地下水应用范文
时间:2023-12-26 18:05:30
导语:如何才能写好一篇地下水应用,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
【关键词】地质雷达;探测技术;管道异常
0.引言
地质雷达作为一种集合了目前较高科技的检测设备,可以实现对待探测物体的定位以及相关信息的搜集,最重要的是还可以在探测的同时实现对目标物的位置和形态的图像生成,这是目前其他的探测设备所不具备的。由于其在应用中有着诸多的使用优势,已经被广泛的应用于矿产、水利、电力以及铁路工程的相关研究和探测活动中。尤其是随着我国城市化进程的进一步加快,我国的各种市政工程建设也突飞猛进,这种情况下要想实现对公路桥梁以及相关基础设施工程的优质建设,就必须要对现有的地质情况进行准确的分析和定位,尤其是潜藏于地下的地下水资源的流向和流量问题,如果处理不当不仅会影响施工的进度,还会影响工程的施工质量以及后续使用过程中的排水问题。地质雷达作为一种新型的地质情况的探测设备,在对水文情况的检测过程中,会通过电磁波的传输和反射情况来识别地下水的分布情况,并且可以根据信号的不同波长和强度,来推测地下水的位置和流量。
地质雷达归根结底是一种地球物理方法,具有地球物理方法的共同特征,但是在实际的操作过程中,又同其他的地球物理方法有所区别,主要表现为以下几个方面:①地质雷达具有较其他探测设备更高的分辨率和识别率,可以更加准确的定位和绘制待测物体。②地质雷达具有较强的无损性特点,也就是说在使用和探测的过程中可以不对待测物体和周围的地质环境造成损害。③地质雷达的探测效率高,也就是说这种方式同以往的探测方式相比,可以实现更加简便的操作,一点程度上提高了工作效率。④ 地质雷达可以再探测后形成直观的探测结果,也就是说它说独具的图像显示功能,可以更加直观的反应待测物体。⑤技术难度大。也就是说由于地质雷达的作用原理是通过电磁波的传输来实现的,所以在实际的操作过程中需要较为严格的实施环境,因而也就一定程度上加大了施工难度。
1.国内外地质雷达的研究和发展现状
国际上对于地质雷达这种新技术的研究和实验一直都在进行,并且经历了近 “联合”、“移植”和“借鉴”等几个阶段,虽然经过长期的研究得到了一定的发展成果,但是还存在一些未解决的技术问题。
地质雷达工作原理与特点:
地质雷达的主要工作原理是通过对电磁波的传输和信号反馈来实现对周围地质情况的分析的一种探测技术,其应用的主要原理是传播介质的不同导致的电磁波信号的差异规律,操作过程中使用的是高频电磁波,在信号接收的过程中使用的是R天线。
地质雷达相较于传统的地质探测技术具有这样几个方面的应用优势:①地质雷达可以实现更加安全和高效的施工,减少了施工探测过程中的繁琐劳动,节约了人力。②地质雷达技术可以实现更强的抗干扰能力,也就是说操作过程中只受到电磁波传输信号的好坏影响,而不会受到天气以及环境的限制。③地质雷达技术可以实现直观的成像,并且可以提供较高分辨率的图像供探测结果分析。④地质雷达探测技术可以实现更加高效的数据采集,简便易行。
2.工程案例
某居民住宅区内的一个地下排水管被施工过程中的桩基击穿,这种情况下不仅导致了污水的大量外泄,还形成了地表的下陷,为了更好的进行维修和施工,必须要对管道的排水管的漏水情况进行探测,下面就采用地质雷达方式进行施工探测。
2.1探测技术
由于地下存在水喝岩石,砂石等几种物质,要想较快的区分出水的位置和流量,就必须要从水的特殊属性入手,因为水的导电率明显的高于其他两种物质,所以在探测过程中,可以采用电流探测的方式。①可以根据地质雷达的电磁波的反射情况,确定出电流较大位置为水。②根据电磁波的变化情况,确定水的流向问题。
在对本次地质情况进行探测的过程中,施工人员通过对塌陷位置的布设剖面来实现,总共的布设长度为十二米,其中打点的间隔为一米,总共布设的测量点为七十个。
2.2探测资料解释与分析
在本次探测中,混凝土管道的周边情况为探测的重点环节,所以为了确定混凝土管道周围是否存在异常的水流破坏情况,必须要采用多种方式对其进行定位和绘制图像以及频谱分析。
2.2.1富含水异常
在发射电磁波的过程中发现,电磁波进入传播介质的速度较快,而反射回来的速度较慢,这种情况显示管道内存有较多的地下水。又因为在管道中产生了连续负波,所以表面该区域的能量较弱,水含量较高。
2.2.2管道异常
在测量活动开展前,一定要对周围的环境进行处理,要保证测量场地的平整,避免由于地形和地势影响测量的结果。
通过对该区域的探测和图谱的绘制可以发现,管道周围的区域为低能量区,而右侧不远位置有一个较为明显的高能量区,并且呈现出圆弧形。这也就表示圆形的封闭区内存在着水流的异常。进一步通过对高频波的发射和回收我们可以发现,管道内存有大量的污水,所以导致了其呈现出一个特定形状的波频。
2.2.3其他各典型测线的解释
测线6与1附近管道异常特征存在明显差别,差别在于圆形异常区内高能量高频率的信号基本不存在,推断管内的污水排出较多;7线管道异常特征极不明显,其他测线上的圆形异常区在该测线上基本不存在,推断该区域的排污管被管桩打碎,推断管内的污水排出多、且有较多泥沙流入,因为泥沙的成分和含量决定了具有较低的导电率,所以如果波频的变化不明显,就应该判断为此处的地下水已经排出;8 线管道异常显示为“云状”,也就是说还存在较大面积的污水和泥沙的混合区域,所以可以推断该处排污管虽然未被管桩击穿、但已经严重变形,泥沙流入相对较少、管内的污水排出慢。所以要求工程施工人员在制定施工方案时要充分的考虑这些因素,避免造成二次伤害。
2.3探测结果
通过对探测结果的分析可以得出本次地质雷达探测大深度管道有效,采用频谱分析技术效果好。 根据地质雷达资料分析,排污管被击穿的位置处在地面可见塌坑一侧。在排污管被击穿一侧的地质雷达成果资料普遍存在低频低能量区域。虽无明显的空洞异常特征,但可以推断该区域的土体严重松散且含水量较大。
3.结束语
综上所述,地质雷达探测技术是一种新型的地质探测方式,由于地质雷达检测技术(GPR)应用范围广、穿透深度大、非接触连续测量、快速简便、结果直观等优点,其用于地下水探测以及地下环境监测已成为水利和物探行业研究的热点。由于地下水对于各种市政工程和基础设施建设工程的施工都有着非常重要的影响,所以地下水的检测和探测技术也就值得有关部门关注。这种情况下,如何更好的应用地质雷达技术实现准确的地下水的探测,更好的为我国的工程施工服务,就成为了有关工程技术部门要面对和解决的又一难题。 [科]
【参考文献】
[1]胡少伟,陆俊,牛志国.高速地质雷达在引水隧洞混凝土衬砌质量检测中的应用[J].水利水运工程学报,2010(2):1-6.
[2]陆俊,游日,牛志国.高速地质雷达在公路隧道衬砌质量检测中的应用[J].筑路工程与施工机械化,2010,27(5):24-27.
[3]杨峰,彭苏萍.地质雷达探测原理与方法研究[M].北京:科学出版社,2010.
