強潮河段污水排放口水質監測工程設計
2012-12-31 00:00:00徐劍王春亞
中華建設科技 2012年8期
【摘 要】.本文針對強涌潮地區的特點，對該區域內污水排放口附近建設的安裝水質監測系統儀器基礎工程，介紹了利用打鋼管樁作為水質觀測平臺的布置措施。 .
【關鍵詞】 .強涌潮；高速水流；水質監測；鋼管樁
Strong tide river segment the monitor engineering of the sewage emissions saliva quality design
Xu Jian1，Wang Chun-ya2
(1.Zhejiang Qiantangjiang administration survey design hospital Hangzhou Zhejiang 310016;.
2.Zhejiang Weihai construction group incorporated company Ningbo Zhejiang 315040)..
【Abstract】.This text aim at strong flow out the characteristics of tide region， rightness should sewage in the district emissions neighborhood construction of install fluid matter monitor the foundation of the system instrument， introduction make use of dozen steel pipe stake Be a fluid matter to prognosticate terrace of decoration measure..
【Key words】.Strong flow out tide;High speed water current;Fluid matter monitor;Steel pipe stake .
1. 引言.
（1）水利部門水文系統自50年代中期起在水文站網的基礎上，開展了天然水化學檢測，70年代初了增加水污染監測項目，80年代至今已發展到能對各類型水體、水生生物和底質等水環境要素進行監測，并擁有水量、水質同步監測的優勢。目前已建成由部、流域、省級及市四級共計250多個水環境監測中心組成的全國水環境監測體制，各級監測機構都已通過國家級計量認證。全國水質監測網絡由2600多個水質監測站組成，定期監測評價地表水、地下水的水質，直接為水資源管理與保護等服務。依據《中華人民共和國水污染防治法》賦予水利部門各流域水資源保護機構的職責，1997年，在全國七大流域主要水系的省界水體共設置了329個監測站點，定期測報省界水體水環境質量狀況。
（2）中國的水質監測工作不僅有新的內容還有非常重要的意義。目前我國水資源緊缺，水污染嚴重，水質監測是水資源管理與保護的重要基礎，水質監測提供的水質信息顯得尤為重要。從一般意義來講，水質監測工作的整體水平提高，水質監測的能力建設進行全面實施后，水質監測系統的機動、快速反應能力和自動測報能力將大大提高，能實現水功能區內重點地區、重點水域和供水水源地的水質監測，提高水質監測信息數據傳輸和分析效率。在滿足各級水行政主管部門及社會公眾對水質信息需要的同時，提高對突發、惡性水質污染事故的預警預報及快速反應能力。.
2. 工程位置及特點.
（1）錢塘江是浙江省最大的河流，干流全長約605Km。本文水質監測系統安裝設備位于錢塘江赭山灣標準塘工程九上順壩2號盤頭附近，屬錢塘江河口段，受逕流與潮流共同作用，從河勢分析，處于赭山灣彎道凹岸處。
（2）.本河段所處的河床具有洪沖潮淤的特點，工程河段河床沖淤幅度常受汛期洪水大小控制，洪水峰量和洪量越大，沖刷幅度也越大。大潮期水流流速一般可達7m/s，實測最大達12m/s。..
3. 水質監測系統儀器簡介.
3.1 組成：(1)電池箱(用于提供數傳機的正常工作，需放置于干燥處)；(2)數據傳送終端機(尺寸40×40×40cm，需放置于干燥處)；(3)水質傳感器探頭(直徑10cm的圓柱體，長約30cm，需離排放口5m之內，易破)。
3.2 工作原理：（1）經污水處理廠處理過的水，經排江管向江中心排放，排江管的排放口離岸約50m。
（2）.監測儀器安放須先在排放口附近放置水質傳感器探頭，由于污水排放后易被江水稀釋，故探頭離排放口越近精確度越高。.
（3）之后，探頭通過數據線將信息發送至數據傳送終端機，再由數傳機將信息發送至陸上的部門進行數據分析。
.圖1
.
4. 基礎工程方案確定.
