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地下水的优缺点精选(九篇)

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第1篇:地下水的优缺点范文

(三亚市城市规划设计研究院,三亚 570002)

(City Planning Design & Research Institute of Sanya,Sanya 570002,China)

摘要:单纯地下室或高层建筑带地下室越来越多存在地下水位高于地下室底标高,由此带来地下室抗浮设计,在抗浮设计中,采用桩进行抗浮最为普遍,主要分为等截面抗拔桩和非等截面抗拔桩。

Abstract: There are more and more situations like that the underground water level of pure basement or basement of high-rise building is higher than the basement bottom elevation. That leads to the basement anti-floating design, in the anti-floating design, it is very common to use pile in the anti-floating design. It is mainly divided into uniform uplift pile and non uniform uplift pile.

关键词 :抗浮桩;管桩;扩底灌注桩;抗拔极限标准值

Key words: anti-floating pile;tubular pile;bottom-enlarged grouting pile;limit standard values of uplift

中图分类号:TU473.1文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2015)25-0143-03

作者简介:陈艳(1970-),女,海南海口人,本科,中级职称,研究方向为土木工程。

0 引言

随着沿河沿江建筑物的兴建,单纯地下室或高层建筑带地下室越来越多存在地下水位高于地下室底标高,由此带来地下室抗浮设计。忽视地下室抗浮设计导致许多工程事故,独立地下车库,如果地下水位较高,未进行专门抗浮设计的话,在施工及日后的使用过程中,有可能出现整体上浮或局部部位结构破坏,如地下室底板局部隆起,柱间板出现45°破坏性裂缝,将会造成财产的损失。因此抗浮设计在高地下水位区应予于重视。

1 抗浮桩的特点

在抗浮设计中,采用桩进行抗浮最为普遍;抗浮桩与基础桩的最大区别在于:基础桩一般是能够承担建筑荷载压力的抗压桩,受力自桩顶向桩底传递,桩体受力大小会随着建筑荷载的变化而相应调整;而抗浮桩属于抗拔桩,桩体承受拉力,普通抗浮桩受力也是自桩顶向桩底传递,桩体受力大小随着地下水位的升降而相应调整,它与基础桩的受力方向正好相反。受压桩的桩身弹性压缩引起桩身侧向膨胀使桩土界面的摩阻力趋向于增加,摩阻力的增加则随桩身位移由上而下逐步发挥;而抗拔桩在拉伸荷载作用下桩身断面有收缩的趋向,使桩土界面摩阻力减小。而由于拉伸荷载系作用于桩顶,摩阻力的发挥同样系由上而下逐步发生。在设计抗拔桩时,在单位面积桩身摩阻力的选用上自然比受压桩要低。

2 抗浮桩类型

抗浮桩的选型主要根据工程地质情况,施工条件和周围环境等主要来确定,大致分为等截面抗拔桩和非等截面抗拔桩。由于等截面抗拔竖桩在受到较大的上拔力量时,特别是超过他的耐受力时,上拔的距离越多,抗浮力越小。为了提高这种高桩的抗拔力量,加大桩对土体依赖力量,开始使用非等面积抗拔桩。尽管如此,在日常工程建设中,根据具体情况,使用不同的抗浮桩类型,来满足实际需要。抗浮桩中经常采用灌注桩(非等截面抗拔桩)及预应力管桩、预制方桩(等截面抗拔桩)进行抗浮。

2.1 采用预应力管桩进行抗浮的优缺点

在工程建设中,预应力管桩典型代表就是预应力混凝土管桩。它是由圆形的桩身、端头板和钢套箍组成。预应力管桩广泛应用在高层建筑、铁路、桥梁和码头中。而其在抗浮力方面的主要优缺点表现如下:

优点:①预应力管桩进行抗浮设计,具有造价低。可以使用便宜的混凝土进行设计。一般来讲,在诸多桩型中,预应力管桩的单位承载力经济成本是最低的。②施工方便,施工速度快,工期短。具体的说就是在前期准备期间,设计到生产出可用的管仅需要3-4天;在施工过程中,一台仪器可以同时打7-8个桩子,施工简单;一般2-3万平方民的建筑面积,30天左右就可以沉好桩子;检测桩子的可用性,一般2-3个星期就可以完成。③桩子耐打磨,入土损失率少。主要是由于管桩自身具有跟高的强度,加上自身还有一些预应力。④可以入土层较深,场地干净,不存在淤泥运输等不便影响,特别适合在城市中施工等诸多优点。

缺点:①预应力管桩进行抗浮设计,该桩型的单桩竖向承载力主要是根据桩身与桩周岩土的总抗拔摩阻力及桩身抗拉强度的大小来确定,取两者之间较小者;同时,管桩为挤土桩,对土质有一定的限制,淤泥层较厚的土层,桩身容易偏位或倾斜。②除短桩外,桩抗拔的承载力通常由桩身抗拉强度所决定,而桩身抗拉强度则取决于接头能力,单节桩不存在接头问题,两节以上存在桩连接问题,桩接头如果出现质量问题,就会出现断桩现象而失效;接头型式,目前国内主要采用电焊焊接接头和机械快速接头(机械啮合接头),电焊焊接接头认为因素较大,质量不容易把控,故抗浮桩桩接头宜采用机械啮合接头。③在打击管桩入土时,虽然管桩本身没有影响,但是却使地面幌动,产生很大的噪音,没有淤泥但是能出来的土,且数量很多。这些对环境都有一定的污染性。④有些安装这类管桩的地质条件限制,如石灰岩地层,不适合使用这类管桩进行抗浮力作用。

抗浮预应力管桩桩头与承台的连接采用锯掉桩头后,在桩顶填芯混凝土中预埋连接钢筋的连接方式,填芯混凝土长度最好大于等于2m,抗拔力是通过填芯混凝土和管桩桩顶2m多高的内壁之间的粘结摩阻力传递到管桩桩身上,主要是靠混凝土的抗拉力阻止桩身开裂;所以填芯混凝土质量的好坏是抗浮管桩的关键,填芯混凝土应采用无收缩混凝土,应密实饱满,强度不低于C30。

因此,抗浮预应力管桩的桩身强度、接头以及桩头与承台的联接是关系到抗浮预应力管桩成败的关键问题。

2.2 采用扩底灌注桩进行抗浮的优缺点

灌注桩就是在设计的桩子上开孔,在孔内加入钢筋或者混凝土等成桩型。灌注桩抗浮靠桩侧土的表面摩擦阻力抗拔,此摩擦阻力较小,抗浮效果不佳;若在桩端设置扩大头,则能大大提高桩的抗拔能力。根据其成孔的方法不同,他具体可分为钻孔灌注桩、沉管灌注桩、人工挖孔灌注桩、爆扩灌注桩等。而其在抗浮力方面的主要优缺点表现如下:

优点:①在施工时,不易污染环境,妨碍周围居民的生活。他没有震动声音,没有出来土的烦恼。②能够建造设计较大的桩子,特别是比预制桩直径大的。③各个场地基本都可以使用。④自身桩子的承载力不易受到其他因素的影响,稳定性好。⑤不需要像预应力管桩接桩和截桩,节约钢材。⑥抗施工工艺简单。

具体来说,根据不同管桩,又有不同的优点表现。抗浮扩底灌注桩主要分为人工挖孔灌注桩和钻孔灌注桩两种:①人工挖孔灌注桩:施工工艺简单,桩径较大,单桩承载力较高,桩长较短,施工时噪音干扰较小等诸多优点。②抗浮扩底钻孔灌注桩:不受土质限制,速度快,无振动,无噪音,桩长不限制等优点。此外,扩底钻孔灌注桩,大幅度地提高了承载力,增加抗拔力。在相同直径尺寸下,单桩轴向容许承载力比等径桩提高36%-50%以上。而在相同承载力的情况下,比等径桩混凝土用量节省27%-36%以上,且桩径越大,节省量越多。地质条件越好节省量越多,有些好的地质承载力能够提高100%。

缺点:①在持力层地下水位以下时,很难进行打孔,或者说难以成孔。②这个工程需要耗费大量的劳动力投入,资金成本也会加大。③在工程作业过程中危险系数较大。如果出现塌孔往往后果不堪设想。④一旦桩底物未清理干净就进行浇灌,形成桩底残渣过后,易造成桩子沉地不牢固或者不易进入土内等。⑤人为因素产生事故或者误差几率过多,在工程建设中不易把握。在抗浮扩底钻孔灌注桩中,主要缺点是钻孔灌注桩需要在一个较短的时间内完成水下混凝土隐蔽工程的灌注、无法直观的对质量进行控制、人为因素的影响较大,若稍有疏忽,很容易造成病桩、断桩等重大质量事故,危及桩基工程的安全。

3 建议措施

3.1 采用预应力管桩进行抗浮的应对措施

采用预应力管桩进行抗浮时,针对其存在的缺点,采取了相应的对策:①采取“积极”措施,制定合理的压桩顺序,以能够对压桩挤土过程中对先压桩的影响作用减少。其顺序主要为先内后外、对称施打、采取跳打、分段均衡施工以及先深后浅等等。如果是不同规格的桩则可以依照先长后短,先大后小的顺序进行施工,尽可能的提高土层挤压密实度。跳打距离则需要是大于或者等于4倍桩直径,在本次施工过程中跳打距离控制在6m之上。②选择合适的打桩速度,对每天的入土桩量实施控制。如果每天的压桩速度过快的话,日入桩量比较大的话,也就会导致出现土地剪切及团结时效未到,同时超孔隙水压力没有出现明显下降,土体应力也未消散,也就会对加压效应有所增加。在本次施工中每1000m2正方形范围内每天施压桩术不超过30根,沉桩速度控制在1m/min。③实施土体泄压措施,主要方式为打减压孔,以能够及时卸除压桩挤土效应,以免对土体压力造成影响,减压孔孔径最好是在300mm之下,施工过程中压桩顺序方向朝着减压孔方向逐渐靠近。另外一种方式也就是加强排水,最大化的使打桩出现的超孔隙水压力消散,在本次工程中采用的井点降水,一般情况下也可以采用挖沟降水以及排水措施。

