防水设计论文范文

防水设计论文篇1

关键词：自动喷水灭火系统；消防给水；设计施工；注意的问题

自动喷水灭火系统是目前最有效的灭火手段，自动喷水灭火系统将逐渐成为建筑防火体系中的主体。在自动喷水灭火系统不能成功灭火的案例中，供水中断占35.4%，供水量不足占9.9%，两者合计占45.3%。由此可见，供水不可靠是自动喷水灭火系统不能成功灭火的主要因素。因此，提高自动喷水灭火系统供水的可靠性就显得十分重要。笔者结合工作实际，主要就自动喷水灭火系统的消防给水设计与施工中需要注意的有关问题进行了探究。

一、设计

1.1要有可靠的供水源

自动喷水灭火系统的用水与消火栓给水系统用水一样，其供水来源：一是室外给水管网；二是消防水池；三是江、河、湖、海、水库等天然水源。当采用天然水源作为消防用水时，因其水位和水量变化较大，必须确保枯水期最低水位的消防用水量，当采用河、塘等地表水作为水源时，应在吸水管上加装滤水器等设施，以阻止河、塘水中的杂物吸入系统，保证系统内水流的畅通。

1.2设计施工中需要注意的几个问题

1.2.1合理选择喷水灭火系统的类型。目前，国内外采用湿式喷水灭火系统最为广泛。为了防止出现因冻结等原因而中断供水的情况，在室内温度不低于4℃且不高于70℃的建、构筑物，均可采用这种喷水灭火系统。在室内温度低于4℃或高于70℃的建、构筑物，应采用干式喷水灭火系统。

1.2.2设置有严密的监测装置。对系统的控制开启状态、消防水泵供应和工作情况、水池、水箱水位情况、干式喷水灭火系统的最高和最低气温、预作用喷水灭火系统的最低气压以及报警阀、水流指示器的动作情况等，均能较准确地进行监测。发现问题，及时处理，确保系统设备齐全、性能完好。

1.2.3设置水泵接合器。为了防止自动喷水灭火系统和室内消火栓给水系统的用水相互影响，两个系统的管网及其水泵接合器应分别设置。若分开设置有困难，应将自动喷水灭火系统报警阀后的管网与消火栓给水系统管网分开设置，两个系统的水泵接合器则可合用。每个水泵接合器的流量宜按10～15升/秒计算，并应设在便于消防车连接的地点，其周围15～40m内应设室外消火栓或消防水池。

1.3按要求设置消防水池或消防水箱

1.3.1为了保障自动喷水灭火系统的正常供水，提高扑救火灾的成功率，具有下列情况之一的建筑物应设消防水池：一是室外给水管道包括(进水管)或天然水源不能满足消防用水量；二是室外管道为枝状或只有一条进水管。

1.3.2消防水池容量原则上应能满足火灾延续时间内消防用水量的要求。从自动喷水灭火实际效果看，在一小时内灭火效果为最佳，一小时以后灭火效果显著下降，而且还可能影响消火栓给水系统灭火效率。因此，仅供自动喷水用水的消防水池容量按一小时火灾延续时间计算即可，如与其它消防用水合用水池时，应按不同火灾连续时间内消防用水量之和计算。为了既保证在火灾延续时间内的消防用水，又能贯彻节约基建投资的目的，如在发生火灾时能保证连续送水，则水池的容量可减去火灾延续时间内的补充水量。如某建筑物水池容量需要消防水量400吨，而在火灾延续时间内能补充200吨，则仅需建200吨储量的消防水池即可。

1.3.3凡自动喷水灭火系统采用独立的临时高压给水系统供水时，应设消防水箱。为了既保障安全，又能达到节约投资的目的，水箱容量原则上按10分钟消防用水量考虑，可不超过18m3。

除此之外，还应指出的是，具备下列条件之一者，可不设水箱：(1)水源能保证系统的水量和水压要求；(2)轻危险级和中危险级建筑物的自动喷水灭火系统，如设有稳压泵(小流量、高扬程的水泵)或气压给水装置，可不设。但严重危险级建筑，因发生火灾时可燃物多，燃烧迅速，发热量大，蔓延快，必须设置消防水箱。1.4合理设置消防水泵。

消防水泵是保证自动喷水灭火系统有足够的水量和水压的关键设备，在设计中必须注意满足以下要求：

1.4.1非高压给水系统的一组消防水泵的吸水管不应少于两条，当其中一条检修或损坏时，另一条吸水管应仍能通过全部用水量。生产、生活和消防用水合用的泵房，当生活、生产用水量达到最大时，仍应能保证的消防用水量。

1.4.2宜采用自灌式引水方式。因为这种引水方式能保证及时启动，及时供水。

1.4.3自动喷水灭火系统的临时高压给水系统的消防水泵，每台应有独立的吸水管从消防水池或室外给水管网直接取水，以保证系统灭火用水。

1.4.4消防水泵一般应设有备用泵，备用泵的工作能力不应小于工作消防泵的最大泵。例如，某建筑物需设两台工作消防水泵，其中一台流量为30升/秒，另一台流量为20升/秒，则备用消防泵应选用30升/秒的消防水泵。

二、施工

自动喷水灭火系统的供水管网分支较多，施工安装要求严格。同时管网安装也是整个系统安装工程中工作量最大，也较容易出问题的重要环节。因此，在安装时应采用行之有效的技术措施，确保安装质量。

2.1管网材质

根据国家标准《自动喷水灭火系统设计规范》要求，自动喷水灭火系统报警阀后的管道，应采用热镀锌钢管或镀锌无缝钢管。这是为了防止因管网锈蚀堵塞喷头的现象发生。禁止使用非镀锌碳素钢管、无缝钢管或只有外镀锌层的冷镀钢管。

2.2管道连接

严格按照《自动喷水灭火系统施工及验收规范》进行管网安装。当管径小于100mm时，应采用螺纹连接；当管径大于100mm时，可采用焊接或法兰连接。无论采用何种连接方式，连接后，均不可减少管道的通水横断面。施工中应坚决避免以下错误做法：一是不论大小管道一律采用焊接。这样可能会使管内焊渣、焊瘤影响过水断面，严重破坏内外镀锌层，加速管网的锈蚀，使其抗腐蚀能力比普通钢管还差。二是施工人员严重不负责任，插入管内焊制三通、四通，大大缩小了过水断面。

2.3管网冲洗

严格按照《自动喷水灭火系统施工及验收规范》的要求进行管网冲洗。冲洗应在试压合格后分段进行，冲洗管道的水流速度不宜小于3m/s。应注意在管网的地上管道与地下管道连接前，在配水干管底部加设堵头后，对地下管道进行冲洗。冲洗时，消防人员应在场观察，直至出口处水的颜色、透明度与入口水一致时，方可判为合格，终止冲洗。

通常，冲洗采用水压气动冲洗法，用压缩空气驱动一定量的水，使水从配水支管末端反向流动，经配水管将管道内的杂物从配水干管下端开口处冲洗出去的方法冲洗应在系统调试之前，且冲洗前应拆除止回阀、报警阀和水流指示器，以避免损伤机件，影响功能，冲洗结束后方可复位。冲洗是自动喷水灭火系统施工中的重要程序，是防止系统投入使用后，发生堵塞的重要技术措施之一，是保证系统调试成功的关键。

