地下工程论文范文

时间:2023-03-07 15:03:41

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地下工程论文

篇1

近几年来城市建设飞速发展,土地资源日趋紧张,地下空间的利用越来越得到重视,地下空间不断得到开发,出现了越来越多的地下工程。由于地下工程所处的位置不同,排水设计也就有其特殊之处。

1.地下工程的排水系统

地下工程的排水设计就是将工程中使用的污废水收集后排放到室外。

根据所排污水的性质,地下工程的排水可分为生活污水、生活废水、生产废水(包括机械废水)、消防废水以及洗消污水。

⑴排水系统的特点

①地下工程内应设集水池和提升泵。其污废水需经重力管道排到集水池,然后由水泵提升到室外地面窨井。

②地下工程的排水点应相对集中。它的排水管道一般埋设于地下混凝土底板中,管道敷设不宜过长,以防堵塞。因此排水点不宜分散,在无法集中时应分散设排水提升设备。

③地下工程中应考虑消防废水的排放。一方面可保证消防设备的正常运行,另一方面可保证人员的疏散,以减少损失。

④由于地下工程内生活粪便污水排放量较少,不宜分流,以防污水在集水池中沉积,无法提升。

⑵排水系统的分类

①生活污水系统,它包括卫生间和盥洗室的粪便污水和生活洗涤废水。

②人防洗消污水系统,主要指人防工程人员和建筑部门冲洗、消毒的排放污水。

③废水系统,它用于各种生产废水、消防废水等的收集、排放。

作为生活污水,在室外必须经化粪池后再派入市政污水管网;厨房、食堂以及油库的废水,须经隔油池后才可排放;设在地下室的浴室废水,须在室外设毛发聚集器后再接入窨井。

在建筑布置时,可将用水设备直接布置在集水池上,以便排水,并尽量将集水池设在排水点附近。

2.排水管道的设计

地下多层的工程,上部的排水管道可设在楼板下,尽量贴梁布置;地下最底层的排水管可直接敷设在混凝土底板内。由于管道为掩蔽埋设,管道必须保证有足够的坡度坡向集水池,同时必须防止管道敷设过长而穿出地板。管道埋深过大后,接入集水池的深度也大,这样也减小了集水池的有效容积。其水平衡管一般可采用生活污水的标准排水坡度。

厕所间可设在污水集水池上,缩短管道长度,便于污水排放。个别清洁废水(如凝结水)的管道敷设较长时,应在管段上设清扫口,长度不宜大于10m。

为减少管道的埋设深度,地漏采用直埋式或方型铸铁地漏,或分设集水池。

所有的集水口均应设水封,防止臭气从管道中跑出。机械设备的排水,应采用漏斗接至排水管道,间接排水。为保证管道水流畅通,排水管道交叉连接时,尽量采用45°三通或90°斜三通和四通。

排水管道的水力计算同地面建筑。埋设在底板内的水平横管,检修有一定的困难,宜适当放大管径或加大管道坡度。

过去,排水管材采用排水铸铁管,人防的洗消污水和埋设在底板中较长的管道以及压力排水管采用镀锌钢管,现应按新规定调整。地下车库的排水宜采用明沟形式。

3.集水池的设计

⑴集水池容积的确定

污水集水池的容积与流入的污水量、水泵的工作情况有关。一般来说,集水池的容积不小于最大一台水泵5min的出水量;对于分散的集水坑,其容积可不小于水泵3min的出水量,或水泵每小时启动次数不超过6次。值得注意的是,地下工程内集水池的容积也不宜大于平均日污水量的一半。

