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1.1总顶力计算
为精准计算出总顶力,需要考虑顶进深度范围内不同质量土质的情况,并选取合适的开挖与顶进施工方法:
(1)土质较好情况。顶进深度范围内,较好的土质为粘土、亚粘土和含水量较大的亚粘土,这种土质开挖后,容易成拱,土质系数在1.5~2.0之间,在此取值2.0。建议采用先开挖后顶进的施工方法,其总顶力可根据土质系数与顶进管子自重计算,其中顶进管子单位自重为0.789t/m,而顶进管道总长度为108.7m,可得出总自重为85.76t,总顶力为171.52t。与此同时,鉴于实际工程存在诸多复杂的不确定性因素,因此总顶力需加上设备51.46t的储备能力,最终得出顶进总顶力为222.98t。
(2)土质较差情况。顶进深度范围内,较差的地质为砂质粘性土、含水量较大粉细砂,这种土质开挖后,不容易成拱,土质系数在3~4之间,建议采用先顶进后开挖的施工方法。根据工程提供统计资料,确定顶管正阻力为70.34t,顶管侧摩擦力为273.05t,最终确定顶管阻力343t,即克服顶管阻力所需总顶力为343t。综合两种假设的条件,笔者建议本工程可借助2个250t的千斤顶作为顶进动力设备,即满足500t的总顶力需求。另外以钢管外径和钢管壁厚作为参数,其中取值1.62m,取值0.032m,根据公式,可计算出单位钢管承受的最大破坏力为3418.3t。由此可见,最终判断出钢管在2个250t千斤顶的顶力作用下,不会造成任何损伤。
1.2设备选型、配置与安装
本工程顶进施工所需设备的选型与配置情况,具体如表1所示。在做好顶进施工设备选型与配置工作的基础上,需要进行顶管设备的安装,其中主要有导轨安装、承压壁设置、主顶设备安装等。
(1)导轨安装。本工程所使用的导轨,为装配式导轨,这种导轨需要稳固安装在砼基础面之上,以便在顶进施工时,能够承受各种负载作用,同时保证不会出现位移、变形、沉降等问题。安装导轨时,一方面需要对管道中心点位置进行详细复核,然后根据设计管底标高平行设置导轨面,另一方面是在顶进施工时,根据实际需求对导轨进行复测调整,旨在保证顶进轴线的精度。
(2)承压壁设置。顶进施工需要借助承压壁克服顶力的影响,因此要求承压壁具有一定的强度与刚度。本工程承压壁的承压面以枕木与钢板为主材,其中枕木规格为20cm×20cm,钢板衬厚为15cm,并且垂直于顶进轴线,以及在设置到位后,利用钢丝将其绑缚牢固,以免在顶进施工中出现倾斜。
(3)其他设备安装。在安装导轨和设置承压壁之后,还应该重点把关主顶设备的安装和管节安装,安装时要求在沉井中测量放样中心线,然后在安装好顶机架、主顶装置和顶进管机之后,将管节依次吊装、顶进和拼装,直至管节安装到位,方可出洞。
1.3顶进施工
在选型、配置和安装好顶管施工设备之后,根据案例工程的特点,并秉着保证施工质量与安全目标的原则,按照以下方法进行顶进施工:
(1)钢管接头的测量控制。本工程所选用的钢管接口,都以焊接作固定处理,在顶进施工期间,如果顶进方向稍偏,很有可能导致钢管变形,甚至是接口脱焊。笔者认为顶进施工时务必进行缜密测量,以控制好顶进的方向,并调整顶进的力度,如果发现存在偏差,需要第一时间调整方向,同时检查钢管的顺直程度和接口是否脱焊,必要时作更换钢管处理。
(2)顶进施工细节控制。顶管机头的控制,顶进时保持该设备与土体界面的平衡,以此规避顶进时地面沉降问题的出现。顶进偏心度的控制,可在顶进的同时增加检测频率,及时纠正管道轴线的偏差。顶进摩阻力控制的具体的做法是将改性石蜡涂抹在管道的外壁,并适当增加顶进的长度,即可减少顶进时的摩阻力。不稳定土层的控制,本工程某些部位的土层不稳定,顶进时存在地面变形和土移的现象,笔者建议以水泥注浆的方式进行加固,同时实时观察土层的变化情况,一旦发现异常,应予以及时预防。地下水压控制,本工程地下水位大约1m,顶进期间水压过大,而顶管地面没有其他的建筑物,因此建议在地下水压过大的位置,施打降水井进行排水。顶进与出土平衡的控制,为避免流砂和塌方的影响,顶进同时应该控制土体的开挖量,不得出现超挖行为,以及保持顶管轴线平衡。
(3)地下障碍物处理。地下障碍物直接影响顶管施工的进度与质量,本工程主要的地下障碍物,有地下废弃管线、孤石和砖墙等,为避免地下障碍物对顶管施工的影响,在施工前,需要根据现场勘察资料,检查是否存在与顶管管路冲突的障碍物,以便适时调整管路设计路线。在施工时,如果发现存在地下障碍物,需以开挖或者使用钢套筒的方式,排除地下障碍物,但期间需要纠正机头推挤反力造成的偏差。
(4)顶管轴线测量及管道纠偏。通过地下导线测量,可控制顶管轴线,具体的做法是从工作井地面开始,往井底方向引测,测量导线长度约为7m,即可控制长109m左右的顶管线路,适时需要借助全站仪、控制箱、工作井测站、电脑控制台等,以较高的测量精度要求,将起始边点位误差控制在2mm以内,其测量方法如图2所示。以上的顶管轴线测量,需要在每次顶入土层中约30cm的时候进行至少1次,以及在每次顶入土层中约100cm的时候进行至少1次,如果存在顶管轴线偏差,则必须要根据实际情况增加测量的频率。关于顶管轴线偏差的纠正,根据偏差的大小,以及判断偏差是否存在增大趋势,进而对不同油压状态下的千斤顶机头长度进行调节,将每次纠偏角度控制在10'~20'范围内,以较为缓慢的速度,将偏移的顶进管道,重新调整在设计的轴线上。