三、结语

防水设计论文篇2

根据我国目前的河流以及水利工程建设的情况，坝基混凝土防渗墙是一个较好的选择，而对于混凝土防渗墙的施工则主要通过以下几个步骤进行：

1.1施工导墙以及槽孔划分

在工程实际开始建设之前，首先需要对施工导墙进行建立。在混凝土防渗墙建设中，其导墙以及平台通常都为钢筋混凝土结构，而在我们实际开展施工时，也应当能够及时的联系防渗墙上下水游等条件对导墙顶的施工高程参数以及导墙平台结构进行确定。而在对结构以及参数确定完毕之后，则可以进行槽段以及槽孔的划分。在墙段连接方面，可以使用接头管法，在初期浇筑的过程中以两端头孔下设的方式接入头管，并随着浇筑过程中混凝土面的不断上升，则可以根据情况及时的拔起头管来使两端头孔保证为空，从而使其能够快速的成为二期槽段的端部主孔。

1.2施工工艺流程

在施工工艺方面，如果面对的是同一个槽孔，我们则可以使用冲击钻以跳打法的方式进行施工：首先，我们需要对槽段的主孔进行钻凿，并在主孔钻凿完毕之后钻凿副孔。而在对副孔钻凿的过程中，则需要及时的将主副间所具有的障碍物比如小墙打掉，并在两个孔都完成之后再正式进入到施工的后续工序。而由于在实际施工过程中，不同槽孔都需要依次的穿过其中的砂层以及洪积层等，对此，就需要在实际施工的过程中多准备部分接砂斗来协助施工，从而更好的保障施工的顺利开展。

1.3清孔换浆

当对终孔进行验收并合格之后，则可以正式开始清孔换浆的工作。在方式的选择上，我们选择了抽筒的方式，即首先将抽筒沉入到孔的底部来抽取其底部的沉渣，并在抽取的同时向孔内以持续不断的方式注入浆液，并保证施工过程中的总换浆量为槽孔内泥浆总量的三分之一至一半。而当二期槽孔换浆工作完成之前，我们也需要通过刷子钻头的使用以分段的形式对一期槽孔的低层残留物以及泥皮等等进行洗刷，并在洗刷直至刷子钻头位置不存在泥屑、且孔底位置的淤泥不再增加为止。而在我们处理该步骤的过程中，需要注意的一点是由于我们之前对于浇筑导管、预埋管等等所消耗的时间往往比较长，而为了能够在此情况下也保证孔内部的淤泥不会在这个安装的时间内大规模的增加、保证槽壁的稳定，就需要在开展清孔换浆工作之后能够保证孔内具有充足的粘度以及密度，并保证其中的含沙量被控制在一定的数值之内。

1.4预埋灌浆管下设

在对于灌浆管进行下设的过程中，通常都需要保证孔底节的长度要控制在6m以内，并在实际设置之前对其中的不同节点进行调整，从而能够根据情况在接口位置处树立几根具有等间距的钢筋来对其进行焊接以及固定。而在下设过程中，也需要借助吊车的使用在孔口位置处对其进行焊接、并以整体的形式下设。在实际对接的过程中，也需要通过水平尺的使用对两节之间的垂直情况进行校核，从而使整个预埋管工作的铅直度能够得到保证。

1.5混凝土浇筑

在混凝土浇筑的环节，所使用的是泥浆下直升导管法进行浇筑。在实际浇筑之前，各项的准备工作需要做好，比如浇筑器具的准备、施工记录以及相关的仪器等等，并需要重点对浇筑导管自身的长度、质量以及布置情况进行设置，从而以此来保障相关设备器具能够满足实际技术要求。而在浇筑的过程中，则需要在对水泥砂浆进行搅拌时对于每一套导管都做好下料以及注浆工作，并当储料槽中的混凝土达到一定量时正式开展浇筑工作。在浇筑过程中，需要保证工作人员能够严格根据相关技术规范进行，并重点对混凝土浇筑过程中的上升速度以及导管拆卸方面进行管理。

1.6接头管下设与起拔

在本次混凝土防渗墙施工过程中，使用了接头管的方式同墙段进行连接。在初期槽孔清浆工作结束之后，我们在槽孔端头下设了一定数量的接头管，并在浇筑过程中根据混凝土浇筑的初凝情况通过液压拔管机的使用对这部分接头管进行逐步的起拔，并以此将初期施工的槽孔端头都逐渐形成为圆弧形接头孔。

2结束语

总的来说，水利枢纽工程是我国未来经济建设以及社会发展的重要一环，需要我们能够对其引起充分的重视。在上文中，我们对于水利枢纽工程坝基防渗工程设计与施工方式进行了一定的研究，而在实际操作过程中，也需要我们能够充分联系工程实际，从而以更具针对性的方式做好防渗工程的建设工作。

防水设计论文篇3

关键词：高层建筑，防火安全，室内消防设计

 

环境艺术设计，包括了建筑建筑设计、园林设计、以及室内设计。室内设计是为了满足人们生活、工作的物质要求和精神要求，进行内部环境设计，也人的生活有着亲密的关系。以至于最近几年有着突飞猛进的发展。

但是很多人为了追求美观和舒适度，大部分都忘了一个小环节，那就是消防设计。消防设计是：为保证电力工程安全生产，防止或减少火灾危害，保障人身和财产安全，采取的综合性防火技术措施和应急消防装备的统筹规划和安排。在澳大利亚，美国，意大利等一些室内设计发展比较早的国家很重视这个环节，但在我国内的一些小城市还没有被完全普及。，高层建筑。，高层建筑。目前只有大中型城市的一些娱乐场所、酒店、机场等大型工装在室内消防设计这块做的还比较完善，在我们家装设计和园林还不大被人重视。，高层建筑。，高层建筑。大的园林和高层建筑更要注重消防设计。，高层建筑。，高层建筑。

建筑消防设计设计条件大致分为：

（一）、建筑部分

1、熟悉建筑资料，了解建筑性质及分类（该建筑属于几类高层建筑？主要作为消防系统设计依据）；

2、熟悉建筑平面及功能布置，确定用水点（排水点）位置；

3、通过对整体建筑进行给排水（含屋面雨水）初步布置确定建筑布局是否合理？如不合理在那些部分需要修改（主要为设备间尺寸、管道井位置及数量、用水点尽量上下对齐、配电间移位等）？

（二）、电气部分

1、根据建筑布置确定电气系统（主要为总配电室和分层配电间）是否对给排水系统布置有影响；

2、对弱电系统采用同样方法处理；

3、对建筑布置中特殊功能房间采用同样方法处理；

4、如上述布置对给排水系统布置有影响应提出合理的修改意见。

（三）、给排水部分

1、根据建筑条件选择相关建筑给排水设计规范；

2、初步确定设备间布置地点（规格是否合理）？

3、根据建筑布置熟悉各给水点（生活冷水系统、热水供应系统、消防给水系统等）位置；

4、根据建筑布置熟悉各排水点（生活污水系统、消防后事故排水系统、屋面雨水系统等）位置；

5、初步确定屋面（含各分区）生活或消防水箱设置位置；

6、熟悉或初步确定各管道井（尽量相对分散布置）位置。

二、设计步骤

（一）、建筑给水系统

1、确定建筑给水引入点（一般为两点引入）及控制方式[一般为两阀（闸阀、止回阀各一）一表]；

2、根据市政给水资料确定采用市政给水余压供水区间（一般为从建筑地下部分至上部三-四层）；

3、根据建筑功能分区和用水点资料确定建筑上部生活给水系统分区（一般分区原则为按建筑高度35-60米分区，建筑要求供水等级越高则分区建筑高度越小；另外要考虑相同建筑功能的空间尽量在相同供水分区内）；