工业废水集水池的容积,可根据工艺要求确定。

为保证消防电梯在消防时的正常运行,在消防电梯的井底旁应设集水井,其容积不小于2立方米,相当于2支水枪3.3min的流量。

地下室的消防也可利用消防电梯井旁的集水井排水。对于有消防给水要求而又无消防电梯的地下室,也应设消防排水,其容积应不小于2立方米。

⑵集水池的设计

①集水池必须有一定的有效水深。在设计中要防止池面积大、池的深度浅及排水管淹没倒灌现象。池的超高可取得大些,一般0.3~0.5m。

②集水池内还就设水位指示装置、检修孔口,对有大块杂质的污废水,还就在集水池入口设格栅等设备。

③集水池底应设集水坑,坑深一般0.4m左右。在仅排废水的集水池池底须有0.1~0.2的坡度坡向吸水井。

④密闭盖板的集水池应设透气管,避免水泵开启后产生负压,破坏水封。污水池的透气管宜直通室外。人防工程中的透气管在接出有困难时,可将其就近接入排风管。

⑤从卫生和环保的要求出发,生活污水集水池应远离生活给水池,一般保证8m以上的距离。

⑥专用消防集水池应尽量设在走道的顶端,采用盖板封住上部。消防排水应尽可能考虑设地漏将水集中到废水坑。

论文关键词】:地下工程;排水设计;集水池;排水泵房

【论文摘要】:主要论述了地下工程的排水系统的特点及分类,排水管道的设计,集水池的容积计算,排水泵房的设计。

近几年来城市建设飞速发展,土地资源日趋紧张,地下空间的利用越来越得到重视,地下空间不断得到开发,出现了越来越多的地下工程。由于地下工程所处的位置不同,排水设计也就有其特殊之处。

1.地下工程的排水系统

地下工程的排水设计就是将工程中使用的污废水收集后排放到室外。

根据所排污水的性质,地下工程的排水可分为生活污水、生活废水、生产废水(包括机械废水)、消防废水以及洗消污水。⑴排水系统的特点

①地下工程内应设集水池和提升泵。其污废水需经重力管道排到集水池,然后由水泵提升到室外地面窨井。

②地下工程的排水点应相对集中。它的排水管道一般埋设于地下混凝土底板中,管道敷设不宜过长,以防堵塞。因此排水点不宜分散,在无法集中时应分散设排水提升设备。

③地下工程中应考虑消防废水的排放。一方面可保证消防设备的正常运行,另一方面可保证人员的疏散,以减少损失。

④由于地下工程内生活粪便污水排放量较少,不宜分流,以防污水在集水池中沉积,无法提升。

⑵排水系统的分类

①生活污水系统,它包括卫生间和盥洗室的粪便污水和生活洗涤废水。

②人防洗消污水系统,主要指人防工程人员和建筑部门冲洗、消毒的排放污水。

③废水系统,它用于各种生产废水、消防废水等的收集、排放。

作为生活污水,在室外必须经化粪池后再派入市政污水管网;厨房、食堂以及油库的废水,须经隔油池后才可排放;设在地下室的浴室废水,须在室外设毛发聚集器后再接入窨井。

在建筑布置时,可将用水设备直接布置在集水池上,以便排水,并尽量将集水池设在排水点附近。

2.排水管道的设计

地下多层的工程,上部的排水管道可设在楼板下,尽量贴梁布置;地下最底层的排水管可直接敷设在混凝土底板内。由于管道为掩蔽埋设,管道必须保证有足够的坡度坡向集水池,同时必须防止管道敷设过长而穿出地板。管道埋深过大后,接入集水池的深度也大,这样也减小了集水池的有效容积。其水平衡管一般可采用生活污水的标准排水坡度。

厕所间可设在污水集水池上,缩短管道长度,便于污水排放。个别清洁废水(如凝结水)的管道敷设较长时,应在管段上设清扫口,长度不宜大于10m。

为减少管道的埋设深度,地漏采用直埋式或方型铸铁地漏,或分设集水池。

所有的集水口均应设水封,防止臭气从管道中跑出。机械设备的排水,应采用漏斗接至排水管道,间接排水。为保证管道水流畅通,排水管道交叉连接时,尽量采用45°三通或90°斜三通和四通。

