震区给排水设计的一些思考与做法.pdf

2 01 0年 1 2月 第 7卷第 4期 粲圳 土 木 与 建 翁 震区给排水设计的一些思考与做法 刘秉赞郑大华 ( 中建国际 ( 深圳)设计顾 问有限公司) I 摘要l阐述 了震 区给排 水管道、设备在地震发生时一些可能造成的破坏。在灾后重建过程 中给水排水工 程的设计应该注意的一些关键 节点以及具体的一些做法思考。 【 关键词】破坏表现钢丝网骨金属软管 可曲挠橡胶 圈接 头基础 设备 固定 1前 言 5 1 2 一一个 足以让每一个人铭记一辈子 的日子 ， 这一天我 国汶川 I 地 区发生里氏 8级大地震 。电视上 一 幕幕画面意示着人类积累 了数百年甚至几千年 的财富顷刻间化为乌有，一时之间 自己似乎有些迷 茫 ，总想着 自己除了捐款外还能再为灾区干点什 么。直到6 月4日那天接到单位领导通知，要我马上 赶去 山水宾馆参加公司灾后重建项 目设计组 。忽然 间 自己终于明白不能再沉沦于情绪与思索之 中，应 该跳出哀伤确实为灾后重建尽点绵薄之力。 地 震作为地壳运动 中能量集 中释放 的表现形 式之一，其对震区的建筑物等的破坏力是极具毁灭 性 的，而对于震区的给排水设施都有哪些影响呢? 不外乎表现在室内、室外两个方面，对于室 内给排 水设施 ，在建筑整体垮塌及完好无缺两种情况下都 无需谈论。这里着重讨论在建筑物局部损坏但还可 修复情况下的一些做法 。 2震区给排水设施的分析 2 1室内给排水设施地震时有可能会出现哪些 情况? 管道断 ( 破)裂，污、废水、生活水或消防 水等到处洒落，浸泡损坏重要设备或重要文件、文 献或污染室 内空间。水量大的情况下还可能会 出现 刘秉赞，中建国际 ( 深3 J iI )设计顾问有限公司 地址：深圳市福田区华一路 9 8号卓越大厦 5楼 电话：1 3 5 5 4 9 8 2 8 5 0 ，E m a i l ： 4 3 4 7 5 5 7 2 3 q q t o m 淹灌 ，导致更大 的次生灾害发生，如人员伤 亡等 ； 管道支架松动或断裂 ，导致管道脱落，伤及 室 内人员； 设备基础断裂或坍塌 ，导致设备损坏或砸伤 室 内人员；特殊水处理设备或消防设备等还可能会 导致其它如污染、火灾等更为严重的次生灾害发生； 水箱或水池出现裂痕，导致漏水、水质受到 污染； 2 2室外给排水设施地震时有可能会出现哪些 情况? 各构筑物之间的位移 比起室 内给排水设施， 室外给排水设施波及 的 面可能会更广。当地震发生 时由于地震产生横、纵 波所释放 的能量过于巨大，各物体之间所发生的位 移量大大超 出管道、设备或构筑物等设计所能承受 的最大安全变形量。 室外设施从水源、管道、构筑物到相关水处 理设施都会受到不同程度的破坏导致震后生活用 水无法保证，震 区污水得不到及 时、安全 的排放， 污染环境 。如救援补给不及时就会产生后果无法估 量的次生灾害发生 。 除了上述所描述 的情况外，还有可能会产生 我们意想不到的其它灾害。针对这些 问题我们在灾 后重建的设计过程 中都应该注意些什么 问题呢 ? 下面就给排水专业提出一些思考建议。 _一 _一 一 _一 H _一 一 _一 一 _一 -一 _一 据有关资料显示，泳池表 面5 0 0 m左右是人体 报警等 由本地机房控制 问，集 中水处理监控 中心远 经常活动 的范围， 在线监测点即在水面下3 0 0 ram处 ， 程监控f 集 中水处理监控 中心设置在游泳 比赛池水 在线检测水温 、浊度、p H值 、余氯 ( 或O R P)值 ， 处理机房 内) 并将 以上采集 的监测信号集中反馈 到 分别控制换热单元 、絮凝剂投加单元、 p H值调整单 B A 总控中心。