1.4顶管施工时地面沉降控制
本次引水管道工程的顶管施工,多次穿越外环线的主干道,对周围的建筑物造成一定影响,其中地面沉降的影响最为明显。工程在顶管施工时,上部建筑物的基础与顶管轴线距离较近,而所穿越位置的土层不稳定,容易引起局部的地面沉降。为此,在顶管施工同时,应该采取措施控制地面的沉降。
(1)为提高控制地表沉降的精度,笔者建议采用人工掘进的方式配合施工,但期间必须控制好掘进的泥水压力,其压力控制的最佳状态大约在高于地下水压力0.01MPa,该压力值有利于顶管开挖面稳定性的控制。
(2)顶进施工期间,管道外壁背土容易扰动土地,并造成建筑空隙,适时应当遵循“触变泥浆套”原理,在管道外壁建立触变泥浆套,以及时填充顶管造成的建筑空隙。但填充时需要同时进行工作井口压浆、机尾压浆、管道沿线补浆。
(3)完成顶进施工工序后,为了避免管道出现后期沉降问题,需在触变泥浆压注孔接头拆除之前,利用触变泥浆,将每个触变泥浆压注孔球阀里面的水泥浆置换出来;置换泥浆时,需在释放水泥浆的同时,依次将触变泥浆压注进去。
(4)在置换泥浆的同时,还应该观测与控制管道后期的沉降,期间重点监测顶管施工位置的地表、管线持续与周围建筑,并根据监测的结果,采取注浆加固措施,将管道的沉降控制于基本稳定状态。
1.5管道功能性试验
根据本工程特点,输水管材采用PE管材,管径壁厚比SDR13.6,最大内压力1.25MPa。根据该管材的特性及类似工程的使用情况,该类型完全符合本工程的设计需要,采用管径壁厚比SDR13.6,最大内压力1.25MPa的PE管做为本工程的输水管管材。PE管的连接方式采用热熔对接。采用重力输水方式,在水库常年运行水位下,输水管作用水头为70m。循环经济园区要求水头不小于20m,经计算De450、De500的管径均满足设计要求,以投资较少的原则,本工程选取De450的PE100管道。
1.2输水管结构复核
通过计算确定管径后,要进行详细的输水管结构复核。1)采用《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程》(CJJ101-2004),可得水锤压力的计算公式:P=vaga=1rwg(1k+cEpdien槡)式中:Ep为管材的弹性模量,可取900MPa(20℃);c为管端固定度,可取值0.75~0.10。本设计取0.8;k为水的体积模量,取2200MPa;rw为水的重力密度,取10kN/m3;v为取平均流速,即1.30m/s;g为重力加速度,取9.81m/s2。计算结果:因为管道标准尺寸比SDR取13.6,所以di/en=(dn-2en)/en=13.6-2=11.6。2)设计管道内压力P设计的计算采用《埋地聚乙烯烯给水管道工程技术规程》(CJJ101-2004),公式如下:P=γh式中:P为管道的内水压力;γ为水的容重,一般取9.81kN/m3;h为测压管水头;测压管水头最大值为hmax=校核洪水位-管道末端高程-管道总水头损失,由以上材料值校核洪水位为173.53m,管道末端高程为97.31m,DN450的总水头损失为35.46,所以hmax为40.76m。pmax=9.81×40.63=0.400MPa,管道设计压力等于管道内最大瞬时压力与水锤压力之和,P设计=pmax+p水锤=0.793≤1.2MPa。本次所选管材满足最大管道内压力。3)聚乙烯管道的结构计算。根据《埋地聚乙烯烯给水管道工程技术规程》(CJJ101-2004)可知,聚乙烯管道结构的强度计算应采用下列极限计算表达式:γ0S≤R式中:γ0为管道的重要性系数;S为设计内水压力作用下,作用效应的组合值;R为管道结构的抗力强度设计值,是管道在水温20℃,50年长期承受内水压力下环向抗拉强度的最低保证值,由厂家提供。环向抗力强度应满足下列公式:γ0σθ≤γotfσθ=γQFwdD02t式中:σθ为设计内水压力作用下管壁环向应力设计值;γot为聚乙烯管材抗力分项系数;Fwd为管道设计内水压力的标准值,N/mm2,应采取管道工作压力的1.5倍计算;D0为管道的计算直径;t为管道的计算厚度为33,mm;γQ为设计内水压力的作用分项系数,γQ=1.2。计算结果:Fwd应采取管道工作压力的1.5倍计算,管道的工作压力为0.400MPa,则Fwd=0.600MPaf为管材环向长期抗拉强度标准值,按下列数值确定:对PE80级管,f=8N/mm2;对PE100级管,f=10N/mm2;取不利条件下(即40℃)时γot=0.71,采用PE100级管γotf=7.1γ0σθ=1.1×4.53=4.98<γotf=7.1满足要求。聚乙烯管材抗力分项系数γot可根据不同水温温度确定,见表2。