4、确定屋面（含各分区）生活或消防水箱设置位置（水箱容积及形状规格等根据计算结果确定）；

5、根据给水分区对各用水点进行优化的给排水平面布置（各分区给水立管可以设置在一个管道井内方便检修维护；除特殊要求外一般不考虑分层给水计量；除特殊要求外一般应考虑分层给水控制；给水管线布置应水力条件良好；确定给水管线材质-方便水力计算查相应水力计算表）；

6、标注给水立管编号并绘制管道井大样图，注意分层给水支干管应与相应分区给水立干管连接；

7、根据给水管线平面布置绘制给水轴测图，编制给水水力计算表（注意是否有集中热水供应；一般只需要对有代表性的给水管线进行详细的水力计算，其它可以根据该计算结果参考确定流量、管径、水头损失等参数）；

8、根据水力计算结果确定整个建筑给水系统的管径（避免片面根据计算结果频繁变换管径）；根据水头损失计算资料确定建筑给水设备所需要的设计扬程（最上区应考虑屋面消防水箱采用生活水泵供水）；根据流量计算资料确定建筑给水设备所需要的设计流量；

9、如建筑有设置中水系统要求其系统设计参考以上步骤；

10、图纸完善及设计和计算资料整理。

（二）、建筑排水系统

1、根据市政排水资料确定建筑排水的总体走向（建筑污水汇集后一般通过局部污水处理构筑物-化粪池后排入市政排水管网，根据建筑规模化粪池可以多处设置；注意室外排水检查井设置间距要求和污水流经化粪池等构筑物存在局部水头损失）；

2、根据市政排水情况和建筑功能确定排水体制（即排水系统是否采用分流制-如建筑设置有中水系统则必须分流）；

3、根据建筑给水系统布置进行优化的排水系统平面布置（排水系统一般不分区，一般需要设计专用或共用辅助通气立管；排水立管应尽量上下取直贯通；排水立管中部、下部及出户横管处应设置专用消能管件；建筑中下部排水水封应安全可靠-一般选择S型水封；排水管件一般选择自带检查口型）；

4、对建筑地下部分进行排水管线平面布置（除正常排水点外设备间等一般应设置集水井排可能出现的积水-采用潜污泵提升排除）；

5、确定排水管线材质（一般选择金属管材或加厚塑料管，排水出户横管最好选择金属管-做加强防腐措施）；

6、绘制排水系统轴测图，进行排水系统水力计算（主要确定排水管径、敷设坡度、专用通气管管径；排水管出户标高应根据建筑的基础结构资料和市政排水资料确定）；

7、建筑室外排水系统的优化平面布置及水力计算（主要确定排水管径、敷设坡度、埋设深度）；

8、图纸完善及设计和计算资料整理。

（三）、建筑雨水系统

参考建筑排水系统和雨水排除系统（教材资料）设计（屋面雨水经雨水斗收集后通过雨水立管排建筑户外雨水井与室外雨水系统汇集，雨水立管一般设置在建筑室内专门雨水管道井内；注意暴雨强度公式选择和重现期确定）。

部分普通高层建筑室内雨水系统一般由建筑专业考虑。

（四）、建筑消防系统

严格执行现行《高层建筑防火设计规范》。

根据建筑等级和功能要求进行消防系统设计（主要为建筑消火栓给水系统、喷淋给水系统、消防器材配置等，其它消防系统暂不考虑）。

高层建筑给水排水系统设计的要点就是将高层建筑进行经济合理的分区，每个分区既相对独立又存在有机联系；在设计过程中可以将该高层建筑理解为每一个分区就是一栋普通多低层建筑。

参考文献

（1）《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003

（2）《建筑设计防火规范》GBJ50016-2006

（3）《建筑排水硬聚氯乙烯管道工程技术规程》CJ/T29-98

（4）《节水型生活用水器具》GJ164-2002

（5）《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001

 

防水设计论文篇4

其一：《建规》中屋顶消防水箱的设置问题

随着消防问题越来越受到重视，建筑给排水中的消防问题也同时受到了同行们的关注，消防设计规范作为设计人员必须遵守的法律条文，也让设计人员开始更多的学习和思考，本人最近在网易给排水在线消防板块担任了版主，通过和广大同行网友的交流，发现了很多规范上面的语焉不详之处，通过讨论也难以得出明确的结论，有些问题值得拿出来与各位同行商榷，希望能够和大家交流，得到大家批评和指正，同时能够引起规范编制组各位专家的注意，在以后的规范编制修改中考虑到这些问题。

本人认为，《规范》的编制里面有个平衡性的把握问题，太粗了不易于具体的操作执行中的把握，太细了又难免有些地方不能照顾到方方面面，让一些具体有困难的设计难于真正贯彻。因为规范的条文是用来直接在设计中体现的，所以应该具有可操作性，应该十分明确，如果有些地方不能明确的，如规范修订中各方具有争议的，建议就应该提高到上一层做出上面一层应该保证到的，而不应语焉不详、含糊其辞的列出一条，这样最让设计者和审图、消防审查人员和各方人员难于把握，造成各方理解产生歧义，首先是设计人员在方案阶段就无从把握，举个例子，今天我这样认为，做好方案，消防审查某个人员认为可行，过两天时施工图做好了，审查人员换了个人，对某条规范的理解不一样，施工图的工作变化就大了，这样的事情经常发生，造成很大的浪费，非常不利于大家的工作，造成各方之间的矛盾，同时也给某些腐败环节提供机会。违反了规范编制的初衷。

现打算将平时设计中的一些问题理出，与大家一起分析探讨。限于篇幅，打算分几篇文章逐段论述，本次仅讨论一点，关于屋顶水箱设置的问题：

《建筑设计防火规范》GBJ16-87（2001版），以下简称《建规》“第8.6.3条 设置常高压给水系统的建筑物，如能保证最不利点消火栓和自动喷水灭火设备等的水量和水压时，可不设消防水箱。

设置临时高压给水系统的建筑物，应设消防水箱或气压水罐、水塔，应符合下列要求：

一、应在建筑物的最高部位设置重力自流的消防水箱；

二、室内消防水箱（包括气压水罐、水塔、分区给水系统的分区水箱），应储存10min的消防用水量。当室内消防用水量不超过25 L/s，经计算水箱消防储水量超过12m3时，仍可采用12m3；当室内消防用水量超过25 L/s，经计算水箱消防储水量超过18m3，仍可采用18m3。

1、在以上两条中首先有关于临时高压和常高压的定义问题，临时高压大家都知道，而常高压规范在条文解释中所述的“即设有高位水池或区域高压给水系统”中的区域高压给水系统，由于没有明确的界定，所以在实际设计中难于把握，首先说区域概念的范围难于把握，到底多大才算是区域，是几栋楼还是一个小区还是几个小区抑或是一片厂区，均不得而知，所以在平时的设计中只有高位水池可以得到大家的一致认可，而区域高压的理解有很多异议，窃认为其实在满足了二级负荷的前提下，如果消防设备齐全，有独立的两路水源供水，或是一路水源但是有含室内室外消防水量的消防水池，平时有专人值班的消防泵房或是消防控制中心，即可以认为是常高压系统，因为即使消防作为重中之重，它的可靠性把握，也有一个“度”的问题，因为任何安全保险都不是绝对的，因为即使是规范定义的常高压高位水池，也有检修维护和清洗的时间。