3.2 采用扩底灌注桩进行抗浮的应对措施

采用扩底灌注桩进行抗浮时,针对其存在的缺点,采取了相应的应对措施,具体为:抗浮扩底灌注桩桩端设置扩大头,扩底直径D不能大于桩身直径3d,一般取1.5~2.0之间为佳,扩底高度一般为2.5*(D-d),扩底为锅底形,矢高为0.2D,这有利于混凝土前清除孔底沉渣和灌注时不形成死角而包渣,从而保证桩底混凝土质量。

4 效果分析

4.1 工程概况

本工程位于厦门某高档临海居住区内,基础设计采用静压预应力管桩,规格为PHC500-125-AB,总桩数1605桩。其中除一部分为单桩至五桩承台外,大部分为密集多桩承台,还有约一半的桩为大筏板基础桩,相邻桩心间距最小1500mm,净距1000mm。前期地质情况类似的相邻项目静压管桩施工中曾发生大面积浮桩现象,严重影响了工程质量和施工工期,并为处理浮桩现象耗费了大笔资金,成为深刻的教训。

4.2 应用效果

该工程为避免出现大面积浮桩现象,结合预应力管桩进行抗浮的优缺点,未雨绸缪,采取了相应的对策:①采取“积极”措施,制定合理的压桩顺序;②选择合适的打桩速度,对每天的入土桩量实施控制;③实施土体泄压措施,同时加强排水等。结果施工中没有发生浮桩现象,不仅有效保证了桩基工程施工质量,减免了处理浮桩现象的资金投入,也避免了因处理浮桩现象占用时间对工程施工工期的不利影响。

本工程浮桩观测共计49根桩,大部分桩(38根)无明显上浮(1cm以内),少量桩(8根)上浮1-3cm,3根异常桩(上浮>3cm)及时进行了复压处理。如图1所示。

5 总结

抗浮预应力管桩作为抗拔桩,造价低,施工速度快,但是对土质有一定的要求,抗拔极限标准值低,且施工工艺要求高。不管是哪一种抗浮桩施工技术,在实际应用中均具有一定的缺点和优点,关于其具体的选择,则需要依照实际工程需要,同时还必须要依照实际情况针对不同抗浮桩施工技术的缺点,制定相应的改善措施,以提高施工质量和施工有效性。

参考文献:

[1]叶波,刘忠臣.软弱地层基坑支护工程中复合土钉墙技术的应用[J].广东公路勘察设计,2013,21(3),35-38.

[2]中国工程建设标准化协会.基坑土钉支护技术规程(CECS96:97)[M].北京:中国工程建设,2010,8(5):45-48.

[3]GJB02-98.广州地区建筑基坑支护技术规定[S].广州:1998.

第2篇:地下水的优缺点范文

关键词:透水;沥青混凝土;施工技术;环境保护

1前言

目前,200万公里的路面,主要是由传统的沥青路面和水泥混凝土路面构成,传统路面不仅具有较高的承载力,同时在设计,材料,结构层方面也具有优点,但其也存在很多的缺点,例如减少了城市的土壤使用面积,使城市污水管网的污水量大大增加,增加了排水系统的负担等等,这就加速了透水混凝土在路面建设中的应用[1]。

2透水性混凝土介绍

透水混凝土也称多孔混凝土,它采用单粒级粗骨料作为骨架,水泥净浆或加入少量细骨料的砂浆薄层包裹在粗骨料颗粒的表面,作为骨料颗粒之间的胶结层,形成骨架——孔隙结构的多孔混凝土材料。由于集料级配特殊,形成了蜂窝状结构,或称为米花糖结构[2]。它既具有一定的强度,又具有一定的透水透气性。从技术性能上看,透水性混凝土除了能够迅速减少地表积水外,它在净化雨水、降低路面交通噪音等方面的效果同样很明显。

3透水混凝土与传统路面相比优缺点分析

3.1传统路面

大多采用沥青、水泥混凝土、石板材或水泥砖铺设,故被称为硬质路面。传统路面整体的优点是承载力高,面层整齐、光滑、耐用。传统路面的缺点是:(1)不透水,排水要靠地下污水管道,降雨时雨水直接作为污水被处理,阻断了雨水对地下水的补充,不利于地下水的生成。(2)雨水、污水在路面易淤积,溶入城市污染物后严重影响城市卫生。

3.2透水混凝土路面

与传统混凝土路面相比,透水混凝土路面具有以下优点。(1)高透水率,透水混凝土地面拥有15%~25%的孔隙,混凝土面层透水速度可达到200L/m2/min以上,远远高于最大的降雨在最优秀的排水系统下的排出速率;它能够使雨水迅速渗入地面,还原成地下水,使地下水资源得到及时的补充[3]。(2)透水混凝土具有较大的孔隙率,增加了城市可透水、透气面积,加强混凝土内部水份与地表和空气的热量交换,通过与外部空气和下部透水垫层相连通,有利于调节城市空间的湿度和温度。(3)透水混凝土路面凭借其特有的15%~25%的多孔结构,不仅对降尘起到了吸附作用,并且可以吸收车辆行驶时产生的噪音,从而创造一个安静舒适的环境。(4)透水混凝土路面能够减少雨天行车产生的“漂滑”、“飞溅”等现象,缓解了雨天给行人和车辆行驶带来的不便。(5)透水混凝土路面表面的自然色对光线具有良好的反射性。透水混凝土较大的孔隙能够积蓄较多的热量,有利于减少路面对太阳光热量的吸收,从而避免形成“热岛效应”。(6)在降雪季节,地热可以通过透水混凝土路面的孔隙把积起的固体状雪融化成液体状水,然后在渗透到地下以补充地下水。透水混凝土路面,尽管存在以上诸多优点,但其自身也存在以下缺点。(1)排水功能保持时间不长,通常良好的排水功能,只有1至2年;(2)由于孔隙大,易受空气中有害物质氧化和紫外线损坏,使用寿命短。(3)在使用高粘度材料及沥青作为基料时,虽然增加了其强度和热稳定性,但成本太高。鉴于以上原因,在城市建设的广泛推广应用中,需要考虑到这些问题[4]。

4透水混凝土关键施工技术介绍

控制混凝土面层的摊铺、压实和养护质量是透水混凝土施工技术关键所在。

4.1摊铺

摊铺时,基准线的横向间距为面层摊铺宽度加横向间距,其中基准线到面层摊铺边缘的间距应该相同;基准线桩纵向间距:直线段不大于10m,曲线段不大于5m;基准线必须张紧,线路压力不应小于1000N。模板要选用强度好,不变形,刚度大的材料;模板的高度应与混凝土的厚度一致,模板与混凝土接触的表面应涂脱模剂,用人工将混凝土混合物铺散均匀,平整;还要留出路面下排水坡度,将盲沟与城市排水系统相连接;要保证透水混凝土路面的厚度,特别是铺散均匀,注意边角缺陷,采用人工压实。

4.2压实

采用低频振动压路机或平辊等专用工具。振动器板应避免在一个地方持续振动,避免出现离析或者过振现象。压实过程中,应辅以人工找平,如果面层有缺料下沉、变形或松动情况,应人工铲料予以及时纠正。在压实透水混凝土面层时,如果机械接触不到表面的地方,必须采用人工压实,所用模板顶部要干净光滑,接缝处用混凝土浇灌,不能在雨天时施工。上层与下层面层施工时间间隔不应超过1个小时。

4.3养护和切缝

当透水混凝土路面完成摊铺和压实工作以后,为避免路面出现裂缝,延长道路的使用寿命,必须对路面进行适当的养护,如高温施工时,为避免水分损失过快,路面要采用覆盖塑料薄膜的方式进行养护,并且还要对混凝土面层采用适当的洒水养护。另外要掌握好路面的切缝时间,切缝时间太早,路面面层强度不够会容易产生崩边现象,切缝时间太晚,路面面层会因为收缩过大产生裂缝现象。其次,路面在养护期间不能进行通车,必须在保证混凝土产生足够的强度后才能放开交通,以此来保证透水混凝土路面的质量和使用寿命。

5结束语

使用透水混凝土路面可使雨水迅速渗透到地下,不会导致缺氧的现象,这种设计不会给植物带来负面影响。传统的混凝土路面由于不具备透水能力,使雨水流入城市排水系统,当排水系统中的污水流,超过了污水处理设施的处理能力,就会直接排放到公共水域,造成水质污染。透水混凝土路面,必将在城市道路建设中得到广泛推广和发展。

参考文献:

[1]何鑫等.浅谈透水人行道结构的设计及工程应用[J].城市道桥与防洪,2016.

[2]王跃元等.基于透水砖铺装系统的城市雨水利用[J].北京水务,2015.

[3]王波.透水性硬化路面及铺地的应用前景[J].建筑技术,2016.