水处理机房地面积水深度达5 0 ram时 元、长效消毒剂和臭氧投加单元，在循环出水管上 在B A中心报警 ， 并 自动或远程手动关闭游泳池总配 设置取样 口， 定期检测入池前的水温、 浊度、 p H值 、 水管道上的电动 阀。 余氯 ( 或O R P )值 。 参考资料： 各游泳池水质监控 、水温监控、均衡水池液位 监控、报警、设备运行状态 、故障报警、臭氧泄漏 【 1 】“ 游泳池均衡水箱设计的探讨 ”一陈刚发表在 2 0 0 5年 “ 给水排水” 【 2 F I NA2 0 0 2 - 2 0 0 5“ F A C I L I T E S R U L E S ”的水质卫生要求 63 2 0 1 0年 1 2月 第 7卷 第 4期 朵圳土木与建筒 3给排水专业设计过程中的关键节点 3 1水源及市政给水 、污水处理厂的选址 ，地 震发生时水源及给水 、污水排放的安全至关重要 。 对于灾后 重建过程 中灾区人 民生活的迅速过 渡安置、灾区工农业生产的迅速恢复、防止灾后发 生疾病蔓延等都会起到速效作用。因此，在灾后规 划重建过程 中水源及给水、污水处理厂的选址应尽 量在对抗震有力的地段，避开不利地段，禁止选择 在危险地段。所选地段和邻近地段无晚近期活动性 断裂 ， 地质构造相对稳定， 同时岩坡稳定条件较好， 土质为 I 、I I类场地土 。对于与邻近地段地质构造 复杂，有晚近期活动性断裂，存在 I I l类场地土或 可液化土层分布，并且岩坡稳定条件较差 以及地质 构造复杂，有晚近期活动性断裂 ，有可能伴随强震 产生地震断裂，或地震时岩坡可能产生大规模塌滑， 威胁水源安全而且有难 以处理 的地段应尽量避免 。 3 2管线线路的选择与布置应遵守安全、可靠 的原则 ： 3 2 1室外给水管道 选择 良好的线路路况 。 管道急剧转弯的管段两侧或直线管道过长 应增设钢丝网骨金属软管以增加管道可变量 。如下 图示 ： ： 曩 装 肥 鳓 _ 尊 、 淫 - ： 鏊 0 罄 墼 l 二 轼 管 錾 树 非 露 蕞 基 础 越 抗 坚 弼 一 成 ， 制丝喇骨釜硒钦管 软管雒旁磬疆力棹 彗如 只蔓抗擎窟 泷 掰 拳 f 。 j 自由砖茜 f灏 )7 啊 0曩蕾 _ I t j - 0 臂 7S 0 0 鞲 j 。 、 ， 0i ： j 0 j ， ； 讲 l 女 图 1 管道急剧转弯处的处理方法 尽量采用埋地敷设 。管道基础敷设在经过夯 实的天然基础上，如为回填土时做三七灰土填层 ， 分层夯实；对于淤泥和其他承载力达不到要求的地 基，必须进行基础处理；对于岩石和多石地层 ，铺 设砂垫层 ，砂垫层厚度为2 0 0 ram。另外，所有管道 底 部每隔1 0 米及 管道接 口处必须设置混凝土 1 2 0 。 枕基。枕基之间可采用与相应土质类型同等条件处 理， 禁止管道悬空； 管道宜设计成环状 ， 增设控制阀门 以便于分 割供水和抢修。 当设计成支状时， 尽量增设连通管。 3 2 2室外排水管道 3 2 2 1选择 良好 的线路路况。 干燥密实的土层、管道不在车行道下、地下 水位低于管底标高且非几种管道合槽施工时，可采 用素土 ( 或三七灰土 )基础，但每隔1 O 米及管道接 口处必须做混凝土1 2 0 。 枕基， 枕基之间可采用素土 ( 或三七灰土) 基础同等条件处理， 禁止管道悬空； 岩石和多石地层采用砂垫层基础，砂垫层厚 度为2 0 0 ram，每隔1 0 米及管道接 口处必须做混凝 土1 2 0 。 