時(shí)間:2023-07-07 16:11:07
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當(dāng)然,引起水工建筑物混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的原因是多方面的。但是,歸納起來(lái)可分為荷載作用引起的裂縫和非荷載引起的裂縫兩類。本文對(duì)這兩類因素進(jìn)行了分析,并根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)在施工中進(jìn)行預(yù)防的措施,供參考。
2荷載作用引起的裂縫
2.1水工建筑物混凝土結(jié)構(gòu)在使用荷載作用下,由于截面的混凝土拉應(yīng)變大多是大于混凝土極限拉伸值的,所以構(gòu)件在使用時(shí)總是帶縫工作的。這類裂縫總是與主拉應(yīng)力方向大致垂直,且最先在荷載效應(yīng)最大處產(chǎn)生。如果荷載效應(yīng)相同,裂縫首先在混凝土抗拉能力最薄弱處產(chǎn)生。
2.2預(yù)防荷載作用引起的裂縫的措施是合理的配筋。在施工過(guò)程中,選用混凝土粘結(jié)較好的變形鋼筋,控制鋼筋的應(yīng)力不過(guò)高,鋼筋的直徑不過(guò)粗,并用鋼筋不在混凝土中分布比較均勻。這樣就能較好地控制正常使用條件下裂縫寬度,不致過(guò)寬。
3非荷載引起的裂縫
在水工建筑物混凝土物件中,大部份縫是由非荷載因素引起的,如溫度變化、混凝土收縮、基礎(chǔ)不勻沉降、塑性坍落、鋼筋銹蝕、堿—骨科化學(xué)反應(yīng)等等。
3.1溫度變化引起的裂縫
3.1.1水工建筑結(jié)構(gòu)件隨著溫度的變化而產(chǎn)生變形,即通常所說(shuō)的熱脹冷縮。當(dāng)變形受到約束時(shí),便產(chǎn)生了裂縫,約束的程度越大,裂縫就越寬。
預(yù)防熱脹冷縮的措施:一是撤去約束,允許自由的產(chǎn)生變形;二是設(shè)置伸縮縫。
3.1.2水泥和水所引起化學(xué)反應(yīng)引起裂縫。大體積混凝土開(kāi)列的主要原因之一,是由于混凝土在硬化過(guò)程中,水泥和水起化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生大量的水化熱引起混凝土的溫度上升,如果熱量不能很快散失,內(nèi)部和外部溫差過(guò)大,就將產(chǎn)生溫度應(yīng)力,使結(jié)構(gòu)內(nèi)部受壓,外部受拉?;炷猎谟不跗冢挥泻艿偷目估瓘?qiáng)度,如果由內(nèi)外溫度差引起的拉應(yīng)力超過(guò)混凝土早期抗拉強(qiáng)度時(shí),混凝土就要產(chǎn)生裂縫。
防止這類裂縫產(chǎn)生的措施是:①盡量選用低熱或中熱降低泥礦渣水泥、粉煤灰水泥;②減少水泥用量,將水泥用量盡量控制在450kg/m2以下;③降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.60以下;④改善骨科級(jí)配,摻加粉煤灰或高效減少水劑等來(lái)減少水泥用量,降低水化熱;⑤改善混凝土的攪拌工藝,采用“二次風(fēng)冷”新工藝降低混凝土的澆筑溫度;⑥在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑,改善混凝土拌和物的流動(dòng)性、保水性,降低水熱化,推遲熱峰出現(xiàn)的時(shí)間;⑦合理安排施工工序,分層、分塊澆筑,以利于散熱,減小約束;⑧在大體積混凝土內(nèi)部設(shè)置冷卻管道,通過(guò)冷水或冷氣冷卻,減小混凝土的內(nèi)部溫差;⑨加強(qiáng)混凝土溫度的監(jiān)控,及時(shí)采取冷卻保護(hù)措施;⑩加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù),混凝土澆筑后,及時(shí)用濕潤(rùn)的草簾、麻片等覆蓋,并灑水養(yǎng)護(hù),適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間,保證混凝土表現(xiàn)緩慢冷卻,在寒冷季節(jié),混凝土兩面必須采取保溫措施,以防寒潮襲擊。
3.1.3構(gòu)件硬化成型后,在使用中,如果溫度較大,構(gòu)件內(nèi)部溫度梯度就極大,也會(huì)引起構(gòu)件開(kāi)裂。
3.1.4預(yù)防產(chǎn)生比類裂縫的措施是:采用隔熱(或保溫)措施,盡量減少構(gòu)件內(nèi)部溫度梯度,在配筋時(shí)應(yīng)考慮溫度力的影響。
3.2混凝土收縮引起的裂縫
3.2.1混凝土在空氣中結(jié)硬時(shí),體積要縮小,產(chǎn)生收縮變形,當(dāng)受到約束時(shí),就可能導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。
3.2.2在配筋率較高的構(gòu)件中,由于鋼筋對(duì)周圍混凝土的約束作用增強(qiáng),混凝土的收縮也會(huì)受到鋼筋的限制而產(chǎn)生拉應(yīng)力,引起構(gòu)件局部裂縫。
3.2.3新老混凝土界面容易產(chǎn)生收縮裂縫。
3.2.4防止和減少收縮裂縫的措施:①合理設(shè)置收縮縫;②改善水泥土性能,降低水灰比,減少水泥用量;③配筋率不宜過(guò)高,設(shè)置構(gòu)造鋼筋收縮裂縫健分布均勻,避免發(fā)生集中的大裂縫;④加強(qiáng)混凝土的時(shí)期養(yǎng)護(hù),并適應(yīng)當(dāng)延長(zhǎng)混凝土保溫覆蓋時(shí)間,并涂刷養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)。
3.3混凝土塑性坍落引起的裂縫
3.3.1混凝土塑性坍落發(fā)生在混凝土澆筑后的頭幾個(gè)小時(shí)內(nèi),這時(shí)混凝土還處于塑性狀態(tài),如果混凝土出現(xiàn)泌水現(xiàn)象,在重力作用下混合料中的固體顆粒有向下沉移而水向上浮動(dòng)的傾向。這種移動(dòng)當(dāng)受到鋼筋骨架或者模板約束時(shí),在上部就容易形成沿鋼筋長(zhǎng)度方向的裂縫。
