二建市政给排水工程下.docx
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二建市政给排水工程下
二建市政给排水工程下
一、重点难点
1.构筑物满水试验的技术要求
二、内容讲解
2K314013 掌握构筑物满水试验的规定
一、水池满水试验的前提条件
1.池体结构混凝土的抗压强度、抗渗强度或砖砌体水泥砂浆强度达到设计要求；
2.现浇钢筋混凝土水池的防水层、水池外部防腐层施工以及池外回填土施工之前；
3.装配式预应力混凝土水池施加预应力或水泥砂浆保护层喷涂之前；
4.砖砌水池的内外防水水泥砂浆完成之后；
二、构筑物满水试验程序
试验准备→水池注水→水池内水位观测→蒸发量测定→有关资料整理
三、构筑物满水试验要求
（一）注水
向池内注水分3次进行，每次注入为设计水深的1/3。
注水水位上升速度不超过2m/24h，相邻两次充水的间隔时间，应不少于24h。
每次注水后宜测读24h的水位下降值。
（二）外观观测
对大中型水池，可充水至池壁底部的施工缝以上，检查底板的抗渗质量，当无明显渗漏时，再继续充水至第一次充水深度。
在充水过程中和注水以后，对池外观进行检查，渗水量过大时停止充水，进行处理。
（三）水位观测
池内水位注水至设计水位24h以后，开始测读水位测针的初读数。
测读水位的末读数与初读数的时间间隔应不小于24h。
（四）蒸发量的测定
有盖水池的满水试验，对蒸发量可忽略不计。
无盖水池的满水试验的蒸发量，可设现场蒸发水箱。
四、满水试验标准
水池构筑物满水试验，其允许渗水量按设计水位浸湿的池壁和池底总面积（m2）计算，钢筋混凝土水池不得超过2L/（m2·d），砖石砌体水池不得超过3L/（m2·d）。
2K314014 了解泵站工艺流程和构成
一、工艺流程
二、格栅
格栅拦截雨水、生活污水和工业污水中较大的漂浮物及杂质。
（一）栅条
（二）格栅倾斜角度
格栅倾斜角度为45°～75°，一般有机耙时采用70°。
三、集水池
集水池主要起调节水量作用。
四、机器间
（一）主泵选型要求
2.在平均扬程时水泵应在高效区运行；
5.条件相同时选用卧式离心泵。
（二）起重设备
1.泵站起重设备的额定起重量应根据最重吊运部件和吊具的总重量确定。
起重机的提升高度满足机组安装和检修的要求。
2.起重量等于或小于5t，主泵台数少于4台时，选用手动单梁起重机；起重量大于5t时，选用电动单梁或双梁起重机。
2K314015 了解给水排水厂站工艺管线施工与设备安装
2K314020 给水排水工程
2K314021 熟悉城市污水处理工艺流程
污水按其来源可分为生活污水、工业废水和降水。
工业废水按其污染程度分为生产废水和生产污水两大类。
排水体制分为分流制和合流制两类。
分流制是具有污水排水系统和雨水排水系统；合流制又分为直泄式、全处理和截流式合流制。
截流式合流只适用于旧城市改造。
污水中含有大量的有机物，是污水处理的主要对象。
常用生物化学需氧量来间接表示污水中有机物的含量。
一、污水处理方法
城市污水处理方法，按原理可分为物理处理法、生物处理法和化学处理法三类。
物理处理法：
利用物理作用分离污水中呈悬浮状态的固体污染物质的处理方法，主要有筛滤法（格栅、筛网）、沉淀法（沉砂池、沉淀池）、气浮法、过滤法（快滤池、慢滤池）和反渗透法（有机高分子半渗透膜）等。
生物处理法：
主要可分为两大类：
好氧氧化法和厌氧还原法。
好氧氧化法广泛用于处理城市污水，主要有活性污泥法，生物膜法；厌氧还原法主要有厌氧塘，污泥的厌氧消化池等。
化学处理法：
利用化学反应分离污水中的污染物质的处理方法，主要有中和、电解、氧化还原和电渗析、气提、吹脱、萃取等。
二、城市污水的常规处理工艺
（一）一级、二级、三级污水处理工艺
现代处理污水工艺技术，按照处理程度，可以分为一级、二级、三级处理污水工艺。