篇2
[关键词]水城盆地 地下水监测 岩溶塌陷
[中图分类号]F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-7-131-2
0前言
地下水动态监测的主要目的是为了进一步查明和研究区域水文地质条件,特别是地下水的补给、径流、排泄条件,掌握地下水动态规律。但事实上地下水监测数据的用途远远不止如此,许多研究者[1]认为气候变化与人类活动对地下水水质、水量的影响只有从监测网所获取的信息来进行评价;区域监测网络的优化设计主要是基于历史监测数据的分析拟合[2]。
水城盆地工业发达、用水量大,岩溶塌陷发育,且地下水监测工作发展时间长,累积数据量大;本文是通过对水城盆地历史地下水监测数据的整理分析,应用于水城盆地岩溶塌陷的防治和水文地质钻孔定位,探讨地下水监测数据新的应用方向,具有较大的实际应用价值。
1水城盆地概况
水城盆地位于贵州西部六盘水市,东西长22.5km,南北宽5.5--9km,总面积约208km2。研究区属于亚热带高原型温凉季风气候,年平均气温12.3℃,多年平均降雨量为1231.1mm。盆地内主要构造有威水复背斜和法子冲涡轮构造,主构造线方向与盆地长轴方向一致,呈NW--SE带状展布。区内主要含水岩组有石炭下统摆左组(C1b)、石炭下统上司组(C1s)。和石炭中统马平组(C2m)、滑石板组(C2sh);主要隔水岩组为二叠下统梁山组(P1l)、石炭下统旧司组(C1j)以及上覆的第四系粘土层。P1l、C1j和第四系粘土层分别为盆地的隔水边界和隔水顶底板,使水城盆地成为一个完整的水文地质单元。大气降雨是盆地唯一的补给来源;盆地四周为峰丛地貌,岩溶发育,没有地表水系,大气降水全部人渗补给地下水,并在盆地边缘出露成泉,发育成盆地唯一水系--响水河;因存在隔水边界和隔水底板,盆地地表水、地下水均由盆地东部边缘的缺口(金竹林出口)排泄,多年平均排泄量为8.6×107m3/a。
2水城盆地监测现状
贵州省地质环境监测总站六盘水监测站成立于1988年,成立以来长期承担六盘水市水城盆地地下水环境监测任务;水城盆地监测控制面积为282.1KM2,监测点总数为38个,其中国家级监测点4个,省级监测点34个;按监测项目水位、水质、水温、水量监测点数分别为22、38、30和28个。通过二十多年的监测,六盘水监测站获取了大量水城盆地地下水动态变化及水质变化数据,提交了多份地质环境年度监测报告,为六盘水市科学制定环境保护、地下水开采方案和城市建设规划提供了技术支撑。
3水城盆地地下水水位年际变化
选取了以下三个具有代表意义的典型长观点:六盘水钟山区凤凰办事处马鞍山长观点、六盘水钟山区下钟山市供电局东长观点及六盘水钟山区头塘长观点,并筛选出监测数据充足的年份进行对比分析。其中马鞍山长观点位于水城盆地工业集中区域,抽水量大、水位埋深值大;供电局东长观点距马鞍山长观点不远,但水位埋深仅5米左右,具有较强的对比意义;而头塘长观点已接近盆地边缘,属于地下水排泄区域,水位埋深小,变化幅度小。
三个典型长观点的水位变化数据均具有类似规律(图1):(1)2001年4月水城盆地水位值均为监测点建成以来最低值;(2)2008、2009年水城盆地各监测点水位均为二十年最高值;(3)2009年上半年水城盆地水位基本与2008年同时期持平,但下半年水位值均低于2008年同期水位。
对比水城盆地历年抽水量(1984年为2784.95×104m3/a;1991年为3409.28×104m3/a;1995年为3910.88×104m3/a;2000年为3980.23× 104m3/a[3]),发现2000年左右抽水量达到最大值,使得该年旱季水位为历史最低点;而经过六盘水市对地下水资源的管理保护,限制开发,现已经取得显著成效,各监测点水位均不断回升,2008年地下水水位已超过90年代初期地下水水位;再次因受到2009-2010年西南大旱影响,水城盆地降雨量骤减,使得水城盆地地下水水位从2009年8月开始水位值低于前年同期水平。
4水城盆地区域水位埋深变化
根据水城盆地地下水监测数据情况,选取了1992年、2001年及2009年数据所有水位监测点数据,根据各监测井井口标高换算成埋深数据,利用Mapgis软件DTM分析功能成图。具体方法如下:将监测点展布到地形图中,提取各监测点不同年份的埋深数据,并结合区域水位地质特征进行克里格插值,再进行离散数据网格化处理,最后将区域埋深划分为小于5m、5-10m、10-20m、大于20m四个区间成图(图2)。
结果显示,水城盆地大部分地区水文埋深都在5-10m之间,盆地边缘水位埋深较浅,德坞、八家寨水位埋深大,为盆地主要降落漏斗发育区,也是盆地地下水水位降深较大区域;二十年间盆地整体水位埋深变化幅度不大,抽水降落漏斗位置没有发生改变,仅漏斗面积有所增减,值得注意的是2001年头塘附近出现有降深大于10m的降落漏斗,且该年整个盆地的水位埋深均较大,这也与2000年左右盆地抽水量达到最高峰相头塘至关;而2009年盆地地下水水位埋深均较浅,大于20埋深的区域仅马鞍山周边极小快,盆地东南部水位埋深都已经在5米以内;此外通过埋深对比图还发现盆地埋深变化最频繁的区域主要为八家寨周边以及头塘至花鱼井一带。
5水城盆地地下水水质现状
水城盆地是以岩溶峰丛、洼地为主的岩溶地貌区,广泛分布着及半型可溶性灰岩,地下水的补给、径流、排泄均在灰岩的岩溶溶隙、管道中进行。地下水的主要化学组分受可溶性灰岩组分的制约较为明显,其水质类型为单一的HCO3---Ca2+型水,PH值在6.9--7.6之间。但由于受到人类活动的影响,部分地下水化学组分已经发生变化并加入了新的化学组分。
利用盆地内2009年度地下水水质监测资料,绘制水城盆地地下水质量分布图(图3)。如图所示盆地地下水质量总体分布情况如下:分水岭两翼及盆地边缘地带的水质好于盆地内人口密集区及工业排污地带;黄土坡以东沿响水河河段至头塘地带污染最为严重。将水质级别划分为优良、良好、较好、较差、极差,各级别涵盖面积分别为120.36 Km2、49.45 Km2、29.05 Km2、14.5 Km2、0.4Km2;其中优良区面积占总面积的67%。
主要超标组分为NH4+、NO2-、Cd2+、COD、Mn2+等,其中NO2-的年超标率最高为22.4%,其次为NH4+和Cd2+。即引起地下水污染主要原因为生活污水,其次为工业污水。
6水城盆地岩溶塌陷特征
水城盆地为岩溶塌陷多发地带,有文献显示[4]自上世纪八十年代至今水城盆地产生塌陷坑约1800余个。岩溶塌陷的主要危害有:毁坏农田、造成房屋倒塌,造成直接经济损失;破坏交通,折断水管和电线杆,严重影响居民生活工作;甚至于塌陷发生后,地表污水沿塌陷点注入地下水系,直接污染了地下水,造成更大程度的经济和生态损失。
水城盆地岩溶塌陷的研究历来是地质灾害方面的热点,尤其是塌陷形成机理的研究,多位学者[5.6]认为岩溶塌陷主要是长期过量开采地下水所引发。另外还有多份文献[6.7]总结了岩溶塌陷的分布规律,即岩溶塌陷多发生在节理发育、岩溶发育强度大的河流阶地两岸;多发生在地下水埋深浅、降深大、地下水位波动频繁地段;钻孔抽水影响半径(600m)以内,为岩溶塌陷高发区;地下水质量较差区域也容易发生岩溶塌陷。
对比本文3-5节水城盆地地下水监测数据分析,可知从德坞至头塘响水河沿线均为岩溶塌陷的重点防治区域。
7水城盆地岩溶塌陷防治建议
鉴于岩溶塌陷主要是长期过量开采地下水所引发,因此水城盆地的岩溶塌陷防治应该着重从从盆地地下水开发利用入手。首先是水文地质钻孔的定为应充分避开岩溶塌陷高发区域,且尽可能直接安排在型岩溶区域;其次应尽量避免开采浅层岩溶水,转入较深部取水能有效的降低岩溶塌陷发生几率;控制抽水强度,控制水位降深,并尽可能保存均匀速度抽取地下水;继续进行地下水动态观测和研究,深入探讨地下水动态变化与塌陷产生的内在联系,以期达到预知预防岩溶塌陷的目的。
参考文献
[1]周仰效,著,冯翠娥,译.地下水监测网的基本概念与设计原理[J]. 2005.
[2]周仰效,李文鹏,等.区域地下水位监测网优化设计方法[J],水文地质工程地质.2007(1):1~8.
[3]姚长宏,杨桂芳,蒋忠诚,袁道先.贵州水城盆地人类活动及其地质环境效应[J].城市环境与城市生态.2002.15(5):1~3.
[4]雷明堂,蒋小珍,李瑜,等.城市岩溶塌陷灾害风险评估方法---以水城为例[J].火山地质与矿产.2000.21(2):118~127.
[5]雷国良,周济柞,邓自民,杨泊,等.贵州水城工业区覆盖型岩溶塌陷研究[J].中国地质灾害与防治学报.1996.7(4):39~46.
