给水排水工程技术
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给水排水工程技术范文第1篇
【关键词】建筑给水排水工程；节能系统；低碳技术；低碳理念
建筑给水排水工程是研究工业与民用建筑用水供应和污废水的汇集、处理，以满足生活、生产的需求，创造卫生、安全、舒适的生活、生产环境的工程学科；具有实践性、综合性和专业性强的特点。它是给水排水工程、建筑环境与设备工程、建筑工程管理、工程造价等专业本科学生必修的一门重要专业课，应用面广泛，与建筑业联系紧密。随着我国经济实力增强，各类高层建筑、各种住宅小区不断涌现，人民生活质量不断提高，对供水的水量、水质、水温和水压要求不断提高，直接导致建筑内部能耗增大，主要体现在两大指标：生活和生产用水量和耗电量增大。在满足人们生活舒适性的前提下，利用低碳技术设计节能型建筑给水排水系统，降低部分建筑内部能耗，是高校给排水专业学生必须掌握的专业技能。
一、低碳技术及其在建筑给水排水工程中的应用
低碳技术源自能源利用，内涵丰富广泛，一般分为三种类型：一是减碳技术：指高能耗高排放领域的节能减排技术；二类是无碳技术，如核能、太阳能、风能、生物质能等可再生能源技术；三是去碳技术，二氧化碳捕获及封存技术。具体到《建筑给水排水工程》这门专业课，低碳技术是狭义的，主要指能够降低建筑物内部能耗的管理和技术，具体包含三点：一是合理确定系统方案，二是节能减排和中水回用技术；三是太阳能热水综合利用技术；在建筑给水排水工程教学实践过程中，以建筑工业出版社《建筑给水排水工程》第六版为基本教材，在传统框架体系下，精简教学内容，教学重点偏向低碳技术及其应用，目的是提高学生低碳意识，教学实践特色如下。
（一）建筑内部给水系统设计。设计理念强化建筑节能，基本原则是：合理布置管线，合理确定用水量（包括冷、热水和其他用水）的定额，合理确定给水系统。在理论计算方面：除住宅采用概率统计方法确定计算管段设计秒流量外，其他建筑物生活和生产给水设计秒流量公式对应选用平方根法和百分比法公式。在方案选择方面，如尽量利用市政给水系统直接供水。由经验公式估算确定最不利配水点水压，结合资用水头合理进行竖向分区，平衡用水点的水压。水压不能满足的楼层或区域优先采用变频调节供水技术，其理论依据是流体力学相似定律，水泵流量、扬程和功率分别与其转速的1次方，2次方和3次方成正比，调节水泵转速可以改变水泵的流量、扬程和功率。在供水管路状态不变（供水管路阀门开启度不变）的前提下，水泵转速增大管路流量增大，水泵转速降低管路流量减少。根据用户使用水量规律实时调整水泵转速，大幅降低节流能量损耗，具有明显的节能效果。
变频供水技术是一种成熟节能技术，适用水泵间接抽水，如果建筑物内用水存在微水量情况，采用变频水泵并联小型气压给水罐节能技术；为了充分利用市政管网压力，对于住宅楼、居住小区、集体宿舍、宾馆、幼儿园、办公楼、学校、商场等民用建筑优先采用无负压供水（管网叠压供水）技术，水泵直接从市政管网抽水，既节能节水，又经济环保。例如：常规加压供水方式设有水泵、水池或水箱，将市政供水管网中的余压10-20m泄为0后，再进行二次加压。而管网叠压供水方式可充分利用市政管网余压叠加进行供水。如果按平均利用10m的市政供水管网水压计算，每1×104m3/d供水规模，一年可节约用电1.0×105KW・h；若最不利点所需压力为50m，较常规供水方式的二次增压模式节能效果为20%。由此可见，合理的给水系统设计，直接降低建筑内部能耗。
（二）生活热水系统设计。设计理念是充分利用可再生能源，降低人类对石化能源的消耗，加强余热的回收和利用，采用太阳能热水供应系统。太阳能热水系统原理主要是通过太阳能集热器将太阳能转化成热能作为生活热水系统的热水源，通过自动控制和辅助热源获得满足使用要求的生活热水。根据热水量大小，太阳能热水供应系统有集中式和分散式。集中式太阳能热水供应系统在我国已有不少成功案例，分散式太阳能热水供应系统在我国已经普及。通常情况下，夏热冬冷地区太阳能提供的热量可以满足40%左右的全年热水用水要求，太阳能作为建筑物内部生活热水供应系统热源，低碳环保。
（三）用水计量方面，水表的选择不可忽视，合理设置和使用水表是建筑节水的重要硬件设施之一。以住宅建筑为例，适合住宅建筑的常用水表宜为旋翼式水表，其水表公称直径宜为20mm或25mm，以满足入户管设计流量、水表水头损失和水表计量精确度等要求。对公共建筑，为了方便日常维护和管理，可以通过增加设置高精度远传智能化水表实时检查管道各段的水量，及时找出渗漏点并予以修复，或及时发现不合理用水造成水量浪费的原因；还可以采用限量水表实现节水。
对生活给水管材优选市场推荐的PP-R等塑料管材，同时注意使用条件；水龙头选择带陶瓷阀芯的节水龙头，与普通水龙头相比节水20-30%，公共场所采用感应式水龙头，卫生方便。
（四）建筑内部排水系统设计。为了满足建筑排水系统的功能要求，即将人们日常生活和工业生产过程中受到污染的水和降落在屋面的雨水和雪水收集并及时排放，排水宜尽量采用重力流排水方式。优先采用室外雨、污水分流系统，室内污、废水分流系统，污废水管道的敷设应就近排放，避免压力提升；室外屋面雨水加以控制并综合利用。例如上海世博会场馆“沪上・生态家”回收屋面雨水，直接作为地下室水景补水，降低水景对市政自来水的消耗，达到生态节水目的，该建筑物非传统水源利用率20%，可再生能源利用率50%，建筑综合节能60%，是绿色建筑给水排水系统设计典范。