枕基 枕基之间可采用砂垫层基础 同等条件 处理， 禁止管道悬空； 一般土壤或各种潮湿土壤 ， 全程采用1 2 0 。 混 凝土带状基础； 如果施工超挖 ，地基松软或不均匀沉 降地段， 管道基础和地基采取加固措施，且每隔1 0 米及管道 接 口处必须做混凝土1 2 0 。 枕基， 枕基之间同样采取 同等加固措施处理 禁止管道悬空； 3 2 2 2宜采用分区布置 ，就近处理和分散出口； 3 2 2 _ 3排水管网系统间或系统 内，各干管之间 应尽量设有连通管 。不符合要求时，可结合各排水 系统的重要性 ，逐步增设连通管，以便下游管道震 坏时，临时排水之用； 3 2 2 4污水干管应设置事故排 出口。 3 2 _ 3室 内给水排水管道 3 2 - 3 。 1管道 固定应尽量使用刚性托架或支架 ， 避免使用吊架。所有管道支架或卡箍均采用预埋件 的施工方式，不得等土建主体施工完后采取加打锚 2 0 1 0年 1 2 月 第 7眷第 4期 深 圳 土 木 与 建筑 定或螺栓等方式施工，以免发生地震时管道滑落伤 及人群 ； 3 2 _ 3 2 必须采用 吊架时， 须在干管上每隔6 m装 一 个横行防晃 吊架 ，每隔1 2 m装一个竖向防晃 吊架 。 防晃吊架做法见下 图： 修每 电I 17 絮 曩皋 图 2 防晃吊架做法 3 2 _ 3 _ 3各种管道一般不穿抗震缝 ，而在抗震缝 两边各成独立系统。 3 2 _ 3 4管道必须穿抗震缝时，穿过的位置越低 越好 ，同时应在抗震缝的两边各装一个柔性管接头， 或在通过抗震缝处装 I I 型伸缩器。 3 2 _ 3 5管道穿过 内墙或楼板时，应设置套管 ， 套管和管道间的缝隙，应填塞柔性耐火材料 。 3 2 3 6管道穿过建筑物的基础时，基础与管道 间须 留适 当的空隙，并填塞柔性材料。当穿越管道 必须与基础嵌 固时，应在穿越管道的室外端就近设 置柔性连接。 3 2 _3 7由于发生地震时如建筑物为框架结构 时，可将室内给排水设备、管道与建筑看作一个整 体，二者间发生位移在各种固定措施相对牢固的情 况下应不至于发生较大破坏。而在管道进出户 的地 方就显得尤为重要 。因为当发生地震时建筑物产生 摇摆与室外地面发生较大位移 。因此建议在管道入 户的转弯处增设可曲挠橡胶圈接头或钢丝网骨金 属软管，以补偿管道变形量 。如图 3所示 ： 照 做法 1 做法 2 抗 璺 向 下 泥 怍 攫 采 早 向 可 白 由 莆 础 ： 管昂策 直警 琏 鬟 薯 l l鳇两 骨垒蓐敬 譬 如 条件 不耳 备 一警 递麦 域町 币 教 ： ： ： ： ： ： ： ： 蔼面 3 做法 3 图 3 压力管道进、出户政设钢丝网金属软管做法 压力管道进 、出户增设可 曲挠橡胶圈接头做法 ( 用于普通建筑 ) ，如图 4所示 。 图 4 压力管道进、出户增设可曲挠橡胶圈街头做法 此做法可 曲挠头下端管道不能固定，以满足管 6 5 2 0 1 0年 1 2月 第 7卷 第 4期 朵圳土木与建筑 道变量。 另外，管道穿越首层顶板时为了防止管道 发生位移破坏立管，建议在立管底部设置可曲挠橡 胶圈接头 ，如 图 5所示。 半 _ ； ： ， l 楼 板 _ ； i - m-_ F - _ ! _一 _ ： 图 5 主管底部设置可曲挠橡胶圈接头做法 重力流管道 出户增设钢丝 网骨金属软 管做法 如 图 6所示。 爸 “ 警 锄 专 誊 藏 _ 摹 誉 0 j j舢 翟 雩 圭 垮 羲 管 叠 萎 瓣 l _ 囊 营 一 山 谜 毒 气 |” I 銎 一 黪 L 1 叶。 