1.3首部设计
输水管起点为白河水库发电站废弃的1#机组的闸阀,发电隧洞为DN1200mm的混凝土管,长68m,进口高程为159.15m,出口高程为157.85m,后接调压井,调压井井径130cm,出口为直径1m的混凝土管,高程为161.05,接DN1000闸阀控制,变径D1000×1600至发电机组。本次设计为拆除1#发电机组,变径改成DN1000×DN450的直径,后接21m的钢管,穿墙过一干渠,建阀门井控制,一干渠的正常水位161.30m,考虑0.05m的超高,管道的底部高程为161.35m。
1.4输水管配套建筑物
输水管首起白河水库发电站1#机组的闸阀,末端至某化工集团循环经济园区,全程约10.1km。由于输水距离较长,在管路上设置检修、控制装置,主要包括安全检修用的检修阀、排空阀、排气阀等,以及用于控制流量的流量计等,均放在井内。为保证管道输水的安全运行,在输水管道的隆起点(局部高点)以及管线竖向布置平缓段,每间隔800~1000m左右设进排气阀一处,本工程共设置的检修井17座,每座阀井内设置1台排气阀和1台蝶阀。在输水管段的低处(局部低点)设泄水阀,以满足管道排水和管道检修排水需要,本工程共设置泄水阀9处,每处设1座泄水阀井。
2引水枢纽主要设计内容
枢纽工程总体布置:根据基本资料确定工程的等级、级别、洪水标准,可参考《水闸设计规范》、《水闸》、《取水工程》等文献,并结合地形及方案比较,确定采用什么类型引水枢纽,这里以人工弯道式引水枢纽为例,根据经验公式确定弯道的底宽、半径、中心线长度等参数,根据工程各主要建筑物的作用和设计原理,合理布置建筑物的位置。枢纽工程水力设计:首先,根据水力最佳断面和经济实用断面确定下游引水渠道的断面尺寸,利用《水力学》中的迭代计算公式确定渠道正常水深;其次,根据《水闸设计规范》确定进水闸、冲沙闸、泄洪闸的闸孔总净宽及单孔净宽,利用试算法确定进水闸、冲沙闸、泄洪闸的设计洪水位及校核洪水位;最后,根据《水力学》进行各闸的消能防冲计算。
二、农村饮用水存在的问题
1、工业的污染
我国许多农村由于地理位置偏远,所以地租价格低廉,人力劳动也低价,所以许多污染类的加工厂在农村地区盛行,其中不乏有化工类、冶金类等高污染的加工业,在农村处理废气废水的设备简陋,有些地方甚至是没有处理,而这些未经处理的污染物直接排放至农田或者是江河,这对水源甚至是人的生活都产生了极大的影响,导致水源被破坏,水环境日渐恶劣等等。
2.农业的污染
农村是以农业生产为主,而农业生产离不开农产品的化学污染,因为使用农药、化肥等化学物质,此类化学物质的排放经河流湖泊的流动,影响的不仅仅是当地周围的水源,有研究表明,在北极都可以找到这种污染农药,可见这个影响的后果是非常大的。而农村的畜禽养殖,由于大量的粪便和饲养方式过于密集等因素,导致流感的频发,对社会环境造成了极大的危害,而经过污染的水源灌溉农产品,造成二次污染,其社会危害也是影响甚广。
三、饮用水工程存在的问题
1.资金的不到位、劳动力缺乏
根据以往的经验证明,饮水安全是一项庞大的安全工程,所需要的资金是非常庞大的,虽然目前我国农村人民的收入有了很大的提高,但是在农村的思想比较落后,而且经济还是比较薄弱,在集资方面比较困难,加上目前我国农村人口的老龄化,劳动力缺乏,而且水费收取也比较私人化,大多数农村现在还采取承包制,每月抄水表的方式收取水费,有些乡镇的水厂哄抬物价,让农民感觉到负担加重。
2.水管设备老化
由于农村的饮水工程普及度不够,所以现在的饮水水管都是历史遗留的产物,经历了这么多年的使用,设备已经老化,又因为没有及时的补修和管理,使得有些水管出现了污垢了或者是破裂的情况,有些地区饮水供应不足,而且导致饮用水里面所含物质超标。
3.供水规模缺乏管理
在农村地域广阔,所以农村的供水布局比较分散,所以集中供水规模比较少,调查显示,在供水区域内90%的供水提供于村内的居民,而部分分散的偏远地区的供水目前还是存在不足,而目前农村规划缺少科学规范的规划,使得水资源的调配缺乏统一的使用规划。
4.供水形式多
水质不合理在农村,自来水的使用在有些地区还是不普及,有些地区还是使用水窖、井口、泉水等取水手段还是更多的为村民使用,这些取水的形式多样,但是缺乏净水的工艺,会出现设备老化、井水、泉水等受到自然因素比较大,藻类生物滋生等问题,使得水质安全问题得不到保证,而且这一些水没有经过消毒等就直接引用,对居民的身体也存在一定的影响。
四、农村饮用水的执法缺陷
1.政府管理不到位
在许多地区,执法部门没有起到一定的监督作用在水资源的管理问题上,有些执法人员更是越权、中饱私囊等将政府拨款的修建工程款项据为己有,使得农民的补贴不到位,饮水工程滞后等等的问题;有些农村的执法部门芷看到饮水的经济效益,而忽略了管理的问题,使得饮用水的管理不完善,也没有好好的保护当地的水资源。
2.存在地方保护