篇3
[关键词]高密度电法 温纳装置 电阻率 等值线图
[中图分类号] P631 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-2-170-2
0前言
物探方法找水已有很长历史了,以前通常用电测深方法或联合剖面法找水,电测深方法是通过测深曲线的直接特征找水,效果很好。但电测深方法工作量很大,一个或几个小时才能完成一个测点,几天才能完成一个剖面。联剖的正交点对低阻构造的反映也有很好的效果,但联合剖面法的无穷远极也很难选到合适的位置。如今高密度电法集中了这两者的有点,工作效率高,反映的地电信息量大、工作成本低、测量简便等突出优势,在工程勘查领域得到了越来越广泛的应用,在水文、工程及环境地质工作中更受人们欢迎。
1高密度电法运用原理
高密度电法实际上是集中了电剖面法和电测深法,其原理与普通电阻率法相同。测量系统由多功能直流电法仪和多路电极转换器组成,基于常规电阻率法勘探原理并利用多路转换器的供电,测量电极的自动转换,配合常规电阻率的测量方法及电阻率成像(CT)等高新技术来进行高分辩、高效率电法勘探。尤其温纳装置在高密度测量分辨率相对较高。
高密度电法野外测量时将全部电极(几十至上百根)置于剖面上,利用程控电极转换开关和微机工程电测仪便可实现剖面中不同电极距、不同电极排列方式的数据快速自动采集。与常规电阻率法相比,高密度电法具以下优点:(1)电极布置一次性完成,不仅减少了因电极设置引起的故障和干扰,并且提高了效率;(2)能够选用多种电极排列方式进行测量,可以获得丰富的有关地电断面信息;(3)野外数据采集实现了自动化和半自动化,提高了数据采集速度,避免了手工误操作。此外,随着地球物理反演方法的发展,高密度电法资料的电阻率成像技术也从一维和二维发展到三维,极大的提高了地电资料的解释精度。
高密度电法的温纳装置是不同深度对称的四极剖面装置,电极间距为5m根据场地上覆地层厚度选择不同的电极数和采集剖面层数。设备允许的最大隔离系数为32。数据处理工作采用G3RTomo5.0软件完成,先进行突变点剔除工作,再根据需要,进行数据圆滑处理和地形改正,最后通过剖面反演,绘制出视电阻率断面等值线图。
2高密度电法找水应用的实例
(1)受灯塔镇高车村村民委员会委托,确定在灯塔镇高车村开展高密度电法找水测量工作。实施本次高密度电法找水测量工作采用DUK-2A高密度电法测量系统温纳装置。设备是不同深度的对称四极剖面装置,允许的最大隔离系数为32,点距可根据勘探深度和密度需要自由选取,本次野外操作点距选取5m。
数据处理工作采用专门的G3RTomo5.0软件完成,先进行突变点剔除工作,再根据需要,进行数据圆滑处理和地形改正,最后通过剖面反演,绘制出视电阻率断面等值线图。测线长度为300m,物理测量点数552个,检查测量点数552个,层数16层,测量控制深度80m。
从图3断面等值线图中,在37号点至54号点下方10m~40m范围出现较大范围的低视电阻率区域,视电阻率值0~100Ω.m,规模较大,连续性较好,区域中心45号点和50号点处于山脊处,在测线47号点处布设钻孔ZK02,设计深度40m,详见图3,浅层电阻率普遍较低,且分布不均匀,推测浅部溶蚀裂隙较发育,并且含水;推断有两种可能,一是该低视电阻率区为赋水区,补给水源可能来地表水;二是该低视电阻率区域是一条构造破碎带,由构造破碎带中金属矿体引起的。后经钻探测试,0~30m为全强风化泥质砂岩,钻进较快,钻到45m时有大量水涌出,经抽水试验,日出水量大于200T,说明高密度电法勘探结果与实际位置吻合较好。
(2)格林村附近地表往下为弱风化砂岩,其下部为石灰岩,泥炭质。之前在这附近打过3个钻孔,每孔70多米深,穿过砂岩进入灰岩20~40m不等,但均未见水,石灰层岩心完整。受村委委托,今年初在此村使用高密度电法找水。本次物探电法找水测量采用高密度温纳装置,测线长度为600m,物理测量点数2256个,层数32层,测量控制深度160m。测量结果见图4高密度温纳装置视电阻率断面等值线图,视电阻率幅值、形态等特征与地层产状基本一致,较低视电阻率与高视电阻率相间分布,该地区视电阻率普遍较低,连续性较好,推断较低视电阻率可能是层间少量赋水引起。从图4可见低视电阻率区分布较集中,64号测点至76号测点下方50m~100m范围出现一低视电阻率区域,视电阻率值0~100Ω.m,规模较大,连续性较好,推断为赋水区,补给水源可能来自北边的河流及深部的层间水。
综合分析图4测线高密度温纳装置视电阻率断面等值线图成果,为达本次场地内地下找水目的,建议在测线距中心点O1点东方向50m处,即第70号测点处布设钻孔,设计深度100m。后经钻探测试,0~75m为全强风化泥质砂岩,钻进较快,岩心呈半边溶蚀现象;在98m时有水涌出,经抽水试验,日出水量大于130T。
3小结
高密度电法虽然在某些勘探领域取得了较好的成功,根据高密度电法勘探在多个区的应用,可以得出如下结论:
(1)高密度电阻率法对基岩面的探测和定位是有效可行的;
(2)高密度电阻率反演断面图直观显示了底下的电性分布,并且结合对各种岩性电阻率的一般研究,可以推断出覆盖层的含水性,划分富水带,在工程勘探、施工中需要重点防范的不良地质构造。
应用物探方法寻找地下水是行之有效的,充分发挥各种物探手段本身的优势,合理应用,可以产生较好的效果。但在高密度电法中,由于极距小,地电信息丰富,人工解释的方法往往会造成误解。在MHLOKE的二维反演软件中,层厚有时也会由使用者的设置而改变。该方法在数据采集和资料处理与解释上。仍然有较大的提升空间。相信随着物探技术及其它方法的不断发展,物探找水一定会有更加广阔的发展前景。
参考文献
[1]董浩斌,王传雷.高密度电法的发展与应用[J].地学前缘,2003.10.
[2]傅良魁.电法勘探教程[M].北京:地质出版社,1983:202-249.
篇4
关键词:数值模拟;地下水;环境影响评价
中图分类号:X820.3
随着我国经济社会的发展,人们对环境质量的要求越来越高[1],而同时,我国的环境污染问题,尤其是地下水环境污染的问题越来越严重。作为重要的环境因子,地下水已经成为城市和工农业用水的主要水源[2]。在经济社会可持续发展的前提下,防治地下水环境污染已引起人们的重视,全面、准确地评价建设项目对地下水环境的影响对于保护地下水资源意义重大[3]。环保部2011年6月了《环境影响评价技术导则―地下水环境》(HJ610-2011)[4](以下简称《导则》)正式作为我国建设项目地下水环境影响评价工作的规范和指导,这就对地下水环境影响评价提出了更高的要求。
随着科学技术的发展,数值法越来越成为解决地下水问题的重要方法,数值模拟技术以其方便、灵活和高效的特点在水文地质领域得到广泛应用[5-7]。而《导则》要求,对于地下水环境影响一级评价,必须采用数值法进行预测和评价,对于地下水环境影响二级评价,可选择采用数值法或者解析法进行预测和评价。可见,数值法在地下水环境影响评价中占有重要地位。然而,由于自《导则》开始实施以来的时间较短,数值模拟在地下水环境影响评价中的应用还存在诸多方面的问题。本文拟通过建立某电厂厂址区域的地下水数值模型,利用Visual Modflow软件模拟事故工况下污染物在地下水中的迁移规律,进而就本工程对该区域地下水环境的影响进行预测和评价。在此基础上,对数值模拟在地下水环境影响评价应用中的一些问题进行分析,并给出应用中应注意的事项。