（五）提倡建筑中水回用系统。采用中水系统直接提高水的利用效率，预计居住区用水量可节省30-40%，排水量可减少35-50%，减轻城市排水系统负荷，有效利用和节约淡水资源，减少了对水环境的污染，具有明显的社会效益、环境效益和经济效益。中水系统设计关键是水量平衡，建筑中水处理工艺和设施仍然在不断的完善和开发之中。
因此，在教学内容安排上，体现建筑节能、节水、节材要点，教师不仅要熟悉课程体系，而且要根据教学特色，构建低碳技术教学内容，剖析典型低碳节能系统，积极引导学生探索新技术。
二、更新教学观念，改进教学方法，采用多种教学方式，强化学生低碳意识
低碳教育渗透到专业课程教学之中，一方面是教学理念和教学内容的更新，另一方面是教学手段和方法的运用。为在建筑给水排水工程教学中强化学生低碳意识，突出专业技能的学习，教学方式主要采用以下两种模式。
（一）多媒体教学
我校已经全面实施多媒体教学。课堂采用多媒体教学，简洁、直观，信息量大，效果良好。教师制作的多媒体课件可将管线布置原则、系统设计原理、计算方法、计算步骤，调理清楚的呈现出来；不同管材、用水设备通过大量图片展示；复杂设备如气压给水设备等通过动画演示工作过程，将复杂问题简单化，内容通俗易懂，达到事半功倍的效果。
案例教学采用多媒体，使学是与生动的“情景”联系在一起。比如，室内消火栓布置一般要综合考虑灭火安全、经济、美观、施工方便等原则，如果在讲授完原则后给出一个建筑平面图案例，要求学生据此原则进行消火栓布置。课堂上采用互动方式，让学生自觉分组讨论，由他们自发产生的代表提出各自不同的设计方案。通过比较系统优缺点，确定出合理方案，并对学生的典型布置方案进行适当评述。这种互动式教学，基于学生的思考过程和结果，针对性强，则不但能对看似空洞的原则加深理解，更可以在此过程中培养学生创新思维的能力。
教学过程中，学生为主，教师为辅。教师鼓励学生通过浏览专业网站，获取产品样本，了解不同厂家产品和设备性能。通过查阅资料，补充和完善课内知识，拓展学生专业知识面，有利于发挥学生主观能动性，提高学生自主学习能力。
（二）现场教学
建筑给水排水工程本身就是一门应用学科，具有很强的实践性，应当加强实践教学。完成建筑内部给水排水、建筑消防系统理论学习后，组织学生参观学校标志性建筑物给排水设计，具体分析系统的优缺点，进行一次现场教学。学生通过实际观察，建立直观的感性认识，加深对理论的理解。
三、提升课程设计质量，培养学生低碳理念
课程设计是对建筑给水排水教学内容的巩固和提高，在整个教学过程中教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用，学生是主体，充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神，最终达到使学生有效地利用低碳技术解决实际问题。我校给水排水专业该门课程设计的内容是：在两周内完成一幢多层建筑如公寓楼的给水、排水、消防（热水）系统设计，原始资料和设计要求任务书有详细要求。学生可先根据给出的题目观察日常生活中公寓楼的设计情况，结合课堂教学过程中所学的专业知识，秉承低碳设计理念，查看相关建筑给水排水节能依据，了解法规、规范、标准等，主要资料有：《中华人民共和国节约能源法》、《民用建筑节能设计标准》（JGJ26-95）、《住宅建筑规范》（GB50368-2005）、《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）、《建筑给水排水与采暖工程施工质量验收规程》（GB50242-2002）、《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》（GB50364-2005）、《建筑中水设计规范》（GB50336-2002）、《城市污水回用设计规范》（CECS61-1994）、《建筑与小区雨水利用工程技术规范》（GB50400-2006）、《节水型生活用水器具》（CJ164-2002）等。
当然这些规范或标准在课程设计中，可能只有部分需要学生查阅，提倡学生结合课程设计成果要求进行全面了解。鼓励学生开动脑筋，开拓思路，提出多种方案，经过技术经济比较，选择恰当低碳技术方案设计。培养学生正确使用规范和标准图集，系统设计计算有理有据，清楚表达筑给水排水系统设计能力，为应用型创新人才的培养奠定基础。
四、结束语
结合建筑给水排水教学内容，将低碳技术渗透到具体的建筑给水排水系统，并采取多种教学方式，开拓学生视野；重视课程设计成果，全面调动学生积极性，提高了教学质量，为社会培养具有低碳理念工程应用型人才奠定良好基础。
参考文献：
[1]水浩然.管网叠压式（无负压）给水设备设计选用应注意的问题[J]. 给水排水，2006，（4）.
[2]张亚峰，冯旭东，张伯伦，陈立宏.沪上・生态家给水排水设计[J].给水排水，2010，（12）.