一级处理：
主要是采用物理处理法截留较大的漂浮物。
沉砂池一般设在格栅后面，也可以设在初沉池前，目的是去除比重较大的无机颗粒。
初沉池对无机物有较好的去除效果，
二级处理：
主要去除污水中呈胶体和溶解性状态的有机污染物质，通常采用生物处理法。
生物处理构筑物是处理流程中最主要的部分。
二沉池的主要功能是去除生物处理过程中所产生的，以污泥形式存在的生物脱落物或已经死亡的生物体。
一级和二级处理法是城市污水处理经常采用的。
因此又称为常规处理法。
三级处理：
在一级、二级处理后，用来进一步处理难以降解的有机物、磷和氮等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。
主要处理方法有生物脱氮除磷法、混凝沉淀法、砂滤法、活性炭吸附法、离子交换法和电渗析法等。
（二）城市污水厂典型工艺流程
三、污泥处理
沉淀物按其主要成分的不同，可分为污泥和沉渣。
以有机物为主要成分的沉淀物称为污泥。
以无机物为主要成分的沉淀物称为沉渣。
污泥按其产生的来源可以分为以下几类：
（1）初次沉淀污泥：
（2）剩余活性污泥
（3）熟污泥：
（4）化学污泥：
（一）污泥的浓缩
污泥浓缩的方法主要有重力浓缩法、气浮浓缩法和离心浓缩法。
其中以重力浓缩法使用最为广泛。
（二）污泥厌氧消化
污泥稳定处理的方法主要有：
化学稳定法和生物稳定法。
生物稳定法又分为厌氧消化和好氧消化两种方法。
污泥一般情况下多采用厌氧消化法。
（三）污泥脱水与干化
脱水的方法主要有自然脱水及污泥烘干、焚烧等。
1.污泥干化场
污泥干化场的优点是：
方法简单，不需要机械设备。
但是占地面积大，卫生条件差，因而在大型污水处理厂不宜采用。
2.机械脱水
机械脱水设备常用的有真空过滤机、压力过滤机和离心脱水机等。
2K314022 了解给水处理工艺流程
水中的各种杂质按其存在状态通常为悬浮物、胶体物质和溶解物三类。
一、地表水处理工艺流程
（一）地表水常规处理工艺流程
悬浮物和胶体是地表水作为饮用水源时水处理中主要的去除对象。
教材P98的地表水工艺流程要注意掌握。
混凝、沉淀和过滤通常被称作澄清工艺，因此以地表水作为水源的生活饮用水的常规处理工艺也可以分为澄清和消毒两部分。
在给水处理中，沉淀池、澄清池的个数、能够单独排空的分格数一般不宜少于2个，而且在投药消毒设施之后，需要设置不少于2个（或2个分格）清水池，作为水量调节构筑物，同时要满足消毒剂与清水的接触时间不低于30min。
（二）其他处理工艺流程
当原水的浊度很高时，往往需要在混凝前设置预沉池或者沉砂池。
当原水浊度很低时，可以省去沉淀构筑物，将原水加入混凝剂，然后直接过滤。
但是在生活饮用水处理中，过滤是必不可少的步骤。
二、地下水的处理工艺流程
地下水的处理工艺流程，常用的处理过程是除铁、除锰、除氟等。
（一）地下水除铁、锰
当地下水中铁、锰的含量超过生活饮用水卫生标准时，需要采用自然氧化法和接触氧化法等方法去除铁、锰。
（二）地下水除氟
除氟的方法可以分为两类。
混凝沉淀法和吸附过滤法。
其中，活性氧化铝吸附过滤法是比较常见的处理方法。
第10讲 城市管道工程
一、重点、难点
1.掌握开槽埋管施工技术要求
二、内容讲解
2K315010 城市给水排水管道施工技术
2K315011 掌握开槽埋管施工技术要求
一、沟槽开挖
3.采用吊车下管时，可在一侧堆土，另一侧为吊车行驶路线，不得堆土；
4.机械挖槽时，应在设计槽底高程以上保留一定余量（不小于200mm），避免超挖，余量由人工清挖。
5.不得掩埋消火栓、管道闸阀、雨水口、测量标志以及各种地下管道的井盖，且不得妨碍其正常使用。
6.挖土机械应距高压线有一定的安全距离，距电缆1.0m处，严禁机械开挖。
（用人工开挖）
7.在有行人、车辆通过的地方开挖，应设护栏及警示灯等安全标志。