排水管道的水力计算同地面建筑。埋设在底板内的水平横管,检修有一定的困难,宜适当放大管径或加大管道坡度。

过去,排水管材采用排水铸铁管,人防的洗消污水和埋设在底板中较长的管道以及压力排水管采用镀锌钢管,现应按新规定调整。地下车库的排水宜采用明沟形式。

3.集水池的设计

⑴集水池容积的确定

污水集水池的容积与流入的污水量、水泵的工作情况有关。一般来说,集水池的容积不小于最大一台水泵5min的出水量;对于分散的集水坑,其容积可不小于水泵3min的出水量,或水泵每小时启动次数不超过6次。值得注意的是,地下工程内集水池的容积也不宜大于平均日污水量的一半。

工业废水集水池的容积,可根据工艺要求确定。

为保证消防电梯在消防时的正常运行,在消防电梯的井底旁应设集水井,其容积不小于2立方米,相当于2支水枪3.3min的流量。

地下室的消防也可利用消防电梯井旁的集水井排水。对于有消防给水要求而又无消防电梯的地下室,也应设消防排水,其容积应不小于2立方米。

⑵集水池的设计

①集水池必须有一定的有效水深。在设计中要防止池面积大、池的深度浅及排水管淹没倒灌现象。池的超高可取得大些,一般0.3~0.5m。

②集水池内还就设水位指示装置、检修孔口,对有大块杂质的污废水,还就在集水池入口设格栅等设备。

③集水池底应设集水坑,坑深一般0.4m左右。在仅排废水的集水池池底须有0.1~0.2的坡度坡向吸水井。

篇2

沟槽开挖前的工作。在开挖地下管线的沟槽之前,应该详细的对地下情况进行检查,弄清楚障碍物在地下的分布情况,利用业主给出的现场资料,对地下管线的详细情况做出一个深入的了解和掌握,然后根据掌握的全部资料做出一个科学合理的统筹规划,采取周密的保护措施,在具体的施工过程中最大限度的保护好地下管线,避免其被意外破坏[2]。②挖管沟。挖管沟时要根据不同的情况,采用不同的方式对管沟开挖,目前挖管沟主要是通过人工或者机械的形式进行管沟挖掘。要控制机械挖掘的高度,在机械挖掘超过管沟底部标准高度29cm时及时停止挖掘,然后撤掉机械挖掘,利用人工的方式进行余下来的挖掘工作。挖掘沟槽时,要先深挖,之后再浅挖,遵从先深后浅的原则,只有这样才能保证水可以顺利的排出。要妥善的处理好挖掘出来的大量土体,或者安放在专门的场所,或者用来回填。开槽完毕,接下来应该严格的验槽,合格之后,才能继续施工,否则,不能继续施工[3]。③管道基础。钢材质或者铸铁材质的管道允许在原状的土层上直接的铺设,要是需要把管道穿过池塘或者河道的底下时,应该要把上层的土体清理干净,直到清理到原状土层,然后要用一定比例的泥土砂石将每一层都填满砸实,一直到达到标准的设计高度[4]。④管道铺设。在具体进行管道铺设的过程中,最关键的就是准确地将需要用到的构件放到正确的位置,保证构件数量的充足,对构件进行放线时要严格执行设计标准,根据每根管道的长度做出相应的标注,便于在安装时选择管道。可以通过利用中心线的方法进行控制管道的铺设,这样可以使管道准确的安装。应该利用吊机,从低到高的进行起吊安装,随时利用经纬仪等专业测量仪器保证管道铺设位置的准确。⑤管道安装。