给水排水工程技术范文第2篇
关键词：节能节水 建筑给排水 依据途径
中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：
建筑给排水消耗能源的各个部分为人们从事生产生活活动所涉及的给水、排水、热水、中水回用等，由此可见，建筑给排水的节能工程在整个建筑节能工程具极其重要的地位。下面就节能节水依据及节能节水技术在建筑给排水各个环节的具体应用做以下的分析。
一、建筑给排水节能节水依据
建筑给排水节能设计标准是建设节能建筑给排水的基本技术依据，是实现建筑给排水节能目标的基本要求，其中强制性条文规定了主要节能措施、热工性能指标、能耗指标限值，考虑了经济和社会效益等方面的要求，必须严格执行。建筑给排水专业在建筑节能设计中主要所依据的法规、规范、标准有：《中华人民共和国节约能源法》、《中华人民共和国可再生能源法》、《公共建筑节能设计标准》 、《民用建筑节能设计标准》、《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》、《污水再生利用工程设计规范》、《建筑中水设计规范》、《城市污水回用设计规范》、《建筑与小区雨水利用工程技术规范》、《节水型生活用水器具》、《民用建筑节水设计标准》等。目前涉及建筑给水排水方面的节能标准并不多，但随着节能要求的提高，建筑给水排水的节能将逐步得到提高，标准也将不断完善。
二、建筑给排水节能节水途径
根据我国现行供水情况及用水情况，建筑给排水节能主要有以下几个途径：
1.合理利用市政管网余压，利用管网叠压无负压方式进行分区供水，同时严格执行《民用建筑节水设计标准》的用水定额，采用节水型设备，减少供水量。
1.1 采用分区供水方式，可节约采用市政直接供水部分楼层的加压能源。
1.2 使用无负压给水设备加压与传统二次加压方式比较（传统加压方式为市政管网供水至水箱，然后由变频水泵供应至各层户内用水点）有以下优点：
1.2.1. 可节省大量能源；传统二次加压方式是将自来水直接接入水箱中，使原有压力全部为零，再从零重新加压供水，很不经济；而无负压变频设备完全利用原有市政管网压力水头，与供水管网直接连接，少多少压力，补多少压力。
1.2.2. 可减少投资，传统加压方式需要建水箱，使用无负压给水设备可取消水箱。
1.3采用节水型设备：
1.3.1 卫生器具尽量采用充气水嘴，可节水且不减小水柱直径，充气率一般可15%左右。即节水率15%左右。
1.3.2 公共建筑应推广电控制式水龙头和模糊控制原理生产的一体式卫生洁具。根据使用时间、使用频率自动判断需要的冲洗水量，比以往的系统节水30%。
1.3.3 节能效果：根据统计，若住宅中充分使用节水型卫生器具，可节约住宅生活用水量10%左右，也就是节约用水加压能源10%左右，节能效果跟住宅高度成正比，建筑物越高，节能效果更显著。
2.应尽力推广太阳能技术应用范围。
2.1 太阳能系统应用范围广泛：
生活热水供应系统所消耗能源占整个建筑能耗的10～30％，而其中用于制备生活热水的热源又占其系统能耗的85％以上，因此，合理选择生活热水的热源对于节能有举足轻重的作用。凡当地年日照时数大于1400h，年太阳辐射量大于4200MJ／m2及年极端最低气温大于等于-450的地区，均采用太阳能作为热源。我国大部分地区均处北纬400以北，日照时间较长，均适合推广太阳能热水器。
2.2 节能效果：
用水量按每人次淋浴热水量100L/人• 次(100L=100kg)考虑，常年冷水平均水温10度，淋浴热水温度40度考虑，平均每人每次淋浴耗能=100Kg*（40度-10度）*（4.19*1000J/kg• ℃ ）=12570000 J，按每度电能热功当量3617000J/KWH计算，考虑热水器加热效率0.9，每人次淋浴用电量=12570000/（3617000*0.90）=3.86Kwh.按每人每月淋浴八次，每户三人，80%使用太阳能热水器热水计算，每户住宅每年可节电=3人*8次*12月*3.86kwh/人•次*80%=889KWH.节能效果相当明显。
2.3 太阳能热水器工程技术经济分析及应用 ：
太阳能热水器按集热器形式分，可分为普通真空管式太阳能，热管式太阳能，U型管式太阳能。
太阳能热水器的选用具体应根据使用太阳能热水器工程具体情况及住宅小区物业管理情况确定，在没有特殊要求的情况下，尽量优先采用普通真空管式太阳能，从目前的太阳能热水器技术经济上来分析，使用普通全玻璃真空管比较经济合理。
3.合理利用建筑小区雨水，减轻污水处理费用。
雨水利用就是将雨水收集起来，经过一定的设施、药剂和沉淀处理后，得到符合某种水质指标的水再利用的过程。类似于中水，处理后的雨水作为一种可以利用的水资源可以用于厕所冲洗、城市绿化、景观用水以及其他适应中水水质标准的用水，这样就减轻了当地的用水和污水处理负担。据2011年节水型城市复查时，郑州城区的雨水回收利用率达到15.6%，城区雨水回收利用近1亿立方米。
4.加大建筑中水回用
4.1中水尽量回用：
建筑中水工程是节约用水的好措施，既保护了环境，又极大的提高了水资源的利用效率。中水来源于建筑生活排水，包括人们日常生活中排出的污水和废水。中水指的是各种排水经过处理后，达到规定的水质标准，可在生活、环境等各范围内杂用的非饮用水。建筑中水工程设计应做到安全使用、经济合理、技术先进。但对于小型建筑等可实行一些简单可行的废水再利用措施。
4.2.中水回用带来多种外部效益：
4.2.1减少了污水排放，降低了水资源的污染程度而带来了环境效益；
4.2.2中水回用减轻了居民的用水经济负担，给居民和社会带来经济效益；
4.2.3中水回用大大降低了水资源的浪费，彻底符合节约用水思想，从而带来了巨大的社会效益。从成本费用角度，用中水回用代替部分自来水，其成本大大降低。
三、其他节能方式
其他节能措施考虑使用内壁尽可能光滑的供水管材，减少管道沿程水头损失；使用低阻力阀门和倒流防止器等，比如截止阀是所有阀门中关闭时严密性最好的，一般情况下，能用截止阀就不必采用闸阀，能用闸阀就最好不用蝶阀，尽量减少管道局部水头损失；管道水力损失降低后，相应可减少水泵供水压力，来降低供水能耗。
综合上述，能源对一个国家的发展起着至关重要的作用，提高能源的利用效率已成为各行各业共同的话题。作为给排水工作的设计人员，我们应清楚地了解给排水专业的节能仍有很大的发展空间，所以我们需在工程实践中潜心探索，发现有效的给排水工程节能技术。虽然建筑给排水在节能总量上有一定的局限性，但积土成山，风雨兴焉，推广建筑给水排水的节能不仅是可取的，而且也一定能为建筑的节能降耗做出贡献。
参考文献：
[1]张会平.建筑节能及建筑节能措施[J].四川建筑科学研究.2006.(04).