8.当下步工序与本工序不连续施工时，槽底应预留保护土层不挖，待下步工序开工时再挖。
9.采用坡度板控制槽底高程和坡度时，其设置应牢固，间距不宜大于15m，距槽底的高度不宜大于3m。
二、沟槽支撑与拆除
（一）支撑类型及适用范围
支撑类型有横撑、竖撑、板桩撑。
1.横撑与竖撑
开挖较窄的沟槽及基槽多用横撑式支撑及竖撑式支撑。
水平挡土板的布置又分断续式和连续式两种。
湿度小的黏性土挖土深度小时，可用断续式水平挡土板支撑；松散、湿度大的土可用连续式水平挡土板支撑；对松散和湿度很大的土可用垂直挡土板支撑。
2.板桩支撑
特点：
既挡土又挡水。
当开挖的基坑较深、地下水位较高又有可能出现流砂现象时，如果未采用井点降水方法，则宜采用板桩打入土中，从而防止流砂产生。
（二）施工要求
1.支撑要牢固可靠，符合强度和稳定性要求。
2.支撑应随着挖土的加深及时安装，在软土或其他不稳定土层中，开始支撑的沟槽开挖深度不得超过1.0m，以后开挖与支撑交替进行，每次交替的深度宜为0.4～0.8m。
4.撑板安装应与沟槽槽壁紧贴，当有空隙时应填实，横撑板应水平。
8.支撑的拆除应与回填土的填筑高度配合进行，且在拆除后及时回填夯（压）实。
9.采用排水沟的沟槽，应从两座相邻排水井的分水岭向两端延伸拆除。
10.多层支撑的沟槽，应待下层回填完成后再拆除其上层的支撑。
11.拆除单层密排撑板支撑时，应先回填至下层横撑底面，再拆除下层横撑，待回填至半槽以上，再拆除横撑；一次拆除有危险时，宜采取替换拆撑法拆除支撑。
12.在回填达到规定要求后，方可拔除钢板桩。
13.支撑的施工质量应符合下列规定：
（1）支撑后，沟槽中心线每侧的净宽不应小于施工设计的规定；
（2）支撑不得妨碍下管和稳管。
（3）安装应牢固，安全可靠。
（4）钢板桩的轴线位移不得大于50mm，垂直偏差度不得大于1.5%。
三、施工排、降水
施工排、降水的目的：
一是防止沟槽开挖过程中地面水流入槽中，造成槽壁塌方；二是开挖沟槽前，使地下水降低至沟槽以下。
为了达到以上目的，施工中常用方法有两种：
明沟排水法和人工降低地下水位法。
（一）基坑（槽）内明沟排水
分层开挖，在基坑四周（沟槽一般在中间）开挖临时排水沟。
排水沟底要始终保持比土基面低不小于0.3m。
排水沟应以3%～5%的坡度坡向集水井。
挖土顺序应从集水井、排水沟处逐渐向远处挖掘，使基坑（槽）开挖面始终不被水浸泡。
（二）人工降低地下水位
人工降低地下水位的方法可分为轻型井点、喷射井点、深井泵井点、电渗井点等。
1.轻型井点系统的组成
轻型井点系统由井点滤管、直管、弯联管、总管和抽水设备组成。
2.轻型井点系统的布置
井点系统的布置形式分为线状和环状。
一般情况下，当降水深度<5m，基坑（槽）宽度<6m时，井点布置采用单排线状。
当基坑（槽）宽度>6m，或土质不良，渗透系数大时，宜采用双排线状布置。
当基坑面积较大时，可将井点管沿基坑周边布置成封闭环状。
井点管应布置在基坑（槽）上口边缘外1.0～1.5m。
四、管道基础
管道基础由地基、基础和管座三部分组成。
（一）管道地基应符合的规定
1.采用天然地基时，地基不得受扰动；
2.槽底为岩石或坚硬地基时，管身下方应铺设砂垫层；
4.非永冻土地区，管道不得安放在冻结的地基上；管道安装过程中，应防止地基冻胀。
（二）管道基础施工要求
1.铺筑管道基础垫层前，应复核基础底的土基标高、宽度和平整度。
2.地基不稳定或有流砂现象等，应采取措施加固后才能铺筑碎石垫层。
3.槽深超过2m，基础浇筑时，必须采用串筒或滑槽来倾倒混凝土，以防混凝土发离析现象。
4.倒卸浇筑材料时，不得碰撞支撑结构物。
车辆卸料时，应在沟槽边缘设置车轮限位木，防止翻车坠落伤人。
（三）浇筑混凝土管座的规定