第3篇:地下水的优缺点范文

关键词:矿山;水文地质;设计;检测;防治

中图分类号:TD12 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)052-123-01

1 矿山水文地质设计的必要性

矿山水文地质工作是指在矿山的建设和生产过程中进行水文地质工程,以达到对矿山的矿床水文地质进行全面、有效的调查研究的目的,通过在矿山中开展大规模的探采工程,为了能够获取精确的矿床水文地质信息,其中最重要的是对矿床充水条件和可能涌水量及实际涌水量的探测;对矿山开采影响极大的水文地质条件和防、排水工作的效果做出评价;旨在为矿山进一步防排水工作、防备地下水对矿山设备和岩体稳定性的危害以及解决矿山供水和地下水综合利用等问题,提供更可靠的依据。

矿山水文地质工作包含在矿山建设阶段以及生产阶段的水文地质工作,在矿山建设阶段中,第一步就是进行矿山水文地质状况进行勘测,矿床水文地质状况的优劣程度直接影响到在矿山施工时的难度以及矿山建设的质量。但是很多矿山施工队伍往往对于矿山水文地质工作并不注重,导致施工单位不能对矿山水文地质单元进行整体性的掌握,对矿山地质、地形构造进行明确等。做好矿山水文地质工作能够对矿山的建设和矿资源开采起到基础的保障作用。矿山水文地质工作主要负责矿床地下水的研究,由于地下水具有比较强的流动性和再生性,对矿山的建设和开采都有比较重要的影响,产生这样的影响主要有以下两个原因:1)由于矿山矿床底下的地下水资源往往比较丰富,在带给当地居民用水的方便外,对矿山建设和开采都有一定的副作用,它引发的水患问题为矿山建设和开采的效率和安全都带来了隐患和不良影响。2)为了确保矿山区域附近的居民在矿山建设和开采的过程中能够进行正常用水,除了注意施工时不对当地水资源进行污染、浪费和随意改变水体流向外,施工部门还应该针对用水比较短缺的区域进行水资源调度,并通过寻找水源、建造储水和供水设施等方法,提高当地居民的用水质量。由此可见对矿山水文地质设计工作的进行是十分必要的。

2 矿山水文地质设计工作现存的问题及其相应对策

以下将矿山水文地质设计工作分为三个步骤,分别是矿山勘察阶段、矿山建设阶段以及矿山生产阶段。

2.1 矿山勘察阶段

矿山勘察阶段主要是由施工人员对矿山的水文地质情况作基本的了解和认识,通过一系列的勘察,准确地明确矿山的地质状况,从而设计出相应的、有针对性的矿山水文地质方案。在整个矿山勘察过程中,应该不断通过勘察与设计相互结合,使矿山水文地质设计更加合理的同时,改善矿山勘察的效果。例如,在矿山勘察工作的起步阶段,如果通过初步勘察后发现矿床中藏有大量的矿产资源后,在进行全面开展矿山建设以及开采之前,应该抓紧时间进行矿山水文地质工作,在矿床中设置地下水观测设备,以达到随时对地下水状态进行监测以及记录变化性数据等的目的。但如果在一开始的勘察中并没有发现拥有优质地质条件的矿场的话,那么就应该马上暂停勘察工作和矿山建设和开采的准备工作,先将矿山水文地质工作提前,以提高矿山勘察的效果和效率,确保将在矿山勘察中所消耗的人力物力以及财产花费减到最低的同时,矿山勘察工作能够更快速、更准确地发现出拥有良好地质条件的矿床位置。

矿山水文地质工作要根据综合矿床的规模、类型以及地形的复杂情况多种因素来选取勘测地段,然后利用地质观测孔对地质情况进行观测并记录,这种矿山水文地质勘测方式所取得的勘测数据比较准确,但唯一的缺点就是不适用于大水岩溶矿床的勘测当中。因此为了确保在大水岩溶矿床中的勘察效果,根据大水岩溶矿床的富水性和透水性不均匀的特性,应在小孔测算工作中使用相对较大口径的钻孔,从而确保勘察数据的准确性。

2.2 矿山建设阶段

矿山建设阶段是矿山从勘察到开采整个过程中的关键,起到承前启后的作用。在矿山建设工作的开始阶段,首先要对勘察工作结果的准确性进行验证,将验证发现的矿山水文地质问题及时解决。要完成矿山的地下水治理,需要的不只是勘察,还需要各种优秀的地下水治理方式的引入,例如像帷幕堵水、疏干排水以及躲水采矿等。在矿山建设阶段的重点工程就是地下水治理工程,施工队伍在地下水治理时应该借鉴以上所述的常用、有效的地下水治理方式,根据矿山地质的特点以及地下水的变化状况,选取最合适的地下水治理方式,下面我们来分析以下三种地下水治理方式的优缺点:1)帷幕堵水有效改善矿山施工的安全性以及工作环境,虽然在一次性投入上的支出比较大,但是由于其效用长久,所以对解决矿山工程资金紧张问题有明显的帮助。2)疏干排水具有施工安全性高且成本低的优点,但不适用于地质环境比较复杂或者水量过大的矿山当中。3)由于多数采矿采用的是天然隔水层,所以能在不破坏环境的前提下进行安全有效的地下水治理,但对自然条件的要求较高,在现实中往往难以实现。

第4篇:地下水的优缺点范文

关键词:地源热泵特点发展史 工作原理 种类

一、引言

随着我国经济和社会的发展,人们对室内环境和环保的要求也日益提高。如何寻求一种低排放的清洁能源也摆在我们建筑从业者的面前,但地源热泵技术的出现让我们看到了希望。

二、特点

1)高效:一般空调对着空气换热称为风冷热泵,缺点在于天气炎热或者寒冷最需要冷量或热量时效率反而下降。地温一年四季基本恒定在16℃左右,略高于该地区平均温度1到2度,使得热泵无论在制冷或制热工况中均处于高效率点。

2)节能省费用:冬季运行时,COP约为4.2,即投入1KW电能,可得到4KW的热能,夏季运行时,COP可达5.3,投入1KW电能,可得到5KW的冷量,能源利用效率为电采暖方式的3-4倍。

3)环保:供热时没有燃烧过程,避免了排烟污染,供冷时省了冷却塔,避免了噪音及霉菌污染。

4)一机多用:地源热泵系统可供暖,空调,还可供生活热水,一机多用,一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统。

5)可再生:土壤有较好的蓄热性能,冬季通过热泵将大地浅层的低位热能提高对建筑供暖,同时蓄存冷量,以备夏用;夏季通过热泵将建筑物内的热量转移到地下对建筑进行降温,同时蓄存热量,以备冬用,保证大地热量的平衡。

三、地源热泵的发展历史

地源热泵的历史可以追朔到1912年瑞士的一个专利,而地源热泵真正意义的商业应用也只有近十几年的历史。如美国,1985年全国共有14,000台地源热泵,而1997年就安装了45,000台。美国地源热泵工业已经成立了由美国能源部、环保署、爱迪逊电力研究所及众多地源热泵厂家组成的美国地源热泵协会,该协会在近年中将投入一亿美元从事开发、研究和推广工作。美国计划到2010年达到每年安装80万台地源热泵的目标,届时将降低温室气体排放1百万吨,每年节约能源费用再增加1.7亿美元。

在我国,地源热泵的研究起始于20世纪80年代,最近5年该项技术成了国内建筑节能及暖通界热门的研究课题,也开始应用于工程实践,与此相关的热泵产品应运而生,掀起了一股"地热空调"的热潮。从90年代开始,每届全国暖通制冷学术年会上都有“热泵应用”的专题;2000年6月19~23日,中美地源热泵技术交流会在北京召开,会议介绍了地源热泵技术,国外的应用状况和在中国的推广。

四、地源热泵的工作原理

地源热泵是一种利用地下浅层地热资源既能供热又能制冷的高效节能环保型空调系统。

地源热泵机组的运行靠少量的电力来驱动,它的工作原理是通过向机房系统内的热泵机组输入一定电能驱动压缩机做功,使机组中的介质反复发生蒸发吸热和冷凝放热的物理相变过程,从而将地源系统中的能量提取和传导到用户系统,实现空间上的热量交换和传递转移。

在冬季,把土壤中的热量“取”出来,提高温度后供给室内用于采暖,在夏季,把室内的热量“取”出来释放到土壤中去,并且常年能保证地下温度的均衡。

五、地源热泵的种类及特点

1) 地下水源热泵

欧美国家最常用的地源热泵系统是地下水热泵系统,其的热源是从水井或废弃的矿井中抽取的地下水。经过换热的地下水可以排入地表水系统,但对于较大的应用项目通常要求通过回灌井把地下水回灌到原来的地下水层。由于可能导致管路阻塞,更重要的是可能导致腐蚀发生,同时出于对地下水资源的保护,通常不建议在地源热泵系统中直接应用地下水。由于地下水温常年基本恒定,夏季比室外空气温度低,冬季比室外空气温度高,且具有较大的热容量,因此地下水热泵系统的效率比空气源热泵高,COP值一般在3~4.5,并且不存在结霜等问题。最近几年地下水源热泵系统在我国得到了迅速发展。

2) 土壤源热泵

土壤源热泵是利用地下岩土中热量的闭路循环的地源热泵系统。通常称之为“闭路地源热泵”,以区别于地下水热泵系统,或直接称为“地源热泵”。它通过循环液(水或以水为主要成分的防冻液)在封闭地下埋管中的流动,实现系统与大地之间的传热。根据地下热交换器的布置形式,主要分为垂直埋管、水平埋管和蛇行埋管三类。

垂直埋管换热器通常采用的是U型方式,按其埋管深度可分为浅层(100m)三种。

水平埋管换热器有单管和多管两种形式。其中单管水平换热器占地面积最大,虽然多管水平埋管换热器占地面积有所减少,但管长应相应增加来补偿相邻管间的热干扰。

蛇行埋管换热器比较适用于场地有限又较经济的情况下。虽然挖掘量只有单管水平埋管换热器20%~30%,但是用管量会明显增加。这种方式优缺点类似于水平埋管换热器,所以有的文献将其归入水平埋管换热器。

3) 地表水源热泵

地表水地源热泵系统由潜在水面以下的、多重并联的塑料管组成的热交换器取代了土壤热交换器,与土壤热交换地源热泵一样,它们被连接到建筑物中,并且在北方地区需要进行防冻处理。

地表水热泵系统的一个热源是池塘、湖泊或河溪中的地表水。在靠近江河湖海等大量自然水体的地方利用这些自然水体作为热泵的低温热源是值得考虑的一种空调热泵的型式。

第5篇:地下水的优缺点范文

【关键词】地下建筑工程;冻结法;特殊开挖方法

地下建筑工程冻结法是在建筑施工中运用人工制冷技术,把待施工的地下工程周围一定范围内的含水不稳定岩土层冻结,使它形成封闭冻结壁,隔绝与地下水的联系,改变岩土性质,增加它的强度和稳定性,确保地下工程安全施工的方法。这种方法起源于建筑基础的土壤加固。已被应用在矿建、地铁、水利、隧道等工程。在地下水较多,施工困难时,也能运用冷冻法,以液氨注入地层,把隧道周围的土壤冻结起来,进行开挖。现在,冻结技术已广泛应用在特殊地层凿井,基坑和挡土墙加固,盾构隧道盾构进出洞周围土体加固,地铁、隧道联络通道及泵站施工、两段隧道地下对接时土体加固和工程事故处理等方面。

