2011一级建造师《水利水电》知识点概括

时间：2012-02-27  来源：建设工程网  编辑：  打印

深海软基处理垫层施工方法初探

作为上海国际航运中心洋山深水港工程的重要组成部分，东海大桥是我国第一座特大型跨海大桥，全长31.5km.东海大桥由陆上段、跨海段和海堤段三部分组成，把上海芦潮港和浙江嵊泗县小洋山岛连接起来，形成上海国际航运中心洋山深水港区对外唯一的集疏运通道，为港区提供交通、水、电及通信条件。海堤段位于浙江嵊泗县崎岖列岛的大乌龟岛与颗珠山岛之间，是集防波堤和高速公路于一体的综合性工程。在风急浪高的外海筑堤，特别是进行垫层施工，在我国尚属首次，其工程施工难度在世界上首屈一指。

一、自然条件

海堤段全长1220m，轴线略成弧形，大部分泥面比较平坦，泥面标高一般为-8——10m（黄海高程，下同）。两岛之间为东北走向，口门宽约 1000m，涨落潮动力不大，实测涨潮分层最大流速1.46m/s，最大垂线平均流速124m/s，实测落潮分层最大流速157m/s，最大垂线平均流速 1.45m/s.水深—般为l0-12m，在两岛边缘最深可达25m.该区域气候条件恶劣，台风、季风、潮汐、雷暴、雾等灾害影响频繁，尤其受东北风影响极大，可施工的有效时间较短，严重影响工程施工。

二、地质情况

大乌龟岛与颗珠山岛段松散堆积层总体受基底和水动力条件控制，基岩埋藏部位较深，整个海堤地基土质主要由粉砂夹粉质黏土、淤泥质黏土和灰色黏土组成。夹层淤泥质黏土厚度达23-26m，含水量达57.3％，抗剪指标较低。现堆积的土层从上至下依次为：①饱和、流塑状、土层极软的灰黄色淤泥，②饱和、流塑、软流塑状的粉质黏土类砂和粉细砂，③饱和、松散、稍密状的粉砂夹粉质黏土，④饱和、松散、稍密、夹黏性土微薄层的粉细砂。

三、海堤结构型式

海堤结构型式采用抛石斜坡式结构，根据地质条件，地基加固方案采用塑料排水板堆载预压排水固结法。主要施工项目有水上施打塑料排水板、袋装砂垫层、抛石护底、抛石棱体、堤心石、混凝土扭王体护面、块石垫层等。

四、垫层施工

海堤段地基加固的宽度在120-160m之间（随泥面标高变化而变化），总面积约为14万㎡.在插打塑料排水板之前要先进行垫层的施工，确保插打排水板后水平排水通畅，实现固结，达到地基加固之功效。

在外海、深水、浪大流急的恶劣施工海域进行垫层施工，要满足施工进度和质量，关键是解决投抛定位和确保设计厚度问题。

1.方案比选施工中进行了以下几种方案的试验：

（1）带GPS定位系统的自航对开驳直接卸小砂袋包。这种方案投抛速度快、整体性、交接性、均匀性都较好，受水流影响相对较小，抛投位置准确。

（2）浮吊吊放网兜小砂袋包。这种方案整体交接性好，但投抛速度较慢，投抛位置受吊机速度和流速限制，容易出现偏位，准确度相对差一些。

（3）浮吊直接吊放大砂袋包。这种方案与②方案在质量控制与投抛速度基本相似，但其抛投后大砂袋包之间的交接性相对差一些，容易出现空挡。

（4）人工在GPS定位船上直接推抛小砂袋包。这种方式在质量控制方面是可行的，但速度很慢，可作为局部厚度不足时补抛使用。

经过多次实践比较分析，采用带GPS定位系统的自航对开驳直接卸小砂袋包方案为主，辅以人工在GPS定位船上直接推抛小砂袋包进行砂垫层投抛方案是合理的。

2.投抛方案

（1）网格划分首先完成垫层施工区域内的网格划分。网络划分以轴线为基础，从施工起始桩号到结束桩号，以1020㎡（沿轴线长度10m范围）为一个大网格，大网格中又划分2m×2m的小网格，以控制投抛位置。

（2）装量控制按照划分的网格，根据对开驳一次投抛的面积计算出所需方量，然后在驳船上刻上标记，每次装料都以装到标记线为准。根据测定，对开驳一次装料90m3最为合理。

（3）对开驳定位首先在对开驳船上安装好GPS定位设备，在定位船船首和船尾分别设一台GIB系统天线，同时在计算机上输入施工区域位置，与GPS岸台相配合即可找到任何抛投点的位置，再在施工位置上进行单格投抛位置确定。