以上是本人粗浅的看法，并不认为一定正确，但是还是认为如果无法明确那么不如不写出，至少不会造成大家在这上面费尽思量，仍然找不出统一的认识。

2、再者就是“室内消防水箱（包括气压水罐、水塔、分区给水系统的分区水箱），应储存10min的消防用水量”，这里十分钟的消防水量我们认为应该包括喷淋等其他消防设备的用水量，然而按照《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2005（以下简称《喷规》）“10.3.1 采用临时高压给水系统的自动喷水灭火系统，应设高位消防水箱，其储水量应符合现行有关国家标准的规定。消防水箱的供水，应满足系统最不利点处喷头的最低工作压力和喷水强度”这里面说的“系统最不利点处喷头的最低工作压力和喷水强度”到底是指最不利点一个喷头的水量还是同10.3.2中“最不利处 4 只喷头在最低工作压力下的 10min 用水量”，还是最不利处整个保护面积里面10分钟的用水量，这个问题无论在《建规》还是《喷规》或是即将出版的《建规》送审稿中均没有一个明确的说法。

举个例子，如果一栋带地下停车库的多层综合楼，有喷淋系统，采用中危Ⅱ级的喷淋强度计算，喷淋水量按照最不利点的保护面积来计算，假如水量是30l/s，具体根据喷头布置的疏密及选用管径的大小有些差异，假如室内消火栓系统水量是10ls/，如果喷淋按照整个保护面积30l/s的流量计算10分钟的水量已经是18立方了，那么由于“当室内消防用水量超过25 L/s，经计算水箱消防储水量超过18m3，仍可采用18m3”无需再计算其他水量即可选取18m3水箱了，如果按照“最不利处 4 只喷头在最低工作压力下的 10min 用水量”计算那么4只喷头的水量应该在5l/s左右，即水箱需要在消火栓用水量10×10×60=6 m3和下加上5×10×60=3m3的水量，为9 m3，与前面所述18m3有很大的差异。

我们平时设计中认为因为少有水箱能够满足喷淋要求水头的，所以都是需要设增压系统的，所以罐里有十分钟的水量，水箱就不考虑了，但是我们注意到《喷规》10.3.2条说的“不设高位消防水箱的建筑，系统应设气压供水设备。气压供水设备的有效水容积，应按系统最不利处 4 只喷头在最低工作压力下的 10min 用水量确定。”那么其中的话严格理解是不设消防水箱时气压供水设备的有效水容积，应按系统最不利处 4 只喷头在最低工作压力下的 10min 用水量采用，然而即使采用了气压供水供水设备，在有水箱时水箱是否还应该考虑喷淋储水量，如果我们以规范字面意思理解，还是需要。

不禁要问，这是规范的原意吗？如果不是，那说明规范在这条条文的陈述上存在漏洞。

还有个问题无论新老《建规》都还有这个令人不解的说法，就是室内消防水箱计算的容积应该等同采用的气压水罐有效容积，如果是18立方，18立方消防水箱似乎没有什么不妥，但是18立方有效容积的气压罐就比较不能让人接受了，同样我们还是要问，规范当初的说的是这个意思吗？

防水设计论文篇5

1 工程概述

塔下水轮泵站位于义乌市钓鱼矶公园旁的义乌江上，属市区范围，是义乌市城市防洪工程中一部分，为Ⅲ等工程。是以义乌城区防洪为主，结合灌溉、发电、景观于一体的综合利用水利工程，坝址以上流域面积为1325km2，正常蓄水位58.3m，库容为335万方。本工程主要建筑物有堰坝、电站及厂房、工作桥、库区防洪与护岸等。右岸布置电站，电站装机容量为(320KW3台+160KWl台)1120kw。左侧布置泄流段，共14孔8m宽，4.6m高升卧式钢闸门。

2 塔下水轮泵站防洪设计标准

塔下水轮泵站的防洪风险指的是水轮泵站在实际的运行过程之中发生洪水漫越泵站坝顶, 从而导致失事破坏事件的可能性。根据相关文献的统计资料可知, 目前世界上约三分之一的水轮泵站大坝失事是洪水漫坝造成的。

我国从50 年代至90 年代,洪水漫顶风险失事的大坝共有1147 座, 约占同期失事总数的47%。那么这说明, 洪水漫坝是影响水轮泵站大坝安全的一个重要因素。为了能够有效地控制防洪风险率, 规划、设计和建造水轮泵站防洪大坝时必须考虑两个标准: 一是设计洪水标准,它决定着大坝允许通过的最大洪水或对大坝设计起控制作用的洪水。任何水库的防洪能力总是有限的。 在一定的经济技术条件下, 大坝只能防御比较合理的设计洪水, 不可能防御超标准的稀遇洪水。因此, 设计洪水又是大坝所需防御的洪水, 决定着大坝的防洪安全程度。二是工程设计标准, 它决定着设计洪水条件下大坝所留有的防洪安全富余。大坝的防洪安全受诸多不确定因素的影响, 如水文、水力等随机不确定性作用, 导致设计者在调洪演算过程和泄洪建筑物设计规模、坝顶高程的决策中,常取偏保守的设计; 而工程、管理等模糊不确定性作用, 导致大坝对洪水位超越坝顶事故常有一定的承受能力。因此, 工程设计标准的选择, 决定着大坝自身承受各级洪水的安全可靠程度。

这两个标准的概念和作用不同。它们共同制约着大坝的防洪安全性，可以统称“防洪设计标准”。传统的大坝防洪安全分析, 仅从设计洪水标准出发, 认为漫坝风险主要来自超标准洪水, 从而给出如下公式：

PF1=1/Tr；

PFN=1-（1-1/Tr）N。

上式中：

Tr——设计洪水重现期；

N——运行年限；

PF1、PFN——分别为1年与N年的漫坝风险率。

第一个式子忽略了泵站大坝通常所具备的抗洪潜力，也就是工程设计标准之争所留有的安全余地，按照多年来我国所执行的泵站大坝设计洪水标准，由第一个式子计算所得的各级各类大坝的防洪风险率要远远大于实际统计的漫坝率。那么，这就说仅仅从设计洪水标准的角度，对大坝的防洪安全进行考察是不全面的，或者说是存在其片面性的。因此, 对大坝设计洪水选择的技术经济合理性论证,不能离开工程设计标准. 只有将这两个标准有机地联系起来综合考虑, 才有可能较为准确地评估大坝防洪风险率。

3 塔下水轮泵站防洪调度原则分析

在防洪调度上，泵站本着贯有的调度原则：

3.1 必须在保证工程安全的条件下，合理利用水资源，进行发电，充分发挥工程效益。

3.2 当兴利与防洪矛盾时，兴利服从防洪。

3.3 当发电与灌溉矛盾时，发电服从灌溉。

在洪水调度的过程中，泵站在坚持调度原则的同时，凭借多年积累的经验，结合天气预报进行适时适量的调洪。虽然在洪水来临时预先腾空了防洪库容，但是容易造成预泄过多水量，造成水资源浪费，利益得不到最大化。

因而，在兴利与防洪调度上，为保证安全防洪调度，又使利益最大化，我就兴利调度谈谈几点想法：

1）、与防办建立本流域降雨情报与汛情通报系统，利用泵站上、下游水位变送器密切监测水位。

2）、密切关注气候变化，根据气象部门的强降雨预报，对雨情、水情进行分析，分析上游预计来多少洪峰流量，汇流时间，从而根据初设报告计算闸门的开启度及开启时间。

3）、应与上游、下游建立水文观测联网系统。将上游河道测得的流量和流速及时通报给本站，使得本站及时了解上游来水情况。下游测得的流量也应及时通报给本站，使得使得本站及时了解下游河道断面流量，从而合理确定闸门的开启度。