1、地下工程开挖的冻结方法

1.1冻结法原理

冻结法运用的是传统的氨压缩循环制冷技术。为形成冻结壁,在井筒周围由地面向地层钻一圈或数圈冻结孔。孔内安装冻结器。冻结站制出的低温盐水(-28℃左右)在冻结器内循环流动,吸收周围地层的热量,形成冻土圆柱,并不断扩大交圈形成封闭的冻结壁,实现设计的厚度和强度。一般将这一期间叫做积极冻结期,而把掘进时维护冻结壁厚度期间叫做消极冻结期,吸收地层热量的盐水,在盐水箱内把热量传给蒸发器中的液氨,变为饱和蒸气氨,再被压缩机压缩成过热蒸气进入冷凝器冷却。把地热和压缩机作功出现的热量传给冷却水,把这些热量传给大气。

1.2冻结法的优缺点

开挖地下工程的临时支护方法,冻结法施工具有如下优点:冻结法施工的适用范围较为广泛;施工的隔水性能较好;冻结法施工的冻结壁强度高;此法对所处地层扰动较小,地面沉降控制得好;按工程需要能灵活布置冻结孔和调节冷冻液的温度,随时增加和控制冻土壁的厚度及强度。冻土墙的连续性和均匀性较好;对地层污染程度较小。

运用冻结法施工也存在一些缺点,施工周期与其他支护方法相对较长,设备较多,造价较高,冻胀融沉可能导致地面的隆起,对工程造成不良影响。冻结技术可分为竖向冻结技术,水平冻结技术和特殊工程冻结技术。

1.3冻结法的施工工艺

冻结方案选择要全面分析隧道穿过岩层(土层)的工程地质与水文地质特征,按冻结深度、冷冻设备和施工队伍素质统筹确定。要以取得最佳的技术经济效果为出发点,选择技术先进、经济合理的冻结方案。如:冻结法凿井的冻结方案有一次冻全深方案、分期冻结方案、差异冻结方案、局部冻结方案等。冻结深度要按地质条件确定,冻结壁厚度取决于地压状况、冻土强度、变形特征、冻结壁暴露时间、掘进段高及冻土温度,冻结孔设置通常由井筒断面、冻结深度、钻孔允许偏差和冻结壁厚度确定,测温孔按工程特点设置。

冷冻站的一般设备有氨压缩机、冷凝器、蒸发器等。辅助设备有氨油分离器、贮氨器、集油器、调节阀、液氨分离器和除尘器等。氨压缩机是冷冻站的主设备,它是将饱和蒸发氨压缩为过热蒸气氨,实现冷凝压力,形成氨的卡诺循环。它是实现补偿功的机械。冷凝器是用来冷却氨,把氨由气态变为液态的装置。蒸发器是热交换系中必要的热交换设备。冻结法的施工工艺主要包括:安装冻结站,冻结管施工,冻结期,维护冻结期和解冻期。

2、其他地下工程的开挖方法

2.1地下工程开挖的气压室法

这种方法是把开挖洞段密封好,在进出口段布置气密室,从洞外进入气密室再进入洞内,要经两层密封门,洞内气压大于外压或大气压12bar。用这个超压来减少渗入洞中的水,也以此压力改善围岩稳定状况。气压室法要有额外的设备投资,施工速度会降低,通常只是在必须时采用。

2.2地下工程开挖的分部开挖、支护的方法

在软弱地层中开挖洞室,一般办法是先开挖一小部分,再用喷锚支护做全断面保护,再不断扩挖,逐步支护。通常采用双侧导坑法,挖好一个侧导坑,支护好,再挖另一侧导坑,支护好。再挖掉中间遗留下来的土柱,并支护形成封闭结构。开挖后在其中做钢筋混凝土二次衬砌。

2.3地下工程开挖的超前灌浆、超前锚杆法

在地下水较为丰富的工程,通常采用超前灌浆法。就是在开挖前先在掌子面上钻孔深为20m、30m的深孔,进行压力固结灌浆,使要开挖洞段的岩石缝尽量固结起来并减少漏水,之后开挖。挖到灌浆深度一半时,再作一圈深孔灌浆,循环进行。使开挖工作面在灌浆固结过的岩层中进行。

超前锚杆法是在掌子面顶拱部位向前上方打入4~5m的锚杆,锚杆后端出露较长,用喷射混凝土或钢拱架支护好,再向前开挖1~2m,支护好,继续打下一轮锚杆,循环作业,使开挖在顶部锚杆的保护下进行。

参考文献

[1]胡楚旺.深基坑支护工程技术的浅析.陕西建筑,2010.6

[2]武亚军等.人工冻结技术在城市地下工程中的应用.探矿工程:岩土钻掘工程,2006.6

[3]王秀梅等.深基坑支护技术对比分析.佳木斯大学学报,2009.2

第6篇:地下水的优缺点范文

因苏州市地下水位较高,受施工场地狭窄、施工排水较难、工期紧张等因素的影响,传统工艺采用一般砖砌污水窨井很难做到无渗漏。暴雨天,苏州市区3大污水处理厂的日处理量最高突破37万吨/天,超负荷高达32%。几十年来,窨井渗漏问题一直不能有效解决。为了提高工程质量,防止地下水污染,节约能源,保护和改善环境,2007年中华人民共和国住建部第659号公告,建设部第109号令,明确规定禁止使用粘土实心砖检查井,推广使用塑料检查井。随着塑料检查井的推广应用,近年来除PE检查井外,UPVC检查井和玻璃纤维增强塑料夹砂(FRPM)检查井也得到了广泛应用。

一.产品分析

1.塑料检查井品种繁多,下面根据其生产工艺、材质、接口方式进行分类,并简要阐述各类型产品的利弊。

(1)根据生产工艺分类

Ⅰ.注塑工艺

采用注塑工艺生产的塑料检查井是在一定温度下,通过螺杆搅拌完全熔融的塑料材料,用高压射入模腔,经冷却固化后,得到成型品的方法。

优点:稳定性、耐久性、密封性强;生产效率高,质量好;外观精美,卖相较好,整体比较平滑。

缺点:适合生产管径800mm以下的塑料检查井;生产时对回料的量难以控制。

Ⅱ.滚塑工艺

滚塑成型工艺是先将塑料原料加入模具中,然后模具沿两垂直轴不断旋转并使之加热,使模内的塑料原料在重力和热能的作用下,逐渐均匀地涂布、熔融粘附于模腔的整个表面上,成型为所需要的形状,再经冷却定型、脱模,最后获得制品。

优点:能生产制作较大口径的检查井;生产的制品壁厚根据要求加厚;

可生产特殊规格的塑料检查井。

缺点:生产过程不能参加骨料且密度较低,硬度不高;新技术,市场认可度有待提高。

(2)根据材质分类

塑料检查井根据原材料材质差异,可分为PE、UPVC和FRPM三种 :

Ⅰ. 高密度聚乙烯(High Density Polyethylene ,简称HDPE)检查井用高密度聚乙烯树脂和一定比例的助剂组成混合料制作的预制检查井。

优点:具有良好的抗震性能;具有良好的熔焊性;有较强的韧性。

缺点:机械强度相对较差;无导电性,不易探测。

Ⅱ. 硬聚氯乙烯(Unplasticizen polyvinyl chloride ,简称UPVC)检查井用硬聚氯乙烯树脂和一定比例的助剂组成混合料制作的预制检查井。

优点:物化性能优良;质轻实用,安装方便;内壁光滑,排水流畅。

缺点:抗冲击力较差;拉伸强度及韧性较差;软化温度较低,遇热易变形。

Ⅲ.玻璃纤维增强塑料夹砂(Glass Fiber Reinforced Plastic Mortar ,简称FRPM)检查井以玻璃纤维及其制品为增强材料,不饱和聚酯树脂、环氧树脂等为基体材料,以石英砂及碳酸钙等无机非金属材料为填料制作的预制检查井。

优点:具有较强的耐腐蚀性;强度高,运输安装方便。

缺点:刚度相对较小;脆性大,易破碎;

(3)根据管道和窨井接口分类

塑料检查井根据管道接口方式不同,可分为承插型和焊接型二大类。

Ⅰ.承插接口

承插接口主要采用橡胶圈连接方式,目前承插接口是管道与塑料检查井的主要连接方式。

优点:抗应变性强;密闭性好;施工方便,使用范围广。

缺点:对橡胶圈的规格和质量要求较高。

Ⅱ.塑焊接口优缺点

目前塑料焊接的方法有热熔连接、电熔连接和钢塑过渡接头连接三种方式。

优点:强度大,不易变形;密封性好,不易渗漏。

缺点:需借助专业工具,施工不便;接口固定,维修不便。硬性接口,伸缩性差

2.产品主要部件的定义

现将塑料检查井的各主要部件井座、井筒、井盖、附加接头做简要说明:

Ⅰ.井座(chanber body):检查井底部带有连接排水管道接口的部分。井座是塑料检查井的核心部分,井座构造是否合理直接影响塑料检查井的质量和排水效果,因此井座在生产时需着重考虑以下几个方面的要点:井座需一次性成形,优先采用HDPE材质;井座的竖向承口与井筒连接处宜设置支撑面,以满足受力要求;污水检查井流槽顶部宽度不小于200mm,以满足维修要求;井座的轴向静荷载要求为14KN,同时应满足耐热、抗冲击等要求。

Ⅱ.井筒(raiser):连接井座的上升通道部分,井筒是连接井座的部件,需满足:优先采用UPVC双层轴向中空壁管;为提高质量,要求井筒环刚度≥6KN/m2(国家行业标准为4 KN/m2)。

Ⅲ.附加接头(additive connection):当支管接入检查井时需要在井筒上现场设置的管道连接接头,支管接入检查井时,需满足以下要求:为防止塑料检查井结构不受破坏,支管接入检查井时只允许接入井筒位置;当支管接入检查井时,有条件必须使用管道连接接头连接,一般采用马鞍街头;当接入支管为管径