（4）漂移量调整由于潮流、潮向的影响，投抛砂包时应考虑有一定的漂移量，根据测定结果进行调整。

3.厚度控制厚度控制是本项目施工的难点，少投则达不到设计要求，多抛则增加施工成本。

按照设计不小于1.0m的厚度要求，实际施工中要随时测定流速、流向、水深、波浪等影响因素，随时调整对开驳的装砂量和投抛定位。根据施工实践，合理的超抛是保证厚度的有效措施，本工程的超抛量控制在15％左右。

五、检测

检测方法主要采用水下检测，以仪器法（测量艇测深）为主，辅以潜水员探摸，以检测砂包投抛的厚度和平整度等质量指标，作为验收评定依据。

仪器测量采用13D测深仪、GPS定位系统、手提计算机等，按一定的点距和行距、垂直于海堤轴线走向，根据投抛区域、投抛前后的水深，得出实测抛填厚度，再根据总投抛量，可计算出抛投损失量。

潜水员探摸时，使用测量艇作为水面站，依靠测量艇（GPS）确定探摸点位置，探摸主要内容是探摸点砂袋包的平整度和厚度，潜水员将探摸到的情况同步告知水面站，做好相应的记录。

六、结论

通过施工实践，采用带GPS定位系统的自航对开驳直接卸小砂袋包方案，在施工质量和进度上都满足了设计要求，达到了预期的效果。

浅议壁挂式泳池水处理一体机的特点与应用

“璧挂式水处理一体机”的过去与现在

采用“璧挂式泳池水处理一体机”进行泳池水处理的概念起源于欧洲大陆，在欧洲使用已经也有二十年的历史了。在当时随着公共泳池的饱和，私家泳池方兴未艾。私家泳池容积较小，几十立方到两百个立方不等，另外家庭一般空间有限，因而“璧挂式”的概念应运而生，并得到了广泛的应用。

但是，随着西方发达国家的生活水平不断提高对泳池的水质要求越来越高，各个国家均颁布了严格的泳池池水水质的标准，而“璧挂式”设备在水处理上存在很多缺陷，因此在欧洲处于萎缩状态，并且基本上仅用在私家泳池或者SPA等。

我国的泳池行业发展正处于一个上升阶段。“璧挂式”设备应用的时间也不长，上世纪九十年代中期才进入中国。最早进入中国的是法国“戴思乐”产品。另外一类产品是西班牙亚士图的产品，进入中国稍晚。目前国内也涌现出很多国产品牌的“璧挂式”一体机，基本都是按照法国“戴思乐”和西班牙“亚士图”的产品仿制的。

笔者搜索和查询了目前一些关于璧挂式泳池水处理设备的资料、论文和信息，比较混乱，结合自身的了解和认识，并有所借鉴公开的资料，针对目前存在的一些比较普遍的错误认识做一些澄清。期望能从客观的角度分别从以下几个方面总结璧挂式泳池水处理设备的优缺点。

循环过滤系统

一般采用无纺布或者聚酯纤维筒作为介质进行过滤。

采用无纺布时一般采用“袋式”，置于水泵吸水口或者出水口，目前市面上此类设备以“戴思乐”的产品为代表，总体上出水效果一般，过滤精度不高，而且会因滤袋遭到阻塞，水泵压力使颗粒穿透过滤袋，无法达到水质处理效果。因此，需人工将滤袋拆下频繁冲洗，会浪费很大人力。无纺布滤袋可使用相当长的时间。

采用聚酯纤维筒作为介质进行过滤，一般都俗称作“纸芯”，其实材料并非“纸质”，而是聚酯纤维制作的，从名字上很容易产生误解，这也对该类产品的推广造成一定的影响。此类产品以西班牙亚士图的“COMBO水处理一体机”为代表，另外也有很多国产品牌。采用聚酯纤维筒过滤，出水精度较好，最低可打8微米，但是随着使用，精度会逐渐下降到40微米。因此定期需要根据过滤情况进行清洗，需要人工将滤芯取出，用高压水龙头进行冲洗，清洗的频率根据过滤器的压力变化来决定（一般设备上都有压力表显示），缺点就是聚酯纤维滤芯属于损耗品，使用寿命取决于使用情况的不同。

目前市面上有个别产品声称采用“膜过滤”，其实这只是商业炒做概念，跟实际应用上的“膜处理”差之千里。首先水处理设备中的水泵的压力远远达不到真正意义上的“膜过滤”要求。另外，所谓的“滤膜”膜孔同样远远大于真正的“膜”，出水水质根本达不到真正膜处理的效果。