1 研究区概况
研究区位于桂林市西南部,属于低山丘陵地貌,位于低山丘陵冲积扇的中部和下部,地形北高南低,紧邻相思江。研究区的东、北部连绵土丘形成的孤形地下水和地表水分水岭,与西部大溪河,南部相思江一起形成一个典型的水文地质单元区。区内由第四系残坡积物及冲积层形成潜水含水系统,是可能受到工程污染的主要含水层。该层底板埋深一般在10~33m,在靠近丘陵地带为由粉质粘土混角砾组成的残坡积物,在靠近相思江和大溪河部分主要淤泥、砂砾及粉质粘土组成的冲积层。
研究区的计算面积为3.41km2,区内,潜水含水层分布广、厚度大,在常温常压下符合达西定律。地下水系统的输入和输出随时间、空间变化,故地下水为非稳定流;参数随空间的变化体现了系统的非均质性,同时具有明显的方向性,所以参数概化成各向异性。
2 地下水污染数值模型
2.1 数学模型的建立
2.3 地下水源汇项
模型源汇项包括补给项和排泄项。补给项主要包括降雨入渗量,排泄项主要为向河流排泄量和蒸发量。
2.4 定解条件的设定
研究区潜水流向由北向南,垂向上顶部潜水面接受大气降雨的补给,为一补给边界,同时地下水又通过其蒸发,是一排泄边界,将其概化为自由面边界。侧向上,研究区北部分为水岭边,可作为隔水边界;接受地下水排泄的相思江及西北部溪流伸出分水岭外,与地下水联系密切,水位变动不大,可概化为定水头边界。底部下伏泥页岩硅质岩,导水性弱,将其概化为隔水边界。
初始水位以丰水期(2012年5月)统测的地下水水位进行计算。以枯水期(2012年12月)统测的地下水流场作为模拟流场。
3 模型识别与校正及参数选取
参数确定是建立数值模型的关键[11]。水文地质参数分区原则主要参考地层和钻孔抽水试验资料,按含水介质的特征并考虑初始流场渗流特征进行划分。模型中水文地质参数主要为渗透系数K和给水度μ值,各水文地质参数按研究区内进行的水文地质试验的结果给出,并结合岩性特征和经验值给定初始值,通过模型模拟校正,最终获得模拟所需的水文地质参数。
经识别、验证,各含水层水文地质等效参数分区见图2,各区参数值见表1,观测值和计算值拟合程度见图3。
根据当地多处进行的弥散试验,弥散系数基本跟渗透系数成正比,推测评价区的纵向弥散系数为2.50 m2/d,横向弥散系数为0.25 m2/d,垂向弥散系数为0.025 m2/d。同时设定有效孔隙度为0.4~0.5。
4 污染物源强的确定
本文考虑厂址区可能出现的污染事故点对地下水造成污染的因素较复杂,在设计可能出现的事故情景时,重点考虑发生污染危险可能性较大的工况以及由不同污染物迁移对周围地下水环境产生影响的排泄点。为了便于模拟分析污染物对地下水产生的影响,本文选取电厂柴油点火系统发生突发泄漏的情形进行模拟分析。
该情形假设柴油储罐发生爆炸,破坏地下防渗层,导致柴油污染地下水,对地下水环境产生影响。
5 模拟结果分析及地下水影响评价
在事故工况下,柴油点火系统发生突发泄漏,对地下水污染进行预测。分别选取柴油泄漏100天、10年、30年、61年的预测结果,预测结果如图4。从图中可以看出,在柴油泄露初期,柴油的污染羽垂直于泄露处等水位线向东北方向扩散(如图4a);柴油泄露10年后,污染羽到达平行于相思江的等水位线区域,开始向相思江扩散(如图4b);柴油泄露30年后,污染羽整体形状已经垂直于相思江,并逐步接近相思江(如图4c);在柴油泄露61年后,污染物已经渗入相思江(如图4d)。整个预测期间,污染物整体向相思江扩散,而没有向敏感目标风水塘村和彭庄运移。事故工况下柴油对潜水含水层的具体影响状况参见表3。
从图4结合以上分析可以看出,在模拟期内柴油对含水层造成污染,并且存在超标现象。泄漏的柴油在预测期间对枫水塘村和彭庄没有造成影响。柴油泄漏61年后污染范围到达厂区边界及相思江并进入相思江,但污染物渗入相思江缓慢,且由于相思江多年平均流量较大,为1.53×106m3/d,相思江水对污染物的稀释作用使得江水受影响很小。
6 相关问题探讨
采用数值模拟的方法对地下水进行预测和评价,其关键是能够建立正确的水文地质概念模型及其相应的数值模型。水文地质概念模型是把含水层实际的边界性质、内部结构、渗透性质、水力特征和补给排泄等条件进行概化,便于进行数学与物理模拟[15]。
水文地质条件的概化是基于评价范围的确定,在确定评价范围时,不能拘泥于《导则》规定的评价范围大小,而应更多的考虑工程所在完整水文地质单元的范围和大小。本文选取的评价范围,即是完整的水文地质单元,这不仅有助于明确评价区地下水的补给、径流、排泄的条件,而且使得评价区边界条件的概化更加方便和准确。对于没有明显完整水文地质单元或者所在水文地质单元过大的评价区,应根据《导则》规定的评价范围大小、地下水流向确定评价范围的大小及形状,尽可能使评价区形状规则且有尽可能多的边平行于地下水流方向。
各水文地质参数的确定是模型预测准确与否的另一关键因素。对于渗透系数、给水度、有效孔隙度等参数,一般通过野外试验或室内试验就能较准确的获取。而弥散度由于其典型的尺度效应,室内试验获取的结果与野外试验相差达4~5个数量级,而野外弥散试验一般周期较长,单次精度差,所以应尽可能结合当地已有弥散试验资料确定弥散度;对于没有条件做野外弥散试验的,可参考李国敏、陈崇希等[16]综合世界范围内百余个水质模型中所使用的纵向弥散度与空间尺度的关系,根据评价范围的尺度大小来确定弥散度。进而根据弥散度和水流速度确定弥散系数大小。
本次数值模拟采用的软件是由加拿Waterloo水文地质公司在原MODFLOW 软件和MT3D软件的基础上应用现代可视化技术开发研制的Visual Modflow软件,其他类似的地下水数值模拟软件包括美国Brigham Young University环境模型研究实验室和美国军队排水工程试验工作站在综合已有地下水模型而开发的可视化三维地下水模拟软件包GMS,以及同样由加拿大Waterloo水文地质公司开发的地下数据和地下水模拟结果三维可视化与动画软件Visual Groundwater等。在进行地下水环境影响评价时,可以根据需要选择这些软件。
7 结论
本文利用数值方法建立了某电厂厂址区域的地下水数值模型,利用Visual Modflow软件模拟了事故工况下轻质柴油在地下水中的迁移规律,进而对该区域地下水环境的影响进行预测和评价,在此基础上,对数值模拟在地下水环境影响评价应用中的一些问题进行分析,结果显示:
(1)模拟期内柴油对含水层造成污染,并且存在超标现象;柴油的泄漏在预测期间对枫水塘村和彭庄没有影响;柴油泄漏61年后污染范围到达厂区边界及相思江,但流量较大的相思江水对污染物的稀释作用使得江水所受影响很小。
(2)在确定地下水评价范围时,为了建立模型的方便和准确,应尽可能选取完整的水文地质单元作为计算区;弥散度的选取尽可能结合以往当地弥散试验情况进行野外试验,如确实没有条件,可参考前人经验选取弥散度,进而确定弥散系数。
参考文献:
[1]蔡艳荣,丛俏,曲蛟.环境影响评价[M].北京:中国环境科学出版社,2004.