3.3.2預(yù)防措施是:①要仔細(xì)選擇集料的配級(jí),做好混凝土的配合比設(shè)計(jì),特別是要控制水灰比,采用適量的減水劑;②施工時(shí)混凝土既不能漏振也不能過(guò)振,避免混凝土泌水現(xiàn)象的發(fā)生,防止模板沉陷;③如果發(fā)生這類裂縫,可在混凝土終凝以前重新抹面壓光,使裂縫閉合。3.4基礎(chǔ)不均勻沉降引起的裂縫
3.4.1基礎(chǔ)不均勻沉降,使超靜結(jié)構(gòu)受迫,從而導(dǎo)致裂縫。
3.4.2防止基礎(chǔ)不均勻引起裂縫的措施是:根據(jù)地基條件及上部結(jié)構(gòu)形式,采用合理的構(gòu)造措施及設(shè)置沉降縫。
3.5冰凍引起的裂縫
3.5.1水在結(jié)冰過(guò)程中,荷重要增加,因此,水在設(shè)灌漿或灌漿不飽滿的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件孔道中結(jié)冰,就可以產(chǎn)生沿著孔道方向的縱向裂縫。
3.5.2預(yù)防冰凍裂縫的措施:在建筑物基礎(chǔ)梁下填一定厚度的松散材料(爐渣)。
3.6鋼筋銹蝕引起的裂縫
3.6.1原因:鋼筋的生銹過(guò)程實(shí)際上是電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程,這種效應(yīng)可在鋼筋周圍的混凝土中產(chǎn)生脹拉應(yīng)力,如果混凝土的保護(hù)層比較薄,不是以抵抗這種拉應(yīng)力時(shí),就會(huì)沿著鋼筋形成一條順筋裂縫。順筋裂縫一旦產(chǎn)生,又進(jìn)一步促進(jìn)鋼筋銹蝕程度的增加,形成惡性循環(huán),最后導(dǎo)致混凝土保護(hù)層剝落,甚至鋼筋銹斷。這種順筋裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)的耐久性影響最大。
3.6.2預(yù)防措施:防止順筋裂縫的措施是提高混凝土的密實(shí)度和抗?jié)B性,適當(dāng)加大保護(hù)層的厚度。
3.7堿——骨科化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫
3.7.1原因和分析:堿——骨科反應(yīng)是指混凝土孔隙中水泥的堿性溶液與活性骨科(含活性Si02)化學(xué)反應(yīng),生成堿——硅酸凝膠,堿硅膠溫水后可產(chǎn)生膨脹,使混凝土脹裂,開(kāi)始時(shí)在混凝土表面形成不規(guī)則的細(xì)小裂縫,然后由表及里地發(fā)展,裂縫中充滿了白色深沉。
3.7.2預(yù)防措施:堿——骨科化學(xué)反應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)件的耐久性影響極大,為了控制堿——骨科的化學(xué)反應(yīng)速度應(yīng)選擇優(yōu)質(zhì)骨科和低含堿量水泥,并提高混凝土的密實(shí)度和采用較低的水灰比。
4結(jié)語(yǔ)
裂縫是水利建筑物混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象,它的出現(xiàn)不僅會(huì)降低水利建筑物的抗?jié)B能力,影響水利建筑物的使用功能,而且會(huì)引起鋼筋的銹蝕,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影響水利建筑物的承載能力。所以,必須對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行深入細(xì)致的調(diào)查研究,區(qū)別對(duì)待,在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來(lái)預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展,以保證水利工程建筑物的構(gòu)件的安全、穩(wěn)定、經(jīng)久、耐用。
論文關(guān)鍵詞:水利工程建筑物;混凝土裂縫;防治措施
論文摘要:在許多水利工程建筑物中,混凝土的裂縫問(wèn)題是一個(gè)普遍存在而又難以解決的工程實(shí)際問(wèn)題,對(duì)水利工程中常見(jiàn)的混凝土裂縫的成因進(jìn)行了探討分析,并有針對(duì)性地提出了一些防治措施。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞船閘沉降觀測(cè)
1工程概況
京杭運(yùn)河解臺(tái)二線船閘工程是我省利用世行貸款投資建設(shè)的交通重點(diǎn)工程,船閘位于徐州市賈汪區(qū)大吳鎮(zhèn),距市區(qū)約20km,處于京杭運(yùn)河江蘇段西線航道解臺(tái)一線船閘北側(cè)。
解臺(tái)二線船閘與一線船閘平行布置,兩閘中心線相距90m,船閘基本尺度230×23×5m,主要結(jié)構(gòu)形式:閘首為鋼筋混凝土底板、空箱邊墩、頭部環(huán)繞短廊道輸水、鋼結(jié)構(gòu)人字閘門及提升式平板閥門、電氣自動(dòng)控制液壓?jiǎn)㈤]機(jī),閘室為鋼筋混凝土透水底板、扶壁式鋼筋混凝土閘墻,鋼筋混凝土上、下游護(hù)坦,上下游主副導(dǎo)航墻、靠船墩及護(hù)岸為混凝土底板漿砌塊石墻(墩)身。設(shè)計(jì)年通過(guò)能力為2500萬(wàn)噸。
2沉降觀測(cè)目的和內(nèi)容
沉降觀測(cè)是船閘建設(shè)不可忽視的工作之一,通過(guò)沉降觀測(cè),可以監(jiān)測(cè)建筑物的沉降變位情況,不但為今后的船閘底板內(nèi)力計(jì)算提供數(shù)據(jù),提高了準(zhǔn)確性,而且能便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況,采取措施,保證工程的安全運(yùn)行。