需要提示注意的是，目前采用无纺布进行过滤的方式，因处理效果无法保证，在欧美已早已停止使用多年，美国的泳池相关法规已明确禁止采用无纺布进行泳池水过滤。而采用聚酯纤维筒过滤的方式在欧美仍然很普遍，特别是用在私家泳池、SPA上。

投药系统

壁挂式水处理设备因其过滤介质与传统的石英砂不同，因此无需投加絮凝剂，但是为了保证过滤后的水质，仍然需要投加消毒剂。目前市面上的璧挂式水处理一体机产品基本上集成有投药装置。投药器的安装方式上通常有两种形式：直通式和旁通式，其中又以旁通式较好。消毒药剂主要以片剂形式投加，投加量可根据根据水质来调节投药器出水口处的旋钮来控制，非常方便。

加热系统

通常对于小型泳池来说，特别是别墅泳池，要保持一年四季池水恒温，加热就是个比较麻烦的问题。常规一般是采用电加热方式，但这样会使电加热器的功率比较大，可达几十千瓦。对于“璧挂式一体机”来说，如果将这么大功率的设备集成起来，会造成一体机的体积会很大，而且有此对整个设备的电气影响和安全性很难评估，从经济角度上也很不划算。因此，可以看到，目前市面上的“璧挂式一体机”上一般集成的电加热器的功率都很小，最多从几个千瓦到十几个千瓦不等，只适合辅助加热和保温。有热源的话，采用热源来进行加热最简单不过了。如果没有的话，有时候别墅会配有较大容积的热水器，初次加热时，可以考虑用它和电加热器联合加热，温度达到要求后采用电加热器进行保温。当然，经济上允许的话，采用热泵＋电加热方式再好不过，使用方便，节能效果好。

水口布置

市面上的“璧挂式一体机”上都已经将给水口、回水口、吸污口都是集成在设备上了，通常不用另外再给泳池布置水口了，这也造成这类设备的先天缺陷，整个池水的流动的水力条件很差，死水区面积很大，仅设备附近区域能进行较好的循环处理，死水区水几乎不能得到有效的循环过滤。当然，市面上也有一些设备用短管将给水口接出来一点，但都是大同小异，总体来说效果很有限，不能改变死水区面积大这种缺陷。

另外泳池排水时，一般此类可采用循环水泵将池水排空，但这不意味着施工的时候就将池底主排水口省去不做，最好仍然配备底排，以方便短时间内可将池水排空。

安全性

“璧挂式一体机”内集成有循环水泵，有的还带有电加热器。这些电气设备的使用电压一般是220V的交流电，一旦发生漏电，可能会危及游泳者的安全。人们普遍非常担心会有发生漏电事故。理论上这种安全问题肯定存在，但是实际上一体机内的电气设备都配有性能可靠的漏电保护装置，发生漏电的情况极少，目前基本上没有听到过这样的漏电事故。

淮河源头水资源的可持续利用研究

河南省桐柏县地处豫鄂边区、桐柏山腹地，全县地域面积 1941k㎡，水土流失面积1300k㎡，其中淮河流域面积1314k㎡，水土流失面积900k㎡.桐柏县属于淮河源头，大部分面积处于山丘区，水资源贫乏，洪涝灾害严重，水土流失严重，水环境条件恶化，有部分河道遭受污染。

桐柏县淮河流域区降水量丰富，平均为1100mm，但降雨年际变化大，年内分配不均匀，汛期雨量约占全年雨量的70％，由于拦蓄能力有限，可利用量极少，大部分直接流失或渗入河道，形成地表径流。径流深平均为 400mm，地表径流为5.2亿m3，地下水资源量约为0.4亿m3，水资源总量为5.6亿m3.

一、桐柏淮河流域区存在的问题

1.水土流失严重

桐柏县淮河流域区的水土流失比较严重。县域内淮河流域面积为1314k㎡，淮河流域区内水土流失面积达900k㎡，造成农田跑水、跑土、跑肥。据不完全统计，区内年流失土壤量为422万t，年土壤侵蚀平均厚度为4mm；切割、蚕食、淤积和埋压耕地，上游坡耕地被切割得支离破碎，导致弃耕撂荒；危害水利设施，山洪暴发时，常冲毁或淤积塘堰、水库及灌渠等水工建筑物。