[2]黄德中，沈吉宝.建筑节能技术综述[J].太阳能学报.2007，(06).
[3]张雪峰，李伟.节水节能技术在建筑给排水中的应用及发展[J].山西建筑.2007，(25).
[4]关跃华.高层建筑供水系统节水节能技术研究[D].天津大学.2007.
给水排水工程技术范文第3篇
关键词：顶管技术；市政给排水工程；施工流程；应用
0 引言
随着我国城市化进程的加快，市政给排水工程建设越来越多，要求也越来越高。传统的开挖工艺造成了交通堵塞、地面建(构)筑物沉陷、环境污染等多种危害，已经不再能适应现代工艺要求。而顶管工程作为一种非开挖工艺受到市政给排水工程参建方的青睐，得到越来越多的应用。
1顶管施工工艺对比传统工艺的优势
顶管施工工艺就是通过采用少开挖或者不开挖的管道施工技术，从而能够穿越公路、铁路、河川、建构筑物以及各种地下管线等的施工工艺。它最显著的特点就是不开挖或者少开挖，除工作井和接收井需要开挖外，其他的管道敷设均不需要开挖，它的实质就是通过地下操作来实现管道工程施工。
顶管工程技术上的优势主要表现在以下5个方面：
(1)由于管道沿线不需要开挖地面，而仅需要开挖工作井与接收井，因此不会影响交通正常运行。
(2)由于不采用大开挖，因此对周边建(构)筑物影响较小，所产生的路面沉陷、房屋开裂等问题较少。
(3)对安全文明施工有利，采用大开挖可能导致扬尘过大，而顶管施工不会产生地面粉尘，从而有利于保护环境。
(4)可有效降低工程造价，由于城市空间狭窄，采用大开挖的方式可能需要对周边建筑物采取造价昂贵的保护措施；
另外，由于掘进断面较小，出渣量少，需要工作人员少等，也可以有效降低工程造价。
(5)可缩短工期，特别是在多雨的城市这种缩短工期带来的效益更加明显。
鉴于以上5种优势，尽管这种施工工艺早已运用多年，但在城市化进入快速发展的今天这种技术仍得到了广泛应用。
2顶管技术在市政给排水工程中的应用
2.1工程概况
青海省某工程重要内容之一的顶管工程全长共计约604 m，管径为DN3400，如此大口径、长距离的顶管工程尚属首次。
2.2施工方案
该工程采用气压平衡法施工，钢管一次顶进长度为604 m。根据顶管施工的工作特点，该工程的关键施工工序为：工作井(沉井)施工井内设备安装机头穿墙出洞顶进挖掘、运土测量井内安装后续管节管道接口焊接管道贯通竣工验收，具体流程详见图1。
2.3顶管设计
顶力是顶管工作中的重要因素，在实施顶管作业之前，必须要对选择的顶管顶力做一个预算。后背主顶千斤的顶力要克服各种阻力方能前进。预先需要计算的顶力主要包括工具管迎面阻力和管道摩阻力两部分。
2.3.1总顶力计算
根据《给水排水管道工程施工及验收规范》的规定，顶管总推力按下式计算：
P=fγ{2H+(2H+)tg2(45°-Φ/2)+ω/γ}+PF
式中：P为计算的总顶力， kN；γ为管道所处土层的重力密度，kN/m³； 为管道的外径，m；H为管道顶部以上覆盖土层的厚度，m；Φ为管道所处土层的内摩擦角，°L为管道的计算顶进长度，m；f为顶进时，管道表面与周围土层之间的摩擦系数，采用触变泥浆减阻措施时，取值为0.15；PF为顶进时，工具管的迎面阻力， kN。
PF的计算公式为：
PF=л× ×t×R
式中：t为0.032 m，R为500 kN/m2。
在一般的钢管顶进中，每节钢管所能承受的最大推力可按下式计算：
F=210000×л× ×t
式中： 为钢管的外径，m；t为钢管的壁厚，m。
经计算，DN3400钢管允许顶力为51 287 kN，顶管主顶选用6台200 t千斤顶，千斤顶顶力为8 000 kN，可以满足一级顶进的要求，最大顶力在12 000 kN时，可以顶进的长度是64 m。根据以上推力计算，一次顶进不能满足要求，需要增加中继间，按照接力推进工艺进行施工。
2.3.2中继间安装位置及数量
主站最大顶力12 000 kN，剩余顶力由中继间承担，中继间采用500 kN千斤顶，每个中继间设28个千斤顶，每个中继间总顶力为14 000 kN。
因为在推进过程中顶力会因土质条件的变化而有较大的变化，所以第一个中继间应放在比较前面一些，当总推力达到中继间总推力60%时，即45 m位置就安放第一个中继间。以后，每当达到中继间总推力的80%时，安放一个中继间。经计算共需增加9个中继间。
中继间的千斤顶组在高压油的作用下，以其后管道为后座支承力，将其前段管向前推进约25～28 cm，然后由其后中继间推进后面管段约25～28 cm，采用这种方法，将管道分段逐次推进。
2.4 工作坑
