用立泵通过双层大滤网、特殊水力搅拌器、加高压水喷射、增设排水出口闸阀等方法解决了这一问题。
5 矿用立泵在煤矿使用前景展望
经过本矿一年使用标明该泵有以下优点:①该泵流量大、效率高;②不必更换磨坏的盘根,维护方便;③该泵可作为潜水泵直接放入水中进行取渣。④电机电缆在易弯曲折断,电缆与电机接口处装一条金属软管作保护。⑤节省了劳力,充分实现了不必设专人看管。缺点:①泵体比较大,但功率小;②遇到煤泥浓度较高时,需要人工搅拌。
矿用立泵具备明显技术优势,明显提高功效是降低资源浪费的新产品,使用方便,更适合矿山复杂多变的环境,更适合作矿井主导排水设备。
6 结语
由于现在矿井地质复杂,井下水灾害来时凶猛,且带有大量的泥沙,普通泵根本满足不了排水要求,利用矿用立泵进行抽水,不需要二次输送,减少了操作人员工作量,经济效益和社会效益显著。
参考文献:
2适合于高山林立的海涂地区道路工程施工的一种新方法
2.1适合于新方法的有利条件
有山体的海涂地区,虽然是一种最差的天然地基,但是在人工处理时它却有其有利的一面,因山体中的山皮、塘渣、风化岩石及岩石块体等颗粒结构都有较大的摩擦角,山体的高强主要是由这些颗粒之间的摩擦力形成的,然而这些颗粒之间的粘聚力却很小,这些颗粒就相当于混凝土中的碎石和砂等粗骨料。而海涂中所沉积的淤泥软土中则含有很多的细小土壤颗粒和一些胶体物质,这些颗粒之间的土壤摩擦角很小,而它们之间的粘聚力却很大,人和其他动物的脚一旦深陷其中,如果不借助外力就很难拔出,这就相当于混凝土中胶结材料。如果我们能够把上述两种材料合理地混合在一起,就可以形成相对来说更为坚固的混凝土了。实际上无论是水泥混凝土还是沥青混凝土都是由骨料和结合料两部分组成的,这种组合在我国古代的建筑材料中早已有之,在古代人们在缺乏石料的平原地区修筑长城和城墙时经常会使用一种叫“三合土”的建筑材料,这种材料主要是由粘土、石灰、糯米汤三种材料混合而成,筑成的城墙坚固耐用,有些经历了上千年的风雨现在仍然可以继续使用。
2.2新方法的操作步骤
20年前我们在这方面做了一些尝试,首先我们对一定面积内的地形进行了详细的测量和计算,找到了填挖方平衡点,然后将山体部分的“山尖”削掉后分层填到海涂中,在回填的过程中要将大颗粒和特大颗粒岩块填在最下层,中、小颗粒岩块填在中层,极破碎风化岩和表层有机土填在最上层,由海涂四周分段分层向中间回填。在中、下层回填时,将回填过程中挤起来的淤泥用泥浆泵回洒到中下层的表面,使其与较碎的岩块充分混合后填满较大岩块之间的缝隙,经过沉淀和失水固结后使其在岩块与岩块之间形成一个“铰”的作用。回填在最上层的极破碎风化岩和表层有机土也会在风雨的作用下,有一部分会逐渐流入到岩块与岩块之间剩余的空隙,从而将其填满,使整个回填体最终形成一个结构致密的板体。回填体在回填后会有一定的沉降量,这个沉降量会随着回填体的厚度的增大而增大,因此,回填体中间部分的高程应比四周山体部分高出1m左右,以便在沉降稳定期后二者的高程大致趋于平衡。回填体的沉降量一般会随着时间的推移而逐渐减少,最终达到基本稳定,这个时间段一般在3年~5年,在一些地基处理方法中它可能是耗时最长的一个,而它也是最经济最有效的一个。因其所需土石方的运输距离最短,又不需要其他外部的材料,完全是体系内几种材料的混合,不需要复杂的工艺和先进的机械设备,不需要分层施工和养生而拖延很长的工期,填完等到3年~5年后沉降量达到稳定就可以使用了,所以,它在人、材、机和管理费方面都省到了极致了,是最经济的。
2.3新方法的基本原理