2.生态环境恶化及水资源严重匮乏

桐柏县过去到处是“树木参天碧水绿，山村庄户林里头”的秀丽景色，森林覆盖率在70％以上，现在许多地方森林稀少，甚至成了光山秃岭，水源缺乏，气候干燥，旱涝灾害频繁，几乎是连年发生。过去基本不存在的农村饮水困难，现在却成了困扰山区发展的头等大事，广大城乡出现农村饮水危机。1999年春节，桐柏县城自来水水源干枯，自来水停止供水，全城出现水荒。

3.水环境条件恶化

桐柏县淮河流域区位于淮河上游，对于保持淮河中下游的良好水质起到举足轻重的作用，区内现有碱矿、金矿及县直、乡直等企业，对淮河水质有一定程度的污染；另外，地表水污染通过入渗等形式影响地下水，加之化肥、农药的不合理使用，地下水环境每下愈况。

4.洪涝灾害频繁发生

桐柏县为淮河发源地，龙潭河及西小河为淮河主要支流，两河流分别绕县城南部及北部包围县城，并在县城东北部汇合后入淮河干流。流域内山岭陡峭，峰峦起伏、险峻，地面坡降及河道比降很大。流域内无有效的蓄洪工程，每当汛期暴雨到来之际，山洪汇流时间短，洪峰流量大，洪水倾池而下，极易泛滥成灾，危及桐柏县城安全。每年经济损失约680万元。其中1989年6月、8月的两次洪灾，直接经济损失3300万元。

5.农业用水浪费现象严重

现有水利工程拦蓄能力为1.9亿m3，用于灌溉的水量为1.7亿m3，有效灌溉面积为2.27万h㎡，由于未采取节水灌溉措施，毛灌溉定额为每亩500m3，灌溉方式几乎全部是大水漫灌，一方面是严重缺水，另一方面出现严重的水资源浪费现象，水资源利用极不合理。

二、水资源可持续发展规划

1.水资源保护措施

水土流失导致水源涵养能力减弱，自然水源减少，河流断流，水库蓄水能力下降，井泉枯竭，农村饮水困难，为此，必须采取水土保持措施。水土保持措施分林草措施和工程措施。林草措施：坚持乔木混交、乔灌草结合，积极发展果林，加强用材林、薪炭林和饲料林建设，封山育林育草。工程措施：建水平沟、鱼鳞沟、水平梯田、沟头防护、谷坊坝、淤地坝、拦沙坝等。

2.供水安全措施

为了保证乡村供水安全，保护供水水源，防止水源枯竭，必须进行全面的水土保持工作，确保农村饮水水质和水量；为了保证县城供水安全，需在西小河及龙潭河上修建水帘水库及龙潭河水库，并在县城建橡胶坝工程，龙潭河水库及橡胶坝工程已建成，规划中的龙潭河水库兴利库容为1035万m3，其主要作用是向县城供水。工程联合运用后，可满足县城需水要求。

3.水环境保护措施

走可持续发展之路，经济发展与资源、环境相协调。以环境换发展、先污染后治理是行不通的，必须果断地关停并转小型污染企业；建立水环境监测网络，实行动态监测、区域联防；实施总量控制，严格排污管理。

4.防洪安全措施

桐柏县淮河干流防洪标准仅能达3年一遇，对于农村主要保护农田的防护区来讲，主要是水土保持措施。由于植被破坏而导致大面积水土流失和洪涝灾害，抗御自然灾害的能力下降，而且会导致泥石流及山体滑坡等重力侵蚀。因此需大量植树植草，涵养水分。对于城市防洪，在流经县城的两条河上建水帘水库及龙潭河水库，两水库联合运用，县城防洪标准可提高到20年一遇。

规划中的龙潭河水库总库容为1453万m3，属中型水库，建在县城上游，距县城约3km.该水库的兴建基本上解决了县城的防洪隐患，经水库调洪，可将百年一遇设计洪水削减为不足20年一遇，千年一遇校核洪水削减为不足200年一遇，县城防洪标准明显提高。

5.节水灌溉措施

随着节水型农业的发展，传统水利逐步向现代水利、资源水利、可持续水利发展，从粗放型向集约型转化，根据中央提出的“把节水灌溉作为革命性措施来抓”，必须大力发展节水灌溉。经对灌区进行灌溉制度优化，在现有拦蓄能力不增加的情况下，可发展有效灌溉面积2.8万h㎡，新增有效灌溉面积0.42万h㎡.推广节水灌溉方式，大力发展半固定式喷灌、滴灌、微喷灌及管道输水灌溉等节水型灌溉，提高灌溉水利用率及水分生产率。

来源：建设工程教育网