Ⅳ.井盖(chamber cover):检查井井口可移动部分,用于开启或封闭井口,塑料检查井井盖应满足以下要求:绿化带中的塑料检查井,有条件时可设置双层井盖,井盖表面应高出土层表面10mm以上;车行道上的塑料检查井,须设置防护井盖,盖防护井盖座重量及地面荷载不能直接压在井筒上。

二.施工注意事项

1.为了防止塑料检查井井座的不均匀下沉,要求在安装井座前,浇筑10cm素砼底板或砼砖砌底板(宽80公分、长度沿管道走向不小于井底座长),同时要求将整个井座进行砼全包裹。

2.为了防止塑料检查井井筒倾斜,井筒管周围100mm范围内宜采用中粗砂等非冻胀性材料进行回填,且需人工分层夯实。

3.因支管接入塑料检查井时不宜接入井座部位,因此在设计排水图纸时应考虑此部分的高程。

三.分析塑料检查井和传统检查井的优缺点

传统检查井被塑料检查井所替代,不仅仅因为不环保、同时也存在了大量弊端,现将塑料检查井和传统检查井的优缺点作简要分析:

1.砖砌检查井材料价格低廉、易获取、施工简单、维修方便;但损坏土地资源,不能全天候施工,施工速度慢,排水效率差,占地面积大,易渗漏造成地下水源二次污染,同时渗漏又影响建筑地基和房屋安全。世界各发达国家和我国主要大中城市纷纷出台措施,限制和禁止使用砖砌检查井。

2.预制水泥砌块检查井主要解决了节省土地资源问题,并增加了强度,整体性稍好于砖砌井,目前在我国使用广泛。但同样存在占地面积大,施工周期长,易渗漏的缺点。

四.苏州推广使用情况

根据《建设领域推广应用新技术管理规定》(建设部令第109号)和建设部659号公告,参考北京、上海等先进城市建设规定,2011年8月18日,苏州排水管理处发文(苏排管[2011]16号)《关于加强自建排水设施建设管理的相关规定》,要求自2011年9月1日起,凡市区新建住宅小区、多功能商业建筑群、机关、企事业单位等室外排水设施和构筑物中的检查井,禁止采用粘土砖砌检查井,推广使用塑料和钢筋混凝土等质量可靠、工艺先进的检查井。污水管道直径不大于600mm、埋设深度不大于4m宜优先采用塑料检查井。截止2014年6月30日,使用塑料检查井的建设项目规模约为270万平方米。

第7篇:地下水的优缺点范文

关键词地下水 修复技术 应用

中图分类号:P641.13 文献标识码:A

一、国内地下水环境质量现状

1.1地下水资源分布和开发利用状况

我国地下水资源地域分布不均。据调查,全国地下水资源量多年平均为8218亿立方米,其中,北方地区(占全国总面积的64%)地下水资源量2458亿立方米,约占全国地下水资源量的30%;南方地区(占全国总面积的36%)地下水资源量5760亿立方米,约占全国地下水资源量的70%。总体上,全国地下水资源量由东南向西北逐渐降低。

近几十年来,随着我国经济社会的快速发展,地下水资源开发利用量呈迅速增长态势,由20世纪70年代的570亿立方米/年,增长到80年代的750亿立方米/年,到2009年地下水开采总量已达1098亿立方米,占全国总供水量的 18%,三十年间增长了近一倍。北方地区65%的生活用水、50%的工业用水和33%的农业灌溉用水来自地下水。全国655个城市中,400多个以地下水为饮用水源,约占城市总数的61%。地下水资源的长期过量开采,导致全国部分区域地下水水位持续下降。2009年共监测全国地下水降落漏斗240个,其中浅层地下水降落漏斗115个,深层地下水降落漏斗125个。华北平原东部深层承压地下水水位降落漏斗面积达7万多平方公里,部分城市地下水水位累计下降达30-50米,局部地区累计水位下降超过100米。部分地区地下水超采严重,进一步加大了水资源安全保障的压力。

1.2地下水质量分类与监测

(1)地下水质量分类

《地下水质量标准---GB/T14848-93》依据我国地下水水质现状、人体健康基准值及地下水质量保护目标,并参照了生活饮用水、工业、农业用水水质最高要求,将地下水质量划分为五类。

Ⅰ类 主要反映地下水化学组分的天然低背景含量。适用于各种用途。

Ⅱ类 主要反映地下水化学组分的天然背景含量。适用于各种用途。

Ⅲ类 以人体健康基准值为依据。主要适用于集中式生活饮用水水源及工、农业用水。

Ⅳ类 以农业和工业用水要求为依据。除适用于农业和部分工业用水外,适当处理后可作生活饮用水。

Ⅴ类 不宜饮用,其他用水可根据使用目的选用。

(2)地下水水质监测

各地区应对地下水水质进行定期检测。检验方法,按国家标准GB 5750《生活饮用水标准检验方法》执行。

各地地下水监测部门,应在不同质量类别的地下水域设立监测点进行水质监测,监测频率不得少于每年二次(丰、枯水期)。

监测项目为:pH、氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、挥发性酚类、氰化物、砷、汞、铬(六价)、总硬度、铅、氟、镉、铁、锰、溶解性总固体、高锰酸盐指数、硫酸盐、氯化物、大肠菌群,以及反映本地区主要水质问题的其它项目。

1.3地下水环境质量状况

根据 2000-2002年国土资源部“新一轮全国地下水资源评价”成果,全国地下水环境质量“南方优于北方,山区优于平原,深层优于浅层”。按照《地下水质量标准》(GB/T 14848-93)进行评价,全国地下水资源符合Ⅰ类-Ⅲ类水质标准的占63%,符合Ⅳ类-Ⅴ类水质标准的占37%。南方大部分地区水质较好,符合Ⅰ类-Ⅲ类水质标准的面积占地下水分布面积的 90%以上,但部分平原地区的浅层地下水污染严重,水质较差。北方地区的丘陵山区及山前平原地区水质较好,中部平原区水质较差,滨海地区水质最差。根据对京津冀、长江三角洲、珠江三角洲、淮河流域平原区等地区地下水有机污染调查,主要城市及近郊地区地下水中普遍检测出有毒微量有机污染指标。2009年,经对北京、辽宁、吉林、上海、江苏、海南、宁夏和广东等8个省(区、市)641 眼井的水质分析,水质Ⅰ类-Ⅱ类的占总数 2.3%,水质Ⅲ类的占23.9%,水质Ⅳ类-Ⅴ类的占73.8%,主要污染指标是总硬度、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、铁和锰等。2009年,全国202个城市的地下水水质以良好-较差为主,深层地下水质量普遍优于浅层地下水,开采程度低的地区优于开采程度高的地区。根据《全国城市饮用水安全保障规划(2006-2020年)》数据,全国近20%的城市集中式地下水水源水质劣于Ⅲ类。部分城市饮用水水源水质超标因子除常规化学指标外,甚至出现了致癌、致畸、致突变污染指标。

1.4地下水环境质量变化趋势

据近十几年地下水水质变化情况的不完全统计分析,初步判断我国地下水污染的趋势为:由点状、条带状向面上扩散,由浅层向深层渗透,由城市向周边蔓延。南方地区地下水环境质量变化趋势以保持相对稳定为主,地下水污染主要发生在城市及其周边地区。北方地区地下水环境质量变化趋势以下降为主,其中,华北地区地下水环境质量进一步恶化;西北地区地下水环境质量总体保持稳定,局部有所恶化,特别是大中城市及其周边地区、农业开发区地下水污染不断加重;东北地区地下水环境质量以下降为主,大中城市及其周边和农业开发区污染有所加重,地下水污染从城市向周围蔓延。

二、地下水污染防治法规及规划

2.1国内外地下水保护法规

(1)国内地下水保护法规

目前, 我国并没有地下水保护的专门法律,有关地下水资源保护的相关法律制度主要在《中华人民共和国水污染防治法》、《水污染防治法实施细则》、《中华人民共和国水法》等中有着不同程度的规定。《取水许可和水资源费征收管理条例》规定了对地下水开采实施总量控制同时通过水资源费征收机制控制地下水的开采;《饮用水水源保护区污染防治管理规定》专章规定了生活饮用水地下水源保护区的划分和防护。此外, 一些关于保护地下水的地方性立法, 如《河北省取水许可制度管理办法》、《北京市城市自来水厂地下水源保护管理办法》、《关于在苏锡常地区限期禁止开采地下水的决定》等。

(2)国外地下水保护法规

英国地下水资源保护的主要法律法规, 如下:

2.2我国地下水污染防治规划

(1)规划目标

到2015年,基本掌握地下水污染状况,全面启动地下水污染修复试点,逐步整治影响地下水环境安全的土壤,初步控制地下水污染源,全面建立地下水环境监管体系,城镇集中式地下水饮用水水源水质状况有所改善,初步遏制地下水水质恶化趋势。

到2020年,全面监控典型地下水污染源,有效控制影响地下水环境安全的土壤,科学开展地下水修复工作,重要地下水饮用水水源水质安全得到基本保障,地下水环境监管能力全面提升,重点地区地下水水质明显改善,地下水污染风险得到有效防范,建成地下水污染防治体系。

(2)主要任务

开展地下水污染状况调查

保障地下水饮用水水源环境安全

严格控制影响地下水的城镇污染

强化重点工业地下水污染防治

分类控制农业面源对地下水污染

加强土壤对地下水污染的防控

有计划开展地下水污染修复

建立健全地下水环境监管体系

三、地下水修复技术

根据其主要工作原理地下水修复技术可大致归并为4类,即物理技术、化学技术、生物技术和复合技术。物理技术包括水动力控制法、流线控制法、屏蔽法、被动收集法等;化学技术包括有机粘土法和电化学动力修复技术;生物修复的方法有包气带生物曝气、循环生物修复、生物注射法、地下水曝气修复、抽提地下水系统和回注系统相结合法、生物反应器法等;复合法修复技术兼有以上2种或多种技术属性,例如抽出处理法同时使用了物理修复技术、化学修复技术和生物修复技术,综合各种技术优点,在修复地下水时更加有效。