在安装管道之前,应该做好事前的检查工作,不仅要检查管沟的质量是否合格,还要确保管沟底部没有其他杂物,确定管沟底部的高程以及沟底的宽度是不是符合标准的要求,沟底部分以及管沟的周边的土壤的稳定性是否良好,是否出现松动,一旦发现问题马上采取有效措施进行及时解决。在将管道下到沟底之前,一定要对相关的材料和构件进行全面的检测,保证其在质量方面不存在任何问题。无论是在运输或者吊装的时候,都要秉着稳扎稳打、安全第一的原则,保证管件和钢材不受到损坏。不仅如此,还要保证在安装管道的施工过程中,从清理承插口到套胶圈,再从初步对口到顶装,最后到胶圈就位检查的整个过程中的每一个环节,都要按照标准进行规范的操作。⑥井室砌筑。在开始砌筑井室之前,一定要将砌筑的部位清理干净,并且要洒上水将其润湿。在井室的中心位置挂上线作为中线进行控制,在砌筑井室的同时还要注意井室大小尺寸,保证砌筑符合标准的要求。在具体的井室砌筑过程中采取丁砖的砌法,在完成一层砖的砌筑后,铺上一层浆,然后继续砌筑下一层,两层砖之间要错开纵向的缝,然后反复用这种方式砌筑,保证横向纵向砖缝中灰浆的饱满程度,不能用水冲刷砖缝,保证灰缝的整洁程度,避免毛刺的出现。⑦管道支墩、承台。在放水的管道部分一定要建造起相适应的支墩或者承台,这样做可以保证承插口的稳定性,不会在水压过大的时候造成脱节。在设立支墩的时候要根据实际情况,考虑到它的具体受力结构,让后再决定是采用水平形式的支墩,还是采用垂直弯曲形式的支管支墩[5]。

闭水试验。如果管道是无压力管道,那么则需要对管道进行闭水性的测验,放水的管道也包括在内,只有在测验达到标准要求的情况下,才可以进行接下来的施工工序,开始回填沟槽。在实验的过程中,管道需要承受的压力是正常水压的两倍。⑨沟槽回填。在对管道进行的测试达到标准要求之后,就可以开始沟槽回填的具体施工了。首先应该回填沟槽的胸腔部位,在正式的回填开始之前,应该将管沟完全彻底地清理干净,不仅要将杂物彻底清除,同时还要排出管沟中的积水,管沟中如果存在积水,则不能开始回填施工。进行回填施工时,对回填所使用的材料有着严格的要求,无论是使用粪土回填,还是使用砂土回填,材料中坚决不能存在杂质。回天工作要秉着对称的原则,分层次分阶段的进行,所有的层面都应该按照标准的厚度用夯实的方式进行处理。夯实可以通过人工或机械夯实两种方式进行,在回填管沟四壁时,应该以天然砂石为材料,利用蛙式电动打夯机对每层进行夯实。在完成回填土的夯实工作后,检查每层夯实土的坚实程度及密度,要确定其完全达标,不仅如此,对管沟顶部及两侧的回填土要执行更加严格的密度检测标准。

从地下管线在人们生活中的作用来看,如果城市发生意外,地下管线受到损坏,那么势必会影响到人们的日常生活,不仅如此,人们的正常生产工作也会受到阻碍。所以,保证地下管线工程的质量,提高具体施工过程中的技术水平,对整个城市的生产生活发挥着重要的作用。