（1）該水質監測裝置是錢塘江干流流域內的第一座，之前生產及安裝的儀器均用于湖泊或流速小的河道內，做法是先預制一塊砼塊體，將水質傳感器探頭用鐵鏈固定于砼塊體上，再將懸浮球系于水質傳感器探頭上，最后，將砼塊體放入所需進行監測的地段內即可正常工作。
（2）由于錢塘江該地段水流流速大，潮水來時，挾帶著大小不一的塊石，經常沖走附近海塘塘腳4T以上砼異型塊體，破壞力巨大，水質傳感器探頭需放置在水中，且位置固定，若無保護措施極易被塊石打壞，只是一味增加砼塊體的重量并不能保證儀器的正常工作。故廠家的基礎工程方案不具可實施性
（3）由于該水質監測裝置位于錢塘江河口中游段，錢塘江水行政主管部門要求盡可能地少占用水域，將對行洪及船只通行的影響降至最低。經過多方案比較和論證后，最終采用打設DW813的鋼管樁方案。即在需監測位置的上下游5m處各打入DW813的鋼管樁一根，樁長49.1m，樁底進入持力層內，樁底高程為▽-41.6。將監測儀器安放在鋼管樁內，儀器通過鋼桿固定在▽7.5m工作平臺。由于監測儀器需放在水中，才能保證監測信息的準確和及時，為保證鋼管內水的正常出入，在江水P=10%低潮位和P=10%高潮位之間，即鋼管樁上▽0.0～▽5.0m范圍內，開設50mm的進出水孔，孔凈距100mm呈梅花形布置。.由于鋼管樁受涌潮的推力較大，為保險起見，在▽0.0～▽5.0m.范圍內，各進水孔之間，增設四根槽鋼，起加固鋼管樁強度的作用。
（4）監測平臺設▽4.0m和▽7.5m兩個工作平臺，平臺為直徑1.8m厚度為12mm的鋼板。鋼管樁采用螺旋縫鋼管，材料為Q235鋼，管壁厚度為12mm。樁長49.1m，打入持力層內，樁底高程為▽-41.6。.
5. 樁基承載力及樁頂位移驗算.
樁長49.1m，樁端進入碎石持力層。在樁基計算時需滿足豎向承載力及在涌潮水平推力作用下樁頂容許位移的要求。
單樁豎向承載力驗算僅需考慮上部荷載。
Quk=Qsk+Qpk=u +∑Qsikli+QpkAp
Quk——豎向承載力標準值；
u——樁身周長；
Qsik——樁周第i層土的極限側阻力標準值；
Li——樁穿越第i層土的厚度；
Qpk——樁端附近的阻力標準值；
Ap——樁端面積。
鋼樁平臺滿足豎向承載力要求。
單樁水平承載力驗算需考慮風荷載和涌潮水平推力影響，尤其以涌潮水平推力的影響為甚。根據浙江省河口海岸研究院的研究結果表明，涌潮的水平推力為5～7T/m2，涌潮作用高度為3m。
α=.5mb0.EI
Rh=7×3×0.813=171(KN)
α——.樁的水平變形系數；
m——樁側土水平抗力系數的比例系數，m取8(MN/m4)；
b0——樁身計算寬度(m)，b0=0.9(1.5d+0.5)=1.55(m)。.
樁入土深度為40m，樁的換算埋深αh=4.0，νx=2.441，EI=4.84×105(KN/m2)
結論：X0a=7.75mm<10mm，鋼樁平臺滿足樁頂位移要求。.
6. 技術要求.
6.1 除銹防腐要求：由于鋼管樁位于污水排放口處，排出的污水會對鋼材有腐蝕作用，故整個基礎工程包括鋼構件、鋼管樁等均須事先除銹打磨干凈，手工除銹等級為St2，即除去松動的氧化皮、疏松的銹及污物，呈金屬光澤；鋼管外防腐采用先刷702環氧富鋅底漆1道，再刷842環氧云鐵底漆2道，然后刷546環氧瀝青厚 漿型面漆4道，涂層間纏繞玻璃鋼纖維布三層，總厚度不小于2.0mm；鋼管內防腐采用先刷702環氧富鋅底漆2道，再刷842環氧云鐵底漆1道，然后刷玻璃鱗片涂料3道，其總厚度不小于0.35mm。
6.2 施工順序要求：在除銹防腐工作完成后，開始打DW813鋼管樁。要求在達到樁頂設計高程后，將▽0.0高程以上的鋼管樁取下，到陸地上在樁身▽0.0～▽5.0m范圍內開設50mm的進出水孔，并焊接槽鋼及上部平臺鋼結構，再運至水下，將兩段鋼管樁用法蘭連接，這樣可避免水下焊接鋼構件。.
7. 結論.
該水質監測儀器的基礎工程設計為錢塘江干流流域段第一座水質監測儀器裝置，于2004年建成并投入運行至今，反響較好，會對今后錢塘江流域內的污水處理廠尾水排放的監測工作起指導和借鑒作用。.
參考文獻.
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［2］鞠建英，特種結構地基基礎工程手冊，中國建筑工業出版社，2000
［3］劉金礪，樁基礎設計與計算，中國建筑工業出版社，1990
［4］《樁基工程手冊》編寫委員會，樁基工程手冊，中國建筑工業出版社，1995
［5］《建筑樁基技術規范》（JGJ94-94）
［6］《現場設備、工業管道焊接工程施工及驗收規范》(GB50236-1998).
［文章編號］.1619-2737（2012）11-11-056.
［作者簡介］徐劍（1981.7-），男，籍貫：浙江杭州人，職稱：助理工程師，2002年6月畢業于浙江省水利水電高等專科學校水利水電建筑工程專業，從事水利工程領域的設計等工作。