3.1物理修复法

物理法修复技术是以物理规律起主导作用的技术,主要包括以下几种方法:水动力控制法、流线控制法、屏蔽法、被动收集法、水力破裂处理法等。其中屏蔽法、被动收集法多数应用在地下水污染物治理初期,作为一种临时控制方法。

水动力控制法

其原理是建立井群控制系统,通过人工抽取地下水或向含水层内注水的方式,改变地下水原来的水力梯度,进而将受污染的地下水体与未受污染的清洁水体隔开。井群的布置可以根据当地的具体水文地质条件确定。因此,又可分为上游分水岭法和下游分水岭法。上游分水岭法是在受污染水体的上游布置一排注水井,通过注水井向含水层注入清水,使得在该注水井处形成一个地下分水岭,从而阻止上游清洁水体向下补给已被污染水体;同时,在下游布置一排抽水井将受污染水体抽出处理。下游分水岭法则是在受污染水体下游布置一排注水井注水,在下游形成一个分水岭以阻止污染羽向下游扩散,同时在上游布置一排抽水井,将初期抽出的清洁水送到下游注入,最后将抽出的污染水体进行处理。

流线控制法

流线控制法没有一个抽水廊道、一个抽油廊道(没在污染范围的中心位置)、两个注水廊道分布在抽油廊道两侧。首先从土面的抽水廊道中抽取地下水,然后把抽出的地下水注入相邻的注水廊道内,以确保最大限度地保持水力梯度。同时在抽油廊道中抽取污染物质,但要注意抽油速度不能高,要略大于抽水速度。

屏蔽法

屏蔽法是在地下建立各种物理屏障,将受污染水体圈闭起来,以防止污染物进一步扩散蔓延。常用的灰浆帷幕法是用压力向地下灌注灰浆,在受污染水体周围形成一道帷幕,从而将受污染水体圈闭起来。

被动收集法

被动收集法是在地下水流的下游挖一条足够深的沟道,在沟内布置收集系统,将水面漂浮的污染物质如油类污染物等收集起来,或将所有受污染的地下水收集起来以便处理的一种方法。

3.2化学法修复技术

有机粘土法

这是一种新发展起来的处理污染地下水的化学方法,有机粘土可以扩大土壤和含水层的吸附容量,从而加强原位生物降解,因此可以利用有机粘土有效去除有毒化合物。利用土壤和蓄水层物质中含有的粘土,注入季铵盐阳离子表面活性剂,使其形成有机粘土矿物,用来截住和固定有机污染物,防止地下水进一步污染,并配合生物降解等手段,永久地消除地下水污染。

电化学动力修复技术

电化学动力修复技术是利用土壤、地下水和污染电动力学性质对环境进行修复的新技术,它的基本原理是将电极插入受污染的地下水及土壤区域,通直流电后,在此区域形成电场。在电场的作用下水中的离子和颗粒物质沿电力场方向定向移动,迁移至设定的处理区进行集中处理;同时在电极表面发生电解反应,阳极电解产生氢气和氢氧根离子,阴极电解产生氢离子和氧气。近年来电化学动力修复技术开始用以去除地下水中的有机污染物,这种方法用于去除吸附性较强的有机物效果也比较好。电化学动力修复技术非常适合作为一项现场修复技术,安装和操作容易,既可用于饱和土壤水层,也可用于含气层土壤,不受深度限制,不破坏现场生态环境。

加药法

通过井群系统向受污染水体灌注化学药剂,如灌注中和剂以中和酸性或碱性渗滤液,添加氧化剂降解有机物或使无机化合物形成沉淀等。

渗透性处理床

渗透性处理床主要适用于较薄、较浅含水层,一般用于填埋渗滤液的无害化处理。具体做法是在污染羽流的下游挖一条沟,该沟挖至含水层底部基岩层或不透水粘土层,然后在沟内填充能与污染物反应的透水性介质,受污染地下水流入沟内后与该介质发生反应,生成无害化产物或沉淀物而被去除。常用的填充介质有:a.灰岩,用以中和酸性地下水或去除重金属;b.活性炭,用以去除非极性污染物和CCl4、苯等;c.沸石和合成离子交换树脂,用以去除溶解态重金属等。

冲洗法

对于有机烃类污染,可用空气冲洗,即将空气注入到受污染区域底部,空气在上升过程中,污染物中的挥发性组分会随空气一起溢出,再用集气系统将气体进行收集处理;也可采用蒸汽冲洗,蒸汽不仅可以使挥发性组分溢出,还可以使有机物热解;另外,用酒精冲洗亦可。在理论上,只要整个受污染区域都被冲洗过,则所有的烃类污染物都会被去除。

3.3生物法修复技术

生物修复是指利用天然存在的或特别培养的生物(植物、微生物和原生动物)在可调控环境条件下将有毒污染物转化为无毒物质的处理技术。微生物修复利用土著的、引入的微生物及其代谢过程,或其产物进行的消除或富集有毒物的生物学过程。

生物修复的方法有包气带生物曝气、循环生物修复、空气注射法、地下水曝气修复、抽提地下水系统和回注系统相结合法、生物反应器法等。由于深埋于地下,地下水生物修复技术的实施一般应结合污染的具体情况,采取不同的方法。

循环生物修复

对于受污染的地下水,可以向地下水层钻井注入空气,提供氧气,同时利用回收井,抽取地下水,进行循环,通过渗透,提供微生物需要的各种营养。从水井抽提地下水,还可以控制污染带的迁移。

地下水曝气修复

对于饱和带或者地下水,将压缩气体注入地下水饱和区,由于密度差等原因,空气会穿透地下水饱和区上升到非饱和区中,在上升过程中可使挥发性污染物进入压缩空气并被压缩空气带到非饱和区排出。

空气注射法

它主要是将加压后的空气注射到污染地下水的下部,气流加速地下水和土壤中有机物的挥发和降解,这种方法主要是抽提、通气并用,并通过增加及延长停留时问促进生物降解,提高修复效率。

植物修复技术

植物修复技术是利用天然植物生长代谢原理吸收和降解水或土壤中的污染物,因其具有成本低、不破坏地质结构、适于大范围修复等优点,广泛用于土壤及地下水中的有机物、重金属、微量元素的降解。由于特定的超累积植物生长速度慢,受到气候、土壤等环境条件限制,很难得到广泛应用、目前大量研究集中在基因转移技术与植物修复的结合与应用以及植物修复的影响因素和植物修复的机理上。影响植物修复的因素主要有环境因素、污染物浓度、性质和根系分布等。

3.4复合法修复技术

复合法修复技术是兼有以上两种或多种技术属性的污染处理技术,其关键技术同时使用了物理法、化学法和生物法中的两种或全部。

(1)抽出处理修复技术

在处理抽出水时同时使用了物理法、化学法和生物法,是最常规的污染地下水治理方法。该方法根据多数有机物由于密度小而浮于地下水面附近,参照地下水被污染的大致范围,通过抽取含水层中地下水面附近的地下水,把水中的有机污染物质带回地表,然后用地表污水处理技术处理抽取出的被污染的地下水,为了防止由于大量抽取地下水而导致地面沉降,或海(成)水入侵,还要把处理后的水注入地下水中,同时可以加速地下水的循环流动,从而缩短地下水的修复时间。

(2)渗透性反应屏修复技术

PRB(permeable reactive wall technology,可渗透反应墙技术)是近年来迅速发展的一种地下水污染的原位修复技术,它正在逐步取代运行成本高昂的抽出-处理(P/T)技术,成为地下水修复技术发展的新方向。目前在欧美已进行了大量的工程及试验研究,已开始商业化应用,并逐步取代运行成本高昂的抽出处理技术,成为目前地下水修复技术最重要的发展方向之一。

从广义上来讲,PRB是一种在原位对污染的羽状体进行拦截、阻断和补救的污染处理技术。它将特定反应介质安装在地面以下,通过生物或非生物作用将其中的污染物转化为环境可接受的形式,但不破坏地下水流动性和改变地下水的水文地质。可渗透反应墙如图1所示。

图1 可渗透反应墙示意图

PRB主要由透水的反应介质组成。通常置于地下水污染羽状体的下游。与地下水流相垂直。污染物去除机理包括生物和非生物两种.污染地下水在自身水力梯度作用下通过PRB时,产生沉淀、吸附、氧化还原和生物降解反应,使水中污染物能够得以去除,在PRB下游流出处理后的净化水。它要求捕捉污染羽状体的污染物的“走向”,即把可渗透反应墙安装在含有此污染物羽状体地下水走向的下游地带含水层,从而使污染物顺利进入可渗透反应墙装置与反应材料进行有效接触,使其污染物能转化为环境可接受的另一种形式,实现使污染物浓度达到环境标准的目标。此法可去除地下水溶解的有机物、金属、放射性物质及其他的污染物质。

(2)注气-土壤气相抽提(AS-SVE)技术

注气-土壤气相抽提技术室空气扰动技术及土壤气相抽提技术的结合,空气扰动技术(或称空气注入技术,air sparging,AS),其作用介质是饱和区土壤,通过将空气或氧气注入到受污染的含水层中,被注入的空气在土体缝隙中发生水平或垂直移动,使污染物与土壤发生剥离反应,从而通过挥发作用清除掉土壤中的挥发性和半挥发性有机物。注入的空气会将污染物扩散到非饱和区,因此常结合土壤气相抽提技术(soil vapor extraction,SVE)去除包气带中的气相污染物。土壤气相抽提技术是通过特制的抽提井,利用抽真空产生的动力迫使土壤气体发生流动,从而将土壤中的挥发性和半挥发性有机物驱出,达到清除土壤气体中的挥发性有机物的目的。对于以挥发性有机物为主要污染物的场地,SVE是应用最为广泛的工程修复技术,可进行原位或异位处理。

目前, 发达国家已经将其与相关的修复技术结合起来, 形成了互补的增强技术。国内研究起步较晚, 实验室土柱通风实验的研究目前已做了不少工作, 但对场址调查、现场试验性测试、中试研究工作做的不够。