4）、在全市普降大雨时，容易使市内内河水位抬高，从而导致市区发生水涝。泵站汛限水位应结合城市防洪的相关要求，结合内河水位来确定。在一般情况下（指没有发生内河水位抬高，市区没有发生水涝），汛限水位控制在正常水位58.3m。

5）、当汛限水位为58.3m时，当水位高于58.3米时，实行来多少泄多少的原则，根据洪水流量逐步隔孔开启升卧闸。（发电流量3×11.8m3/s。）

（1）、当水位高于58.3米，低于5年一遇时，可根据上游流量并密切关注本站水位的变化及天气情况，确定开闸孔数、高度及关闸时间。

如：单宽流量小于6.4 m3/s.m,采用自由出流公式计算Q=Ube√2gH式中：

Q――泄洪闸下泄总流量（m3/s）；

U――流量系数=0.60-0.18e/H，适用于0.1＜e/H＜0.65

b――闸孔净宽（m）；

e――闸门开启高度（m）。

H――堰顶水头

如：单宽流量大于6.4 m3/s.m，采用淹没出流公式计算

Q= σUbe√2gH：

式中：

Q――泄洪闸下泄总流量（m3/s）；

σ ----淹没系数，可根据e/H及z/H查得

U――流量系数=0.60-0.18e/H，适用于0.1＜e/H＜0.65

b――闸孔净宽（m）；

e――闸门开启高度（m）。

H――堰顶水头

（2）、当水位高于58.3米而达5年一遇洪水位时，洪峰洪量达1270 m3/s，开闸泄洪，逐步隔开14孔，开启高度2.2米。密切关注水位的变化及天气情况，确定关闸时间。

（3）当水位高于58.3米，高于5年一遇而低于10年一遇水位时，洪峰流量达1770 m3/s，开闸泄洪，逐步隔开14孔，开启高度3.0米。密切关注水位的变化及天气情况，确定关闸时间。

参考文献：

[1] 张秀玲, 文明宣. 我国水库失事的统计分析及安全对策探讨. 水利管理论文集, 水利部水管司, 1992.

[2] 姜树海. 大坝防洪安全的评估和校核, 水利学报, 1998, ( 1) .

[3] 夏迈定等.从水库失事论我国北方水库安全运用管理中存在的问题及对策.全国第三届大坝安全学术讨论会论文集.1996.

防水设计论文篇6

关键词：深圳T3航站楼；幕墙；构造优化；防水

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

1引言

深圳机场T3航站楼工程乃是深圳目前单体面积最大的公共建筑，总建筑面积达45.1万平方米，主楼屋面标高45.8m。设计雏形为魔鬼鱼，建筑造型新颖动感。工程主体结构采用钢筋混凝土框架结构，采用钢结构支撑体系，护结构采用蜂窝状幕墙。建成将成为珠三角地带空中走廊强有力的一环，与、广州、珠海、澳门、香港机场交相辉映。本文就T3航站楼曲面屋顶工程难点、不规则幕墙构造优化设计、屋面防水及施工控制方法等方面展开讨论，旨在为工程实践提供一定参考。

2工程概况

T3航站楼大厅屋顶形式为不规则曲面，指廊屋顶在筒壳的局部区域存在凹陷区，形成具有自由曲面的筒壳外形。屋顶为可开启式设计，完全展开后面积约23万平方米，其中主指廊部分长747m，宽36m，次指廊部分长342m，宽36m，交接处最大跨度为108m。其中屋面结构设计为不规则曲面的“蜂巢”形式，由3万多片铝板错落有致地形成整体结构，图1为蜂巢铝板大样及现场照片。

图1 蜂巢铝板大样及现场照片

3设计重点

本工程屋面结构曲线多变，多由不规则形状拼接而成，工程难度较大[1]，为适应结构、加工及安装误差引起的形变，每个单元均配有三维调节装置。矩形龙骨虽然在节点位置转动方面弱于圆形龙骨，但加工安装方便简单；为了解决在每个节点位置相连板块不共面的问题，需要考虑类似万向铰的连接形式。

同时，本工程为适应“蜂巢”复杂曲面形式，采用喷涂聚脲材料防水。由于节点复杂，铝板支撑体系中构件不合理布置将会引起防水层贯穿、防水连续性遭到损害的情况，因此设计时应考虑上述情况，充分发挥聚脲的防水效果。

建筑设计方案中蜂巢可开启，使用中多次开启闭合对其锁闭结构耐久性要求较高，且现场实测风压较大，设计时需考虑其锁闭性及安全耐久性。

在节点设计时需重点考虑结构三维变形适应性、加工的便捷性、安装方便性、更换快捷性。加工方面，若能将尽量多的部件交付工厂加工，确保一次成型，整体加工精度将得到良好保证；安装初始设计时，应充分发挥冷作业的优势，尽可能采用螺栓连接，减少焊接作业量；更换方面，应该考虑板块损坏时，既不影响使用功能，又能以最快速度更换。

3幕墙构造优化设计

由于本工程幕墙设计为不规则曲面，施工难度较大，原有设计存在一定缺陷，为使施工难度降低，笔者所在团队在原方案上做出一定优化，为保障工程顺利进行奠定了良好的基础。

3.1 幕墙龙骨及支座

本工程设计体型自由多变，原龙骨设计为钢管+槽钢，优化后整体调整为钢方通，减少二次加工步骤，在提高刚度的同时使得安装更加方便，同时更为节省材料，节点大样如图2所示。

图2 幕墙龙骨大样图

基于安装调节考虑，支座设计为三向调节。幕墙球节点支座考虑施工余量，在原理论设计尺寸上加5mm加工，现场根据实际情况切割焊接，保证节点顺利安装，方便吸收建筑结构的误差，以使幕墙的顺利安装，并达到既有的建筑效果，安装如图3所示。

图3 幕墙球节点安装图

3.2铝板支撑结构防水

本工程屋面防水等级为I级，根据GB 50207-2002《屋面工程质量验收规范》，须设有3道及以上的防水设防[2]，合成高分子防水涂料厚度不少于1.5mm；底层采用硬泡聚氨酯填补基层阴角缝隙，根据GB 50404-2007《硬泡聚氨酯保温防水工程技术规范》，需在硬泡聚氨酯上面采用抗裂聚合物水泥砂浆[3]。

原设计中铝板支撑将穿透防水层，最终设计修改为将支撑件放置于铝板边框上，并将支撑件角部边缘铣掉3mm，使其能够连续灌胶，防水层无穿透点，消除漏水隐患。原设计中每个单元有4个钢支撑穿透点，共用17000个单元，计算支座有17000×4个，经过优化后取消支座对防水贡献非常大。

原设计中压码不利于防水和玻璃组装受力，优化后改用副框形式，在工厂现将副框与主框组装，而后用带有弯钩的胶枪灌注结构胶，使得组装更加方便快捷。倒L型连接板原为钢角码，后改为铝角码，设置于钢通顶面，但考虑到防水的连续性，最终将此角码改为设置于钢通侧面。

为满足防火要求及防水施工作业的连续、方便，最终设计调整了防水层的叠放次序。为增加单元体刚度，采用玻璃与铝框在工厂组装的方式，进一步减少漏水的可能性。 此外，因聚脲与铝框接触粘结性能非常不稳定，因此增加0.6mm铁片过度，并与密封板与聚脲压边使其收口。接口处设计成波浪形以增加接触面积和咬合力，收口位置处密封胶灌封。铝合金框与喷涂聚脲搭接宽度需大于40mm[4]。