顶管工作坑的位置应便于排水、出土和运输，并对地上与地下建筑物、构筑物易于采取保护和安全生产措施；采用装配式后背墙由方木、型钢或钢板等组装而成；工作坑的支撑应形成封闭式模框架，矩形工作坑的四角应加斜支撑。顶管井分工作井与接收井两种，顶管井的建造结构有很多种类，一般使用钢筋混凝土结构。在建造过程中，工作井按双向顶进设计，与接收井间隔布置，间距与设计检查井间距一致，施工完毕，在工作井和接收井的位置上按设计要求做检查井。
2.5设备安装
导轨选用钢质材料制作，将钢轨安装牢固、顺直、平行、等高，其纵坡与管道设计坡度一致。在使用中经常检查校核导轨，防止产生位移。千斤顶安装时固定在支架上，并与管道中心的垂线对称，其合力的作用点在管道中心线的垂线上。油泵应与千斤顶相匹配，并有备用油泵；安装完毕后进行试运转。更换顶铁时，先观察顶铁有无异常现象。顶铁与管口之间采用缓冲材料衬垫，当顶力接近管节材料的允许抗压强度时，管口应增加U型或环形顶铁。正式作业前应试吊，检物捆扎情况和制动性能；严禁超负荷吊装。
2.6 顶进
采用手掘式顶进管理，将地下水位降到管底以下不小于0.5米处，并采取措施，防止其它水源进入顶管管道。全部设备经过检查并试运转合格后可进行顶进。工具管接触或切入土层后，自上而下分层开挖。在允许许超挖的稳定土层中正常顶进时，管下部135度范围内不得超挖；超挖量不得大于15mm；管前超挖根据具体情况确定，并制定安全保护措施。
2.7 顶进偏差的校正
顶进过程中发现管位偏差10mm左右，即应进行校正。纠偏校正应缓慢进行，使管子逐渐复位，不得猛纠硬调。纠偏是指机头偏离设计轴线后，利用设置在后部的纠偏千斤顶组，改变机头端面的方向，减少偏差，使管道沿设计轴线顶进。当顶管机头发生旋转时，可采取在管内的相反方向增加压重块或在中间站提供旋转纠正力矩等方法纠正。
2.8 洞口止水
为使管子能顺利从工作井内出洞，一般采取工作井预留洞口比管节外径略大些(一般为100mm)的方式，顶进时此间隙需采取有效措施进行封闭，采用的洞口止水方法是在沉井制作时，预先在洞口预埋一个10mm厚钢法兰，在钢法兰上焊接螺栓，安装16mm厚橡胶法兰，用10mm厚钢压板压紧，未发现地下水和泥砂流入工作井内，同时橡胶法兰和压板可以回收，效果很好。穿墙时，首先要防止井外的泥水大量涌入井内，严防塌方和流沙，则必须在管子顶进方向距离工作井边一定范围，对整个土体进行改良或加固，采用了井点降水措施，以提高这部分土体的强度，防止掘进机出洞时塌方。其次要使管道不偏离轴线，顶进方向要准确。
2.9 防止地面沉降或隆起
开挖端面的取土过多或过少，会造成地面的沉降或隆起。为避免这种不良影响，可采取以下措施：在压浆时要控制好压力，恰好能平衡“泥浆套”以上土体的压力。在某些管节埋藏较浅，离地面不足1.5米的位置，可采用沿管线局部压钢板，上堆砂包加载的形式。
3 施工重点与难点
(1)本工程钢管接头是焊接的，呈钢性，必须在初始顶进中掌握好顶进方向，掌握不好就不容易纠正过来，如果纠正过猛，还会出现管子变形、接口脱焊等，因此要加强测量控制，做到纠偏及时。
(2)精心操作顶管机头，使机头与土体界面始终处于动态平衡，避免地面沉降。
(3)增加检测次数，控制顶管顶力的偏心度，避免管道轴线偏差过大。
(4)采用触变泥浆注浆减阻。顶力控制的关键是最大限度的降低顶进阻力，而降低顶进阻力的最有效方法是注浆，注浆使管道外壁形成泥浆套，从而降低顶进的阻力。钢管顶进之前，在管壁适当位置安装好注压膨润泥浆钢管。
(5)对于不稳定土层或主要干道下，可以采用水泥注浆加固。
(6)在特殊地段要进行施工监测，观测在顶进过程中地面变形和土体移位情况，以便采取预防措施，保证地面建(构)筑物的安全和正常使用。
(7)顶管遇到地下水位过大时，若顶管地面无建(构)筑物地段，可采取地面打降水井排水，以降低地下水压，然后顶进施工。顶管过程中，遇到流砂、塌方时，不得超挖，要勤顶、勤挖，保持顶进与出土平衡，控制好顶管轴线。
(8)要配置柴油发电机组，以免停电时空压机不能运行加压，而造成顶管内塌方。
4 结语
总之，顶管施工必须严格控制好顶管推力，顶管的推力就是顶管过程管道受的阻力，包括工具头正面泥水压力、管壁摩擦阻力。压力过大，会增大主千斤顶负荷，严重的可能产生冒顶现象。顶管技术从根本上改变了城市给排水工程施工破损路面的现象，大大保护了城市的环境和交通畅通性，可极大满足城市发展对给排水工程的要求，顶管技术将成为市政给排水工程施工中的一种常用工艺。因此，加大推广顶管施工技术力度势在必行。
参考文献：
[1]潘国荣，陈晓龙，丁东强.汕头市过海顶管自动测量系统的研究与实现[J].武汉大学学报(信息科学版)，2010，35(3)：298-301.