由于解臺(tái)二線船閘上、下閘首為整體塢式結(jié)構(gòu),我省船閘建設(shè)有關(guān)部門經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐總結(jié),目前普遍采用預(yù)留施工寬縫,將整塊底板分成三塊,待兩側(cè)邊墩澆筑完成、回填土達(dá)到所要求的高程、地基沉降穩(wěn)定后,再進(jìn)行封鉸,可有效地減小底板的內(nèi)力或厚度;并能減少閘塘開(kāi)挖后對(duì)地基的卸載及底板、閘墻邊墩澆筑過(guò)程中因加載而產(chǎn)生的地基升降變化。通過(guò)定期進(jìn)行沉降觀測(cè),可以掌握軟基的固結(jié)過(guò)程,用來(lái)確定預(yù)留施工寬縫對(duì)內(nèi)力的影響,同時(shí)為確定封鉸時(shí)機(jī)和地下水位控制、加載速率提供依據(jù)。
沉降觀測(cè)的主要內(nèi)容是:通過(guò)布設(shè)控制網(wǎng),按相關(guān)精度要求,根據(jù)施工分級(jí)加載實(shí)況,定期定點(diǎn)對(duì)塢室結(jié)構(gòu)底板封鉸前后每塊底板和每節(jié)閘室墻在建設(shè)過(guò)程中的沉降情況進(jìn)行觀測(cè),直至工程竣工驗(yàn)收,移交使用單位。
3沉降觀測(cè)方案
3.1精度指標(biāo)與觀測(cè)儀器的選擇
設(shè)計(jì)單位對(duì)主體工程上、下閘首及閘室塢式段施工寬縫封鉸提出的要求,其中有一條為邊墩的沉降速率(連續(xù)10天)每晝夜小于0.1mm。
如果按照限差為0.1mm來(lái)設(shè)計(jì)觀測(cè)方案,高差中誤差須滿足0.05mm的要求,目前最先進(jìn)的精密水準(zhǔn)儀每km高差中誤差只能滿足0.7mm的要求,無(wú)法滿足設(shè)計(jì)要求。經(jīng)與設(shè)計(jì)部門商討,變更為通過(guò)連續(xù)3個(gè)10天的觀測(cè),如果結(jié)果都不超過(guò)1mm,則認(rèn)為滿足設(shè)計(jì)要求。
根據(jù)設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)行國(guó)家《工程測(cè)量規(guī)范》、《建筑物變形測(cè)量規(guī)程》及交通部《水運(yùn)工程測(cè)量規(guī)范》中對(duì)沉降觀測(cè)的各項(xiàng)規(guī)定,結(jié)合解臺(tái)二線船閘工程具體的特點(diǎn),我們選擇變形測(cè)量的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)作為本項(xiàng)沉降觀測(cè)工作的精度指標(biāo),詳見(jiàn)表1。
沉降觀測(cè)是船閘工程中精度較高的測(cè)量工作,儀器設(shè)備、布設(shè)路線、觀測(cè)方法及人員素質(zhì)等多方面都會(huì)影響觀測(cè)數(shù)據(jù)的精度。在該測(cè)量工作中我們選擇S1級(jí)瑞士LeicaNA2/GPM3精密水準(zhǔn)儀,配合銦鋼水準(zhǔn)尺進(jìn)行作業(yè),省測(cè)繪局鑒定部門對(duì)儀器的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了技術(shù)鑒定,在作業(yè)期間我們多次對(duì)儀器i角差進(jìn)行檢核,為觀測(cè)工作提供了技術(shù)保證。
3.2觀測(cè)路線的布設(shè)
3.2.1水準(zhǔn)基點(diǎn)、工作基點(diǎn)的設(shè)置
水準(zhǔn)基點(diǎn)由測(cè)區(qū)原有等級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)(設(shè)計(jì)部門提供)BM(33.226m)、G2(32.652m)組成,該兩點(diǎn)高程數(shù)據(jù)經(jīng)多次聯(lián)測(cè)檢核,高差誤差均小于1.0mm。且兩水準(zhǔn)基點(diǎn)均位于一線閘管理區(qū)較為偏僻地方,是一線閘施工期間(1958~1961年)設(shè)置的,點(diǎn)位穩(wěn)定可靠。我們以觀測(cè)條件較好的BM作為主基點(diǎn),G2作為校核點(diǎn)。利用原一線船閘南側(cè)(二線閘施工區(qū)外側(cè))閘墻一個(gè)沉降釘(A9)作為工作基點(diǎn),與BM、G2形成一個(gè)閉合環(huán),檢測(cè)起始數(shù)據(jù)的正確性。
3.2.2觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)
上、下閘首及閘室塢式段均在邊墩底板及施工寬縫的兩端各布設(shè)8個(gè)沉降釘計(jì)24個(gè)觀測(cè)點(diǎn);閘室14節(jié)扶壁段均在閘墻底板兩端各布設(shè)4個(gè)沉降釘計(jì)56個(gè)觀測(cè)點(diǎn);沉降釘?shù)闹谱鞑捎?0cmФ18螺紋鋼頂端焊接鍍銅半球圓帽加工而成,埋設(shè)時(shí)配以斜筋焊接在底板面層及豎向鋼筋上,頂端突出砼表面1.5~2.0cm左右,以保證點(diǎn)位穩(wěn)固。
由工作基點(diǎn)A9至觀測(cè)點(diǎn)路線基本沿閘塘原狀土上設(shè)置,中間轉(zhuǎn)點(diǎn)全部埋設(shè)測(cè)樁,采用50~100cmФ20螺紋鋼打入土層,表面澆筑20~30cm厚砼,進(jìn)入閘塘邊坡段,除轉(zhuǎn)點(diǎn)采用同前設(shè)置外,測(cè)站架鏡的位置也埋設(shè)30cm厚砼,以保證觀測(cè)時(shí)儀器的穩(wěn)定。
整個(gè)觀測(cè)線路由BM、A9和14-2、12-4、10-2等11個(gè)觀測(cè)點(diǎn)形成一個(gè)整體閉合環(huán),全長(zhǎng)1.32km,36測(cè)站,不在路線上的其他觀測(cè)點(diǎn),由其鄰近觀測(cè)點(diǎn)固定觀測(cè)。
