海南博物馆:临海工程给排水设计怎么做

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中国(海南)南海博物馆为国家重点项目,总用地面积100 196 m?,总建筑面积70 593 m?,建筑基底面积28 093 m?,建筑层数地上5层,地下1层。建筑高度24~50 m,建筑最高点48.45 m,为特大型博物馆。2016年5月动工,2017年6月完成竣工验收,2018年4月26日举行开馆仪式,正式对社会公众开放。 博物馆地属海南省琼海市谭门中心渔港片区,距海岸线不到2 000 m,海南岛属热带岛屿季风性气候,受东北和西南季风影响,常风较大,热带风暴和台风频繁,海风盐碱度较高,对场馆建筑防洪、防台风雨和金属管道防腐蚀等方面,均有着十分不利的因素,笔者参与前期水文气候资料的收集、临海建设工程针对性风险预测及预防措施研讨,并全程参与本工程的设计工作,现结合设计过程及取得的初步成效进行总结。

中国(海南)南海博物馆为国家重点项目,总用地面积100 196 m?,总建筑面积70 593 m?,建筑基底面积28 093 m?,建筑层数地上5层,地下1层。建筑高度24~50 m,建筑最高点48.45 m,为特大型博物馆。2016年5月动工,2017年6月完成竣工验收,2018年4月26日举行开馆仪式,正式对社会公众开放。


博物馆地属海南省琼海市谭门中心渔港片区,距海岸线不到2 000 m,海南岛属热带岛屿季风性气候,受东北和西南季风影响,常风较大,热带风暴和台风频繁,海风盐碱度较高,对场馆建筑防洪、防台风雨和金属管道防腐蚀等方面,均有着十分不利的因素,笔者参与前期水文气候资料的收集、临海建设工程针对性风险预测及预防措施研讨,并全程参与本工程的设计工作,现结合设计过程及取得的初步成效进行总结。


1 建筑防洪

博物馆北侧紧邻潭门中心渔港,上游为合水水库,依水而建。馆内有大量珍贵的馆藏文物,一旦淹水将造成不可挽回的损失,其地理位置的特殊性,注定建筑防洪为设计的重中之重。建筑防洪最关键的就是建筑物高程的确定,即室内±0.00 m标高的可靠性必须做到万无一失,确保场馆的安全。既不能盲目抬高,加大填方量及增加造价,又不能因地势过低,存在安全隐患。


建筑防洪按技术分类,可分为3种类型:①永久措施(长久设置,在洪水时不需人工操作)。②移动式措施(必须在洪水前设置)。③应急措施(在洪水时临时设置)。其中永久措施是最直接、最重要的技术手段,包括防洪墙、围堤和建筑物加高,移动式措施和应急措施只是补充手段。


根据本项目的实际情况,本文仅对建筑防洪永久措施进行探讨,而永久措施中的防洪墙或围堤由于其形态过于笨重、呆板,与本项目的建筑造型风格不一致,严重破坏建筑美感,不建议采用,提高建筑物高程是本项目的首选手段。


由于潭门镇行政级别不高,历史的水文气候资料极其缺乏,为了合理确定博物馆的地面高程,经多方资料收集,获取清澜海洋站1990~2007年验潮资料,依据此资料的统计,海域多年平均潮位为1.03 m(85高程),极端最高潮位为3.15 m,出现在1972年11月8日,为受7220号台风登陆引发风暴潮叠加在天文高潮位所致;极端最低潮位-0.71 m,出现在2005年6月23日。清澜累年平均潮差为0.89 m,极端最大潮差2.55 m,分别出现在1991年7月和1992年7月。可知,极端最高水位为3.15 m。


同时依据2016年2月1日现场实测资料,北侧道路标高为4.0~5.0 m。根据收集的经验值,2010年10月5日上游合水水库最大泄洪水位为超过周边道路1.0 m以上,则对应最高的水位标高5.0~6.0 m,为受特大暴雨袭击所致,不是正常的排洪水位,比周边水文资料条件更为不利。


综合各种因素,考虑到场地较容易受海边涨潮、风浪侵袭或水库泄洪而被淹浸,但同时又要考虑西南侧市政规划道路与博物馆建筑高程的合理衔接,因此将室内首层设计标高±0.00 m设为高程5.50 m,室外高程5.05 m。该高程的确定,既考虑了防洪水位,又同时兼顾土方量,最大程度减少地下室挖方和其他区域填方。不但节省工程投资,还缩短了工期,为博物馆历时一年的建成做出了重大贡献。


2 防台风雨

博物馆地属热带,热带风暴和台风频繁,防台风雨设计需重点考虑2个方面:地下室防雨水倒灌和地上建筑防雨水侵袭。以下结合本项目的实际水文气候条件,对2方面的设计进行分析及总结。


2.1 地下室防雨水倒灌

根据历史经验,不论是江河水库排洪还是建筑物防雨水倒灌,治水的手段都是疏和堵,其中疏为绿色措施,是主要手段,堵是灰色措施,是辅助手段,在实际运用中两者相结合,疏导为主,堵塞为辅,本项目也不例外。雨水疏导的主要措施:①提高室外场地雨水重现期的设计年限,按10年一遇进行降雨量的计算,加大雨水管渠的排水量。②地下室车库入口周围地面合理找坡,把雨水排向远离建筑物一侧,并设置雨水口尽快把地面雨水收集排走。③地下室车库入口坡道设上、中、下3道截水沟,并在截水沟末端设集水井和排水泵,按50年一遇雨水量进行配泵,快速把截留雨水排出室内。同时,还辅助设置必要的堵水措施:①地下室车库入口设置挡水斜坡,既不影响行车,又能有效防止暴雨时室外路面雨水通过车库入口倾泻到地下室内。②仓库内平时储备沙包、小型柴油发电机等防洪应急器材,一旦出现险情时,可快速进行人工防洪。