[2]陈立平，姜学成，王彬.给水排水工程施工及验收规范实施手册[K].北京：化学工业出版社，2010.
给水排水工程技术范文第4篇
响,而采用非开挖法施工,能有效克服开挖法的施工缺陷,加上随着当前市政施工技术的迅猛发展,管道非开挖施工技术已越来越成熟,因此,在当今城市建设管网地下化发展的大潮中,非开挖管线工程技术越来越被广泛应用,现结合实践经验,就该技术在市政排水工程中的应用进行探讨。
1.非开挖技术概述
所谓非开挖施工技术,是指在不开挖地表的条件下铺设、修复和更换各种地下公用设施的任何一种技术和方法。国外利用非开挖技术铺设地下管线已有百余年历史,我国的非开挖铺管技术发展起步相对较晚,1978年首次引进水平螺旋钻,1985年引进了首台HDD钻机及气动矛、夯管锤。1990年以后,我国开始自主研发HDD钻机及气动矛、夯管锤,并在市政工程中大力推广应用。近年来,由于受交通条件的制约,以及新材料、新工艺的引进,我国非开挖技术也有了飞速发展。非开挖施工方法很多,目前仍在不断增加,按其用途可分为管线铺设、管线更换和管线修复三大类:1)管线铺设:根据施工的管径分2类:管径>900mm的可进入管线铺设方法:顶管施工法、隧道施工法等;管径<900mm的不进入管线铺设方法主要有:水平钻进法、水平定向钻进法、冲击矛法、夯管法、水平螺旋钻进法等。2)管线更换:有吃管法、爆管法等。3)管线修复:有内衬法和局部修复两种。
2.市政排水工程非开挖技术的应用
2.1工程概况
某市政排水工程设计污水管道全长1450m,管材采用PE管,管径为DN300,开挖深度在5.0m ~7.0m之间。因该工程地处交通要道,车流量大,若开槽埋管会影响交通,为此拟采用非开挖拖管技术施工,分五段进行。
2.2施工准备
2.2.2管材选择
所选PE管需满足如下要求:管材的强度及环刚度必须满足施工及使用阶段的荷载要求。管材质量应符合现行国家标准或行业标准,使用寿命不得低于50a。质量密度,短期弹性模量MPa,抗拉强度标准值不小于20.7MPa,抗拉强度设计值不小于16.0MPa,环向弯曲刚度不小于,管材允许的拖拉应力按12MPa控制。管材的外观颜色一致,内外壁光滑平整,无划伤、毛刺等缺陷;接管前端面平整且与管中心轴线垂直,长度方向不得有明显弯曲;内径必须满足设计管径要求。
2.2.2钻机配备
本次工程采用STD-320型水平定向钻机进行施工,其性能参数如下:额定扭矩11000N·m;入土角调整范围0~15°;最大回拖管径1000mm;最大穿越距离:1500m;最大推拉力3200kN;钻机结构形式为履带式;控向仪及方式为进口向导五无线导航探测仪。
2.2.3选择管道焊接场地
近管道全线中间的一个钻杆出土点有块较大的闲置空地,将其按市安全文明施工规范要求用彩钢瓦围档作为管道焊接场地。
2.2.4施工临时用电
用30kW柴油发电机组在施工现场发电。
2.3施工要点
2.3.1导向轨迹设计
根据施工现场的地貌、地质和地下管线情况,设计出拖管路线图及断面图,同时按照设计规范要求,考虑以下因素:1)满足规范要求的最小曲率半径,即R=1200D=360m,因本工程穿越地层主要是流沙,地层情况复杂,成孔性、稳定性差,因此为减小管道弯曲应力,特将管道弯曲半径增加到R=1500D=450m。2)满足穿越道路的安全规范要求;规范要求穿越道路应保持在道路下5m,该工程管道覆土在5~7m,满足施工规范要求。
2.3.2测量放线
1)根据施工要求的入土点和出土点坐标放出管道中心轴线,在入土点端测量并确定钻机安装位置及泥浆池的占地边界线;在出土点一端,根据管道中心轴线和占地宽度及长度,放出出土点作业场地边界线。2)测量控向参数:按操作规程标定控向参数,要求细心并尽可能多测取参数比较,以确定最佳参数,在管道中心线的三个不同位置测取,且每个位置至少测四次。
2.3.3管道施工
1)钻机及配套设备就位:按施工布置图将钻机及附属配套设备安放在预定位置,进行系统连接、试运转,保证设备正常工作。
2)泥浆制备。泥浆在定向穿越中起关键作用,应根据现场地质条件制定泥浆性能参数,按照性能参数在开钻前配制好30m3优质泥浆。为对付不同的情况,泥浆配置可采取如下措施:一是按照事先确定 好的泥浆配比用一级膨润土加上泥浆添加剂,配出合乎要求的泥浆。二是根据不同的穿越地质条件,加入不同的添加剂,常使用的泥浆添加剂主要有聚合物(万用王),滤饼剂,剂等。 3)试钻。启动钻机,先钻入1~2根钻杆后检测各部位运行情况,各种参数正常后按次序钻进,若发现问题,应及时处理。试钻时,还应检查泥浆制备和输
送系统是否有渗漏。
4)钻导向孔。管线组焊完成具备开钻条件后,按设计图纸钻导向孔。导向孔的钻进是整个定向钻的关键,操作STD定向钻机及配套的钻具进行地下钻进施工,地面上使用向导五定向系统控制钻头的方向。要重视每一个环节,认真分析各项参数,钻出符合要求的导向孔,钻导向孔要随时对照地质资料及仪表参数分析成孔情况。由于本工程为中长距离复杂地层穿越,导向孔钻进时,推力较大,要求钻机锚定必须牢固,泥浆性能达到高粘度、好流动。