3.3觀測(cè)方法及注意事項(xiàng)
本次沉降觀測(cè)工作采用精密幾何水準(zhǔn)測(cè)量方法進(jìn)行,觀測(cè)過(guò)程中,各項(xiàng)偏差控制及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理按照國(guó)家《建筑物變形測(cè)量規(guī)程》中各項(xiàng)規(guī)定執(zhí)行。
進(jìn)行沉降觀測(cè)過(guò)程中,須注意的幾個(gè)問(wèn)題:
(1)每次觀測(cè)應(yīng)遵守“四固定”原則,即:觀測(cè)所用儀器及水準(zhǔn)標(biāo)尺固定;觀測(cè)人員固定;觀測(cè)路線固定;觀測(cè)環(huán)境和條件基本相同。
(2)水準(zhǔn)儀i角是一個(gè)變化值,每次作業(yè)前,對(duì)i角進(jìn)行檢查,若發(fā)現(xiàn)i角大于10秒,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢驗(yàn)校正。
(3)布設(shè)觀測(cè)路線時(shí),前后視距不超過(guò)40m,前后視距差不超過(guò)1.0m,以控制i角的誤差影響,同時(shí)提高觀測(cè)時(shí)的清晰度。
(4)觀測(cè)時(shí)間及環(huán)境:不在日出前后1小時(shí)、中午時(shí)分進(jìn)行觀測(cè),更不能在大風(fēng)或有霧的情況下進(jìn)行觀測(cè)。
(5)為保證水準(zhǔn)尺氣泡穩(wěn)定居中,自制一些簡(jiǎn)單的水準(zhǔn)尺輔助標(biāo)桿,以使扶尺員快速穩(wěn)定地豎直標(biāo)尺,提高觀測(cè)效率。
3.4觀測(cè)周期
船閘底板基礎(chǔ)是分段施工的,為及時(shí)掌握加載后的初始觀測(cè)值,在每節(jié)底板澆筑混凝土終凝后,即開(kāi)始初始觀測(cè),因此不同底板上沉降觀測(cè)點(diǎn)的初始觀測(cè)日期是不一樣的。
對(duì)于建筑物變形觀測(cè)周期,有關(guān)測(cè)量規(guī)范、規(guī)程都沒(méi)作統(tǒng)一規(guī)定,我們根據(jù)以往同類型船閘經(jīng)驗(yàn),結(jié)合本工程閘室墻采用龍門架支撐大模板一次到頂澆筑砼的施工方案,分析基礎(chǔ)加載的情況,制定如下觀測(cè)周期:施工初期20天,封鉸前期至封鉸期間10天,封鉸后至觀測(cè)點(diǎn)移測(cè)到閘室墻頂部30天。
船閘主體建筑物施工期間,如遇到特殊情況(回填土與地下水位發(fā)生較大變化,底板或墻體產(chǎn)生裂縫,沉降縫兩側(cè)出現(xiàn)較大不均勻沉降等),應(yīng)立即進(jìn)行逐日或幾天一次的連續(xù)觀測(cè),及時(shí)提供觀測(cè)數(shù)據(jù),確保建筑物安全。
4沉降觀測(cè)成果
從2000年5月至2002年1月,共完成40次沉降觀測(cè)(2001年6月26日以后移測(cè)到閘室墻頂部觀測(cè)),閉合環(huán)線的高差閉合差在-0.3~+1.5mm之間,滿足二等水準(zhǔn)測(cè)量精度要求。沉降觀測(cè)成果數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。
5結(jié)論和體會(huì)
(1)觀測(cè)數(shù)據(jù)表明,本工程整個(gè)施工階段基礎(chǔ)的下沉量及回彈量的變化與施工順序、地基上的加載大小、施工進(jìn)度、地下水位情況等密切相關(guān)。
(2)沉降觀測(cè)資料反映施工階段的實(shí)際沉降量,難以與設(shè)計(jì)部門提供的理論預(yù)留沉降量相符,其主要原因是理論計(jì)算假設(shè)條件與上述施工條件變化出入較大,計(jì)算無(wú)法考慮施工期各種動(dòng)態(tài)的影響因素,另外地質(zhì)條件復(fù)雜。目前理論計(jì)算雖考慮土體的固結(jié)過(guò)程,把地基作為粘彈性模型進(jìn)行計(jì)算,但由于計(jì)算參數(shù)隨不同土質(zhì)而不盡相同,難以正確選取,故只有通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè),采用反分析法來(lái)確定計(jì)算參數(shù),才能為設(shè)計(jì)提供有效的數(shù)據(jù)。
當(dāng)水工建筑物修筑在地震烈度7°(含7°)以上區(qū)域時(shí),應(yīng)進(jìn)行抗震計(jì)算,以保證工程的正常運(yùn)行。為做好水工建筑物抗震設(shè)計(jì),水利部先后兩次編制《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》,即SDJ-78(試行)和SL203-97。
在執(zhí)行規(guī)范SL203-97過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)4.9.1地震主動(dòng)動(dòng)土壓力計(jì)算公式中,對(duì)主動(dòng)動(dòng)土壓力系數(shù)Ce取值的提法值得商榷。
2地震主動(dòng)動(dòng)土壓力計(jì)算
《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》SL203-97中給出的地震主動(dòng)動(dòng)土壓力代表值計(jì)算公式為:
式中Fe——地震主動(dòng)動(dòng)土壓力代表值
qo——土表面單位長(zhǎng)度的荷重
Ψ1——擋土墻面與垂直面夾角
Ψ2——土表面和水平面夾角
H——土的高度
γ——土的重度的標(biāo)準(zhǔn)值
φ——土的內(nèi)摩擦角
θe——地震系數(shù)角
δ——擋土墻面與土之間的摩擦角
ζ——計(jì)算系數(shù),動(dòng)力法計(jì)算地震作用效應(yīng)時(shí)取1.0,擬靜力法計(jì)算地震作用效應(yīng)時(shí)一般取0.25,對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)取0.35并規(guī)定,公式中的Ce應(yīng)取式(2)中按“+”、“-”號(hào)計(jì)算結(jié)果中的大值