作者:杨金勇 单位:南通市腾龙市政建设工程有限公司

篇3

2提高地质工程勘察工作质量的措施

针对以上总结的地质勘查工作中存在的问题,提出了提高地质勘察工作质量的基本措施,主要体现在以下几个方面。首先,要不断的规范地质勘察工作的相关规程,在进行地质勘察工作时严格按照规程执行,所有的工程项目在进行设计和施工前必须要严格的地质勘察工作,如果在进行地质勘察工作的时候,不能按照规程执行,将会直接影响到工程设计和施工的质量,从而为整个工程造成安全隐患。另外,为了规范地质勘察工作的行为,要建立相关的行业规范,这样才能保证地质勘查工作按照规范执行,从而保证工程设计和施工的质量。政府相关部门要建立与完善地质勘察方面的法律、法规,对地质勘察以及工程设计与施工的整个过程进行严格的监督与检查。此外,要对工程项目采取全程监理的原则,做好工程项目的事前预防、事中控制以及事后的监督评价。这样就能够使得地质勘察工作逐渐趋于规范化,提高其工作的质量,进而提高工程设计与施工的质量。其次,在进行地质勘察工作时,要尽量使用一些高新测试技术,这样得到的数据信息就比较真实,然后对这些数据信息进行详细的分析,并与调查得到的资料进行对比,这样就能够确保工程设计中参数的可靠性,进而保证了工程设计与施工的质量。再次,要对地质勘察的工作人员进行综合的培训,以提高他们的综合素质,从而保证地质勘察工作的质量。在勘察工作单位的内部实施轮换岗位的制度,这样就能加强各个专业之间的沟通与交流,并通过座谈会或者讲座的方式,拓展勘察人员的知识面,提高他们的综合素质。另外,要规范管理地质勘察工作人员的行为,逐渐培养他们标准化的意识,让每一个工作人员都严格按照相关的规范进行工作,并对他们的工作开展绩效考评,以提高他们工作的积极性。此外,还要培养地质勘察人员的安全意识,以保证地质勘察工作的防护工作做的到位,从而提高地质勘察工作的安全性。

篇4

2典型案例分析

研究区位于黑龙潭—官渡断裂以东,滇池北东岸,紧邻昆明市区。区内褶皱构造以大凹子背斜为主,背斜走向北东—南西,核部为寒武系地层,两翼产状较平缓,依次为泥盆系、石炭系、二叠系地层。选择研究区金汁河地下水系统(Ι)作为隧道工程岩溶地下水系统典例。本文假设3种隧道穿越方案,分别将不同隧道穿越方案影响下的岩溶地下水系统与天然岩溶地下水系统的特征进行对比分析,并初步预测隧道涌水量及其涌水危险性。

2.1天然岩溶地下水系统特征

金汁河地下水系统(Ι)位于研究区西北侧,靠近昆明盆地边缘。该系统北侧以金汁河和盘龙江的地下水分水岭为界,西侧以第四系和基岩的接触界线为界,东侧和南侧均以地下水分水岭为界。金汁河地下水系统(Ι)可划分为九龙湾地下水系统(Ι-1)、庄科地下水系统(Ι-2)和石头山地下水系统(Ι-3)3个子系统。九龙湾地下水系统(Ι-1)位于金汁河地下水系统的北西侧,大凹子背斜的北西翼,其北东侧以金汁河和盘龙江的地下水分水岭为界,南西侧以第四系与基岩的接触界线为界,北西侧以地表分水岭和可溶岩与非可溶岩的接触界线为界,南东侧以可溶岩与非可溶岩的接触界线为界。主要的含水岩组为P1Y、C2w和D3z地层。系统内可溶岩和非可溶岩呈单斜构造互层状出露,呈北东—南西向展布。庄科地下水系统(Ι-2)位于金汁河地下水系统的中部、大凹子背斜的北西翼,其北侧、西侧与东侧以可溶岩与非可溶的接触界线为界,岩层近南北向展布,主要的含水岩组为1l地层。石头山地下水系统(Ι-3)位于九龙湾地下水系统与庄科地下水系统之间,以可溶岩与非可溶岩的接触界线为界,主要的含水岩组为1l地层。

2.2隧道工程下岩溶地下水系统变化特征

2.2.1方案一隧道穿越P1y可溶岩地层,其走向与岩层走向近于平行。该区域地质条件较简单,为单斜构造,无断裂发育。P1y碳酸盐岩上覆P2β岩浆岩,岩层呈北东—南西走向,倾向北西。从天然岩溶地下水系统划分来看,隧道属于P2β岩浆岩地下水系统;从剖面上看,因隧道的开挖,隧道成为Ι-1系统新的排泄点。隧道施工影响范围内,地下水循环发生改变。在隧道工程的影响下,将Ι-1系统北西侧以渗透系数低于隧道所在位置天然围岩的1/10的缓冲带边界为边界进行调整(图2a),隧道涌水汇水面积的勾画可与天然岩溶地下水系统的划分相同。