这种方法的原理很简单,在我们进行地质调查时,发现无论是河相沉积地层、海相沉积地层还是湖相沉积地层它们都有一个共同的特点那就是土体粒径单一并且地基承载力低,而与之相似的洪相沉积地层的土体结构却与之恰恰相反,它的土体粒径跨度相当大,从几十米上百米的颗粒到几纳米的颗粒都有,而其形成的结构体的强度也是相当大的,由于地震等自然灾害引起山体崩塌从而引起泥石流所形成的堰塞湖的坝体,有的可以历经上千年而不垮塌,而我们人工建造的坝体最多用两百年,这足以体现洪积地层所形成的结构体的结构整体性之好。我们道路工程中所用的泥结碎石面层的结构原理与其结构原理非常相似,我们用了几千年了,到目前在某些边远地区仍然在使用。道路工程中无论是路基材料还是路面材料、也无论是天然级配材料还是人工级配材料,我们都要体现出一个“级配”,而所谓的级配简而言之就是不同粒径的材料混合在一起,如果是单一粒径的材料是无法压实的,也不能形成良好的板体效应,其承载力会很低,弯沉也会很大,很难达到规范的要求。我们的方法只不过是比传统的路基路面填筑方法夸张了一些、粒径跨度大了一些,而比自然的洪积地层则显得略小了一些而已,但是,它们的基本原理是相同的,可以说它是一个仿自然而又基于传统的施工方法理论,并且经过归纳、总结、创新后而创造出来的,适合于特殊地质条件的一种方法。
2.4新方法与传统施工方法之间的区别与联系
这种方法看上去与“抛石挤淤”法有些相似,但是,二者之间有其本质上的区别,“抛石挤淤”法是利用大粒径的石块将路床中的淤泥挤出路床,由后填入的石块来承载道路的荷载,而本方法是由山体所提供的粗骨料与海涂中的软粘土充分混合并经过长时间的固结后,形成一个坚固的共同作用体,由这个共同作用体来承载道路的荷载。这种方法与堆载预压、等载预压、超载预压、负载预压以及预压结合排水固结等方法又有本质上的不同,因为,“预压”法认为软土地基具有较高的可压缩性也就是弹性,通过预压和排水来减少或消除这种可压缩性,使土体充分固结,从而使其承载力达到作为路床的要求,当土体达到要求后,其上部松散的填筑体要运走,并且重新用符合要求的材料分层填筑、分层压实填筑路基和路堤,而这种新方法是用我们后填筑的结构体来作为路基和路堤的,成形后经过简单地平整就可以在其上部铺设路面的基层。新方法与水沉砂砾法又有很多不同之处,水沉砂砾法是因为砂和砾石都属于粗骨料,粒料之间有较大的摩擦角,而基本上没有粘聚力,粒料之间有较大的空隙,用碾压的方法无法将其充分压实,用水在粒料表面形成一层水膜,减少它们之间的摩擦力,使较小的颗粒能够很容易“滑入”较大颗粒之间的缝隙,同时较大颗粒也较容易移动到其合适的位置,这样土体才会密实,才能符合压实度的要求,而新方法所使用的是一种混合材料,首先是较小的颗粒结构填充了较大颗粒结构之间的空隙,而较小的颗粒结构之间的空隙再由更小的颗粒结构来填充,颗粒结构与颗粒结构之间再由软粘土所产生的粘结力粘结起来,这样结构土体中既有较大的摩擦力,又有较大的粘结力,同时又有较大的密实度。可以说新方法与以上三种传统系列方法有几分相似又有几分不同,新方法避开了它们的缺点吸收了它们的优点,避其糟粕吸其精华是它们优点的结晶。
2.5新方法的操作注意事项及缺陷的修补
海相沉积地层是经历亿万年的沉积形成的,由于沉积过程中的环境条件的不同所形成的沉积层的强度也不相同,一般在剖面上呈“三明治”状分布,也就是软硬地层会交互出现,但是,最上面一层由于形成年代较晚和长期受海水的浸泡,往往比较松软甚至形成浮泥,当我们将比重相对较大的石块放下去后,它会一直沉到底下的硬层后才会停下来。在浮泥层较薄的地方还可以,但是,如果在浮泥层很厚的地方则像是把石料投进了无底洞,投下了大量的石料却不见石料露出水面,遇到这样的地质情况就要预先在浮泥层上面铺一层竹排、木排或竹木质脚手片,然后再投放石块,以减少压强并增大浮力、阻止石块无限下沉,尽早形成一个稳定的结构体。