在有些落后的农村地区,地方政府更希望的是发展当地的经济,他们将大量的时间精力投入在本地高收益的代工厂企业,对这些企业的违法污染却不管不问,或者是过下场面的惩罚方式,同时给村民洗脑,希望村民认同这种先发展后治理的理念,殊不知,这些违法的污染对农村的饮用水造成的污染是后期用多少钱都买不回来的,因为大自然是不可逆的,水污染日益严重,也影响到了广大群众的生命财产安全。
3.农村饮用水的监管力度不够
我国现在执行的饮用水保护法主要还是针对城市集中的饮水安全问题上面,对于广大的农村地区来说,安全水的监管是处于空置的,对于农村饮用水的监控和管理也由于资金问题或者是设备的问题而没有执行,这样缺乏了对饮用水的监控,无法及时监测水中所含的物质是否达标,导致了村民饮用水的安全缺乏保障。
五、农村饮用水安全工程思考
1.政府的执行力度要到位
及时的规划出工程信息,安排好农村饮用水的体系,关于饮用水工程要制定出详细的计划,在工程的的设计、施工、监工方面都要起到重要的作用,因为工程的资金和工程实施是两个重大的问题,政府应该调配好资金使用,或者是将工程分期进行,在村民集资方面要实地考量村民的实际能力,采取因人集资的方法,而不是统一分配,因为农村目前的贫富差距还是比较悬殊的,在饮水工程实施的过程中,因为土地地质或者是牵涉到农民楼房等问题的时候,政府应该晓之以理,而不能采取过激的手段,同时在施工的过程中,考虑到农村的劳动力目前不足,政府可以动员农村的人民加入到工程建设中来,共同建设美好的家园。
2.对于农村企业里面一些代工厂的污水废气等污染源
政府应该给予杜绝,同时也要建立村民的保护意识,对恶意排放污水要给予严厉的打击,对存在安全饮用水危险的因素要给予及时处理,要普法同时让村民树立一个正确的环保观念和生态经济意识。
3.要有一个完整的监督机制
一个公开透明的监督机制,就是必须要克服部分执法人员的工作漏洞,不包庇任何对饮用水安全造成威胁的行为,而是应该要给予严厉的打击,而且要实施完整的监督机制,不让违法行为躲避一时风头之后死灰复燃,所以饮用水安全信息也要公开透明,让群众及时的了解饮用水的状况,同时使得政府执法部门接受民众的监督,如果有因为执法部分的执行不当导致的饮水安全受到威胁,也应当追求相关的法律责任。
4.农村饮用水的标准要适当的提高
因为随着社会的发展,农村的发展建设也日益增快,既要满足到农民的用水需求,同时也要为后期的发展留下铺垫,所以不能仅仅满足当前的供水需求,更是应该将供水工程的设计放的更长远的位置,广泛的应用新的设计材料、大胆采用新的设计,水资源的过滤等要求要达到合法的水平,同时在建立饮用水工程的时候应当采取统一管理的原则,使得供应水的管理更加规范,统筹水资源更加高效能。农村的饮用水应该坚持的理念是以人为本,要落实到每个细节,每个部门的合作要团结有效,而不是雷声大雨点小,给予农民一个空头支票,最后却没有落实。
5.建立饮用水应急机制
因为一旦水资源受到污染,如果让水流到村民的日常使用中,这个是非常危险的,所以一旦出现污染问题,该怎么处理?政府应该做好执行的工作,日常的监测,风险的评估等,一旦发现有污染源出现,应该采用什么方案去应急,这些都是应该要提前订好的计划,万万不可等到污染源出现了之后才来补救,而是应该将其扼杀在源头里面,杜绝一切污染源出现的可能,或者降低其出现的风险。这样才能使得安全饮用水工程合法合理符合民情,并符合民心。
(1)由于渠线经过地段地质、土壤条件较差,如有软弱土层、断层、风化土层,岩层倾向渠内,沿层面容易产生滑坡。
(2)改变滑带土的性状减小抗滑阻力的因素,如地表水下渗、地下水位变化、灌溉用水下渗、潜蚀和溶蚀作用等降低滑带土强度的因素。
(3)既增加下滑力又减小抗滑力甚至造成滑带土结构破坏(如液化)的因素,如地震和爆破震动等。
(4)施工方法不当,加大了边坡的滑动力,容易引起滑坡,或采用不适宜的爆破。
(5)新、老土(石)结合质量不好,引起结合料的滑动。
(6)改变坡体的应力状态,增大坡脚应力和滑带土的剪应力(即下滑力)的因素,如渠道坡脚人为大量挖土或水流冲刷淘空,导致滑坡等等。
2.渠道的滑坡处理
渠道滑坡的处理,首先应通过地质勘查,找出滑坡的原因,判断滑坡的稳定程度。提出滑坡的施工方案,因地制宜,寻找技术可行,经济合理、容易实施的处理方法。整治滑坡处理贵在及时,力求根治,以防后患。
渠道滑坡的处理,常用的方法有排水导渗、削坡减载、支挡、暗涵(或埋管)、渡槽及改线等。
2.1排水导渗。排去地表水,疏干地下水是整治滑坡的首要措施,应根据不同情况采用不同的排水方法。
(1)地表排水:对滑坡体以外的地表水应以拦截旁引为主,即在滑坡围界5米以外修筑环形截水沟。要注意截水沟的深度和质量,力求做到滑坡体外的水不再渗入滑坡体内。对滑坡范围以内的地表水,应以防止下渗和引出为准。首先要把滑坡体内的多种裂缝回填夯实,防止地表水继续下渗,然后利用滑坡范围内的自然排水沟或新建的排水沟,把地表水迅速汇集排出滑坡体外。
(2)地下导渗:为了防止滑坡范围以外的地下水渗入滑坡体内,常用设置截水盲沟,将地下水导出滑坡体外。对滑坡外的排水,可以在坡面砌筑多种形式的导渗沟,或采用干砌石护坡,水泥砂浆勾缝,底层设导滤层或排水管。