3.3 蜂巢开启装置

蜂巢开启锁闭原设计为电插锁，由于电插锁在锁闭状态下有锁闭不严密的缺点，故将电插锁改为多点锁。考虑到多点锁设置于中部比设置于两侧的锁闭效果更好，因此将多点锁位置调整至蜂巢开启电锁驱动器原电动推杆处。原设计中合页数为两个，因实测风压较大，考虑“蜂巢”开启闭合的安全耐久，将合页数增加为4个。

如图4为蜂巢最终优化设计示意图。

图4蜂巢最终优化设计示意图

4 施工精度控制

该工程弧形体型复杂轴线形式多变，轴线关系复杂、跨度大，屋面幕墙系统安装施工时对平面定位的要求很高，因此，该工程的测量定位是非常关键的。根据总包方和监理单位提供的控制点引测到施工部位建立控制网[5]。所有的控制点均需要多次复合，切实做到相互之间能有闭合关系，并与钢结构模型比对。

在幕墙系统的构件加工和整体施工过程中，需要精确的空间三维模型和相应的关键点坐标，来确定幕墙构件的尺寸、形状以及安装的位置和精度。本工程设计施工中，笔者所在团队专门针对深圳机场T3航站楼的幕墙系统设计，研究定制开发了T3-CW-CAD系统，系统算法能够满足幕墙各控制点相互制约关系，自动生成三维模型，对设计、构件生产及施工等精度控制起到关键性作用。

5 结束语

深圳机场T3航站楼幕墙结构曲线多变，多由不规则形状拼接而成，施工难度较大。本文对其工程设计重点、不规则幕墙构造优化设计及施工控制方法等方面展开介绍和讨论。从蜂巢的屋面造型设计角度，优化方案吸收建筑结构的误差，以使幕墙的顺利安装，并达到既有的建筑效果，同时，新型柔性防水材料聚脲的应用，解决了复杂曲面屋面的防水问题。在实际工程建设中证明优化后的方案经济可行，制作、施工安装及防水效果理想，希望为类似工程实践提供一定参考。

参考文献

[1]李立强.深圳机场T3航站楼幕墙设计心得[J]. 现代装饰理论,2011,11:17-22

[2]GB 50207-2002 屋面工程质量验收规范 涂抹防水屋面工程

[3]GB 50404-2007 硬泡聚氨酯保温防水工程技术规范

[4]李立强.喷涂聚脲在深圳机场T3航站楼的应用[J].现代装饰理论,2011,12:31-33

防水设计论文篇7

关键词：建筑结构；抗震效能设计

地震实践表明，破坏性地震引起的人员伤亡和经济损失，主要是由于地震时产生的巨大能量使得建筑物、工程设施发生的破坏和倒塌，以及伴随的次生灾害造成的。要想最大限度地减轻地震灾害，工程建设时必须进行科学合理的抗震设防，这是人类减轻地震灾害对策中最积极和最有效的措施。

1、基于结构性能的抗震设计理论

基于结构性能的抗震设计理论是以结构抗震性能分析为基础，根据设防水准的不同，将结构的抗震性能划分为不同的等级，设计者可根据业主的要求，确定合理的抗震性能目标和合理的结构措施。

1.1结构的基本性能水准

结构的基本性能水准包括适用性、破坏控制和安全性三个方面。安全性是指结构遭受可能发生的最大地震作用时对结构性能的最低要求；适用性是指在常遇地震作用下避免结构发生破坏，从而保证震后尽快恢复使用，也是结构所应具备的基本要求；破坏控制水准是在大震发生时控制财产损失、社会影响在可接受的范围内，该水准可由业主自行选择。

1.2设计理论的基本内容

基于结构性能的抗震设计理论的基本内容应包括地震设防水准、结构抗震性能目标和结构抗震设计方法等三个方面。

1.3地震设防水准

基于结构性能设计理论的实质就是要控制结构在未来可能发生的地震作用下的抗震功能。地震设防水准是指未来可能施加于结构的地震作用的大小。由于地震设防水准直接关系到未来结构的抗震能力，因此地震设防水准的选择在基于结构性能设计的理论中占有重要地位。放眼21世纪委员会（Vision2000）宣称，基于结构性能的设计理沦追求能控制结构可能发生的所有地震波谱的破坏水准。为了实现这一目标，需要根据不同重现期选择所有可能发生的对应于不同等级的地震动参数的波谱，这些具体的地震动参数称为“地震设防水准”。Vision2000在关于结构性能设计的研究报告中，建议设防地震等级如表1所示。

表1vision2000中的设防地及等级的划分

设防地震等级 重复发健时间 超越概率

常遇地震 43年 30年内50%

偶遇地震 72年 50年内50%

罕遇地震 475年 50年内10%

非常地震 970年 100年内10%

结构的抗震性能与结构的地震作用有关。通过对与上表地震等级有关的地震动参数的选择，可将结构在地震中的破坏程度控制在预计的范围内。另外，地震加速度峰值、频谱和持时是反映地震动特征的三要素，也是影响结构地震反应的重要因素。近场地震效应对结构也有较大的影响，而地震动三要素是与震源特征、传播途径、场地条件有关的，采用地震等级为设防标准，从设防地震出发，采用概率一致设定地震和估计近场地震动的其他方法，就可以对不同量级的设防地震的地震参数作出估计。可见，未来的规范应该采用设防地震动和设防地震等级两种参数作为地震设防水准。

1.4结构抗震性能水准

结构抗震性能水准表示结构在特定的某一地震设计水准下预期破坏的最大程度，结构和非结构构件破坏以及因它们破坏引起的后果，主要用结构破坏程度、结构功能性和人员安全性来表达；对于不同等级的抗震性能，都应根据结构类型、整体结构、竖向和横向承载构件、性能水准、结构变形、设备与装修修复使用等方面加以定义，应该表达为量化指标，以便工程设计和评估。

结构抗震设防目标是针对某一地震设防水准而期望达到的抗震性能等级。抗震设防目标的建立需要综合考虑场地特征、结构功能与重要性、投资与效益、震后损失与恢复重建、潜在的历史或文化价值、社会效益及业主的承受能力等诸多因素。美国学者建议将结构抗震性能目标分为三个等级，即基本设防目标、重要设防目标、特别设防目标。基本设防目标是一般建筑设防的最低标准；重要设防目标是医院、公安消防、学校通讯等重要建筑设防的最低标准；特别设防目标是含核材料等特别危险物资的特别重要建筑的最低设防标准。规范提出的抗震设防目标是最低标准，结构抗震性能目标可以根据业主的要求采用比规范的设防目标更高的设防标准。

2、超限高层建筑工程抗震应用示例

2.1大连金广枫景

7度设防的剪力墙结构，Ⅰ类场地，主楼平面为椭圆形且墙体全部落地。结构总高度170m，超过抗震规范适用高度42%，也比高层混凝土规程B级高度超过14%。

该工程的特点是超高较多，但小震的地震力比风力小，常规设计的截面承载力和变形为风力控制。所采用的性能设计要求是：墙体及其连梁的抗震等级采用特一级，比A级高度的剪力墙结构提高二级，而且上部轴压比大于0.2的墙肢设置约束边缘构件。底部加强部位墙体的承载力按中震弹性设计，可基本达到大震不屈服；同时，中震下的截面的平均剪应力为0.4ftk，接近满足大震不出现剪切裂缝的控制条件。总体上基本达到了上述性能目标C的判断准则的要求；考虑地震作用的不确定性，在延性构造上留有余地。