6)预扩孔与管道回拖
导向孔完成,装上扩孔器进行预扩孔,预扩孔同时将检验合格的穿越段管线吊上滑送道并检查无误后回拖。回拖前仔细检查旋转接头、连接头、扩孔器的连接,确认连接牢固方可回拖,回拖中线路两侧采用对讲机加强联系,协调配合将管线敷设到预定位置。钻孔、扩孔、回拖中严格执行钻进工艺,完成后及时总结分析。
2.3.4管道高程测量控制措施
1)钻孔前测量控制措施。根据施工图纸,利用经纬仪或全站仪设定拖管段(两井之间的位置)坐标与距离,确定拖管导向孔中心线在地表走向,测量出导向孔中心线与地面的相对高程数据,并根据管道铺设深度的要求,确定导向孔的出入土角度和出入土点位置,将测量出的钻孔轨迹绘出详细图纸。
2)钻孔过程中的测量控制措施。在导向孔钻进的过程中,测量人员手持导向仪,通过导向钻头内探头发射器发出的信号来确定钻具的准确位置,利用导向仪接收器获取的数据与预先设计的数据进行比较,每钻进2~3m时进行一次测量计算,随时调整钻进轨迹,如果实际钻进超出设计的误差范围,则需要回拉钻杆,重新钻进。
3)扩孔过程中测量控制措施。导向孔严格按照管道轨迹设计钻进完成后,即进行扩孔工作,不同土层采用不同的扩孔器,筒型挤压式扩孔器适合淤泥层,刮刀式扩孔器适合粘土层和流沙层,合金钢牙轮扩孔器适合岩石层,本次工程土质为流沙和淤泥土层,采用刮刀式和挤压式扩孔器交替使用,考虑到扩孔过程中由于扩孔器自重会产生成孔下垂的现象,造成导向孔准确而在扩孔中高程下降的问题,通过预先设置10cm的变量调节,有效的解决了高程问题。
本工程完工后经测量,高程符合设计要求,通过竣工验收。
3.开挖敷管技术不足之处
本工程中采用非开挖施工技术,经济效果及社会效应显着,同时也证明了非开挖技术是一项实用性强、实用面广、效益好的施工技术。但非开挖技术虽优先显着,但也存在一些不足,具体表现如下:1)非开挖敷管属地下隐蔽工程,遇到不良工程地质问题时难以处理。2)如何合理选择不同地层中的回扩径与铺设。3)水平定向钻施工导向孔时,随钻方向的测控修正问题未能解决,回扩过程中没有测量纠偏措施。4)非开挖敷管技术目前尚不能用于大口径管道埋设,只能用于管径 600mm的管道。
总之,在日益注重环保的今天,将城市相关基础设施建造于地下,己成为城市建设发展的必然趋势,而首当其冲的是城市各类管网的地下化和城市交通的立体化,因此,非开挖技术发展前景广阔。但另一方面,非开挖技术也存在一些缺点,因此,们在市政排水工程中必须因地制宜,充分利用非开挖技术的各种优点,克服缺点,综合考虑各因素,如此才能很好地利用它,进而产生良好的经济效益和社会效益。
参考文献:
【1】张奎.给水排水管道工程技术【M】.北京:中国建筑工业出版社,2005.
给水排水工程技术范文第5篇
关键词： 工业； 给排水； 设计； 问题； 措施
中图分类号：S276文献标识码： A
一、工业建筑给排水节能的重要性
在工业建筑中，给排水管网设计是整个工业建筑工程的重点之一，其设计是否科学合理，是否考虑节能直接决定了该施工建筑投入运行后的供水力及排水力是否能满足工业企业的需求。从而给排水管网设计的好坏会进一步影响工业建筑使用功能的充分发挥，甚至影响到工而企业的正常生产和运营。因此做好工业建筑给排水管网设计工作不仅关系到工业企业的生产运行的正常运转，还关系到工业企业的经济利益的最大化。
面对水资源紧缺，水资源污染严重的问题，国家环保部门出台了相关政策来规范水资源的使用。作为我国经济的重要支柱，工业建筑应该积极响应国家节能减排、保护环境的政策号召，在工业建筑给排水设计中强调节能的重要性，通过给排水的节能设计来实现对水资源的保护，提高水资源利用率，大幅度提高工业企业处理污水的能力。从而帮助工业企业避免排污不达标引发环境污染及罚款造成的经济损失，以谋求工业企业实现可持续发展。通过给排水的节能设计，将工业生产用水和人们生活用水分开排放和处理，不仅能助于企业实现污水排放符合国家标准，还能减少不必要的开支，实现生产过程的节能环保化，形成工业企业重要的行业竞争力。
二、工业厂区给排水管网的具体布置
1、工业厂区的给水管网具体布置
在进行工业厂区给水管网布置时，首先应该根据实际情况，合理确定给水管方向。对于厂区内的给水，要根据实际情况作科学分析，如对厂区的建筑单体来说，如果建筑单体所需给水压力市政管网压力本身能够提供，应该充分利用，如果市政管网难以满足一些高层的建筑供水，那么也应该分区供水，以最大可能的做到节能、经济。而对于厂区内的生产用水，如果直接依靠市政管网提供时，一定要注意防范生产用水倒流危险。
2、工业厂区的排水管网的具体布置
在进行工业厂区排水管网布置时，首先应该充分掌握厂区道路、建筑物外观及管线整体设计等情况，以合理确定排水管方向，并且污水井的布置应该就近，以避免排水管出现淤塞。其次对于排水管中的雨水管网，应该根据厂区所在地的降雨情况进行计算，并综合考虑地面雨水量和地面降水量，根据雨水散排实际情况，按照合适的径流系数，确定合适的雨水管径。