3墻后填土為水平面時(shí)主動(dòng)土壓力系數(shù)應(yīng)小于1
主動(dòng)土壓力按庫(kù)倫理論計(jì)算,墻后填土是砂土,只有內(nèi)摩擦角φ,沒(méi)有凝聚力C(若考慮凝聚力C的影響,則通過(guò)加大內(nèi)摩擦角的辦法,即采用“等值內(nèi)摩擦角φ0”將凝聚力C包括進(jìn)去),因此主動(dòng)土壓力系數(shù)是與土的內(nèi)摩擦角φ密切相關(guān)的。在墻后填土為水平面,砂性土內(nèi)摩擦角φ為15°~50°時(shí),主動(dòng)土壓力系數(shù)應(yīng)小于1。
3.1地震主動(dòng)動(dòng)土壓力系數(shù)Ce計(jì)算公式中的明顯不合理
在SL203-97中4.9.1條地震主動(dòng)動(dòng)土壓力公式中,主動(dòng)土壓力系數(shù)Ce值的大小關(guān)鍵在于,規(guī)范要求取“+”、“-”號(hào)計(jì)算結(jié)果中的大值。此種提法不妥,因?yàn)椴捎脮r(shí),Ce值肯定會(huì)大于1。
(1)地震主動(dòng)動(dòng)土壓力與靜土壓力計(jì)算不同,在于水工建筑物遭遇地震時(shí)主動(dòng)動(dòng)土壓力要考慮地震系數(shù)角θe的影響,θe是隨著地震烈度的大小而變化,其公式為:
式中ζ——計(jì)算系數(shù),一般取0.25,對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)取0.35
αh——水平向設(shè)計(jì)地震加速度
αv——豎向設(shè)計(jì)地震加速度,應(yīng)取2/3×ah
現(xiàn)將不同地震列度的θe值計(jì)算如表1,可供抗震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)用。
可見(jiàn),當(dāng)Ce取“-”號(hào)時(shí)得2.8891,數(shù)值不確切。
在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)將庫(kù)倫公式中的土容重γ,土的內(nèi)摩擦角φ和墻面與土之間的摩擦角δ,均按地震基本烈度對(duì)應(yīng)的地震系數(shù)角θe,分別修正為λ/cosθe,φ-θe。
(2)取地震烈度7°,土的內(nèi)摩擦角φ為22°,11°,其余Ψ1、Ψ2為零的情況下,分析對(duì)Ce值的影響。不同φ值的Ce值計(jì)算如表2。
可見(jiàn),Ce在采用時(shí),其結(jié)果毫無(wú)實(shí)用價(jià)值。
3.2動(dòng)土壓力與靜土壓力比值分析。
地震主動(dòng)動(dòng)土壓力包括靜土壓力和動(dòng)土壓力,用兩者比值分析地震動(dòng)土壓力系數(shù)Ce采用的正確性。
(1)利用公式分析
已知地震主動(dòng)動(dòng)土壓力系數(shù)為0.4318,而靜土壓力系數(shù)
(2)利用SDJ-78(試行)中公式核算
按公式
式中Ce——地震動(dòng)土壓力系數(shù),取4.0
Cz——綜合影響系數(shù),取1/4
kH——水平向地震系數(shù),7°度地震時(shí)為0.1
φ——內(nèi)摩擦角,22°
E——靜土壓力
動(dòng)土壓力與靜土壓力比值為4%。
(3)利用SL203-97中4.9.1公式的編制說(shuō)明近似估算主動(dòng)動(dòng)土壓力值和其比值。
經(jīng)過(guò)對(duì)某工程實(shí)例計(jì)算后,動(dòng)土壓力與靜土壓力比值為5%。
4計(jì)算實(shí)例
現(xiàn)用某節(jié)制閘翼墻樁基整體穩(wěn)定實(shí)例進(jìn)行分析,地震主動(dòng)動(dòng)土壓力經(jīng)采用不同計(jì)算方法,其結(jié)果見(jiàn)表3。
已知條件:扶壁式檔墻,墻長(zhǎng)20m;墻底寬8.0m,墻后填土水平高度7.5m;填土等值內(nèi)摩擦角22°;翼墻墻面與土之間外摩擦角為11°。墻后水深6.78m土飽和容重為18.2kn/m3,遇7°地震時(shí)取地震系數(shù)角為1.46°。
由表3可看出SL203-97與GB50286-98地震主動(dòng)動(dòng)土壓力數(shù)值極其相近,但SL203-97動(dòng)土壓力僅占靜土壓力的2.8%。其原因在于SL203-97中4.9.1-1公式含有數(shù)值。
當(dāng)墻后填土表面為水平,且墻面無(wú)外荷,墻面與垂直面夾角(Ψ或α)為零時(shí),簡(jiǎn)化計(jì)算公式如下:
慮0.9833影響,計(jì)算結(jié)果為2486.5KN≈2487.3KN(GB50286-98),其動(dòng)土壓力與靜土壓力比值亦為4.6%。
另外再分析SL203-97中4.9.1-1公式,計(jì)算系數(shù)ζ取0.25和0.35對(duì)地震主動(dòng)動(dòng)土數(shù)值的影響,見(jiàn)表5。
當(dāng)ζ為0.35時(shí),地震角取2.05°,則Ce值為0.4397,,和當(dāng)ζ為0.25時(shí),地震角取1.46°,則Ce值為明計(jì)算系數(shù)區(qū)分0.25和0.35實(shí)際意義不明顯。
5結(jié)語(yǔ)
(1)經(jīng)過(guò)分析計(jì)算,在采用SL203-97中4.9.1公式進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí),地震主動(dòng)動(dòng)土壓力系數(shù)Ce應(yīng)只取值計(jì)算,這和《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50286-98、《港口工程技術(shù)規(guī)范》(1987年)、《水運(yùn)工程建筑物抗震設(shè)計(jì)》JTJ201-84及《水工設(shè)計(jì)手冊(cè)》第七卷?yè)跬翂Σ糠值囊?guī)定相一致。