2.2北京兰华大厦

8度设防的框架-剪力墙结构，总高93m。底部五层的楼板偏于一侧，无楼板的一侧为穿层型钢混凝土斜柱，斜柱和斜支撑在五层顶板形成较大的拉力和压力。

针对上述特点，其性能设计的要求是：五层顶板采取加强措施确保静力和地震下的安全；斜柱采取措施减少长细比，并保证在中震下考虑P―效应的承载力按弹性设计，在大震下的变形可得到控制，约为1/450；增加框架部分承担的地震剪力，取20%的总地震剪力，且每个斜柱承担2%的总地震剪力。该结构的剪力墙和在六层以上的结构基本按规范的要求设计，故总体性能仅达到比性能目标E略有提高。

结语

基于性能的抗震设计仍存在一些有待研究和解决的问题，尤其是地震作用大小的不确定性以及计算模型和参数的准确性等问题，可以相信，随着工程的不断应用和研究工作的深入，将会趋于成熟。

参考文献

[1]徐培福等，关于超限高层建筑抗震设防审查的若干讨论[J].土木工程学报，2004，37（1）

[2]陶夏新.中国地震工程地质学之发展「A.中国工程地质五十年[M〕.北京：地震出版社，2000

防水设计论文篇8

关键词：长江堤防 深层搅拌 水泥土防渗墙 设计指标

一、深搅水泥土防渗墙功能和材料特点分析

1．深搅水泥土防渗墙结构和功能

深搅水泥土防渗墙是由水泥土搅拌桩多桩搭接而形成连续密实的墙体。水泥土搅拌桩加固地基是通过每一个独立桩组成的桩群来实现的，防止堤防渗透破坏则需要建立起连续完整的桩墙（即深搅水泥土防渗墙），从这个意义上讲，将搅拌桩技术用于防渗要比加固地基的要求高，难度也大。与水泥土深层搅拌桩不同，深搅水泥土防渗墙的主要功能是在截渗或增加渗径，提高堤防的抗渗能力，深搅水泥土防渗墙本身不是传统意义上的承载结构，故防渗墙应达到的主要性能指标也与加固地基的搅拌桩不同，讨论防渗墙设计指标时应围绕堤防工程特点和防渗要求进行。

深搅水泥土防渗墙技术大规模应用于水利工程是近几年的事情，防渗墙的设计内容包括墙置、墙体深度、墙体厚度以及墙体材料物理力学参数（渗透系数、抗压强度、允许渗透比降）和相应的水泥掺量等。其中防渗墙位置、深度以及水泥掺入量视深搅水泥土防渗墙的功能要求和施工条件等因素的不同而定。为简化起见，本文主要针对堤基防渗墙的设计指标进行讨论，重点对防渗墙渗透系数、厚度、允许比降和强度指标的合理范围进行较为深入的探讨。堤身防渗墙如果是用于隐患处理（如切断堤身内的横向裂缝或生物洞穴），则应针对性地考虑其设计指标，这里不做讨论。长江重要堤防的断面为：顶宽一般为8～10m，堤身高度在6～10m之间，内外坡比均为1∶3。设计水头一般在8m以下。长江堤防除个别堤段有新培土（新培土层一般不超过2m），绝大多数为老堤，已有数百年的历史，在以下的讨论中均指的是老堤的加固工程，并且认为老堤已经完成固结过程。

2．水泥土材料特性概述

根据大量试验研究结果可知，影响水泥土的抗渗性能和力学性能的主要因素有：水泥掺量和水泥标号，被加固土质特性和含水量，拌和程度，成型环境和龄期。下面重点讨论水泥土抗压强度与龄期的关系以及水泥土的破坏机理等，它们直接影响抗压强度的设计取用值。

水泥土的抗压强度随龄期的增加而增加，渗透系数随龄期的增长不断变小。长江堤防的几种常见土质类型，如淤泥、粉质黏土、壤土、极细砂等，在掺入水泥后的抗压强度随龄期增长的规律有一定的差异。室内试验结果表明：粉细砂、粉土、粉质黏土在实验室条件下制备的水泥土，不同龄期的抗压强度的大致比例（以90d龄期的强度为比较基准1）为：28d龄期为0．5～0．7；180d龄期为1．1～1．3。水泥土抗压强度设计取值究竟应采用何种龄期的指标为标准，应根据水泥土力学性能的龄期特性以及防渗墙的施工进度和实际承载时间等综合考虑。长江堤防工程深搅水泥土防渗墙的施工主要在非汛期进行，防渗墙竣工后至汛期承担设计水头还有一段时间。因此，考虑到长江堤防工程深搅水泥土防渗墙的施工进度、防渗墙实际的承载时间以及水泥土材料的特性等综合因素，本文建议深搅水泥土防渗墙抗压强度设计值取用90d龄期的抗压强度值。

室内试验结果表明，在单轴压缩条件下，水泥土呈现压缩破坏；在三轴剪切试验中，水泥土则呈现剪切破坏，有清晰的剪切面。堤防工程深搅水泥土防渗墙处于堤身和堤基内部，承受一定的围压作用，其力学破坏类型为剪切破坏。因此，用剪应力水平来评价深搅水泥土防渗墙的力学稳定性更为合理。

二、水泥土防渗墙抗渗透性指标的合理范围

1．深搅水泥土防渗墙渗透系数

从堤防加固工程中防渗墙的功能看，其防渗功能是第一位的。所以墙体的抗渗透性能至关重要。若按等效渗径方法近似考虑，防渗墙渗透系数比原土层的渗透系数降低多少倍，就等于渗径延长至多少倍。所以从渗流理论上讲，防渗墙渗透性与其所穿过地层的渗透系数之间的比例关系和墙体厚度一起决定了防渗墙所能起到的防渗作用。

从长江重要堤防的地层条件看，浅部粉质黏土、粉质壤土层的渗透系数一般在10－6～10－5cm／s量级，它们存在的问题主要是密实度（固结程度）不够，或由于陆相沉积环境的频繁变化使得土性不均匀，常见有砂壤土、粉细砂夹层或透镜体，深搅水泥土防渗墙在这类地层中的任务主要是提高胶结程度，并形成一道防渗性能均匀的墙体。表层或浅部的砂壤土、粉砂、细砂土层是造成长江重要堤防堤基险情的主要原因，因而是深搅水泥土防渗墙的主要处理对象，其天然状态下的渗透系数一般在10－4～10－3cm／s量级。

采用半封闭式防渗墙的典型结构模型和分析方法，可以对比研究防渗墙渗透系数对渗控效果的影响[1]。防渗依托层渗透系数为1×10－6cm／s，厚度为10m，其下伏强透水层渗透系数为0．01cm／s，河泓切穿防渗依托层，其他条件详见文献[2]。防渗墙厚度为20cm，对比计算了渗透系数由5×10－7cm／s逐渐增大至5×10－5cm／s共5种条件。令KR为防渗墙渗透系数与被其切穿的第一层强透水层渗透系数（1×10－3cm／s）的比值。图1是平台脚垂直出逸比降随KR值的变化曲线。由图可见，渗控效果随KR值的增大而急剧降低，当墙体比强透水层的渗透系数仅小一个量级时，其渗控效果很小，堤后渗流状态与无防渗墙时差别不大。由此可见防渗墙低渗透性的重要意义。