在制作竹排、木排、竹木质脚手片及将它们之间相互连接时不能用铁丝等金属材料,而要用竹绳、藤条、木钉等竹木纤维材料,因为,海水、海涂中的含盐量非常高,金属材料会很快被腐蚀掉,而有机纤维则会很持久,在高盐度并厌氧的环境条件下,分解有机物的微生物很难生存,这也是很多海洋生物的残体沉入海底,在亿万年以后会形成煤或石油等化石燃料,而不是像陆地生物残体一样很快被分解消失的原因。在一般环境条件下我们是最忌讳有机物质混入到路床和道路材料中的,而在这种特殊情况下钢筋混凝土结构的耐久性远远低于竹木结构,俗话说“干千年、湿万年、忽干忽湿就三年”,竹木等有机结构在若干年后,由于生物细胞的硅化作用会形成化石,而钢筋混凝土结构由于海水的侵蚀和盐胀作用会很快被分解。
2.6新方法适用条件、工作原理及注意事项
这种方法在四周是山体中间是海涂的“泥盆”地形上应用效果最好,填筑体的标高要高于海平面5m以上,并且厚度越厚越好,一般呈片状填筑,不适宜条状或点状填筑,一般与其他用地一起削山填海形成大面积的平地。海涂地区的软粘土呈半流体或流体状态,我们可以把它看成是河里的水,后来的填筑体凝结后呈典型的固体状态,我们把它看成我国北方河里的冰,冰块单独漂浮在水上它的承载力很有限并且会上下浮动,当冰块与冰块之间相互连结在一起它的承载力则大的惊人,当冰面达到一定厚度时上面可以行驶载重汽车,并且冰面都不会有什么变化,可是当冰面出现裂缝或出现破洞时其承载力会急剧下降,行人在其上经过时都会落入河水中。固体物质受力后力的传递是有方向性的,而流体物质受力后力的传递是没有方向性的,它会传向四面八方,在流体容器的薄弱部分产生破坏作用,“泥盆”加上后来的填筑体就相当于一个封闭的容器,软粘土扰动后会呈半流体或流体状态,像充气轮胎一样在封闭高压状态下会表现出很大的强度也会很稳定,一旦遭到破坏后应力会迅速释放,承载力和强度也会迅速下降。当然我们的结构体不会像以上两种现象那么明显,但是它也会有跟它们一样的趋势,所以在新结构体稳定后不能开挖河道、湖泊等切断结构体构筑物,否则会打破结构体的平衡,需要很长时间才能重新稳定下来,形成新的平衡体,当然挖一些道路边沟、埋设地下管线、修筑窨井等不会挖断结构体的小型构筑物还是可以的。
3配套的施工方法
3.1恢复生态环境的施工方法
我们在“移山填海”过程中一般会对生态环境产生破坏,为了在竣工后能够尽快地恢复生态环境,我们在“炸山”前就要把山体上的种植土收集起来,等到竣工后马上将其铺到坡度较小的位置上,然后植草种树及时恢复生态环境。对于一些坡度较大和的岩石表面,则要在清理岩面后打锚杆、挂网,用“深层基材喷播法”植草种树进行坡岩复绿。“深层基材喷播法”是一种很成熟的坡岩生态复绿方法,此处就不再赘述了。
3.2防止路基、路面开裂的施工方法
在软土地基部分的路基的沉降量虽然很稳定,但是其累积沉降量与山体部分的路基的累积沉降量相比还是比较大的,为了避免这种不均匀沉降使路面基层和面层在道路使用一定时间后产生裂缝,我们最好是在软硬土地基交接处100m范围内的路面基层、路面面层等结构层施工时,加铺一些土工网、土工布、土工格栅等等高强度土工抗拉材料,来防止这些裂缝的产生。也可以在岩石中的路槽部分进行适当地超挖,然后回填碾压,使其与软土地基部分的累积沉降量差值很小,也可以解决道路后期开裂的问题。
3.3其他一些适合于本地区的施工方法
海滨地区的海风较大,一些交通工程和道路绿化工程要充分考虑防风措施。空气中的含盐量较高,因此雾气较大、对地面上的金属物体的腐蚀性也较强,路灯最好采用高压钠灯、高压汞灯等对云雾穿透力强的灯具,而灯杆、监控杆等露出地面的金属设施应采用“烤漆”等防腐措施,以延长构件的使用寿命。土壤与水体中的含盐量也是非常高的,在该地区所使用的钢筋混凝土,最好是用耐腐蚀混凝土,一些地下管线最好用人工合成化学管材来代替金属管材和钢筋混凝土管材,化学管材在该地区的使用寿命要远远大于金属和钢筋混凝土管材。