[2]龚星,陈植华,孙璐.地下水环境影响评价若干关键问题探讨[J].安全与环境工程,2013,20(2):95-99.
[3]Shu Long-Cang.Groundwater overdraft vulnerability and environmental impact assessment in Arusha[J]. Environmental Geology, 2007,51(7):1171-1176.
[4]HJ610―2011.环境影响评价技术导则-地下水环境[S].2011.
[5]郭晓东,田辉,张梅桂,朱威,崔健.我国地下水数值模拟软件应用进展[J].地下水,2010,32(4):5-7.
[6]薛禹群.中国地下水数值模拟的现状与展望[J].高校地质学报,2010,1:1-6.
[7吴剑锋,朱学愚.由MODFLOW浅谈地下水流数值模拟软件的发展趋势[J].工程勘察,2000,2(11):12-15.
[8]薛禹群,谢春红.地下水数值模拟[M].北京:科学出版社,2007.
[9]薛禹群,朱学愚.地下水动力学[M].北京:地质出版社,1979.
[10]曹剑峰,迟宝明,王文科.专门水文地质学[M].北京:科学出版社,2006.
[11]郝治福,康绍忠.地下水系统数值模拟的研究现状和发展趋势[J].水利水电科技进展,2006,26(1):77-81.
[12]GB/T14848-9.地下水质量标准[S].1993.
[13]GB/T16488-1996.水质石油类和动植物油的测定红外光度法[S].1996.
[14]GB3838-2002.地表水环境质量标准[S].2002.
[15]梁静,徐铁兵.地下水环境影响一级评价水文地质调查的工作内容和方法[J].中国环境管理,2013,5(2):13-16.
[16]李国敏,陈崇希.空隙介质水动力弥散尺度效应的分形特征及弥散度初步估计[J].地球科学:中国地质大学学报,1995,20(4):405-409.
篇5
(天津济润石油海运服务有限公司,中国 天津 300456)
【摘要】广西地下水水量丰富,其中地下水中的岩溶水所占比重较大。数值模拟方法是评价地下水资源量、模拟自然界一些水文地质过程发生和发展的主要方法和手段之一。结合地下水数值模拟,将其在广西岩溶地区的应用加以说明,及其研究的必要性。
关键词 地下水流;数值模拟;岩溶地区;应用
1广西地下水概况
广西陆地区域面积23.67万km2,其中山地53.1%、丘陵21.7%、平原22.4%、水域2.8%。地势总特点是西北高、东南低,沿海地带低平,地形复杂。由于区内四周山岭连绵、层峦叠嶂,形成周高中低之势,固有广西盆地之称。
广西地下水类型可分为孔隙水、岩溶水和裂隙水等3种,含水岩类划分为松散岩类、红层钙质砾岩类等8类。
广西盆地边缘为中低山地貌,在这些边缘山区,沟谷切割强烈,地形坡度大,在基岩裂隙水分布去,其富水性往往与构造裂隙发育程度呈正相关,分布不均匀,呈网状及条带状分布。桂北、桂东、桂南中地下水相对丰富,桂西、桂中的丘陵、盘地边缘区地下水相对匮乏,盘地中心地段,多为岩溶峰从谷地,峰林平原,由于地势低平,地表水流缓慢,有利于降水和地表水入渗,该类型地貌中的碳酸盐岩,岩溶发育相对均匀,具有良好的储水空间,特别是具有降水和侧向基岩裂隙水的暗中补给,地下水埋藏较浅,水量丰富。
2地下水流数值模拟的研究现状
20多年来,随着电子计算机和数值方法的发展,数值模拟逐渐取代传统的模拟技术,成为研究地下水运动规律和定量评价地下水资源的主要手段,而且其发展趋势已远远超出作为一种计算手段的原有范畴,成为模拟一些水文地质过程发生、发展的主要手段。
无论从理论上还是实践上,对于多孔介质饱和带中地下水流运动机理的认识是明确的,模拟饱和带地下水流的模型是成熟的,应用也是最广泛的。已有许多使用灵活的计算机软件可供使用。近年来对于饱和带地下水流模拟的研究主要集中在:三维流模型开发;流速场与流线的计算方法;非均质参数的区域概化;繁杂数据的优化处理。
目前进行区域三维地下水流的分析的主要软件有HST3D(Kipp 1987), SWIFT (Granwell 和Reeves,1981)以及目前世界上最流行的软件Visual MODFLOW (Mc Donald 和Harbangh,1994 )。
Visual MODFLOW 用于地下水流模拟,具有以下几个主要的功能: 其一是水质点的向前、向后示踪流线模拟研究。根据地下水稳定流数据模拟结果,Modpath可方便地计算出三维流线分布和任意时间水质点的移动位置;其二是任意水均衡域的水均衡项的研究,Zone Budge是用于计算任意水均衡域均衡要素的专门模块。用户根据自己的研究目的和需要,可在模拟区域任意选定水均衡计算的均衡区,通过执行Zone Budge模块,可方便地得到所选定均衡域和整个模型区的所有水均衡信息。该功能可帮助地下水资源研究者直接确定研究区的均衡项及其数值的大小。此外,它的另一个重要用途就是通过断裂构造所在均衡域的水均衡计算, 预测断裂的水通量;其三是允许用户直接接受地理信息系统( GIS) 的输出数据文件和各种图形文件,这个功能对于充分发挥具有强大空间信息处理与分析功能的GIS技术在数值模拟中的作用意义重大,也为开发研制地下水三维数值模拟与GIS耦合评价奠定了坚实的基础。
3地下水数值模拟研究在广西岩溶地区应用的必要性
通过对地下水数值模拟的研究现状进行分析,可知其可用于研究广西的地下水资源,通过对其进行实体的模拟,综合利用广西的地下水资源。
地下河作为一种集中水流有着许多值得关注的优越性:第一,在大中型地下河天窗中抽水或者机井打中地下河管道,一个取水点一天就可以抽取数千吨至一万吨以上的水量,可以作为大型干旱片或者城镇供水的主要水源。第二,在地表水严重干旱又缺乏饮用水的桂西岩溶山区正巧是地下河最发育的地区或者说是大中型地下河的集中分布区。第三,地下河是地下水的一种特殊水流形式,他的开发能给人们带来多方面的效益,特别是堵截地下河,建成地下水库,蓄水于地下岩溶洞穴空间,不淹没耕地,同样能够起到存储水资源、调节洪水流量、饮水、发电、灌溉等综合效益,同时还能大大改善峰丛洼地区的取水条件,增大取水量。还因为在较大面积内抬高石山区地下水位,有利于石漠化的治理和石山生态环境的恢复与重建。第四,广西用水最困难、贫困人口最集中的桂西北峰丛洼地区和桂西南峰丛谷地共有地下河153条,占广西地下河总条数的42%,其枯季流量合计达108.7m3/s,占广西地下河流量的62%,可见大型地下河主要分布于最缺水的地区。既是上述区域只有五分之一的地下河具备堵截建库条件,其可供利用的最枯流量22m3/s,将能够解决66万亩农田灌溉用水和70万人饮用水困难。如果考虑地下水水库调节水量的利用,则至少可以灌溉140万亩耕地和解决150万人饮水困难,加上个地下河流域内天窗提水、引堤结合、饮水出洞等多传给你形式的取水,其效益可再增大2被,足可解决上述地区的用水困难。
4结论
篇6
关键词:农村;传统采暖方式;能源消耗;地下水源热泵;节约能源
1 概述
对于夏热冬冷地区来说,冬季供热问题对居民生活质量的高低具有决定性的影响,农村住宅相对分散,发展热电联产和集中供热技术受到限制,采暖普遍存在高能耗低品质问题,并且温度不恒定,室内空气污染严重[1]。近年来,随着生活水平的提高,北方农村冬季采暖生活用能呈大幅增长态势,煤炭能源消耗量越来越大并对大气造成严重污染。所以急需要高新技术改变农村的采暖状况,在提高农户生活质量的同时节约大量煤炭资源。地下水源热泵空调技术以其节能、环保和可持续发展的突出优点,成为供暖空调工程优先选择的方案之一。
2 农村采暖现状
目前,我国农村地区的供暖方式仍以传统的分户采暖方式为主,包括火炉、火炕以及土制采暖炉(土暖气),部分家庭辅以空调及电暖气。这些传统的采暖方式均以燃煤为主,热效率低,室内空气质量差,若通风排烟不当,一氧化碳积聚室内,存在安全隐患,并且污染环境。
天津大学建筑学院于2005年2月对北京市门头沟区9户分散采暖居民住宅进行了采暖能耗热量及室内温度监测[2]。监测结果显示,一个采暖季平均耗煤量为北京市节能建筑标准煤耗量的4.12倍,而室内平均温度仅为13.12℃,低于国家规定居民住宅采暖温度下限16℃。清华大学2006、2007年组织了800多人次的学生志愿者对我国24个省市自治区的200多个县市的典型村典型户进行了深入的调查和分析,统计结果表明,北方农村室温仅为10℃左右,远低于城市建筑,但耗煤量却为城市的1.5~2倍[1]。
3 地下水源热泵技术的发展现状
地下水源热泵系统是地源热泵系统的一个分支,最早应用于1948年美国俄勒冈州波特兰市联邦大厦(Commonwealth Building)[3]。在其后的几十年中,地下水源热泵系统得到了更为广泛的应用。国内近几年,在山东、河南、湖北、辽宁、黑龙江、北京和河北等地已有100多个地下水热泵工程项目,供热、空调面积超过100万平方米[4]。国内一些企业也纷纷涉足到该领域。清华同方、山东富尔达、美国特灵等公司已先后在国内建成数个示范工程。沈阳地区的地源热泵技术应用始于1997年,2006年10月,沈阳市被国家建设部列为全国实施热泵系统建设和应用的试点城市之一[5]。甘州区从2009年整体推动新农村建设,先后有15个乡镇65个行政村规划采用地下水源热泵技术进行冬季供热和夏季制冷[6]。我们可以以这些试点工程为例,吸取其中的经验,分析研究水源热泵技术在农村推广应用中的问题。
4 地下水源热泵在农村的应用前景
地下水源热泵系统在整个采暖和制冷过程中,只向水源中吸热或者排热,并不消耗水量,地下水温不受外界气候变化的影响,与空气及其他冷热源相比,水的比热容最大,故其传热性能也最好。无需锅炉及冷却塔装置,大大减少了对周围环境的污染且节省占地面积,具有显著的节能环保特性。由于系统运行期间并没有能量形式的转换,故能源利用率高运行成本较低,加上其本身系统较简单操作也较方便等众多优势,将使得这一技术成为21世纪新农村建设中最具潜力的绿色空调技术。
我国北方农村地区浅层地温资源丰富,为地下水源热泵的应用创造了有利条件。我国需要采暖的北方农村,地域辽阔、人口众多。以北京农村为例,2006年,北京市科委在北京市十个远郊区县开展了能源调研工作,得出农村家庭采暖平均年用煤2.3吨,占家庭总能源消耗的70%之多,采暖负担过重,且采暖温度不理想,农村居民对于改进采暖现状愿望强烈。调研还显示,一户建筑面积为100m2的农家小院,土制采暖炉初装费用在3000元左右,2007-2008年度冬季的燃煤费为2000元左右,随着煤炭价格的上涨,这一数字会逐渐加大,且室内温度仅在15℃左右。若采用地下水源热泵系统,以0.5元/kW・h的电费价格水平计算,冬季采暖费用可控制在18元/m2,且采暖温度能达到居民热舒适要求。从安全性来说,传统采暖方式若燃烧不充分,通风不畅,易导致人体CO中毒,存在严重安全隐患,且对大气污染严重。地下水源热泵以地下水为热源,安全性能高,绿色环保。从经济性、舒适性及安全性来说,地下水源热泵在农村具有广阔的应用前景。
5 问题分析
5.1 技术本身存在的问题
通过多年来地下水源热泵应用技术的研究以及已建成的水源热泵系统运行情况看,系统主要存在以下问题:(1)地下水回灌问题。地下水回灌技术是地下水源热泵的关键技术,如果所采用的回灌方法和技术不当,会对水井和地层结构造成不同程度的损坏,将带来一系列的生态环境问题。(2)水质问题。现在国内地下水源热泵的地下水回路都不是严格意义上的密封系统,回灌过程中的回扬、回路中产生的负压和沉砂池,都会使外界的空气与地下水接触,导致地下水氧化。(3)运行管理问题。目前的地下水源热泵系统,缺乏必要的对地下水环境的监测工作,不能对取水量、回水量、回灌水质进行实时监测,不能满足水资源管理、水环境保护等方面的需要,缺乏统一的规划。
5.2 在农村推广应用的问题
通过现有新农村建设中应用地下水源热泵的项目的分析,发现在农村中推广水源热泵的应用主要有以下问题:(1)初投资较高,农村目前经济水平有限,这限制了地下水源热泵系统大范围推广。(2)农村建筑物普遍是自建房,保温措施不好,造成热损失大,使得采暖负荷大,运行费用偏高。(3)应用过程中,普通居民对地下水源热泵系统缺乏了解,技术掌握不精,使用过程中易出现失误,损坏系统。
6 结束语
地下水源热泵系统在农村推广使用应做好以下工作:(1)前期应做好水文地质勘察工作,进行可行性研究分析,根据地下水补给来源、补给量、水文地质条件合理确定水源热泵系统的取水、回灌的各项指标。(2)做好分区规划,由于农村住宅具有分散性,要对其合理规划分区,和理布置取水井与回灌水井。(3)确保回灌,做好水质水量监测,严禁取水退水对环境造成影响。(4)加强管理,建立合理的水质水量监测系统,确保系统安全运行。节约和保护水资源。(5)政府从政策上、生产厂家从技术上提供更多支持。
参考文献
[1]清华大学建筑节能研究中心.中国建筑节能年度发展研究报告2012[M].北京:中国建筑工业出版社,2012.
[2]杨天麟,朱能.北方地区部分小城镇住宅建筑能耗状况调查与分析[A].全国暖通空调制冷2006年学术年会论文集[C].2006:18-25.
[3]M.J.Hatten.Groundwater heat pumping:lessons learned in 43 yeara at one buiding[J].ASHRAE Transactions,1992,Vol.98(1):1031-1037.
[4]张群力,王晋.地源热泵和地下水源热泵的研发现状及应用过程中的问题分析[J].流体机械,2003,5:50-54.