(2)在采用SL203-97中4.9.1公式時(shí),計(jì)算系數(shù)不再區(qū)分0.25和0.35。
(3)建議SL203-97中4.9.1公式與《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50286-98中當(dāng)?shù)卣鹪O(shè)防時(shí)主動(dòng)動(dòng)土壓力庫(kù)倫公式相統(tǒng)一。
參考文獻(xiàn):
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踏勘選線的目的是在地面上確定中心線位置。在選定渠道路線時(shí),必須遵循“經(jīng)濟(jì)合理,安全可靠和灌溉面積大”的原則,因此在踏勘選線時(shí)要考慮如下幾個(gè)問(wèn)題:
①渠道要盡量短而直,力求避開(kāi)障礙物,以減小工程量和水流損失。
②把渠道選擇在地勢(shì)較高的地帶,以利達(dá)到擴(kuò)大灌溉面積和自流灌溉的目的。
③渠道經(jīng)過(guò)的地帶土質(zhì)要好,坡度要適宜,以防渠道運(yùn)行出現(xiàn)嚴(yán)重的滲漏、沖刷和坍塌現(xiàn)象。
④填挖土石方量和渠道建筑物要少,以達(dá)到省工、省料和少占用耕地。
在踏勘選線時(shí),擬建渠道地區(qū)如果有大比例尺地形圖時(shí),可以先在圖上選定出幾個(gè)路線方案,進(jìn)行比較后,根據(jù)初步擬定的渠線位置,再到實(shí)地沿線做調(diào)查研究和收集有關(guān)資料,(地質(zhì)、水文、材料來(lái)源、施工條件等),結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況,最后確定渠道的起點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)和終點(diǎn),并用大木樁在地面上標(biāo)志這些點(diǎn)的位置。
2中線測(cè)量
當(dāng)渠道的中心線在地面上確定以后,還要測(cè)出渠道的長(zhǎng)度和轉(zhuǎn)折角的大小。
渠道的長(zhǎng)度可以用鋼尺沿渠道中心線丈量。為了方便計(jì)算渠道長(zhǎng)度和測(cè)量渠道縱橫斷面圖,一般每隔100M(或50M)的地面上釘立一個(gè)小木樁(里程樁),如果里程樁之間地面坡度變化較大或有重要建筑物時(shí)(涵洞、跌水等),應(yīng)增設(shè)木樁,稱為加樁。
里程樁必須進(jìn)行編號(hào),渠道起點(diǎn)樁號(hào)可寫成0+000,依次為0+100,…0+900,距起點(diǎn)1KM處可寫成1+000,依次為1+100,…1+900,依此類推。加樁編號(hào)亦同,例如距起點(diǎn)樁5433M處的樁號(hào)可寫成5+433,里程樁樁號(hào)一律朝向渠首。
在沿中線量距的同時(shí),要在現(xiàn)場(chǎng)繪出路線草圖,作為設(shè)計(jì)渠道的參考,不必那么細(xì)致,可以用一條直線表示,遇到渠道轉(zhuǎn)彎處,用箭頭指出轉(zhuǎn)角方向,并寫出轉(zhuǎn)角度數(shù)。
在轉(zhuǎn)折處,還要測(cè)設(shè)圓曲線,里程樁和加樁就應(yīng)該設(shè)置在曲線上,并且按照曲線長(zhǎng)度計(jì)算里程。
3縱斷面水準(zhǔn)測(cè)量與繪制
渠道縱斷面水準(zhǔn)測(cè)量,就是測(cè)定渠道中心線上各個(gè)里程樁和加樁的高程,最后繪出渠道縱斷面圖,為設(shè)計(jì)渠道提供資料。
為了保證渠道縱斷面水準(zhǔn)測(cè)量的精度,測(cè)量時(shí)應(yīng)按《水利水電工程測(cè)量規(guī)范》的規(guī)定進(jìn)行。如果渠道沿線國(guó)家等級(jí)的水準(zhǔn)點(diǎn)不多,則要用四等水準(zhǔn)測(cè)量增設(shè)一些水準(zhǔn)點(diǎn),增設(shè)的水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)該沿渠道方向每隔1~2KM設(shè)置一個(gè)(即BM點(diǎn)),設(shè)置在渠道開(kāi)挖線和堆土線以外不易破壞的地點(diǎn)。BM點(diǎn)設(shè)置以后,就可以用普通水準(zhǔn)測(cè)量的方法測(cè)定里程樁和加樁的高程。
丘陵地區(qū)距離國(guó)家等級(jí)的水準(zhǔn)點(diǎn)較遠(yuǎn),也可以采用假設(shè)高程,一般在起點(diǎn)樁附近的固定建筑物或巖石上設(shè)置一個(gè)固定樁。以便往返閉合,并精確計(jì)算各里程樁和BM點(diǎn)的高程。
用各個(gè)里程樁和加樁的高程繪制的渠道中心線縱向地面變化的圖稱為縱斷面圖。渠道縱斷面圖是設(shè)計(jì)渠底高程線﹑堤頂高程線﹑計(jì)算填挖土石方量和擬定施工計(jì)劃的主要資料。
在渠道縱斷面水準(zhǔn)測(cè)量時(shí),各個(gè)里程樁和加樁測(cè)量所計(jì)算出來(lái)的高程是木樁樁頂高程。但是在繪制縱斷面圖時(shí),不能用樁頂高程而應(yīng)該用地面高程繪制。所以,在樁頂讀數(shù)的同時(shí)還應(yīng)加讀樁底讀數(shù)或把木樁高釘成統(tǒng)一高度。
繪制縱斷面圖:以里程樁和加樁高程作為縱坐標(biāo),用里程樁和加樁的里程作為橫坐標(biāo),按比例繪制。因?yàn)椋锍虡渡系母叱套兓淮?,里程樁的距離較長(zhǎng);所以,高程的比例尺可以放大一點(diǎn),一般采用1:100,1:200,1:500等。橫坐標(biāo)距離的比例尺可縮小一點(diǎn),可以采用,1:1000,1:2000,1:5000,1;10000等。
因?yàn)槔锍虡陡叱痰臄?shù)值比較大,但地面起伏變化較小,所以在圖紙上編輯高程數(shù)值時(shí),可以選擇某一高程作為起始線,而不必從零開(kāi)始。可根據(jù)水準(zhǔn)測(cè)量記錄中最底高程或設(shè)計(jì)最底高程定為起始高程。