(3)各复合修复法的优缺点

四、地下水修复工程典型案例

4.1国外地下水修复工程实例

(1) Regenesis公司工程实例

加利福尼亚洲的一个名为Regenesis的基础公司研制出一系列从地下水中快速降解和分离污染物的产品,其降解速度远大于固有衰减。其中最有名的产品是氧释放化合物(ORC)和氢释放化合物(HRC),它们能有效地促进燃料、溶剂和许多其它类型地下水污染物的固有衰减。在世界范围内已有9000多个项目正在使用这两种产品。

Regenesis公司产品的优势在于,通过使用工业标准钻机和设备可进行场地修复。可通过使用不同的技术进行场地修复,如直接推进注入和钻孔回填。其它方法包括坑道和过滤保护套应用,最普遍的使用方法是直接注入。这种应用过程包括用中空钻杆把液态ORC和HRC化合物直接泵入处理区。该方法简单、快捷、有应用价值并可在多个位置使用。使用直接注入法可把ORC和HRC化合物应用于更难达到的位置,包括一些裂隙基岩或邻近大型建筑物的地下污染区。在这些位置常需要特殊的设备,如定向钻进钻机和在有效位置使用双层封隔器。实际上,在水平/定向钻进应用中也可把ORC化合物用作钻探泥浆。

在美国华盛顿第四平原服务站,由于其地下石油储蓄罐泄漏而产生了大量BTEX化学物质,包括易挥发的单芳香碳氢化合物、甲苯、苯乙烷和二甲苯,通常在汽油和其它石油产品中可发现这些化学物质。地下含水层主要由沙子和砾石组成,这表明在这些污染物中进行的自然生物降解速度会很慢,通过提供额外的氧可加速自然生物降解过程。最高管理者决定使用ORC化合物来增强生物降解速度,因为ORC化合物在6个月内预期的降解了含水层中超过50%的污染物。在此修复过程中通过15个土壤钻孔用ORC化合物对污染羽进行降解。每个钻孔被回填60磅的ORC浆液,150天后整个BTEX污染羽被降解58%。使用ORC化合物的成本为4万美元,而使用常规的泵抽-处理系统需要约25万美元。

在美国加利福尼亚洲Hollister的一个军工厂,其地下含水层受到多种化合物的污染。其中主要污染物为高氯酸盐-火箭推进剂的主要成分,从健康角度来看它能损坏甲状腺功能;六价铬(铬-6),它是一种人们公认的致癌物;冷却剂1,1,2—三氯—1,2,2—三氯甲烷,它是一种能损耗大气臭氧层的环境污染物。其含水层主要由粉砂组成,地下水以每天约0.07英尺的速度向西北方向流动。在探索研究中通过25个注入点把600磅的HRC化合物注入污染区。取样网覆盖面积约为1200平方英尺。对其监测79天后发现高氯化物浓度被减弱88%,而六价铬几乎被完全降解。

一个由俄勒冈州环境质检部门管理的清洁区,其地下水中PCE浓度达到10万微克/每升,这表明在该地区存在DNAPLs残留物,在该位置通过5个定向注入点把700磅的HRC-X注入地面,通过水井JEMW-4来监测HRC-X化合物的影响效果,结果清楚地表明HRC-X化合物促进了PCE的降解速度和原位吸附。使用HRC-X化合物处理DNPALs残留物的总费用为2万美元,通过使用直接注入技术把HRC-X化合物注入含水层。无需昂贵的现场设备、相关工作和维修与保养费用。目前,在英国和一些欧洲国家已有很多项目正在使用Regenesis公司的产品,它能有效地促进或加速自然衰减过程。当使用正确时能有效地加速降解速度。

(2)Orica公司澳大利亚 Botany地下水处理项目

Orica公司采用抽出处理修复技术建立地下水污水处理厂对地下水进行处理,利用空气吹脱法去除氯代烃类,并用热氧化技术处理尾气;吹脱后的污水采用常规污水处理法进行处理,部分出水采用反渗透技术对出水进行回用。该项目建设期两年,总花费1.67亿美元,每天处理水量为6000m3。该项目于2007年正式运营,其基本流程见下图:

该处理工艺的核心——地下水污水处理厂平面布置图如下图所示:

其工艺流程图如下:

4.2国内地下水修复工程实例

(1)常化厂地块污染场地土壤及地下水修复工程项目

项目建设地点位于常州市天宁区南部中吴大道以南,和平中路以东,大通河以北,龙游河以西,投资总额1亿元人民币,项目总占地面积100公顷,其中需要修复的两个区域是原常化厂厂区和原实验工厂厂区,共需修复土壤面积24600平方米,污染土壤总量13.7万吨,需修复地下水面积71300平方米,共需抽取污染地下水总量为62万立方米。

该项目2009年至2010年上半年开始实地调研,对土地进行分区布点,提取土壤和地下水样本,摸清土地污染程度和范围。在完成科学实验后,制定出相应的治理方案。2010年9月正式启动常化厂污染场地土壤及地下水修复工程,工程实施过程中首先掘地2-6米,把污染区约33万吨的土壤全部移走后,重新以优质的新土填充。其次,抽出60万立方地下水,进行深度处理后,再回灌地下,确保不影响地质结构,2012年底修复工程结束。

(2)广华新城地下水污染治理工程项目

2012年8月6日,五建承建的国家首例地下水污染治理工程——中央国家机关公务员住宅建设服务中心广华新城地下水污染治理工程项目开工。此次地下水污染治理项目是我国尝试性大面积地下水污染治理的先河,工程施工工期为730天,目前尚未完工。

五、地下水与地表水的联合运用

5.1水资源的联合运用

为促进一个流域、地区或灌区的水资源供需平衡,对地表水和地下水进行合理的统一开发利用和管理。在农田灌溉中,联合运用的主要形式是井渠结合。有些地区兴建了大规模的引水、调水工程,与原有的井灌区联成一个系统;而在一些大型自流灌区,由于地表水资源不足,又在灌区进行机井建设。美国加利福尼亚州的中央河谷、巴基斯坦的印度河平原、印度的恒河平原和中国的黄淮海平原,都是大面积地表水和地下水联合运用的地区。

水资源联合运用的优点

①调蓄地表径流。利用含水层的蓄水功能,蓄存丰水时期的多余地表水量,供枯水时期使用。

②改善地下水质。调蓄地表径流水量,对含盐量较高的地下水可以起到稀释作用。巴基斯坦和以色列的一些灌区,曾采用这样的方法减少地下水的含盐量。中国黄淮海平原的黑龙港地区,对浅层矿化地下水也进行过"抽咸换淡"。在荷兰,还把夏天温度较高的水回灌地下,到冬天抽出灌溉对水温要求较高的温室花卉和蔬菜。

③调控地下水位。大型水库和灌区的兴建,增加了对地下水的补给,引起地下水位升高,导致灌溉土地渍涝和次生盐碱化。在这些地区,开采利用地下水可降低地下水位,配合地面排水,进行旱、涝、盐碱综合治理;但地下水超量开采会引起地下水位下降,使水井建设费用和抽水费用增加。长期超采会形成大面积地下水位降落漏斗,招致地面沉陷和滨海地区海水入侵等危害。在这种情况下可引进地表水,以减少地下水开采量,并对地下水进行回灌,以调控地下水位。

5.2水污染物总量联合控制

流域水污染物总量控制作为水资源保护管理的重要途径,正逐渐受到广泛重视。地表水与地下水作为水资源系统的重要组成部分,两者之间相互转化,密切联系,即要实现地表水与地下水污染防治的密切结合,做到统筹规划,统一评价,整体保护。开展地表水与地下水污染物总量联合控制应用研究,对从整体上保护流域水资源和水环境具有重要意义。

广东省环境科学研究院以郑州市为研究对象,从地表水与地下水联合水功能区划分、环境容量核算、污染物总量联合控制、水污染防治对策与措施4个方面入手,把地表水系统与地下水系统联合起来开展水污染物总量控制研究。研究认为:地表水与地下水作为水资源系统的重要组成部分,两者之间相互转化,密切联系,需要统一管理和保护,为保障郑州市水污染物总量控制目标的实现,须采取工程与非工程措施进行有效控制。

参考文献

[1] 全国地下水污染防治规划(2011-2020年)

[2] 中国地质调查局.中国地下水资源与环境调查报告.2005

[3] 范宏喜.我国地下水资源与环境现状综述.水文地质工程地质.2009,(2):I~III

[4] 杨梅,费宇红.地下水污染修复技术的研究综述.勘察科技技术.2008,(4):12~16

第8篇:地下水的优缺点范文

关键词:地源热泵;工程实例,综合利用

Abstract: In this paper, based on the ground-source heat pump technology is introduced, and combined with the engineering example of ground source heat pump system comprehensive application value.

