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摘要:随着我国经济的不断发展与进步,给水排水工程为人们的生活提供了极大的便利,在建筑给排水施工过程中,由于一些人为原因导致地面沉降的现象发生,比如:过度开采底线水资源、施工技术运用不规范等,直接影响社会的发展和人们的生活质量,本文通过分析给排水管道施工过程中地面沉降的原因,对有效控制地面沉降的技术办法进行探究。
关键词:建筑给排水;地面沉降;危害控制
前言:现阶段,我国工业化发展迅速,人们的生活水平得以提高,对于水资源的需求越来越强烈,导致出现地面沉降的问题,地面沉降问题不仅对给排水管道的施工工作的质量和进展产生恶劣的影响,同时在这种环境下对施工人员的人身安全也存在一定的风险,所以,为了保证建筑给排水工程的顺利进展,还需对产生地面沉降的原因以及预防治理措施进行更深层次的研讨。
一、给排水管道施工过程中出现地面沉降的原因及危害分析
随着城市化的建设发展,高层建筑的楼层越来越高,且建筑物间的密度较高,对地表土地的压力不均衡、自然环境因素、人为过度开采地下水资源、这些因素都是导致地面沉降的主要原因[1]。对于建筑工程来讲,地面沉降主要有两方面危害,其一、会导致地下给排水管道断裂,出现漏水点,影响整个给排水管网正常运行;其二、增加给排水管道施工难度。现阶段建筑给排水施工过程中需要考虑地面沉降因素,确定合理深度进行施工,确保即使发生地面沉降也不会对管道产生恶劣影响,但以往的施工技术并没有考虑这些因素,综合性施工不仅导致施工难度加大,施工质量也难以得到保证。
案例分析:某市供水主管道凌晨突发管道爆裂,路面瞬间被淹没,积水最深的地方达到40cm以上,附近居民发现后立即拨打了供水抢修电话,维修中心接到报警之后迅速安排人员来到现场,关闭附近供水阀门,经历数小时的奋战,恢复了供水,据维修人员说,可能流失自来水1000吨以上。分析漏水原因为地面沉降导致供水管脱位破裂。总结经验分析,大多数管道漏水都是地面沉降导致管道破裂(见图一)。
图一:地面沉降现场图
二、给排水管道施工过程中地面沉降现象的控制治理措施
(一)、采用托管技术
托管法应对地面沉降的工作原理主要是通过加固地基和固定管道,来控制地面沉降的现象、减少地面沉降对管道的伤害,尤其可以有效的控制后续沉降效应的发生。在进行托管法施工过程中重点有以下几个步骤。第一、对泥浆进行置换、置换泥浆主要由高钙粉煤灰、水泥和石膏组成,为了保证置换的泥浆可以使填充的密实度得以提升,需要在置换的时候进行相应成分的分析。在利用托管法进行地面沉降治理的过程中,必须注意所用材料的质量,比如,高钙粉煤灰的水硬性和颗粒性一定要合格,水泥在成分里面起到了提高强度的作用,提高给排水管道的承压能力;第二、对泥浆成分进行量的配比。置换泥浆要想最高效率的提高填充的密实度,对其成分配比要求异常严格,在以往的工作经验总结以及数据分析统计,高钙粉煤灰、石膏、水泥的占比分别为:百分之八十七、百分之三、百分之十。以这样的比例能够将填充泥浆的效率提升至最高;第三、用泥浆填充缝隙。由于置换的泥浆在凝固之后体积会慢慢变小,导致管道外壁与土层的间隙逐渐增大,因此,利用托管法的施工技术要多次向缝隙中添加置换泥浆,以缓解土层对管壁的压力[2]。托管技术应用在地面沉降施工中不仅能够对沉降现象起到控制作用,同时也可以对管壁形成一层保护。
(二)、采用顶管技术
相比其他技术来讲,顶管技术不需要对土方进行开挖,可以在保护地层的情况下对地面沉降进行有效的控制。顶管技术施工前需做好一系列设备设施的准备,并需配备专项安全员。在施工过程中,将提前制作好的结构打入地基中。大多数顶管井的结构为钢筋混凝土结构,可向顶管井内设置一些支撑,以达到减少井内受力的情况。由于水土的流动性,可向管内填加一些黏土,达到黏合水土的作用,方便施工。为避免在顶管出洞的过程中,导致施工管线移位,需要用辅助管进行调节,并且在井壁上设置支撑。在填充管道四周的空隙时,应用泥浆填充,不仅阻力小,方便填充,而且,在土层和管道之间泥浆会形成泥浆保护层保护管道同时减缓土层对管道的作用力。
(三)、回填地下水
在建筑工程给排水管道施工过程中,造成地面沉降的最主要原因之一就是地下水资源被过度的开采。采用回填地下水的方式就是为了保证地下水源充足的同时,控制地面沉降的发生,保护给排水管道,以免因地面沉降使管道错位破裂。
回填地下水的水资源最主要的来源就是雨水,但由于雨水的水质各有差异,在雨水回灌为地下水的需要一些途径和处理方式。首先,在收集雨水方面,由于雨水回流的方式不同,大概可分为三类。其一为雨水滴落在建筑物上,通过排水管收集到蓄水池内,例如城市建筑物,雨水从上至下汇集在落水管里,排到蓄水池中。其二为道路上的雨水,通过市政管道,雨水井等设施汇集流入到蓄水池中。其三为市政绿化地区的雨水,不需蓄水池,可直接下渗为地下水资源,或者从水资源循环利用角度,公园可以设计一个集蓄水、过滤、净化、循环为一体的蓄水池,将处理过的雨水循环用在公园日常用水方面;其次,对于汇集到蓄水池的雨水,因为各地水质不一,需对雨水进行一系列的消毒、过滤等操作,达到地下水标准,方可回灌到地下水中;最后,处理合格的地下水可以通过两种方式回灌到地下,一种为自然回灌,也就是让水源在回灌井中慢慢渗透至地下水;第二种方式为压力回灌,顾名思义,就是通过加压使水源被动突破土层及含水层的阻力,渗透到地下水中。
结束语:综上所述,人为过度开采地下水资源是导致地面沉降的主要原因,影响给排水管道施工的同时,对人们赖以生存的自然环境也造成了破坏。治理控制地面沉降从科学的角度可以通过托管技术、顶管技术、雨水回灌技术三方面入手,但从人们自身意识上出发,应当爱护环境,保护地下水资源而不是过度开采水资源导致自然界的不平衡,尽量减少或避免地面沉降的现象发生。
参考文献:
[1]廖超平.浅谈建筑给排水管道施工中地面沉降的危害问题控制[J].科学技术创新,2019,(17):108-109.
[2]李贤斌.探讨建筑工程给排水管道施工中地面沉降的危害问题控制[J].建筑•建材•装饰,2018,(19):184,88.