2.管座分层浇筑时，应先将管座平基凿毛冲净，并将管座平基与管材相接触的三角部位，用同强度等级的混凝土砂浆填满、捣实后，再浇混凝土。
3.采用垫块法一次浇筑管座时，必须先从一侧灌注混凝土，当对侧的混凝土与灌注一侧混凝土高度相同时，两侧再同时浇筑，并保持两侧混凝土高度一致。
4.管座基础留变形缝时，缝的位置应与柔性接口相一致。
五、管道安装
管道安装有4道工序：
下管、稳管、接口施工、质量检查。
管道安装应符合下列要求：
2.安装时宜自下游开始，承口朝向施工前进的方向。
3.合槽施工时，应先安装埋设较深的管道。
4.管节安装前应将管内外清扫干净。
6.管道安装时，应将管节的中心及内底高程逐节调整正确。
7.水泥砂浆抹带接口施工应符合下列规定：
（1）抹带前应将管口的外壁凿毛、洗净。
（2）抹带完成后，应立即用吸水性的材料覆盖，3～4h后洒水养护。
8.管道接口安装质量应符合下列规定：
（1）承插式甲型接口、套环口、企口应平直，环向间隙应均匀，填料密实、饱满，表面平整。
（2）水泥砂浆抹带接口应平整，不得有裂缝、空鼓等现象。
六、闭水试验
1.按建设部行业标准，污水管道、雨污水合流管道、倒虹吸管，设计要求闭水的其他排水管道，必须做闭水试验。
2.闭水试验应符合下列要求：
（1）闭水试验应在管道填土前进行。
（2）闭水试验应在管道灌满水后24h后再进行。
（3）闭水试验的水位，试验段上游设计水头不超过管顶内壁时，试验水头应为试验段上游管道内顶以上2m；超过管顶内壁时，试验水头应以试验段上游设计水头加2m计；计算出的试验水头小于10m，但已超过上游检查井口时，闭水试验水位可至井口为止。
4.对渗水量的测定时间不少于30min。
七、沟槽回填
1.沟槽回填时，应符合下列规定：
（1）砖、石、木块等杂物应清除干净；
（2）采用明沟排水时，应保持排水沟畅通，沟槽内不得有积水。
（3）采用井点降低地下水位时，其动水位应保持在槽底以下不小于0.5m。
2.回填土或其他材料填入槽内时不得损伤管道及其接口，并应符合下列规定：
（1）根据一层虚铺厚度的用量将回填材料运至槽内，且不得在影响压实的范围内堆料；
（2）管道两侧和管顶以上500mm范围内的回填材料，应由管槽两侧对称运入槽内，不得直接扔在管道上。
回填其他部位时应均匀运入槽内，不得集中推入；
（3）需要拌合的回填材料，应在运入槽内前拌合均匀，不得集中推入。
3.回填土或其他材料的压实，应符合下列规定：
（1）回填压（夯）实应逐层进行，且不得损伤管道；
（2）管道两侧和管顶以上500mm范围内，应采用轻夯压实，管道两侧压实面的高差不应超过300mm；
（3）管道基础为土弧基础时，管道与基础之间的三角区应填实；压实时，管道两侧应对称进行，且不得使管道位移或损伤。
（4）同一沟槽内有双排或多排管道的基础底面在同一高程时，管道之间的回填压（夯）实应与槽壁之间的回填压（夯）实对称进行。
（5）同一沟槽内有双排或多排管道但基础底面的高程不同时，应先回填基础较低的沟槽。
（6）分段回填压实时，相邻段的接茬应呈阶梯形，且不得漏夯；
（7）采用木夯、蛙夯等压实机具时，应夯夯相连；采用压路机时，碾压的重叠宽度不得小于200mm；采用轮式、振动压路机等压实机械时，其行驶速度不得超过2km/h。
（8）接口工作坑回填时底部凹坑应先回填压实至管底，然后与沟槽同步回填。
2K315012 熟悉普通顶管施工工法
顶管法优点：
土方开挖和回填量减少；不必拆除地面障碍物；不会影响交通；跨越河流时，不必修建围堰或进行水下作业；消除冬雨期影响；不必设置基础和管座；减少管道沿线的环境污染；
管道不开槽施工方法,按其顶进的方式有人工挖土、机械挖土、水力机械、挤压法。
一、工艺与特点
顶管法的特点是顶管管道既起掘进空间的支护作用，又是构筑物的本身。
二、适用范围
顶管适用土层很广，特别适用于黏性土、粉性土和砂土，也适用与卵石、碎石、风化残积土等非黏性土。