(3)防止水下渗:对滑坡体大,又是深层的,无法治理,建筑物无法避开滑坡体,就采用减少地表水及杜绝渠道下渗水入渗,采用滑体上设排水沟,渠道水用钢管过渡。
2.2削坡减载。对推移式浅层滑坡,则采取“削坡减载”的方法。减小引起滑坡的滑动力,是最基本的也是最有效的办法。一般采用削缓边坡,当渠道外滑坡时,还可将上部削下土体反压在坡脚,从而达到稳定的滑坡的目的。当削坡减压后仍不能达到稳定滑坡的同时,常采用减压与支挡相结合的处理措施。
2.3支挡。在渠道已经塌方或将要塌方的地段,如受地形限制,单纯采用削坡方量很大的,则可根据具体条件,因地制宜采用多种支挡护坡措施。如加固坡脚砌挡墙,干砌护坡等,如渠道经过小溪岸坡,坡脚受洪水冲刷,可采用加固坡脚、浆砌石挡土墙,防止冲刷淘空;对渠道上侧滑坡可采用削坡减载重力式挡墙支挡的办法处理。另外当渠床为基岩时,可采用拱式或连拱式挡墙处理滑坡,等等。
2.4暗涵(或埋管)。由地上转为地下。当地质条件差,山坡又陡峻,或渠段穿过覆盖很厚土质层,岸坡难于稳定而出现严重滑坡时,从外面治理难度大的,应尽量避开滑体或转入地下,可考虑将原有明渠段改为暗涵或埋管形式较为安全可靠,同时可减少工程量。
2.5渡槽。山区渠道常在陡峻的山坡上开渠,往往容易产生山岩崩塌。因限于地形条件,要维护渠道稳定十分困难,可采取改建渡槽输水。
2.6改移线路。一般小型渠道工程,在选定渠线时基本上未做地勘工作,致使有的渠道修筑在滑坡体上,建成后渠道极不稳定,一旦雨水入渗,整个渠床都要发生大的位移和沉陷。当采取上述多种处理措施很难奏效时,最后只有采取改线,以避开滑坡地段。
上述是山区渠道滑坡常用处理措施,滑坡处理方法可因地制宜单独或综合采用。做到技术可行,经济合理,施工简单,彻底整治。
3.渠道滑坡防止
(1)渠道滑坡防止应从设计规划入手,摸清渠线地质结构情况,避开地质不良地段,无法避开时应采取切实可行工程措施以予防止。选择合理渠道结构和边坡,确保渠道稳定安全。
(2)施工阶段,应平台开挖后抽沟,开挖坡度根据开挖后地质情况,对设计边坡过陡给予修正,确保边坡稳定。对施工中发现可能滑坡的地段要及时处理,减少损失。
(3)在渠道日常维护管理中,渠道应严格控制在正常水位运行,要加强渠道巡视检查,检查排洪设施是否运行正常,渠道杂草淤积要及时清理,对局部渗漏破坏和集中漏水,应查明原因,堵死通道,做好渠道防渗处理。对于渠道裂缝,应查明裂缝类型并进行处理。对不太深的表层裂缝可采用开挖回填的办法处理,对较深的内部裂缝可采用灌浆法处置。
4.结论
对于渠道滑坡的处理,很可能几种方法同时采用,进行综合治理。尤其是排水措施,无论何种滑坡,都必须进行排水处理,水对滑坡体滑面有软化、加剧滑坡体发生的作用,所以大多数渠道滑坡都发生在雨季,须加强渠道巡视检查,争取做到长治久安。
参考文献
2永城市农村饮水存在的主要问题
2.1饮用水水质超标问题
目前,永城市农村人口以饮用浅层地下水为主。受气候、地质、人为因素的影响,大部分浅层地下水氟、盐含量严重超标,污染严重。一是永城市位于古黄河总和平原上,气候属暖温带半湿润半干旱地区,地表水氟和溶解性总固体含量较高,特别是一些低洼地区,地下水径流微弱以垂直交替为主,蒸发作用强烈,浅层高氟、高盐地下水分布十分普遍,并往往达到较高的含量;二是由于近年来永城市多旱少涝,排洪河道淤积堵塞,洪水河变成排污湖,大量工业废水和城镇生活污水滞留其中,加剧了地下水的污染程度。
2.2运行管理方面问题
集中供水工程在运行管理方面还存在许多问题,管理机构还不太完善,管理方法比较落后,经营管理体制不够健全,管理意识淡薄,影响了农村饮水工程正规化、规范化和科学化的管理。一是缺乏先进的管理理念,经营管理水平低;二是农村饮水管理人员大多文化水平低,技术水平差,一旦工程设备出现故障,不能及时进行解决;三是水价形成机制不完善,运行成本高,维护费用高,水费不能按标准足额收取,没有建立资金收支台帐;四是由于水处理运行费用高,部分工程没有净水、消毒设备使用不很正常;五是缺少水质监测设备和化验技术力量薄弱:农村饮水运行单位收入低,人员少,技术力量薄弱,没有专门的水质监测设备和专业化验人员,供水水质没有严格按国家要求进行化验,部分工程仅在建成后做过一次验收性水质化验;六是没有一个完善的工程运行资金保障体系。
引言
近几年由于我国经济水平的迅速提高,农业工业大力发展,对于电力需求量也相应增加。水利工程的建设投入也在不断增大,过多的水利工程建设项目难免会对自然环境,人文环境有相当的影响。我国的水利水电建设面临着艰巨的任务。在环境影响方面,与其它工程相比,水利水电工程有突出的特点:影响地域范围广阔,影响人口众多,对当地社会、经济、生态环境影响巨大,外部环境对工程也同样施以巨大的影响。目前,整个社会对环境问题越来越重视,对环境质量要求越来越高,环境问题已成为水利水电工程建设中的制约性因素。
一、水利工程建设对自然环境的影响