繪制縱斷面圖的步驟如下:
①填寫里程樁。
②填寫各里程樁地面高程,并點(diǎn)圖連接繪制,用實(shí)線;標(biāo)明地面線。
③根據(jù)地面線定出設(shè)計(jì)坡降。并繪制在渠底坡度一欄。
④根據(jù)流量和設(shè)計(jì)坡降計(jì)算截面尺寸,根據(jù)坡降計(jì)算各里程樁的高程并填入渠底設(shè)計(jì)高程一欄,根據(jù)截面高度加安全超高和坡降計(jì)算各里程樁渠面設(shè)計(jì)高程并填入渠面設(shè)計(jì)高程一欄,繪制里程樁上各高程點(diǎn),用虛線連接;并標(biāo)明渠底設(shè)計(jì)線和渠面設(shè)計(jì)線。
⑤有了渠底設(shè)計(jì)線,就可以計(jì)算開(kāi)挖深度和填方高度,把開(kāi)挖深度和填方高度填入開(kāi)挖深度和填方高度一欄,并在里程樁對(duì)應(yīng)的位置上填寫。
⑥最后把路線平面圖一并繪制在最后一欄。
4渠道橫斷面的測(cè)繪
橫斷面測(cè)量的目的,就是在里程樁和加樁上測(cè)量出垂直于渠道中心線的橫向地面坡度變化點(diǎn)的高程,并繪出橫斷面圖。
橫斷面測(cè)量的寬度與渠道的大小和地形變化情況有關(guān),一般要求在橫斷面圖上能標(biāo)出渠道的邊樁位置或渠面能滿足邊坡的位置。
在橫斷面上地形變化較小的情況下,可采用水準(zhǔn)儀,在橫斷面坡度變化點(diǎn)上設(shè)置測(cè)釬或小木樁,并用皮尺或測(cè)繩量取水平距離,水準(zhǔn)儀測(cè)量高程。
如果橫斷面地面坡度變化較大,可以采用經(jīng)緯儀或全站儀,把儀器安置在里程樁上,對(duì)中﹑整平后,瞄準(zhǔn)前或后樁歸零,旋轉(zhuǎn)90度向兩邊施測(cè)。
將測(cè)算成果繪制橫斷面圖,繪制橫斷面圖的方法與縱斷面圖大至相同,只不過(guò)水平距離與高程的采用同一比例尺。
5土方計(jì)算
隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,電腦應(yīng)用非常廣泛,繪圖采用電腦繪制。將設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)斷面圖放置在渠道橫斷面各里程樁的渠底高程線上,然后用面積查詢可得出開(kāi)挖面積和填方面積。
將相鄰的兩個(gè)里程樁的開(kāi)挖面積或填方面積,用算術(shù)平均值乘以相鄰的兩個(gè)里程樁間的長(zhǎng)度,即可得到該段土方開(kāi)挖及回填方量。
在計(jì)算土方時(shí),如果相鄰兩橫斷面中,一為挖方,而另一為填方,則中間必有一點(diǎn)既不挖也不填的零點(diǎn)。即地面線與渠底設(shè)計(jì)線的交點(diǎn)就是零點(diǎn)。如:在1+500是挖方,開(kāi)挖深度是0.22m,1+527是填方,填方高度是0.83m。設(shè):零點(diǎn)距1+500為x,則:距1+527為27-x根據(jù)相似比的原理:x:(27-x)=0.22:0.83,求得;x=5.66m,27-5.66=21.34m。
計(jì)算出零點(diǎn)到1+500的距離后,還應(yīng)該到實(shí)地上確定零點(diǎn)的位置,并補(bǔ)測(cè)零點(diǎn)處的橫斷面,繪出橫斷面圖以后,同樣加繪設(shè)計(jì)斷面,計(jì)算挖方和填方的面積,以便把1+500~1+527兩樁間的土方分成1+500~1+505.66和1+505.66~1+527兩部分計(jì)算。
最后繪制土方計(jì)算表,將所有計(jì)算結(jié)果填入表中。
摘要:渠道是常見(jiàn)而普遍水利工程,無(wú)論是以蓄、提、引的方式進(jìn)行灌溉,還是排洪和排地面積水,都需要通過(guò)渠道才能發(fā)揮效益。文章踏勘選線、中線測(cè)量、縱橫斷面測(cè)量、土石方計(jì)算和邊坡放樣等方面對(duì)渠道測(cè)量進(jìn)行闡述。
關(guān)鍵詞:水工建筑物;渠道測(cè)量;工程量計(jì)算
關(guān)鍵詞:電子設(shè)備諧波問(wèn)題對(duì)策
隨著小區(qū)和建筑樓宇智能化的興起和信息處理技術(shù)的普及,電子計(jì)算機(jī)、彩色電視機(jī)和電子節(jié)能照明光源等電子設(shè)備和元件已廣泛進(jìn)入到我們的學(xué)習(xí)、工作、生活中。這些元件和設(shè)備屬于非線性負(fù)載,在大量集中使用的建筑物或居民小區(qū)中,其非線性產(chǎn)生的諧波電流,如果不加以抑制,會(huì)使低壓電網(wǎng)的電壓電流波形產(chǎn)生畸變,影響電能質(zhì)量。
一、電子設(shè)備的諧波現(xiàn)象及原因
電子設(shè)備的電源一般是整流電源,只在交流電壓接近峰值時(shí),整流管才導(dǎo)通有輸入電流。由于在一周期內(nèi)導(dǎo)通的時(shí)間很短,又必須維持設(shè)備正常的工作電流,所以輸入電流呈脈沖狀。這種脈沖狀輸入電流的基波含量小,而諧波含量大,且工作電流越大,脈沖電流的幅值就越大,形成嚴(yán)重的畸變電流注入低壓電網(wǎng),成為不可忽視的諧波源。
電子計(jì)算機(jī)和電視機(jī)的諧波電流含量大,諧波電流總畸變率高。這樣高含量的負(fù)載諧波電流在負(fù)荷使用高峰期注入低壓電網(wǎng),會(huì)造成電網(wǎng)電壓和電流總諧波畸變率升高,對(duì)電能質(zhì)量產(chǎn)生影響,如果超過(guò)國(guó)標(biāo)規(guī)定的限值,還可能造成危害。
據(jù)有關(guān)資料,在家用電器(主要是電視機(jī))集中使用的居民小區(qū),對(duì)低壓電網(wǎng)的電壓質(zhì)量有明顯的影響。在負(fù)荷高峰時(shí),電壓的總畸變率和3次、5次諧波均已達(dá)到或超過(guò)國(guó)標(biāo)規(guī)定的限值,而且還有進(jìn)一步增加的趨勢(shì)。
二、諧波對(duì)電力系統(tǒng)設(shè)備的影響