篇7
关键词:富水层;地下水;基坑工程;降水;加压回灌
0 引言
在地铁以及地下空间的开发过程中,为保证基坑土方开挖及基础施工处于干施工状态,常采用降水方法将坑内地下水位降低至开挖面以下,地铁建设尤为如此。地铁周边建筑物一般较密集,同时地铁基坑开挖深度较深;施工工期较长,在此期间为保证基坑开挖、地基基础及底板施工的干作业,以及顶板覆土之前主体结构的抗浮稳定,一般都需要进行长时间的坑内降水。但在可压缩性土体中,随着地下水位的降低,地层中原地下水位以下土体的有效应力增加,导致地基土体固结,进而造成降水区域内的地面沉降,建筑物产生不均匀沉降并导致倾斜、开裂等,严重时可能危及其正常使用和安全。
为了减少坑内降水期间周边地层大范围失水造成的地层沉降、建筑不均匀倾斜、开裂等环境问题,基坑工程多采用设置止水帷幕,阻断坑内水与坑外水的水力联系,从而达到只降基坑内部水位,维持基坑外部地下水位基本不变的目的,进而达到控制周边地层失水,减少环境影响的目的。
由于基坑等地下工程高度依赖所处场地的工程及水文地质,而一般工程地质勘察有限的地质钻孔还不能完整的反应整个场地的工程及水文地质情况。同时对某些场地,由于工程水文地质的复杂性,止水帷幕的设置往往面临着施工难度大、造价高、止水效果一般等特性。本文以广州地铁某基坑工程地下水加压回灌为例,探讨地下水回灌技术在控制基坑周边地层沉降,减少建筑物不均匀沉降、倾斜中的作用。
1 工程概况
1.1 基坑工程概况
本工程位于新塘大道西路上,为地铁隧道中间风井,同时兼做盾构始发井。该风井基坑开挖深度27.4m,标准开挖深度26.3,长度为56.1m,宽度为24.9m。基坑南、北两侧为3~7层的框架结构居民楼,居民楼基础为桩基础,其中基坑距离南侧居民楼9.5m,距离北侧居民楼10.9m。中间风井基坑与南北侧居民楼的平面关系见图1。
图1 中间风井基坑与南北侧居民楼的平面关系图
1.2 工程地质概况
场地土层从上至下依次为:填土,厚度2~3m;中粗砂(局部粉细砂),厚度3~4m;淤泥质土(局部淤泥),厚度6~10m;粉细砂(局部中粗砂),厚度0~4m,西端1/3风井段分布;砂质粘性土,厚度2.5~3.5m;全风化混合花岗岩,厚度2~4m;中风化混合花岗岩中,厚度大于3m,风井西端局部未揭示,该处为强风化混合花岗岩;微风化混合花岗岩,风井东端局部分布。开挖前,场地地下水稳定水位埋深约1.5m。
根据地层情况,围护结构采用1000mm厚C30混凝土地下连续墙+四道钢筋混凝土内支撑支护,连续墙进入中风化岩层不小于3m,岩土材料参数如表1所示。
2 基坑施工期间坑内涌水情况及分析
2.1 基坑施工期间坑内涌水情况
基坑开挖按照明挖顺作法施工,分层开挖并依次架设第1~4道支撑,开挖前的超声波检测表明地下连续墙完整连续,开挖过程中连续墙无渗漏,现有止水帷幕施工是成功的。
基坑开挖期间(未至基底),坑内降水井的日抽水量约150m3,开挖至基底时,基底北侧中间位置出现一涌水点,涌水量较大,整个基坑日抽水量达到800m3。为浇筑底板,在基底设有滤水碎石盲沟,底板施工完成后,日抽水量仍然达到600m3。大量涌水12天后,第三方监测数据显示基坑北侧两个水位观测孔H5、H6累计水位变化量分别为-1197mm、-772mm,南侧的两个水位观测孔H2、H3累计水位变化量分别为-399、-292mm,北侧水位下降明显,且北侧房屋沉降监测量也偏大,最大测点累计沉降值达到27.3mm,最大沉降速率0.3mm/d,最大倾斜0.0025。最大累计沉降量、最大倾斜均接近允许值【2】。基坑北侧房屋沉降较大点、水位观测孔、回灌井位置如图2所示:
注:H为水位观测孔编号;负数为房屋角点累计沉降量;
图2北侧房屋沉降较大点、水位观测孔、回灌井位置平面图
2.2 基坑施工期间坑内涌水情况分析
在、淤泥层下,井的西端1/3范围分布着厚度0~4m的、砂层等富水层,为主要的地下水含水层。砂层下土层为残积砂质粘土,有一定的孔隙比,具有一定的渗透性。下卧基岩为花岗混合岩的全、强、中分化带,裂隙较发育,渗透性较强,故在基坑开挖到底前,每天的涌水量都达150方,有一定的涌水量。
基坑开挖到基底以后,由于基底上部砂质粘土层清除,基底的、裂隙被开挖暴露,失去了相对隔水层的反压,同时基岩的个别裂隙得到贯通,形成绕墙址的一个涌水通道,大量涌水,每日高达800多方。基底涌水点位置如图2所示。
3 基坑安全分析及环境保护对策
3.1 基坑本身安全分析
基坑开挖及大量涌水期间的监测数据显示,连续墙顶部水平位移、支撑轴力、连续墙变形都较小,均在限值以内,可见围护结构本身是安全的。同时坑内涌水为清水,未带泥夹砂,故不会发生大量突泥涌砂造成基坑流土破坏。由此可见,基坑工程本身是安全的。
3.2 环境保护对策
随着砂层等地层的大量失水,砂层被挤密,淤泥质土与砂质粘土层失水固结,进而造成降水区域内的地面沉降,引起房屋不均匀沉降、开裂、倾斜。为减少地面沉降,可采取以下措施:
(1)进一步加深现有止水帷幕深度,深层帷幕注浆,封闭深层岩石裂隙,封堵渗水裂隙通道,达到止水的目的。
但岩层裂隙是以不规则的形式存在的,深层帷幕注浆前无法了解岩层裂隙存在的具置,因此在注浆的时候存在一定的盲目性,无法保证基坑底的岩层裂隙全部填充,同时大量的注浆的造价也较高。
(2)对建筑物的基础进行注浆加固,由于地层失水引起了较大范围内的地面以及房屋沉降,通过在房屋周边打斜孔注浆,仅仅对房屋的加固不能起到阻止整个地层下降的作用,且注浆效果难以保证,容易引起对房屋的二次扰动。
(3)地下水加压回灌,在防渗堵漏以及房屋注浆加固均存在预期效果不理想、造价相对较高且存在二次扰动等环境破坏的条件下,建立一种局部的地下水补给与排泄的动态平衡系统就非常必要,通过有效补给回灌,可以减少地层中地下水的流失,达到控制砂层失水,减少土层失水固结的作用。
4 地下水加压回灌
4.1 回灌井的设置与施工
根据地面较大沉降值的范围,在风井的北侧围护结构外布置了6个回灌井,井与地下连续墙净距1m,井间距5米,分别编号为1~6#回灌井,回灌井钻孔深度到达岩面线,主要回灌层为砂层、砂质粘土层等地层,施工工序如下:
(1)钻孔:孔径35cm,孔间距5米,钻孔深度应比PVC井管底深0.5m,以利沉砂。
(2)制管:采用8寸PVC管,在主要回灌层深度范围内,管壁钻注水孔,孔径10mm@100×100mm。
(3)下管:下管前,管外包一层滤网。
(4)填砂:在孔壁与PVC管壁之间填入粗砂,填砂厚度从地面算起不少于5米。
(5)洗管:冲洗井点管(用自来水或空压机)直至清水外翻。
(6)连接密封:用连接管将井点管与注水总管和水泵连接,形成完整系统。
4.2 回灌措施及相关数据监测
回灌基本要求与措施:
(1)回灌采取等量回灌的原则,回灌的水量基本与基坑每天的涌水量相等;
(2)每个回灌井进水管上安装压力表及流量表,灌水量与压力要由小到大,逐步调节到适宜压力;
(3)回灌井口要求密封,确保回灌时不漏水,同时回灌压力不宜过大,当回灌流量不明显增加时,回灌压力最好不要增加,否则回灌井周围易产生突涌,从而破坏回灌井结构;
(4)回灌水体必须干净,不能是污染水体,否则会污染地下水;
(5)回灌水体内不能有固体物质(如砂、土及其它杂质等),否则会堵塞渗水通道,影响回灌效果。
回灌作业中,通过对前8天的水位监测数据分析发现,回灌井附近20米内的水位孔H1、H5对回灌水开关反应较敏感,当达到一定时间,水位孔H8、H9对回灌水开关也有响应,并最终四个水位监测孔与回灌井回灌水开启与关闭形成了联动关系,停止回灌水时,各个水位出现下降;重启回灌水时,各个水位出现上升,到达一定高度后并趋于稳定。观测孔水位变化与回灌开关时间关系如图3所示。
图3 观测孔水位变化与回灌开关时间关系图
在进行回灌作业后,监测数据表明,地面及房屋沉降累计值增加较慢,增加速率小于0.1mm/d,该范围的房屋沉降在回灌作业后得到很好的控制,沉降速率减慢。
5 综合分析及结论
本文通过地铁中间风井基坑工程开挖过程中周边地面及建筑物沉降这一现象,以工程地质和水文地质分析入手,判明地下水的主要富水层和运动机理,同时结合基坑工程本身变形监测数据,判断出地面及建筑沉降主要是由于地层失水引起的,基坑工程本身是安全的这一正确判断。在此基础上,探讨了稳定地面沉降的措施,比较了深层帷幕注浆止水、直接注浆加固建筑物和地下水加压回灌这三种处理措施,从施工难度、处理效果、工程造价、二次扰动等方面分析了这三种处理方式的优劣,最后选用了地下水加压回灌这一方法,建立了基坑坑内降水、坑外加压回灌这一地下水排泄与补给的微循环系统,通过分析地面沉降范围,合理布置回灌井,解决了地层失水问题,有效的控制了建筑物沉降。
参考文献:
[1] 中国建筑工业出版.深基坑工程设计施工手册.北京,1998.
[2] 广州地区建筑基坑支护技术规定 (98-02).