2.2.2方案二隧道平行于断裂走向穿越1l可溶岩地层,断层性质为逆断层,且导水。因断层的错动,使1l可溶岩地层再一次出露地表。D2h、2d地层相对隔水,被圈闭的1l地层形成一相对独立的岩溶地下水系统(Ι-3)。从天然岩溶地下水系统划分来看,隧道属于Ι-3系统;从剖面上看,隧道在开挖过程中,以隧道为中心形成新的势汇,同时袭夺Ι-2系统与Ι-3系统的水量,系统内地下水的运动特征和补排关系发生改变。在隧道工程的影响下,应调整天然岩溶地下水系统边界,将Ι-2系统与Ι-3系统合并为一个完整的地下水循环体系,此时隧道涌水的汇水面积增大。

2.2.3方案三隧道走向与单斜地层走向近于垂直,且隧道穿越两个相互平行的岩溶地下水系统(Ι-1,Ι-2);隧道在非可溶岩段施工时,及时衬砌止水。从隧道纵剖面上看,隧道在开挖过程中,成为系统新的排泄点。隧道施工破坏了原有的渗流场平衡,致使地下水的运动特征和补排关系发生改变。在隧道工程的影响下,将Ι-1系统和Ι-2系统北西侧以隧道线路所在平面与非可溶岩层面相交线在平面上的投影为边界进行调整,隧道涌水汇水面积的勾画可与天然岩溶地下水系统的划分相同。

2.3隧道涌水量预测及危险性分析

假设隧道涌水过程已经与改变之后的岩溶地下水系统循环过程相平衡,采用基于水均衡原理的降雨入渗系数法初步预测计算隧道的涌水量。从表2中可以看出:隧道工程的施工使地下水系统的边界发生了移动,但隧道涌水汇水面积的勾画,方案二改变,方案一和方案三与天然岩溶地下水系统的划分相同。由此可知,方案一、方案三属于隧道工程下岩溶地下水系统变化类型Ⅱ,方案二属于隧道工程下岩溶地下水系统变化类型Ⅲ。方案二中,因汇水面积的增大,隧道总正常涌水量增加1813.61m3/d,雨季最大涌水量增加3627.22m3/d,单位长度正常涌水量增加2.78m3/(d•m),单位长度最大涌水量增加5.56m3/(d•m),隧道发生涌突水的危险性显著提高。

3讨论

(1)地下河管道系统发育的地区,地下河是该区地下水主要的运移通道,也是岩溶地下水系统主要的径流、排泄通道。为了分析隧道与系统天然排泄点间的补、排关系,明确隧道施工对渗流场的扰动范围,本文将较短小的地下河管道视作“天然排泄点”。

(2)隧道施工造成开挖空间周围应力重新分布,致使围岩发生变形与破坏。围岩变形范围内应存在某一点,该点处的渗透系数与隧道所在位置天然围岩的渗透系数成某一比例,致使在该点向隧道内与隧道外方向的岩层中,地下水流线变化明显。实际工程应用中,隧道开挖破坏地下水水流系统,形成的地下水分水岭是难以确定的。因此,可以依据隧道围岩的变形范围来考虑一个缓冲带,以该缓冲带的边界作为隧道工程下岩溶地下水系统的划分边界。

(3)隧道工程引起大范围地下水系统边界的变化是一个长期的过程。隧道涌水量的计算需要在隧道涌水过程已经与地下水循环动态平衡的前提下进行。

(4)本文仅对岩溶类型(岩溶含水岩组的埋藏条件)、构造特征、补给特征、岩溶水径流方式与隧道工程特点相组合的简单模式进行系统变化特征的归纳。而对于考虑复合构造、强径流带特征、排泄特征、隧道施工方法等的复杂情况,还需要进一步深入探讨。

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