对于淤泥、沼泽地及岩石不适用。
三、管材及附属工具
顶管所用管材常用的有钢管和钢筋混凝土管两种。
顶管所用的附属工具是工具管，工具管是顶管的关键机具，一般应具有以下功能：
掘进、防坍、出泥和导向等。
工具管一般采用钢板焊制。
四、工作坑的布置
（一）位置的确定
工作坑（井）是顶管施工的工作场所，其位置可根据以下条件确定：
2.单向顶进时，应选在管道下游端，以利排水；
3.考虑地形和土质情况，有无可利用的原土后背等；
6.距水源、电源较近；
7.不宜设置于工厂企业、里弄出口处及高压线下方。
（二）工作坑的施工
工作坑的形成，一种方式是采用钢板桩或普通支撑，坑底用混凝土铺设垫层和基础；一种方法是利用沉井技术，用混凝土封底。
前者适用于土质较好、地下水位埋深较大的情况；后者与之相反，混凝土井壁既可以作为顶进后背支撑，又可以防止塌方。
工作坑的支撑应形成封闭式框架，矩形工作坑的四角应加斜撑。
五、顶进系统
管道顶管中的顶管系统包括：
导轨、顶铁、千斤顶（油泵）、后背及后座墙。
（一）导轨
导轨的作用是支托未人土的管段和顶铁，起导向的作用。
导轨用工字钢或槽钢做成，两导轨安装牢固、顺直、平行、等高，其纵坡与管道设计坡度一致，标高可略高于设计高程。
（二）顶铁
顶铁是由各种型钢拼接制成，有U形、弧形和环形几种，
（三）千斤顶及油泵
千斤顶又称为油缸，是顶管系统的核心，目前大多采用油压千斤顶。
千斤顶应左右对称布置，顶力的合力位置应该和顶进抗力的位置在同一轴线上。
（四）后背及后座墙
（五）吊装设备
吊装设备常用的有：
轮式起重机、起重桅杆和门式吊车。
起重桅杆一般仅适用于管径较小、顶管规模不大的顶管施工；门式吊车吊装方便，操作安全，应用较广；起重设备严禁超负荷吊装。
六、管道顶进
1.采用手掘式顶管时，将地下水位降至管底以下不小于0.5m处，
2.全部设备经过检查并试运转合格后可进行顶进。
3.工具管开始顶进5～10m的范围内，允许偏差为：
轴线位置3mm，高程0～+3mm。
当超过允许偏差时，采取措施纠正。
4.采用手工掘进顶进时，应符合下列规定：
（1）工具管接触或切入土层后，自上而下分层开挖。
（2）在允许超挖的稳定土层中正常顶进时，管下部135°范围内不得超挖；管顶以上超挖量不得大于15mm。
5.顶管结束后，管节接口的内侧间隙按设计规定处理，设计无规定时，可采用石棉水泥、弹性密封膏或水泥砂浆密封。
顶进时测量工具管的中心和高程规定：
（1）采用手工掘进时，工具管进入土层过程中，每顶进0.3m，测量不少于1次；管道进入土层后正常顶进时，每1.0m测量一次，纠偏时增加测量次数。
6.纠偏
（1）采用小角度、顶进中逐渐纠偏。
（2）纠偏方法有挖土校正法、木杠支撑法、千斤顶校正法等。
挖土校正法：
适用于偏差为10～20mm时。
木杠支撑法：
适用于偏差为大于20mm时。
7.顶进过程中，出现下列紧急情况时应采取措施进行处理：
（1）工具管前方遇到障碍。
（2）后背墙变形严重。
（3）顶铁发生扭曲现象。
（4）管位偏差过大且校正无效。
（5）顶力超过管端的允许顶力。
（6）油泵、油路发生异常现象。
（7）接缝中漏泥浆。
七、长距离顶管技术关键措施
长距离顶管技术措施需要掌握中继间和泥浆套等措施。
（一）中继间法
（二）泥浆套法
1.触变泥浆的主要成分是膨润土，使用前应测定泥浆的密度、黏度、失水量、稳定性和pH值。
3.顶管采用触变泥浆套法，一般在下管之前，应预先在管壁上留出注浆孔，储备足够的泥浆。
管前可加一超前环，以形成10～20mm的超挖量为触变泥浆层。
4.顶进施工完成以后，可根据需要将水泥砂浆或粉煤灰水泥砂浆压入管外壁与土层之间，将触变泥浆置换出来，以起到减少地面沉降的作用。
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