不同的水利水电工程项目,或同一工程的不同区域,由于所处的地理位置不同,其环境影响的特点各异。水利水电工程通常不直接产生污染问题,属非污染生态项目,其影响的对象主要为区域生态环境。水利水电工程的环境影响区域一般可分为库区、大坝施工区、坝下游区。库区的环境影响主要源于水库淹没和移民安置、水库水文情势的变化,受影响最大和最为重要的通常是生物多样性、水质、水温、环境地质、景观、人群健康、土壤侵蚀、土地利用、社会经济等因子,受影响的性质多数为不利影响;坝下游区的环境影响主要源于大坝调蓄引起的水文情势变化,受影响的主要是水文、河势、水温、水质、水生生物、湿地资源、入海河口生态环境、社会经济等因子,影响的性质有利有弊,影响的时间一般是长期的,影响的范围因区域的特点不同各异,有时可延伸至河口区。
水利水电工程的环境影响,有些是不可避免的,有些通过采取一定的措施可以避免或减小。水利水电工程环境管理是避免或减小工程不利环境影响的有效方式,而环境监测则可为工程的环境管理提供依据。因此,制订水利水电工程的环境管理与监测计划是工程规划和设计的重要内容,在项目可行性研究阶段的环境影响报告书和初步设计阶段的环境保护初步设计中均需要详细地拟订并列出有关内容。
二、水利水电工程的主要环境问题分析
一般来说,兴建具有水库的水利水电工程会产生下列环境问题:
2.1因水库淹没,库区移民安置中毁林开荒将造成水土流失。因安置不当及生活环境改变,移民生活不安定会产生一些社会问题。在我国人多、耕地少的条件下,应尽量减少水库的淹没损失,对库区内尽在高水位时才被淹没的土地适当采取措施加以利用。
2.2水库蓄水后,有可能引起库岸崩坍,诱发地震等。此外,河流情势变化对坝下与河口水体生态环境产生潜在影响。岸坡浸水后,岩体的抗剪强度降低,在水库水位降落时,有可能因丧失稳定而坍滑。将给工程的正常施工和运行带来极为不利的后果。
2.3水库蓄水后,会引起库周地下水位抬高,导致土地盐碱化等。
2.4水库蓄水后,因水流变缓,水体稀释扩散能力降低,水体中污染物浓度增加,库尾与一些库湾易发生富营养化。
2.5一些水库蓄水后,水温结构发生变化,可能出现分层,对下游农作物产生危害。
2.6水库淹没会影响陆生生物的生活环境;修坝对水生生物特别是洄游性鱼类将产生直接影响。
2.7对多泥沙河流,水库回水末端易产生泥沙淤积,不仅减少蓄水库容,而且可能引起河床抬高,影响航运。流入水库的支流河口也可能形成拦门沙而影响泄流。因改变河流的水力条件,对下游河道可能造成冲刷。解决和减轻水库淤积的根本措施就是做好上游封山育林,退耕还林、种草等水土保持工作,另一方面水库的合理运行也是减少水库淤积的有效措施。
2.8水库蓄水后,水面增加,对库周的气候可能产生影响,引起风速、湿度、降水、气温等气象要素的变化。大的水域能改变附近地区的小气候(多雾、降雨形态变化、气温变幅减小等),并使枢纽附近地区的生态平衡发生变化。
2.9库区的文物古迹可能被淹没。
2.10对库区人群健康会产生影响,如一些水介疾病会因水面扩大而增加,移民动迁也会导致一些疾病流行等。
2.11由于水库蓄水,下游河道水位降低或河道下切,流量减少可能影响生活和工农业用水。
三、对于水利工程对环境影响的补救措施
3.1在保护和改善生态环境方面,研究设计过鱼的建筑物等设施,研究设计用于人工孵育场和人工产卵场的建筑物,研究设计为改善水生物生境的眷水或排水工程,研究设计入海河口排沙防淤工程,施,研究设计改善坝下低温的建筑物,提高水温的工程措施;
3.2在防治水污染方面,通过修建闸坝等工程,合理调节水量,增加环境用水,保证环境要求的水位和流量,提高河流自净能力,建设氧化塘处理工程系统,土地处理工程系统,设计调节水库、污水库、截流工程、增设曝气设备,开挖引水冲污水道等工程等,增加水体稀释自净能力的工程技术措施,如污水深水排放工程,修建多功能的水量调节工程,增加枯水流量,保持环境要求的水位和流量等,研究设计水体增氧的建筑物;
3.3在改善景观方面,应用水利美学原理设计形式优美的与景观相协调的水工建筑物;
3.4研究设计水利工程,防治疾病发生和流行以及防治病虫害。
由于现在社会上对于环境问题越来越重视,认识水平越来越高,通过专门的学科门类来研究水利工程的环境问题及其改善措施,将会使我们的环境保护工作更丰富、更全面、更深入。
随着环境保护意识的增强,人们已经充分认识到保护环境和维持生态平衡对人类生存与可持续发展的极端重要性。当前,水利水电工程师们亟须进一步树立和提高生态与环境保护的意识,充分认识水利水电工程对环境与生态可能产生的重大而潜在的影响,在流域的开发,水利水电工程的规划、设计、施工、调度及水库运行中,均应充分考虑生态与环境的要求,使工程在造福人类的同时,对生态环境的不利影响降至最小。
2工程效益
该工程的实施,彻底解决了积石山县中部寨子沟、胡林家、安集、关家川、徐扈家、郭干、居集、铺川、银川等9个乡(镇)、53个村、375个社、10350户、58397人积石山县中部农村饮水安全工程建设经验赵国秀摘要:以甘肃省积石山县中部农村饮水安全工程为例,通过对项目区现状的介绍,提出进行农村饮水安全工程的紧迫性,主要阐述了实际工程的设计与完成的具体情况,在此基础上进一步分析了工程效益,并提出了农村饮水安全工程可顺利开展的一些主要实用经验。关键词:积石山县;农村饮水;实用经验;工程效益学术交流和10756只大牲畜、23137只小牲畜的饮水安全问题,极大地改善了农村的整体面貌,提高了广大群众的健康水平,有力的推动了项目区农村经济全面快速发展步伐。