。 一 _ 管 摹 灌 t 警 瑟 66 做法 1 鹜 一誓鞭薯嚣 蹶 、 吨_ _ 群 做法 2 莪 蛋 嚣 予 善 诎 习 蚓 莹姑 墅 麓 窑 匍 r 尊 弼 辩 毫飘 营 营 革 做法 3 图 6 重力流管道生产增设钢丝网管骨金属软管做法 3 2 4设备 3 2 4 1 设备尽量布置在地震力或变位 量较小 的低层，最好布置在地下室。且须保证机器设备有 足够 的检查和修理空间。 3 2 4 2冲洗水箱、给水箱、热水交换器等设备 可不设防震基础，但必须与主体结构连接牢固，以 防止地震时设备在地面上滑动或倾覆 ，破坏设备及 _ 锺 ” 0 _ _ 溉 秘 一 2 01 0年 1 2月 第 7卷第 4期 梁圳 土 木 与 建 筑 V0 L _ 7 NO 4 DE C 2 0 1 0 相关管道，基础建议采用钢筋混凝土基础且锚固螺 栓与基础 内钢筋焊接牢固，如图 7所示： 0 一 冲洗水箱示意 图 。 l _ 。 J 。 _ 。 0 _ I j 一 i I I I 。 一 I 。 一 I I 一 “ ? l a ) 做法 1 b ) 做法 2 给水或消防成品水箱安装示意 加热器安装示意 储瓶安装示意 图 7 给排水设备安装示意图 67 。 ， _ 一 一 一 瓣 一 一 一 一 篓 1 l _ 一 一 一 一 番 一 蜡 一 ，韪 牌 一 r 好 _ 一 _ 鼍 p 2 0 1 0年 1 2月 第 7卷 第 4期 深圳土木与建箭 3 2 4 _ 3 水泵等设备需设置防震基础， 且须设置 限位器，限位器根据计算确定，但每边至少一个 。 如图 8所示： 变频泵组 变频泵组安装示意 单台立式公频泵 单台卧式公频泵安装不意 图 8 水泵安装示意图 3 _ 3管材的选择，考虑到地震后余震的影响， 在管材的选用上尽量选用延性较好或具有具有较 好柔性接口的管材： 3 I 3 1室外给水管道 地下直埋管道尽量采用承插铸铁管、预应力 钢筋混凝土管或P E 等塑料管材，柔性接口。 架空管道可采用钢管或柔性胶圈接 口的管 材 。 68 过河倒虹吸管、架空管以及穿过铁路或其它 交通干线的管道， 应采用钢管， 并在两端设置阀门。 通过地震断裂带， 或地基为可液化土地段的 输水管道，或配水管网的主干管道 ，宜采用钢管， 并在两端增设阀门。如 图 9所示： 圈 9 通 过地 晨断裂 带 的管 遭示 惹 图 3 _ 3 2室外排水管道 设计烈度为8 度 、9 度、敷设在地下水位 以下 或在可液化土地段敷设的排水管道，可采用钢筋混 凝土管、u P v c 筋排水塑料管或双壁波纹管。并 设置柔性接 口，例如套环沥青砂接 口或承插沥青油 膏接 口和胶圈接 口等。 重要管线应进行抗震计算 。 3 - 3 _ 3室内给排水管道 压力管道采用多种材质 的塑料管、铝型复合管或钢 管 排水管道可采用排水U P V C 等塑料管或排水铸 铁管，柔性接 口。 3 4给排水构筑物、 管道的支架 、 支座 、支墩。 3 4 1管道的支架、支座、支墩 架空管道 的支架宜采用钢筋混凝土结 构或 钢结构，不宜采用各种脆性材料作支承的结构。 管道支架的支柱应整体预制，支柱与各构件 的连接应加强，使之能承担地震剪力。 架空管道的活动支架上应设置侧向挡板，且 不得架设在设防标准低于其设计地震烈度的建筑 物上 。如图 1 0所示： 槽 钢 或 角 钢 侧 r n J 挡 板 图 1 0架空 管道 安装 不 惹 图 管道 的支墩和支座位于非岩石地基上时，应 埋入坚硬土层，并适当加大断面，以减少管道在地 震时的附加沉陷。