Keywords: ground source heat pump; engineering example, comprehensive utilization

中图分类号:TU74

地源热泵是一种先进的技术,它高效、节能、环保,有利于可持续发展。该技术利用土壤、地下水和江、河、湖、海以及城市污水等作为冷热源,利用其温度相对稳定的特性,通过使用少量的电能,使建筑达到供热或制冷的目的。同时它还可提供生活热水,是一种有效利用能源的方式。下面以某工程实例说明地源热泵系统的综合应用。

1、工程概况:

临沂某住宅小区会所总建筑面积约为3000㎡,其中地下一层建筑面积约1000㎡,包括游泳池、健身房、男女更衣室、台球室、影音室、休息区、卫生间等。为了解决其夏季制冷、冬季供暖以及游泳池热水的需求,满足人们生活所需的环境,同时,也为了实现节能减排,减少环境污染等目的,本会所地下一层设计采用地源热泵系统,利用地下深水源温度常年保持恒温的特点,既可以通过热泵将建筑内的热量转移到地下为建筑供冷,有可以通过热泵将地下的热能通过热泵为建筑供热。

2、建筑空调负荷分析:

空调使用面积约990㎡,根据临沂当地气候条件、空调设计手册以及会所围护结构条件,经负荷计算,制冷量为198.5KW,供热量为99KW。负荷分析如下:

3、游泳池热水负荷分析

3.1泳池在运行前应将水池的水加温到位,并保证淋浴部分热水比较充分,在实际运行中应考虑水池的散失热量需要补充问题,进行适时进行弥补。热水负荷计算如下:

3.1.1该项目热水系统配置

游泳池 表面积194平方米,平均水深1.6米总的体积为310m³

3.1.2方案设计计算参数

根据《室内给水排水和热水供应设计规范》之规定并结合该洗浴中心的实际要求,给出基本参数:

冷水给水温度按10℃计算(按照冬季计算)

游泳池热水温度按28℃计算

游泳池每天补水额按5%计算

游泳池初次加热时间为24-30小时

整个游泳池的工作时间设计为8小时

综上所述,考虑相关热损失计算后确定初次加热负荷为300KW左右,游泳池正常维持基本功率为30kw。

3.2水箱设计

水箱的设计主要考虑减少设备投入基础,依据相关设计参数,本着高效运行的需求,考虑系统的调节以及热水加工的简便性,所以设计了1个热水储水箱(10吨,与游泳池维持水温水箱为同一水箱)。

游泳池及循环加热水箱通过系统联合控制,实现能源运行的最优化。

4、系统选择

机房设计在地下一层,系统由水源热泵机组、供回水深水井、定压补水装置、末端装置等组成。为了节能环保,充分利用能源,根据冷热负荷及热水负荷,确定选用一台制热量为208KW的水源热泵热回收机组进行冷热负荷提供并进行泳池热水加热。

考虑到水池初次加热与淋浴、空调的使用时间问题,水池初次加热时开启水源热泵机组,当水池水温加热到所需温度后,水源机组制取热水,存储在保温水箱中,利用游泳池换热系统维持游泳池的水温,在维持游泳池水温的同时制取淋浴热水(水箱温度调整到40-50℃)。

5、地下水系统的设计

根据地下勘察报告,该项目需要打井1口,井深80米,2口回水井,通过深水泵将地下水提升与会所机房及热泵机组链接。

6、系统的优缺点

机组利用地下水或土壤温度始终保持较为恒定状态的特点,使热泵机组制冷效率上升,其能效比可高达4.0以上,比一般常规空调能节省30%~50%的运行费用。与传统水冷冷(热)水机组的中央空调相比,通过控制单个建筑单元机组的启停,更能节约能源。壳管换热器有效防止冬季冻裂,对水质要求较低,适应范围更广。

机组利用储存于地表的清洁可再生的取之不竭的太阳能和地能,不需锅炉,无燃油、燃煤污染,无烟尘和废弃物排放。与地下水源和土壤只进行热量交换,不消耗水资源,不污染地下土质。

第9篇:地下水的优缺点范文

关键词:建筑;深基坑;边坡防护;处理

中图分类号:TU198文献标识码: A

一、建筑深基坑边坡防护的重要性

由于建筑大多都是在城市的中心地段建设,但是其周边的建筑都基本已经建设完毕,在进行深基坑开挖施工的时候就会对周边的建筑产生一定的影响。因此,做好建筑深基坑边坡防护的施工工作是必不可少的一个环节,当稳定的土体被开挖以后,想要确保建筑的边坡稳定,大多采用的方法就是采用各种支护,才确保基坑四周的稳定。由此可见,深基坑边坡防护施工技术在整个建筑当中具有至关重要的作用。

二、建筑深基坑的边坡防护与处理

1、放坡开挖基坑边坡防护方法

1.1施工原理

施工过程主要分为四步,分别为降水,即软土地区的地下水位较高时,首先要将地下水位降下来,至少要降到基坑底部1m以下的位置;开挖表层,即在基坑的所在地,开始进行表层的挖掘工作;对称放坡开挖,即形成坡体后,继续进行土方的挖取,直至挖至基地;底板施工,是指对基坑的底部进行平整性施工。

放坡开挖这种施工方法是最传统的施工方法,在采用这种施工方法施工时,要注意不要为了施工方便,而将开挖所得的土堆放在基坑两侧的坡顶上,在施工的过程中,如果开挖的深度接近于安全坡度,管理人员应不断地进行巡查,避免安全事故的发生,基坑的纵向坡度最好不要大于安全坡度,在开挖完成后,还要注意在坑内设置利于排水的沟渠。

1.2适合范围

这种支护方法主要适用于场地的平坦度较高,大范围都是开阔平整的区域,建筑工程本身也是对稳定性没有过高的要求,并且对建筑物的位移也没有严格的要求。

1.3优缺点

这种支护方法对施工的要求低,因此只适合于地质稳定性相对较好的,易于实现,并且造价低。但是这种方法的缺点则是开挖与回填的土方数量特别的大,工程量大,费时费力。

2、SMW基坑边坡防护方法

2.1施工原理

SMW基坑边坡支护方法即劲性水泥土防护墙法。通过在水泥桩中搅入受拉力材料,受拉力材料多为H型钢,将型钢与水泥桩混合为一体,不但提高了型钢的钢度,同时控制了它的位移。采取这种型钢与水泥混合的情况来对基坑进行支护,与单一的型钢相比,挠度要小些,抗弯刚度则提高了20%。

采用这种方法一定要注意型钢的变形度与搅拌桩要协调,如果二者出现分离,则会对支护的刚度产生影响,造成桩体开裂,容易产生大量的漏水现象,会对工程产生较大的影响。

2.2适合范围

这种支护方法技术成熟,适用范围很广,对于很多土质都比较适合。

2.3优缺点

与其他支护方法相比,它对周围地层的影响是最小的,施工时不会产生太大的噪音,振动小,易于实现,使用的工期较短,并且不会产生太多的开挖土方,因此,泥土污染较少。但是这种支护方法支护的刚度相对较小,并且当基坑开挖后,很容易发生变形。

3、土钉墙基坑边坡防护方法

3.1施工原理

土钉墙法的普遍应用主要是由于现代生活空间增大的需求,很多建筑物的地下层都会被利用起来。土体具有一定的结构强度与整体性,它可以使基坑保持自然的稳定性。它的施工原理是在墙体内按着一定的密度,安去一些长度固定的钉子,与墙体结合成一个整体,土与钉相互作用,对外力产生共同的抵抗作用,对原土的刚度与强度都有影响,还改变了原有土坡的形态,使整个土体表现出较强的稳定性。这个方法充分利用了土钉性能,土钉在这个结构中主要发挥三个方面的作用:第一,形成了墙体骨架。这些土钉要具有一定的长度,错落有致地置于墙体中,形成了它的骨架。第二,承载与加固的作用,可以使整个墙体更稳固,承载更大的外力作用。第三,应力的扩散作用。由于土钉与墙体结合在一起,当受到外力时,外力就会被土钉有效地扩散与分解掉。

3.2适用范围

这种支护方法主要适用于条件较好的地质层,例如地下水位以上或是人工降雨以后可以形成的粘性土、粉土、松土,还适用于非松散性的砂土、卵石土等。

3.3优缺点

这种支护方法的优点主要体现在三个方面:第一,对于其他施工不会产生影响。它的施工可以与其他施工同时进行,不用单独地占用工期。第二,施工简单,使用的设备较少,易于实现。第三,增加边坡的稳定性,可以起到主动的固定作用,使基坑开挖进行过程中直面可以保持一个稳定的状态。它的缺点主要是无法控制位移,如果工程对位移的控制要求较高,这种方法是不适合的。

4、地下连续墙基坑边坡支护方法

4.1施工原理

这种施工技术在软土基坑支护方面是十分适用的。这种技术最早起源于西方,在20世纪50~60年代最广泛地推广开来。地下连续墙是指在地下建立以钢构与混凝土相混合的墙体。这种技术在地铁的修建中发挥着重要的作用。由于它形成的是一个连续的墙体,因此,具有很好的整体性,对于外力的抵抗作用也是十分有效,易在大型地下工程中使用。这种施工方法与其他支护施工方法的施工原则相同,即在施工过程中,其支护结构一定要保证施工安全,基坑底部要始终保持无水状态,将支护结构的变形控制到一定的范围内。这个支护体系主要由两部分组成:一部分为地下连续墙体,另一部分则是内撑系体系结构。

4.2适用范围

这种支护方法主要适用于地质条件差、地层组成结构复杂、基坑的深度较大、周围的环境同样要求要有较深的基坑。

4.3优缺点

这处支护方法的优点主要有三个方面:第一,支护性好,也应该是刚度较大、整体稳定性较好。第二,可以用于超深围护结构和作为主体结构。第三,它对周围环境的影响较小,也是深度最大的支护形式。它的缺点主要是会产生泥浆污染、造价高、施工工艺要求高,再者就是开挖后的槽壁容易出现塌方。

5、人工冻结基坑边坡防护方法

5.1施工原理

这种施工方法在沿海地区应用广泛,它的施工原理是将支护地区的土壤冻结,在施工的过程中始终保持一个冻体状态,不发生土层的滑坡,保证施工的安全。使土壤冻结主要是通过向支护部分的土壤内注入冻结管。这种施工方法完成的支护体其强度是普遍墙体的10倍以下,由土壤颗粒组成的冻结体还具有良好的止水防渗功能。

5.2适用范围

这种方法一般适用于土层含水量较高的地质条件中,如含水里较高的地质软土或是砂性土等。

5.3优缺点

这种支护方法稳定性好、造价低、施工工艺低、易于实现,并且具有较强的适应性。它的缺点则是容易因为冻胀产生变形,并且温度升高而引起的融沉问题不容易。

结束语

基坑边坡防护施工是一项系统而又复杂性比较强的施工技术,并且在建筑工程中也是一项必不可少的技术,且地位日益重要起来。因此施工单位应严格按照设计要求,合理的进行建筑工程基坑边坡防护的施工,严格遵照其施工流程并有效控制施工环节各细节要点,来确保施工安全稳定性和安全性,从各个环节对建筑工程基坑边坡防护结构进行控制,尽量避免建筑物可能出现安全隐患。

参考文献