3主要经验
3.1为确保中部农村饮水安全项目按时完成建设任务,县上成立了由县政府县长任组长,主管副县长为副组长,发改、财政、水利、扶贫、审计、卫生等部门负责同志为成员的积石山县农村饮水安全项目建设领导小组,下设办公室,由水电局局长任主任,主管副局长为副主任,专业技术人员为成员的积石山县农村饮水安全工程建设办公室,具体负责工程建设的各项事宜。
3.2根据中部人饮工程建设的规模和特点,制定了切实可行的项目建设实施方案,多次召开人饮工作专题会议,在全系统范围内抽调了32名业务精责任性强的同志,全身性投入到中部人饮建设。同时成立了督察组、技术组、施工组和物资供应组,责任到人,分片包干,全面展开工作。经过工程建设者的艰苦努力和乡村社以及受益区群众的密切配合和大力支持下,全面完成了建设任务。
1.2勘察设计单位资格检查主要检查其质量体系的建立及运行情况和现场服务体系是否完善。
1.3施工组织设计的核查在工程设计中,施工组织设计作为其重要组成之一,直接指导着整个工程的进程,影响着工程建设的最终质量。质量监督部门对施工组织设计的检查,主要是检查施工单位编制的实施性施工组织设计。
1.4主要原材料材质检查材料采购单是由审查工程师签发的,其中明确规定了材料的价格、规格、数量等信息。同时,审查工程师还要附上相关的进场材料质量检验报告单及抽检材质证明书,以供检验单位进行复检。
2工程建设实施阶段质量监督
在工程建设实施阶段,建设单位要根据工程的各项进展情况确定检查方案,并且有计划、有重点、有针对性地进行质量检查,建立健全质量监控体系,检验质量监督效果。在此阶段,施工单位通过质量监督一方面可以有效地弥补施工中的不足,同时另一方面还可以防止安全事故的发生,做到防患于未然。
3竣工验收监督
待农村安全饮水工程竣工后,质量监督部门可定期组织建设单位和施工监督单位进行质量总结,评价工程质量,以促使企业加强施工质量控制,完善施工工艺。
3.1工程外观质量评定按照水利行业现行规定,单位工程完工之后,工程外观质量评定一般由质量监督、建设、监理、设计和施工单位的人员参加,并根据规定确定人员数量。
3.2审查竣工验收材料质量监督部门审定单位工程竣工验收资料,主要是对其完整性、真实性和客观性进行审查。检查水源井深度、核对井管和塑料管材的质量及其使用量、检查变频调速器规格、型号、厂家、性能,检查其供水管道开挖深度、尾端供水情况、井房结构形式等,关查检水质化验单。
3.3工程质量等级核验根据水利行业的现行规定,质量监督部门必须在充分掌握相关资料和证据的基础上,对施工单位进行工程质量评价,从而得出一个较为客观公正的核验结果,以便为工程验收阶段提供可靠资料。
4编写质量评定报告
农村饮水安全工程竣工后,施工单位要根据其施工建设情况编写质量评定报告,评价其工程完成情况,并进一步明确工程的质量监督方式和质量评定标准,以保证监督工作的顺利完成。同时,施工单位还可以通过编写质量评定报告,及时找出其施工中存在的问题和不足,不断提升其施工水平。
2改进措施及质量管理模式的提出
针对以上情况及问题,通过近两年的探索,基本形成了以下的建设管理模式。该模式不仅可以用在农村人蓄饮水安全项目上,其他的如:重点县建设、节水改造、大范围农田灌溉等“大、广、散”的项目也可以参考此种管理模式进行。
2.1机构健全是保证
参照2007年的《关于加强农村饮水安全工程建设和运行管理工作的通知》及2013年的《农村饮水安全工程建设管理办法》,西双版那州内各县均由水务局牵头,组建了农村饮水安全工程建设管理局,明确了法人主体,确实实行项目法人责任制。管理局配专职技术人员2~3人,明确质量责任人员,配备车辆;配齐财务人员,严格财经制度,做到专款、专户、专用。a.严格实施工程建设监理制。委托相对规范的监理单位参与工程招标投标及工程建设,确保监理人员数量(一般为4~5人)满足要求,并且人员具有一定的施工管理经验。b.严格实行招标投标制。选择有实力、有信誉、比较稳定的施工单位,杜绝无资质的、挂靠的“皮包”公司进入市场;对管材、管件的供应单独招标,且规定投标必须带样品实体及生产许可证、卫生许可证,供货时必须是样品生产商的同类产品。c.规范合同管理。针对工程特点,细化施工合同,严格合同管理,参建各方严格履行合同义务,及时支付进度款。d.实施政府监督。开工前到质量监督部门办理监督手续,监督人员、设计人员对所有参建人员进行开工前培训、技术交底,明确设计意图,明确各部位、各个工序的质量要求,明确工程中容易出现的问题以及容易出现问题的部位、工序,有针对性地进行事先质量控制。e.施工单位建立健全施工质量保证体系。主要是明确质量责任人,做好现场每个施工班组的技术交底工作,统一质量标准。
2.2宣传到位是基础