篇8
关键词:地下水动力学 数值模拟 教学研究
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)07(a)-0071-03
“地下水动力学”是水文与水资源工程、地下水科学与工程、地质工程、水文地质工程等专业的一门重要的专业基础课。学习本课程的目的在于掌握地下水运动的基本理论,能初步运用这些基本理论分析地下水运动问题,进而解决实际的水文地质问题,并能建立相应的数值模型和提出适当的计算方法或模拟方法,对地下水进行定量评价[1~2]。本课程内容当中,利用地下水运动基本方程式(二维或三维)的求解问题是一个重点和难点问题,由于有关内容的抽象性和复杂性,加之计算量较大且求解相对苦难,课堂教学难于获得较好的效果。高等学校实施以创新精神和实践能力为重点的素质教育,其关键是要求改变教师的教学方式和学生的学习方式。创造性教学目标的实现离不开创新性学习方法的正确运用[3]。地下水动力学课程要求学生具备一定的构建数值模型以及求解问题的能力。在以往的教学研究中,已不断尝试将数值模拟(计算)引入到水文专业有关课程的教学[4~5],探索创新性教学方法。本文基于以往将数值模拟引入到水文专业课程的教学研究结果,将数值计算方法应用于地下水动力学课程中的利用高阶微分方程求解的教学实践,以对区域性地下水实际问题的求解过程为例,在教学时将地下水动力学的基本概念、基础公式、数值模拟、以及实际问题求解的整体过程进行系统地讲授,使知识结构的讲解与学生接受知识的逻辑思维更容易统一。以数值模拟为手段对抽象的地下水流况及水位进行数字化图示,提升课堂表现力,增强教学效果,探索数值模拟与教学实践更好结合的新方法,以期为水文水资源专业相关课程教学改革的深入进行提供参考和借鉴。
1 教学流程
数值模拟是以计算机为手段,通过计算和图像显示的方法,达到对工程问题、物理问题乃至自然界各类问题研究的目的。在科学技术和社会生活的各个领域中抽象出来的许多数学问题可以应用计算机计算求解,注重算法思想及与工程实际相结合[6]。数值模拟来源于对实际问题计算的需要,在建立算法和求解过程中发展、并面向实践,与计算机的使用密切结合[7~8]。数值模拟被广泛地应用于水科学与工程科学研究领域。本文针对地下水动力学课程中利用高解微分方程式的求解问题,将科研活动中区域性地下水数值模拟的实例引入到教学当中,其教学流程如图1所示。
2 数值模拟方法引入
2.1 地下水运动的基本微分方程
用于数值模拟的基础方程式为二维(准三维)地下水运动的基本微分方程,准三维系指在考虑地下水平面二维运动的基础上(沿x、y方向),同时,考虑垂向的水收支成分和过程,但数值计算时,只对x、y方向对水文要素进行差分,在垂向(z向)不进行差分。潜水(非承压水)和承压水运动的基本微分方程式如式(1)及式(2)。
潜水运动基本微分方程式:
(1)
承压水运动基本微分方程式:
(2)
式中,t为时间因子,其单位步长为0.01 h;x为空间尺度因子,其水流方向上的步长为Δx=Δy=50 m;h为对应于不同含水层的水深,(m);H为水位,(m);kx、ky为x、y方向的渗透系数,(m・s-1);λ为有效孔隙率;r为雨水渗透速度,(m・s-1);q为潜水的向下入渗速度,(m・s-1);S为贮水系数;Tx、Ty分别为x、y方向的导水系数,Tx=kx・B、Ty=ky・B(其中B为层厚,m),(m2・s-1);R越流因子,(m・s-1);Q取水因子,(m・s-1)。
2.2 数值模型构建
2.2.1 有限差分
(3)
(4)
式中,n为计算时间的次序编号;i,j为栅格编号。
2.2.2 计算条件
(1)工程实例。选取某流域下游入海口前的冲积平原为区域性地下水计算对象,该区域东西长10 km、南北12 km(图2)。据对该区地理条件的调查结果,在土壤纵剖面上存在3个含水层分别为潜水层、第1承压含水层、第2承压含水层。对第2承压含水层的地下水的观测进行了观测,观测点有8个(图2中标号①~⑧)。
(2)边界条件。计算区域内的主要水体主要有3条河,下游有一个小型湖泊和海岸,3条河流分别标记为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(图2椭圆形括弧内),湖泊和海标记为Ⅳ。据对该区水文地质条件的实际调查,计算采用第一类边界条件,即给定边界的初始水头(水位)。
(3)参数率定及编程。计算需用到各不透水层的水力学参数以及含水层的初始水位等参数,各含水层计算初始状态如图3所示,需要用计算机语言进行编程,开发用于计算的程序,相应内容较为复杂,在此略去。
篇9
关键词:地下室;井点降水;施工技术
中图分类号:TU74文献标识码: A 文章编号:
1 工程概况
该工程为上海闵行区一写字楼。建筑占地面积3600平方米,主体建筑总面积28000平方米,其中地上25900平方米,地下2100 平方米。主楼为框架剪力墙结构16层(局部17层),主体16层,裙房5层,地下1层;建筑高度60.600米(裙房高度20.900米)。建筑分类1类。设计使用年限50年。耐火等级一级,抗震烈度6度,抗震设防烈度7度,地下室1层建筑面积2800平方米,结构标高为-5.80米,本工程地下水位在0.6至3米左右,同时随季节的变化对水位也有较大影响。地下室结构标高为-5.80米,局部电梯井标高-8.30米,-7.30米,-6.80米,底板厚度500豪米。基础土方开挖深度最深达10 米左右,基坑开挖时,将有大量水涌进基坑,故采用井点降水方案。在局部电梯井处采用二级井点降水方案。井点降水法即施工中先把水降下来,降到设计标高以下500,在施工中无水。其优点:开挖时无水,施工方便;不会产生流砂现象;减少挖土量。
2 工程水文地质
拟建场地势较为平坦,交通便利,现大部分为空地,该场地地面标高地面高程在2.35米至3.03米(黄海高程)。本工程地基土层自上而下依次为:素填土、粉质黏土、粉质黏土、粘质粉土、砂质粉土、粘质粉土、砂质粉土、粘质粉土、黏土、粘质粉土、砂质粉土、粘质粉土、粉质黏土、粉质黏土夹粘质粉土、粉砂、粘质粉土、粉砂。天然地面标高为-0.30米,地面至-3.00米为杂填土,-0.30米至 -9.50米为粉砂层(渗透系数K= 4米/昼夜),-9.50米以下为黏土层(不透水),地下水离地面1.70米。
3 井点降水计算
3.1 井点管埋深计算
总管直径选用100毫米,布置于天然地面上,基坑上口尺寸58.45 米×24.9米,井点管距离坑壁为1.0米,则总管长度为2×[(58.45+2×1.0)+(24.9+2×1.0)]=174.7米。
井点管长度选用6.0米,直径50毫米,滤管长度1.2米,井点管露出地面0.2米,基坑中心要求的降水深度S=5.20-0.30-1.70+0.50=3.7米。
井点管所需的埋置深度H=5.20-0.30+0.50+26.9A2×1/10=6.745>6-0.2=5.8米,将总管埋于地面下1.0米处,即先挖1.0米深的沟槽,然后在槽底铺设总管,此时井点管所需长度为6.745-1.0+0.20=5.945米
3.2 基坑涌水量计算
按无压非完整井考虑,含水层有效厚度H0计算: H0=1.85(5.045+1.2)=11.6>9.5-2.0=7.5 米。
取H0=7.5 米抽水影响半径: R=1.95×3.7×7.5×4=39.52 米。
环形井点的假想半径X:X=60.45×26.9P=22.76 米。
基坑涌水量Q:
Q=1.366×4×(2×7.5-3.7)×3.7lg39.52-lg22.76=953.5 m³/d。
3.3 井点管数量与间距计算
单根井点管出水量q:q=65×P×0.05×1.0×34=16.2 m³/d。n=1.1×953.5/16.2=65根,井点管间距D=174.7/65=2.69 米,取D=2 米。
n=174.7/2=88根。
3.4 抽水设备选用
1)选择真空泵。根据每套机组所带的总管长度为174.7/2=87.35 米,选用W5型干式真空泵。真空泵所需的最低真空度按公式求出:H=10×(6.0+1.0)=70 Pa。
2)选择水泵。水泵所需的流量Q:
Q=1.1×953.5/2=524.43 m³/d=21.85 m³/h。
水泵的吸水扬程H:
H=6.0+1.2=7.2 米。
由于本工程出水高度低,只要吸水扬程满足要求,则不必考虑总扬程。根据水泵所需的流量与扬程,选择3BA-9型离子泵即可满足要求。
4 井点降水施工
(1)井点降水,沿基坑周围布置井点降水系统。井点沿基坑周围环状布置。井点管距离坑壁一般不小于0.7米至1米,以防局部漏气。井点管间距应根据现场土质、降水深度等在施工前计算,一般不超过2米,在总管拐弯处或靠近河流处,井点管间距应适当减小,以保证降水效果。井点管平面布置示意图如图1所示。
(2)安装程序:先埋设总管(挖地槽,坡度1/1 000至1/800)—埋设井点管—弯联管连接总管与井点管—安装抽水设备—抽水试验(解决漏气—井口到地面下0.5米至1米深度范围内,用黏土填塞封孔)。
(3)在井点系统使用时,应连续抽水(特别是开始阶段),若时抽时停,滤管易堵塞,也容易抽出土粒,使出水浑浊,严重时会引起附近建筑物沉降开裂。同时,由于中途停抽,地下水回升,会引起边坡坍塌或地下室地板上浮等事故。
(4)施工顺序:井孔成孔—灌0.5米砂—井点就位—灌砂1.6米—黏土封口—布总管—用弯联管连接井点与总管—安装水泵—试抽水。
(5)井点的埋设水冲成孔法:在井点管底部装上冲水装置(射水式井点管)进行冲孔,冲孔直径为300毫米,冲孔深度比滤管深0.5米,随即拔出冲管,插入井点管,井点管与孔壁之间立即填土、粗砂至滤管以上1.0米,上部用黏土捣实封口,确保其密封性,防止漏气。
(6)死井0出现的原因为滤管被泥砂堵塞。如出现死井0,处理方法采用高压水反向冲洗或拔出重新埋设。
(7)井点管的拆除:±0.000以下验收结束,土方回填前拆除。
5 边坡护坡及土方开挖
(1)为防止基坑滑塌及下雨冲刷而产生滑坡现象,影响工程施工进度和质量,采用以下方法对边坡进行护坡处理,其护坡做法为:基坑开挖后在坡面上铺6×200双向钢筋网片,然后喷筑100 毫米厚C20细石混凝土,表面抹光。
(2)待降水5分钟至7钟后,进行土方试开挖,观察降水是否满足要求,确认后再进行大面积挖土。根据标高控制,应严格分层开挖。每层开挖厚度不大于1 米,开挖时不超挖,一般预留300毫米,待底板施工前一次开挖修理完毕,原则上以不扰动原状土为宜,产生超挖情况用C15素混凝土垫层材料垫平。
6井点设置与使用阶段的注意事项
(1)如果套管采用的是钢筋笼外包的尼龙网,那么井底尼龙网与钢筋笼周围尼龙网必须要建立可靠的连接,来防止砂土颗粒进入钢筋笼;施工中,套管与土壁间的填充滤料应该采用豆粒砂,而不应该采用棱角状石碴料或风化料,并且严禁用粘土岩、泥灰岩等软质岩石。
(2)在洗井时可以通过空压机进行自上而下的清洗直至水清以及井底不存在泥砂。洗井后安装的水泵井需要进行单井的试抽测试,试抽水量要大于设计的水量,并做好水位和抽水量的相关记录。因为基坑的排水量较大,井点施工及排水工作必须提前进行,且需保证保持连续的供电抽水,降水周期在以不影响地下室施工时终止。
(3)降水过程中应通过定期取样来测试含砂量,并且保证含砂量不大于百分之零点五。对降水井需进行保护,开挖基坑时不可以受到损坏,井中不可以掉入杂物,否则会影响降水效果。同时需要加强对地下水位和基坑支护的严密监测工作,来确保基坑处于干燥状态,边坡支护处于稳固状态。
结束语
建筑工程项目的地下室施工中,设计施工部门在制定降水方案时不仅要了解当地的地质情况和地下室施工图纸要求,还需要相应的了解桩基施工记录。通常在桩基超送较多区域,应该尽可能的布设密集点降水井。在制定降水方案后,试抽测试必不可少 ,看看是否需要及时调整降水方案,以免造成不必要的损失。深井井点降水法在该建筑工程和其他工程中均得到了较为成功的应用。
参考文献:
[1] 建筑施工手册编写组.建筑施工手册[M].第4版.北京:中国建筑工业出版社,2003.