针对本项目的重要性,还做了如下创新设计,提高防护能力:①地下室地面标高不按传统设计统一为相同的标高,在设备区,供配电房地面标高与车库统一,特意把空调机房、水泵房地面降板1.0 m设计,降板区面积1 665 m?,按淹水深度0.6 m计,可存储雨水量999 m?。这样设计的目的是形成一个应急雨水缓冲区,万一雨水倒灌到地下室内时,可把雨水临时引导到缓冲区,避免地下室内的供配电设备和汽车淹水,造成经济损失。②抬高降板区内的设备安装高度,设备基础抬高到0.6 m,配电柜抬高到0.8 m,电箱采用上进上出的布线方式,防止降板区设备较其他区域更易于淹水。③加大降板区内排水泵的排水能力,车库入口和降板区内排水泵设计最大排水能力为590 m?/h,可快速把降板区雨水排出室内。④台风期间,城市供电系统经常受损并出现大面积停电的情况,为确保排水泵正常运转,车道入口、降板区集水井的排水泵均按双电源供电。


2.2 地上建筑防雨水侵袭

雨水对建筑物的侵袭,主要表现在雨水在风力的驱逐下,从建筑物围蔽结构的缝隙侵入,本项目选址紧靠南海海岸线,直线距离不到2 000 m,又地属热带,热带风暴和台风频繁,台风季,高风速加剧了雨水对建筑物侵袭的力度。


台风地区雨水的特点:①降雨历时长,基本上与台风周期一样,雨随风起、雨随风停,一般历时5~6 h。②瞬间降雨强度大,伴随着台风登陆,台风经过之处暴雨狂泻,一次可达数百毫米以上,极易造成灾害。③大气降雨在强风的驱逐下,流速加快,作用力加大,破坏性强。对此,本项目主要考虑了如下针对性的防台风雨措施:①对外墙、外门窗均做加强防水设计,特别是门窗边框采用了高强度的防水材料进行封堵。②两道门设计,一般情况下,普通的门洞很难做到完全密闭,特别是门的下方,缝隙往往较大,地面雨水或积水,因属于同一标高平面上,借助高速的风力驱逐,极易沿地面向室内流淌,因此,设计借鉴北方严寒地区为防止室内暖气外逸,室外冷空气入侵设置门斗的做法,将所有直通室外的开门,均设计成前后两道门的型式。这样设计的目的是阻挡风雨。建成投入使用后取得了较好的效果。经现场简易检测表明,台风季,第一道门可阻挡85%以上的风力,经第一道门后,风速已大大降低,地面雨水的流速也大大减缓,且台风夹带的雨水基本上被阻挡在第一道门之外。③双截水沟设计,为有效截留沿地面流淌进来的雨水,在第一道门外侧设置第一道截水沟,在两道门之间的过渡区设置第二道截水沟,并设置排水管把截流沟的雨水引走。


3 金属管道防腐蚀

博物馆临海建设,常年遭受海风、海水潮气吹拂,而海风和海水潮气中富含盐碱物质,对各种材料均有一定的腐蚀性,特别是金属类型的材料,腐蚀性更强。


本项目由政府财政全额出资,对工程造价从严控制,设计合同明确为限额设计,禁止工程实施过程中超出财政预算资金。因此造价咨询相关部门对各类材料均做明确的规定,其中消防供水管道采用热浸镀锌钢管,管材的抗盐碱腐蚀性能一般。为延长其使用寿命,有必要采取一些非常规的做法,力求降低外界不利因素对管道的影响,经项目组内多次研讨后,最终采用的措施主要如下:①加强明露管道的外层保护,所有在室外明露安装的管道,除刷涂常规的保护漆外,加设20 mm厚的保温材料包裹,外包0.8 mm厚铝箔保护层,尽可能减少海风、海水潮气对管道的直接吹拂,减缓管道的腐蚀速度。②调整管道的安装形式,沿海侧,因地下水位受潮汐影响间歇性提高,如埋地金属管道间歇性受地下水浸润,将加重管道的腐蚀程度。因此,在沿海侧安装的管道,尽可能采用架空敷设的方式,不可避免需要埋地敷设时,在地下水的常水位之上敷设,做“四油三布”加强防腐,并外套PVC管道保护。③提高空气干燥度,空气潮湿度的高低与管道腐蚀度成正相关关系,空气越干燥,腐蚀程度越轻,反之腐蚀程度重,一般情况下,地下空间空气潮湿度较地上场所严重,因此要求暖通空调专业设置送排风系统,并设定为经常运转状态,提高地下空间的空气干燥度;④合理布管,室内空间,管道在吊顶内等干燥区域安装,同时避免管道穿越潮湿的机房或与室外相通的半室外场所,可减缓管道的腐蚀速率。


4 结语

鉴于篇幅,本文对临海建设的具体工程从3个方面进行了总结,没有完全覆盖整个项目的设计难点,临海建设的项目,因其地理、水文气候等自然条件的特殊性,与内陆建设的项目相比较,还存在很多设计特殊性及疑难问题,本文未予提及。同时,因博物馆建成时间未满2年,本文工程中采用措施的有效性,还有待时间的检验。



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  • liupoquan
    liupoquan 2019年08月11日 23:28:02 3楼

    楼主辛苦。谢谢分享!

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