a.每个项目村均召开“一事一议”的民主村民大会,保证家家户户都有代表参加,全面介绍项目情况、一般性的质量标准,做到人人参与监督管理。b.每个项目村均竖立公示牌,公示内容包括:项目批复文件名称、文号,工程措施、投资规模、资金来源,解决农村人蓄饮水安全问题户数、人数及完成时间等。
2.3资源整合是关键
工程的特点决定了监理工作量大,由于监理费用较低,不可能配备过多的人员,现场不可能单靠监理单位的监督检查。因此,需将建设单位、监理单位、乡镇水管站等现场技术人员以及项目村的村小组长、会计、村民代表统一进行整合,一体化进行现场监督检查。a.监理单位、建设单位人员搭配,分两批人马分片工作,每到一个乡镇则叫上当地水管站人员一起巡查,发现问题现场及时处理。b.充分依靠项目村村民代表,发挥其主观能动性。开工前向其交代清楚各道工序的质量要求、所用原材料的质量要求、注意事项等,实施中由村民代表随时进行监督检查,发现问题及时处理;处理不了或不清楚的,及时电话联系给予指导。c.对需进行熔接、粘接安装的管材,在安装前由监理单位召集所有施工班组长参加,管材供应单位现场具体示范熔接、粘接安装的方法及注意事项,以保证安装质量。
2.4质量检测是依据
a.所有进场钢筋、水泥、管材、管件等产品,必须具有出厂合格证及厂家的品质检验报告。b.施工单位对所有使用的产品、原材料、中间产品必须按评定要求进行取样检测,并由监理人员现场见证取样。c.在上述基础上,建设单位委托具有检测资质的检测单位对工程所用产品、原材料、中间产品进行抽样检验,以佐证施工单位的检测试验成果。d.对管材、管件的检测,由于费用较高,统一由建设、监理、检测及管材供应单位共同取样,由建设单位送专业的试验室检验。e.对每个施工单位抽取一定数量的管路,主要选择水头差较大的村寨进行简易压水试验,确保其运行正常。
2.5加强外观质量控制
开工前由质量监督单位下发各种建筑物的外观质量控制标准、偏差控制范围等;完工后由参建各方进行外观质量检测评定,对不合格的,必须进行处理。
2.6工程计量、验收
以每个项目村为单位进行检查验收。每完工一处,建设、监理、设计、施工、检测及村小组长、会计、村民代表联合进行检查,并告知所有村民。在验收资料整编完成后进行验收,并填写验收卡,参建各方签字,待整个工程经过政府验收合格后移交受益村管理。
3工程运行管理
帮助受益村寨建立运行管理模式,由“一事一议”的民主村民大会确定水价核算、建后运行管理、水源林保护等具体措施,确保农村人蓄饮水安全工程“建得成、管得好、用得起、长受益”。
监测数据来源于2013年各监测县(市)疾病预防控制中心通过国家健康危害监测信息系统之农村饮用水水质监测系统中,枯水期和丰水期初审上报的数据。
1.2监测指标
微生物学指标(总大肠菌群、耐热大肠菌群、大肠埃希氏菌、菌落总数)、毒理学指标(砷、镉、铬、铅、汞、硒、氰化物、氟化物、硝酸盐、三氯甲烷、四氯化碳、溴酸盐、甲醛、亚氯酸盐、氯酸盐)、感官性状(色度、浑浊度、臭和味、肉眼可见物)、一般化学指标(包括pH、铝、铁、锰、铜、锌、氯化物、硫酸盐、溶解性总固体、总硬度、耗氧量、氨氮、挥发酚类、阴离子合成洗涤剂)和消毒指标(根据饮用水消毒剂使用情况确定相应的指标,如游离余氯、二氧化氯、臭氧等)。
1.3水样评价要求
水样评价按《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006规定执行,水样的所有检测指标全部合格,水质即为合格;有一项指标不合格,即为水质不合格。
1.4质量控制
由于监测县(市)的实验室条件所限,部分监测指标无法开展,水样送新疆维吾尔自治区疾病预防控制中心统一安排测试,保证水样检测数据的可靠性、可比性及项目的完整性。
2结果
2.1单项指标合格率
塔城地区共上报228份水样,各监测县(市)均有部分单项指标超标,超标率最高为托里县(8.59%),额敏县最低,各监测县(市)单项指标超标差异有统计学意义(χ2=86.45076,P<0.05)。单项指标以总大肠菌群超标最多共83份,超标率36.40%;其次是耐热大肠菌群55份,超标率24.12%;菌落总数48份,超标率21.05%。
2.2水质监测各项指标检测情况
228份水样,共测7752项次,总超标率5.77%;除消毒指标外,微生物指标超标率较高,其次是感官指标;毒理学指标和一般化学指标较低,见表2。
2.3枯水期和丰水期监测情况
监测枯水期和丰水期水样各114份,共检测570项次,枯水期水质检测指标超标数和超标率分别为139份,24.39%,丰水期为166份,29.12%,枯水期和丰水期除消毒指标外,毒理学指标超标率差异有统计学意义(χ2=6.7059,P<0.05),即丰水期高于枯水期,其余指标差异无统计学意义(χ2=6.7059,P>0.05)。
2.4出厂水和末梢水水质检测结果
抽检出厂水和末梢水水样各114份,共检测570项次,检出出厂水水样不合格140份,超标率24.56%,末梢水165份,超标率28.95%。除消毒指标外,出厂水和末梢水微生物学指标差异有统计学意义(χ2=4.8254,P<0.05),即末梢水超标率高于出厂水。