篇10
关键词:建筑地下室;防水技术;应用
中图分类号:TU57 文献标识码:A 文章编号:
前言
地下建筑由于可以有效的节约土地资源,扩展使用空间,因此地下室的建筑还是有着非常重要的作用。从整个建筑的建造质量和使用寿命、使用安全等方面考虑,对严格要求建筑工程地下室防水技术水平,对渗漏进行有效防治有着重要的意义。
一、建筑地下室防水原则在进行建筑地下室防水工程施工的时候,要重视对工程前期的控制,尤其要把防水工程的质量控制贯穿在整个施工过程当中,这样才能从本质上做好地下室防水工程的质量工作。同时,在高层建筑地下室防水中一定要遵循以下原则:1、预防为先在对高层建筑地下室防水工程进行施工的过程中,要做到预防为主,积极的对防水工程进行严格监督,对施工的每一阶段进行合理的评价,如果在工程施工前期或者是施工过程中发现问题,应及时反映,尽早解决所遇到的问题,保证高层地下室防水工程施工的质量。2、精细为要在对建筑地下室防水工程进行施工时,一定要做到精细化的管理,精密化的施工,对施工中的每一个构造,每一个设备都要做到精益求精,保证施工过程中对防水细部施工的精细化,保证建筑地下室的防水工程的每一个步骤、每一个环节都能以精细为主要原则进行施工。3、灵活为范在建筑地下室防水工程施工中,要做到灵活运用,遇到不同的问题要灵活处理,保证施工的灵活性。摒弃那些盲目守旧的按照图纸死板的进行施工的作法,要根据不同建筑物的具体情况,对建筑地下室的防水工作采用灵活的原则进行施工。
二、建筑地下室防水施工技术
1、做好施工前的准备工作根据具体的情况,结合建筑工程的具体要求进行防水设计,做到防水排水的有机统一,刚性防水与柔性防水结合,并设置多层的防水层与复合防水层,这样才能为工程的施工起到好的参考价值。方案图纸的质量要过硬。好的施工图纸能够指导我们工作开展,所以,在施工图纸中不仅要有科学的防水抗渗结构,还要对施工中使用的防水材料及方法提出具体的要求。此外,做好施工图的审计工作,这样才能够有效地保证施工图纸的质量。选择技术水平较高的施工队伍,对于施工队伍的要求首先是技术过硬,其次是素质要好,针对目前施工队伍素质参差不一的情况,这一措施尤为重要。做好这一工作能够有效地在事前、事中、事后起到控制质量的作用。
2、地下建筑的卷材防水施工技术对于地下建筑的卷材防水施工技术,通常采用外包防水的方法。如果以卷材的施工顺序的先后来进行区分,可分为外贴法和内贴发。通常在工期和施工条件允许的情况下,多采用外贴法。在进行卷材防水施工中,卷材的直接的连接搭桥处要根据长短边留下足够的搭接长度。一般长边要在10cm以上,短板在15cm以上,同时还要在连接处进行附加增强的施工处理。对于改性沥青累的防水卷材材料,在施工中要注意在各面的接缝处都要错开足够的幅宽,对于卷材的上下层直接不能直接垂直的进行贴铺。注意接缝处的平整度控制,避免出现褶皱和气泡。在拐角处的卷材铺贴,要注意对于平面和立面直接的拐角接缝要铺贴在平面上,最好离立面有6cm以上的距离,同时注意增设附加层。对于外贴法的卷材铺贴顺序要按照先底面后立面,内贴法的铺贴顺序与之正好相反。
3、防水混凝土结构的施工技术
(1)混凝土的材料和配比
防水混凝土中水泥宜采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,在满足混凝土抗渗等级、强度等级和耐久性条件下,水泥用量不宜小于260kg/m3。胶凝材料用量应根据混凝土的抗渗等级和强度等级等选用,其总用量不宜小于320kg/m3 ;当强度要求较高或地下水有腐蚀性时,胶凝材料用量可通过试验调整。砂率宜为35%~40%,泵送时可增至45%。灰砂比宜为1:1.5~1:2.5。水胶比不得大于0.50,有侵蚀性介质时水胶比不宜大于0.45。防水混凝土采用预拌混凝土时,入泵坍落度宜控制在120~160mm,坍落度每小时损失值不应大于20mm,坍落度总损失值不应大于40mm。掺加引气剂或引气型减水剂时,混凝土含气量应控制在3%~5%。
(2)混凝土浇筑
地下室防水底板、挡土墙抗渗混凝土浇筑,以变形缝、施工缝及后浇带划分施工区段进行混凝土浇筑。底板、侧墙设计为抗渗混凝土,采用现场搅拌站浇筑混凝土,保证连续施工,不留冷缝。施工时采用先浇混凝土底板,底板混凝土分区由底到高施工完成后,浇注侧墙,连续浇筑混凝土的施工方案。底板混凝土“之字”走向浇筑,侧墙混凝土分层循环浇筑。浇筑前应清除模板内的杂物、积水,钢筋表面应干净,无油污。检查预埋件、预留洞、管、止水胶条,发现问题及时处理。浇筑混凝土的自由下落高度不超过2米,以防产生石子堆积,影响质量。底板混凝土施工:底板混凝土施工采用“二次振捣,多次抹压”施工工艺,可保证混凝土自密性及抗渗等级。侧墙混凝土分层循环浇筑,两个班组同时进行; 混凝土分层厚度400mm,相邻两层混凝土浇筑间隔不超过2小时;振捣棒以插入下层混凝土内50㎜为宜。挡土墙壁钢筋、模板、混凝土的施工应待底板混凝土达到设计强度40%以上时进行。混凝土振捣棒严禁碰撞钢筋、模板、预埋件等。浇筑过程中及时观察模板、钢筋、预埋件和预留洞的情况,发现问题及时采取措施处理。施工缝上浇注混凝土前,应将混凝土表面凿毛,清除杂物,保持洁净湿润再铺一层20-30mm厚1:1水泥砂浆,然后进行分层浇注,应用机械振捣,保证混凝土密实,不得过振或漏振。
(3)施工缝处理
穿墙管道、伸缩缝防水处理:在管道穿过防水混凝土结构处,预埋套管,套管上加焊止水环,要满焊严密。安装穿管时,先将管道穿过预埋套管,并将位置找准,作临时固定。然后端用封口钢板将套管焊牢,再将另一端套管间隙用防水密封膏填严密,并用封口钢板封堵严密。伸缩缝防水处理,1:2水泥砂浆找平层,JS涂膜防水在伸缩缝二侧做附加层,每侧不小于300mm,加设一道丙纶布。
(4)成品保护在交叉作业时,严禁操作人员用重物冲击模板,不允许在梁或楼梯踏步模板吊帮上蹬踩,保护模板的牢固和严密。拆模时,对各部位模板要轻拿轻放,注意钢管或撬棍不要划伤混凝土表面及棱角,不要使用锤子或其他工具剧烈敲打模板面。用塔吊吊装模板靠近墙、柱时,要缓慢移动位置,避免模板撞击混凝土墙、柱。已拆除模板及其支架的结构,应在混凝土达到设计强度后,才允许承受全部计算荷载。施工中不得超载使用,严禁堆放过量建筑材料。当承受施工荷载大于计算荷载时,必须经过核算加设临时支撑。
4、应多道设防目前较为普遍的做法就是,在工程围护结构的迎水面上粘贴防水卷材或涂刷涂料防水层,然后做保护层,再做好回填土和地面防水,达到多道设防,刚柔相济的原则。常用的防水卷材有:合成高分子防水卷材和高聚物改性沥青防水卷材二大类。施工中我们主要把握以下几个关键点:(1)严把材料关,俗话说”材料是基础”对材料要保证以下几点,材料的品种必须符合设计要求,材料的质量抽检必须合格而且有出厂合格证和准用证。(2)精必施工,施工包括管理和操作两个方面。施工管理主面应做好交底,跟踪检查要旁站监督及时抽查,发现问题及时纠正和返工。操作方面要按交底的要求和施工顺序进行,注意找平层要清刷干净,基层处理剂应涂刷均匀,使用的防水卷材道数、厚度应符合标准,铺贴卷材应平整、顺直,搭接尺寸不应小于100mm相邻两幅应错开1/3幅宽,不得有扭曲和褶皱。收口和细部处理应符合要求,完工后检查合格应及时做保护层和回填土。
结束语
目前在我国城市的基本建设飞速发展过程中,随着建设用地的紧张及进一步充分发挥土地的综合利用率,高层建筑正在日益成为城市建设的主体,地下工程的数量及面积较以前有了明显的增加,地下室作为现代建筑结构基础的一部分,在保证整个建筑物基础结构耐久性中发挥着重要作用,。科学合理的建设建筑防水工程,不仅可以保证建筑的内部和外部结构免受水的侵袭,还能够确保建筑工程的质量、性能和使用寿命,因此对现代建筑工程中的必须要加大对建筑防水工程的研究力度,从而才能够使建筑工程质量得到有效的保障。
参考文献
[1] 卢德强:《地下室防水工程施工技术探讨》,《中小企业管理与科技(上旬刊)》,2011年09期
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