随着近几年国家经济的飞速发展,环境污染与经济发展的矛盾也日益凸现,于是各地方纷纷上马污水处理厂及配套污水管网的建设。但从各地污水处理厂实际运行调查中了解到许多污水处理厂都出现了进厂污水污染物指标低于设计指标的情况,造成污水处理厂运行不正常,福州市的污水处理厂也出现了类似的情况。这种状况一方面是由于城市雨污水分流系统建设还不够完善,另一方面根据调查是由于现有污水管井的渗漏率过高造成的。尤其对于福州这样一个地下水丰富的城市而言,污水渗漏不仅造成污水处理厂处理水量超负荷,污水的双向渗漏也将会对地下温泉资源造成极大的破坏。长此以往,将严重影响福州市的可持续发展。
污水渗漏现象的发生主要发生在污水管道接口以及检查井自身的不严密。近年来,国内的排水管道产品取得了很大的发展和进步,各种新型的化学建材(聚氯乙烯管、高密度聚乙烯管、玻璃钢夹砂管〉都有了比较广泛的应用,这一方面提高了管道施工的速度,同时管道预制柔性接口也保证了施工质量,使得污水管道接口处的渗漏问题得到了较大程度的解决。但与之配套的排水检查井制作还与100年前一样采用现场人工砖石砌筑,传统砖砌施工速度慢,质量差,也不符合目前国家对粘土砖限制使用的政策,严重的制约了排水管道施工技术的进步。
虽然近几年来很多国家和我国的台湾及上海结合塑料管的使用,开发出了塑料排水检查井,而且发展速度很快,但是根据国内外的使用经验,塑料排水检查井只适用于住宅小区排水井和道路雨水口等小口径、低荷载使用范围。我们了解到德国、日本等国家,装配式检查井己在排水管中普遍使用,上海也进行了多次钢筋混凝土预制排水检查井的开发。因此我们利用国内外的相关资料,结合福州市的具体情况开展了对装配式检查井的设计研究工作。
二、装配式检查井设计研究
1、井型构造的选择:
市政建设通常使用的排水检查井一般分为方形检查井与圆形检查井,适用于不同的条件下,方形检查井适用于排水干管基本处于直线或者夹角垂直的条件,不适用于道路弯曲半径较大的情况,但井壁平直,适用的管径较大:圆形检查井可适用于任何夹角的排水管线,管线布置灵活,但由于圆形排水检查井井壁弧度较大,无法适用于管径较大的排水管。参考国内外的设计经验,本次设计结合了两种思路,采用了适合各种管径大小的方形检查井井座与适用于各种夹角支管接入的圆形井筒相结合的做法。
装配式检查井使用钢筋混凝土为材料,采用模具一次成型,模具制作复杂,所以设计时尽量在满足多种使用条件的情况下,采用通用构件,提高制作效率,降低成本。
装配式检查井适用表
2、装配式检查井对应福州市政建设特点的优势:
(1)福州地下水丰富,检查井施工要求速度快,安装方便快捷,避免开挖断面发生失稳:旧式砖砌检查井由于不是整体构造,需要现场制作钢筋混凝土底板,不仅需要施工养护时间,同时由于地下水的原因难以保证施工质量,装配式检查井施工完全避免
(2)福州地下水位高,要求检查井严密性好,保证井内外的水分难以互相渗透:原有的砖砌检查井由于采用砂浆砌筑,同时本身材料存在较大空隙,
(3)道路下常为淤泥等软弱基础,要求检查井整体性良好,特别是检查井底板要有足够刚度,保证检查井沉降均匀,自身结构不发生破坏。
(4)满足综合投资合理,易于施工维护,稳定可靠,使用寿命长。
3、检查井设计:
4、各预制块功能:
检查井分为7个预制块进行,分别为1-6号预制井圈与井口盖板。其中除1#,2#是对应不同大小接入管径外,其余预制井图都是可以通用的,减少了预制开模的成本。
1#,2#预制井围的作用是接入污水主干管;分开为两块可以减轻自重,方便吊装;
3#预制井圈的作用是将方形检查井转换为圆形井筒,方便不同夹角支管接入;
4#预制井圈为标准高度井圈,使用个数根据检查井高度确定;
5#预制井圈的作用是预留支管接入之用;
6#预制井圈的作用是放置井座井盖。
5、设计细节:
由于采用了钢筋混凝土作为材料,检查井的整体强度比砖砌检查井有了很大的提高,因此设计时检查井的壁厚可以大大减小,减少了材料用量,同时减轻了自重。
由于装配式检查井是由多个预制井圈拼装起来的,为保证检查井的密闭性,每个井圈之间均采用Z型接口:
6、使用成本比较:
装配式检查井从使用性能及方便程度上均优于普通检查井,但是其使用材料就决定了它的成本也高于普通检查井,根据测算,同等条件下装配式检查井成本约高出福州市政使用普通检查井的30%左右,但普通检查井10-15年后己无法满足使用要求,而钢筋混凝土构筑物的使用寿命一般为50年,同时考虑到施工成本、施工时间的减少,装配式检查井的综合成本还是有着很大的优势。
7、施工及预制要求
由于装配式检查井是在工厂里预制后直接在工地安装的,因此可以保证每个预制出厂的检查井部件的尺寸严格符合设计要求,现场安装时即可达到严丝合缝,同时对于现场施工管理也有着较高的要求。
三、总结
新技术,新工艺的应用,是将来的城市建设发展的动力。随着城市市政建设水平的不断提高,人们对环境保护认识的不断深入,装配式检查井凭借预制方便,质量稳定,使用寿命长等优势,在市政建设上必定会体现出越来越大的优势,得到更加广泛的应用。
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