在支墩的应力集中处应增设钢筋。 3 4 2阀门井、检查井等附属构筑物 当设计地震烈度为7 9 度 ，且土质为 I I I 类土 2 0 1 0年 1 2月 第 7眷第 4期 梁圳 土 木 与 律 铺 轨道交通车站给排水及消防设计 潘爱霞 ( 深圳市市政设计研究院有限公司) 【 摘要l本文针对深圳市轨道交通 4号线二期工程上梅林站的工程特点，简单介绍车站 内外的给排 水及消 防设 计 。 【 关键词】轨道交通 水 消防设计 1工程概况 上梅林站位于 中康路的东侧 ，车站外墙距离中 康路道路红线约1 6 0 米，为半地下车站 。车站主体 总长1 7 0 米，宽2 9 米 ，总建筑面积为1 2 9 5 2 m2 。共 分为四层， 从上到下依次为 ： 站顶设备层、 站厅层、 设备层、 站台层和轨道层， 站台层与地铁9 号线换乘 。 其 中：站顶设备层为地上层，站厅层为地面层，设 备层 、站台层和轨道层为地下层。 2车站给水水源及设计参数 2 。 1给水水源 潘爱霞，深圳市市政设计研究院有限公司，工程师 地址 ： 深圳市笋 岗西路 3 0 0 7 号市政设计大赛附楼 电话：1 3 9 0 2 9 5 4 8 7 1 ，E - m a i l ：p a n a x s z m e d i c o m c n 由于上梅林站紧临中康路，所 以直接从该条道 路市政给水管 的不 同管段上 各引一条DN1 5 0 的给 水管作为该站的生活、消防用水，给水、消防用水 分开计量。由于该处市政给水压力不能满足车站最 不利消火栓的栓 口压力，所 以在站顶设备层设一座 消防水箱 ，车站的消防用水全部由消防水箱加压供 给；而生活、生产和室外消火栓用水则 由市政给水 直接供给 。 2 2设计参数及标准 工作人员生活用水量按S O L 班 人计，小时 变化系数k =2 5 。 工作人员定员为4 0 人 班 ， 1 天2 班， 八小时工作制。 冲洗水量为2 L m2 次。 冷却补充水水量按循环水量的2 5 计。 以下或可液化土时，所有给、排水管道附属构筑物 圆形。当设计地震烈度为7 9 度时，水池应采用钢 必须采用现浇钢筋混凝土结构，禁止采用砖砌结构 筋混凝土结构。采用钢筋混凝土水池时，混凝土强 或阀门套筒； 所有 阀门井、检查井等在管道穿入 度等级不应低于C 2 0 。 点 的外侧须设置与 阀门井整体一起浇筑 的钢筋混 采用砖砌或石砌水池时，砖的强度等级不应 凝土1 2 0 。 枕基 ，枕基长度不得小于0 5 米 。管道两 低于MU7 5 ，块石不应低于MU 2 0 ，砌筑砂浆不应 侧须设置防滑动挡板，挡板须与枕基一起浇筑成型， 低于M5 。 如图 1 1所示 。 水池宜有单独的进水管和出水管。出水管上 图 1 1 管道挡板安装示意图 3 4 _ 3水池 当设计地震烈度为8 度或9 度时， 宜利用地形， 设置高位水池，尽量不建水塔。 水池应尽量采用地下式，结构的形式宜采用 应设置控制阀门。 所有水池配管，在水池壁外应设置柔性接 口。 4结束语 在灾区重建过程中应本着 以人为本 、科学发展 的指导原则，科学规划 以及注重吸取国内外较为先 进的设计理念和方法。 抗震方面应做到“ 大震不倒 ， 中震可修 ，小震不坏 ” 。而在环境方面应是人与 自 然融洽、和谐。让我们一起努力为灾区人民打造一 个安全 、绿色、节能、环保、人性化的全方位示范 区域环境；让活着 的人永安 ，告慰逝者安息。 参考资料： 【 1 】 给水排水设计手册第 2册第二版 2 关厂家提供的具体设计实例参考资料 6 9