从堤防工程防渗墙的防渗功能看，防渗墙的渗透系数当然是越小越好，但防渗墙渗透系数的降低还受到施工技术和成本的限制。从目前绝大多数施工企业的施工技术、控制能力和成本来看，将深搅水泥土防渗墙的渗透系数设计指标定为i?1≤i＜10?×10－6cm／s较合适。

2．防渗墙厚度和允许渗透比降

（1）深搅水泥土防渗墙的厚度

长江堤防工程中使用的都是单排桩深搅水泥土防渗墙，这意味着每根桩以及每相邻两根桩的搭接部分都必须满足设计指标要求。所以防渗墙的厚度指标是指其最小厚度。

同样可以用半封闭式防渗墙结构模型分析防渗墙厚度对渗控效果的影响。防渗墙渗透系数为i?1≤I＜10?×10－6cm／s，厚度考虑了12、15、20、25和30cm等几种情况，其他条件同文献[2]。模拟结果表明，平台脚垂直出逸比降随防渗墙厚度增大而降低，在这几种厚度条件下，两者近乎线性关系。令防渗墙厚度与其渗透系数的比值为TKR，这一变量综合反映了防渗墙的两项关键指标。图2是平台脚垂直出逸比降随TKR值的变化曲线。由图可见，随TKR值的增大，渗控效果显著增强。综合考虑技术、经济等因素，本文建议目前堤防工程深搅水泥土防渗墙的厚度宜不低于20cm。

（2）深搅水泥土防渗墙的允许比降

深搅水泥土防渗墙的允许比降J允可用下式表示：

J允＝ΔH／D／η

式中?D为墙体的最小厚度；ΔH为其上游面承受的水头与下游面水头的差值；η为安全系数。

从目前已掌握的长江流域堤防情况看，防渗墙承担的实际作用水头一般小于8m，最大不超过10m。如果按最小墙厚20cm承受全部作用水头考虑，根据允许比降的定义，承受10m的作用水头时防渗墙内的渗流比降为50，所以50的允许比降应该能够满足一般要求。

值得指出的是，深搅水泥土防渗墙的渗透变形机理与黏性土相似程度如何目前还缺乏足够的实验研究，但可以肯定目前搅拌工法建成的深搅水泥土防渗墙不具备已知的四种形式渗透破坏的形成条件[3]，而且长江堤防中防渗墙的作用水头也较小，因此，允许渗透比降可以不作为长江堤防工程防渗墙的控制指标。

3．深搅水泥土防渗墙的抗压强度

下面通过对堤防工程深搅水泥土防渗墙应力应变计算，揭示不同条件下防渗墙的受力状态，结合水泥土材料的力学特性和长江重要堤防隐蔽工程的特点，综合讨论深搅水泥土防渗墙抗压强度的取值问题。

二维有限元应力应变计算断面（图3）：土堤顶宽8m，高度8m，内外坡比1∶3。基础取深度30m。堤身为黏性土，堤基为砂性土（粉砂）。计算水位8．0m。其中：Ⅰ为堤基、Ⅱ为堤身、Ⅲ为防渗墙墙体。堤身、堤基均按均质土考虑，并且为老堤，均已完成固结。

防渗墙布置在堤顶中轴线。防渗墙厚度0．2m。计算中防渗墙深度分别取13．0m、23．0m，相应地防渗墙在堤基中的深度分别为5．0m、15．0m，以研究不同深度和型式防渗墙的受力特征。防渗墙分别采用三种水泥土材料（抗压强度分别为2．0MPa，1．0MPa，0．5MPa）进行计算，研究材料参数对防渗墙受力性状的影响。采用二维平面应变分析方法。堤基、堤身和防渗墙用邓肯－张模型[4]。有关材料参数取值如表1。

对堤内、外各取24m作为计算的横向边界进行计算，自地表向下取30m作为底部边界进行计算。横向边界设滚轴支座，底部边界设铰支座。计算网格（图略）单元总数1450，节点总数1516。

计算分期为：第一期对堤基进行计算。第二期对堤身填筑进行计算。第三期模拟搅拌法施工，计算到第三期时，将前期单元计算成果累加上本期按水泥土容重与防渗墙所在位置土容重之差计算所得体系应力应变增量，作为本期计算成果。第四期为加载期，计算设计水位的水荷载作用下防渗墙的受力情况。表2、表3、表4分别给出了三种水泥土材料情况下防渗墙中应力的最大、最小值及应力水平的最大值，应力以压为正。

从计算结果可以看出，不论选用那种水泥土材料，在防渗墙的深度不超过20m，作用水头不超过8m的条件下，堤防防渗墙中的最大主应力均不超过500kPa?0．5MPa?，最小主应力不小于0，即不存在拉应力，防渗墙中应力水平最大值不超过0．33。

防渗墙抗压强度设计值的选取除了考虑深搅水泥土防渗墙在设计水位下的受力状态外，还涉及到两个问题：一是用什么标准判断防渗墙的力学破坏？二是选用多大的安全系数。

如果按照压缩破坏标准，根据上述应力计算结果，深搅水泥土防渗墙抗压强度设计值为1．0MPa时，力学破坏的安全系数为2．2左右；设计值为0．5MPa时，力学破坏的安全系数为1．1左右。如果按照剪切破坏标准，根据上述应力计算结果，深搅水泥土防渗墙抗压强度设计值为1．0MPa时，应力水平最大值0．12，相应单元的安全系数大于5；设计值为0．5MPa时，应力水平最大值0．33，相应单元的安全系数在3左右。

根据深搅水泥土防渗墙的功能和受力方式，应当考虑围压作用，同时由于水泥土在围压作用下的力学破坏为剪切破坏，应按照剪切破坏标准评价其力学稳定性，因此本文建议长江堤防深搅水泥土防渗墙的抗压强度取值宜不低于0．5MPa。

三、主要结论

一是堤防防渗墙的功能是截渗或增加渗径，防止堤身和堤基的渗透破坏。因此，从防渗的功能看，防渗墙的完整性和连续性是关键。在长江堤防深搅水泥土防渗墙设计指标中渗透系数是控制性指标。防渗墙渗透系数在10－6cm／s量级、厚度不小于0．2m是合适的。

二是水泥土的抗压强度在堤防防渗工程中不是控制指标，但由于它是直观反映水泥土质量的主要指标，在应用中也作为一项设计指标。水泥土抗压强度与水泥的掺量、土质类型和含水量、搅拌的均匀性以及成型环境和龄期有关。考虑到龄期特性，土质特性，成型环境以及堤防防渗墙施工进度等综合因素，建议以水泥土90d龄期的抗压强度作为标准强度。

三是考虑到长江堤防防渗墙承担的作用水头不高（一般小于8m），深搅水泥土防渗墙最大深度不超过20m，从应力应变计算结果看，防渗墙中最大主应力不超过0．5MPa，防渗墙中无拉应力。建议深搅水泥土防渗墙抗压强度设计值宜不低于0．5MPa。

四是针对长江堤防工程的实际条件，深搅水泥土防渗墙本身不具备产生渗透破坏的前提条件，因此，建议在深搅水泥土防渗墙质量标准中，允许比降可以不作为控制性指标。

参考文献：

1 李思慎，长江重要堤防隐蔽工程建设中的防渗处理，长江科学院院报增刊.2000．12．

2 张家发，吴昌瑜等.堤防加固工程中防渗墙防渗效果及应用条件研究.长江科学院院报.2001．5．

3 刘杰．土的渗透稳定与渗流控制．水利电力出版社.1992．