3、工业厂区消防管、废水管网具体布置
如果厂区的市政给水能够满足室内外消防用水压力及用水量，那么可将消防管网布置为环状，而如果市政给水不能满足厂区室内外的消防用水压力及用水量，那么必须要布置消防水池，以保证紧急情况的给水。而对于废水管网的布置，如果该厂区内的生产生活废水种类较多且数量较大时，通常从经济方面、旱季防渗漏、雨季减负荷等方面的考虑，宜选用压力流进行排放，而如果厂区生产生活废水种类较少且数量较少时，通常采取重力流布置。
4、给排水管网附属构筑物的具体布置
通常情况下，给排水管网附属构筑物主要包括给水阀门井、水表 井、污水调节池、化粪池、隔油池等。对于水阀门井与水表井在进行布置时，应该充分考虑地下水渗入及地表雨水的下灌，通常情况下可以通过砌筑挡水堰及一些防渗措施来预防，除此之外，还应该做好池内积水的排除，通常情况下通过修建集水坑，利用重力排除，而如果无法重力排除时，也可利用抽水泵直接抽出积水，以防止阀门在积水长期影响下腐蚀而损坏。而针对污水调节池、化粪池、隔油池等给排水管网附属构筑物来说，因为这些附属构筑物往往面积大，因此是给排水管网布置中的难点，在具体布置过程中，必须综合厂区道路、外观及管线整体布置等情况，合理确定其位置。
三、工业给排水设计存在的问题及措施
1、工厂车间内地漏的设置
1.1 存在问题
工业厂房中由于生产要素不同，会发生较为重大的固体或者溶液泄漏事故，若立刻用自来水对地面冲洗，必然会需要地漏的存在，才能够将清理顺畅开展，反之就会对生产带来不利影响。
1.2 解决措施
工业厂房中进行排水施工的过程中，相应的要对卫生间、生产车间等设置地漏，其中的生产车间基本上规模较大，如果发生漏水事故，所具备的地面排水非常重要。即使车间内只能用到较少的水量，也需要将地漏适当的设置几处，避免不必要的事故产生。
2、计量装置需要在车间给水中设立
2.1 存在问题
入户管以及引入管都应该对水表正确设立。因为在居民用水方面都是按照计量收取费用的，所在建筑住宅中设计给水系统的过程中，都会将水表设置在入户管上。然而，设计工业厂房的给水系统过程中，在一般情况下，都会将工业厂区全部的用水量水表设置在引入管上，这样的方式将生产车间或者单个厂房中的给水计量有所忽视，那么所显示的计量数据存在较大的误差。
2.2 解决措施
精细化在社会经济不断发展的过程中，被较多的企业所关注，其中多涉及的生产成本就是重要的一部分，那么一定会包含所消耗的水量，因此一定要在工业厂房当中正确的将计量装置设计在给排水系统当中。就工业厂房的管理角度来分析，IC 卡水表或者远传水表等具有一定智能化的水表是可以使用的，可是，在造价上居高，所以普通水表在工业厂房中值得推荐。
3、淋浴间的给排水控制
3.1 存在问题
由于工业厂房中针对广大员工都会设置淋浴间，那么在淋浴间中定会拥有多于3个的淋浴器数量，会频繁的变换启闭阀门，相互的影响巨大。
3.2 解决措施
工业厂房中的淋浴间与住宅淋浴间不同，会具备较高的排水要求和较大的用水量。在选用和安装工业厂房淋浴间的给排水设施时，需要将淋浴器阀门之间会产生的相互影响的防止放在首位。最为提倡的方式就是把配水管道相应的设置成环形。是因为工业厂房中使用淋浴器的时间集中、频率高，若配水管道呈现环形状态，就能够在一定程度上将排水质量和淋浴供水质量提升。
4、屋面的内排
4.1存在问题
由于有组织排水，一定要从屋面向下设置排水管，在建筑造型的角度上不能够开展一些艺术性的有效处理，并且还会因为时间的蔓延，产生脱落、变色等现象。为将这一问题解决就在室内引入了雨落管，也就是实施的雨水内排的方法，继而将里面效果这一问题解决。可是，屋面排水管一般都会使用无压管，当有冰雪未融化时，底部不能够承受巨大压力，在较为薄弱的位置上就会产生冒水、破裂，经济损失严重，并且所进行的雨水内排方式属于有组织性的排水，一定要纳入排水管网以及相应的设施，会浪费人力、物力。
4.2 解决措施
工业厂房中的屋面排水相对正确的建设方式为，在工业厂房的屋面处对雨水斗有所设置，也就是将雨水管道设置在厂房的内部，将厂房屋面的高效雨水处理实现。因为所具备的理念，和工业厂房中的曲折度以及房建筑跨度等特点相符合，所以较多的工业厂房中都在应用此种技术。进行日常的规划过程中，需要按照工业厂房中的建筑结构等要素，适当的选择多斗或者单斗的雨水排水系统。如果工业厂房中所生产的废水处理，拥有着较高的要求，对配水排除管道有意节省，就需要适当的选择敞开式系统，可是在一定程度上还是对密闭系统适当青睐，合理的设置雨水斗进行雨水的排放和立管的收集。
结束语
总而言之，在进行工业厂区的布置时，首先一定要结合厂区实际情况，做好各方面的协调工作。其次，在进行具体的布置时，相关工作人员必须严格根据有关标准执行，确保工业厂区给排水布置能够更好的为整个工业厂区服务，以最终使得整个厂区能够更加高效、健康运作。
参考文献
[1] 杨宁宁，曹春生.浅谈建筑给排水设计、施工中应注意的几个问题[J].黑龙江科技信息，2009，（28）.