電網(wǎng)諧波使電網(wǎng)波形受到污染,供電質(zhì)量惡化,附加損失增加,傳輸能力下降,是電網(wǎng)的公害。其對(duì)系統(tǒng)和設(shè)備的影響主要表現(xiàn)在幾方面。
1.對(duì)變壓器和電動(dòng)機(jī),諧波電壓使鐵芯渦流損耗增加,諧波電流使銅損增加,溫度上升,絕緣加速老化,降低了效率和利用率,縮短使用壽命。目前為了抑制3次諧波,常用Dyn11接線的變壓器,使3次諧波在三角形連接繞組中形成環(huán)流,盡量不注入電網(wǎng)。但應(yīng)注意,當(dāng)諧波含量較大時(shí),這些環(huán)流也可能引起變壓器繞組過(guò)熱。
2.在諧波電壓作用下,電容器會(huì)產(chǎn)生額外的功率損耗,加快絕緣介質(zhì)的老化。更為嚴(yán)重的是,大量諧波電流很可能引發(fā)電容器和系統(tǒng)其他元件之間的并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振,造成對(duì)某次諧波電流的放大和諧波電壓的增高。這種危險(xiǎn)的諧波過(guò)電壓和過(guò)電流,不僅會(huì)使電容器超載而損壞,也會(huì)使與電容器聯(lián)接的配電回路中所有線路、設(shè)備因電壓閃變超壓過(guò)負(fù)荷而損壞。據(jù)統(tǒng)計(jì),70%以上的諧波故障發(fā)生在電容器裝置上。
3.對(duì)電力電纜和配電線路,諧波電流頻率增高引起明顯的集膚效應(yīng),導(dǎo)線電阻增大,線損加大,發(fā)熱增加,絕緣過(guò)早老化,容易發(fā)生接地短路故障,形成潛在的火災(zāi)隱患。同時(shí),3次諧波使三相平衡負(fù)荷的N線電流顯著增加。在配電回路負(fù)荷主要是大量集中使用電子計(jì)算機(jī)和大面積采用電子節(jié)能氣體光源照明的場(chǎng)合,N線電流甚至達(dá)到相線電流的兩倍,致使N線過(guò)熱、燒毀,甚至導(dǎo)致火災(zāi)。
4.配電回路的諧波電流含量高會(huì)使斷路器遮斷能力降低。這是因?yàn)榛冸娏鬟^(guò)零點(diǎn)時(shí),電弧電流隨時(shí)間的變化率要比工頻正弦電流大,電弧電壓的恢復(fù)要迅速得多,使電弧容易重燃。事實(shí)表明,空氣電磁斷路器不能遮斷其分?jǐn)嗄芰Ψ秶鷥?nèi)波形畸變率超過(guò)50%的故障電流,還會(huì)導(dǎo)致斷路器損壞。
5.諧波對(duì)電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)、計(jì)量?jī)x表以及通信系統(tǒng)的設(shè)備、信號(hào)產(chǎn)生干擾和損害。
三、國(guó)家諧波標(biāo)準(zhǔn)限值
為了抑制諧波污染,保證電網(wǎng)和電氣設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,近幾年來(lái)國(guó)家先后制定了一系列電磁兼容和安全的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),對(duì)諧波的限值作出了明確的規(guī)定。在《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》(GB/T14549-93)中,對(duì)0.38KV低壓電網(wǎng)諧波電壓和諧波電流限值的規(guī)定如表三、表四:
這些標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施,為電子設(shè)備產(chǎn)品的生產(chǎn)和檢測(cè),供配電設(shè)計(jì)以及供用電的監(jiān)督管理提供了依據(jù)。
四、減小諧波影響的措施
1.在民用建筑低壓配電設(shè)計(jì)中,尤其是對(duì)用電負(fù)荷主要為單相用電設(shè)備供電的配電干線,中性線(N)的截面積不應(yīng)小于相線截面積。而對(duì)大量集中使用計(jì)算機(jī)、電視機(jī)等電子設(shè)備供電的場(chǎng)合,TN系統(tǒng)配電回路的N(PEN)線的截面積不應(yīng)小于相線截面積的2倍,以增加N線載流量,避免導(dǎo)線過(guò)載發(fā)熱而損壞。
2.對(duì)應(yīng)用電子設(shè)備和元件較多的配電線路保護(hù),應(yīng)選用有中性線過(guò)流保護(hù)的開(kāi)關(guān)電器,并且應(yīng)適當(dāng)加大斷路器的斷流容量,防止短路故障時(shí)因斷流容量不足損壞開(kāi)關(guān)和設(shè)備。
3.為防止電力電容器對(duì)諧波的放大,以致引起諧振過(guò)電壓或過(guò)電流,對(duì)電容器的設(shè)置要注意以下幾點(diǎn):①適當(dāng)調(diào)整電容器的安裝位置,以改變網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。②根據(jù)可能產(chǎn)生諧振的諧波次數(shù),確定電容器的容量,或調(diào)整電容器投切分組容量,以避開(kāi)諧振點(diǎn)。③在電容器回路中串聯(lián)適當(dāng)?shù)目招碾娍蛊鳎拗齐娙萜髦返闹C波電流。例如,為限制3~5次諧波電流,可安裝相當(dāng)于電容器容量4%~6%的串聯(lián)電抗器。
4.在系統(tǒng)中并聯(lián)裝設(shè)交流濾波器。交流濾波器有無(wú)源與有源之分,由于民用建筑中負(fù)荷類型變化不大,電子設(shè)備產(chǎn)生的諧波次數(shù)相對(duì)比較固定,因此多采用無(wú)源濾波器。
對(duì)低次數(shù)(13次以下)諧波,因次數(shù)較低,含量較大,可分別設(shè)置單一頻率的單調(diào)諧無(wú)源濾波器濾除。單調(diào)諧濾波器由電容器串聯(lián)諧波電抗器組成,基本原理是將需濾除的諧波頻率作為理想的調(diào)諧點(diǎn),在此頻率上濾波器產(chǎn)生串聯(lián)諧振,形成低阻通路吸收大部分諧波電流。
對(duì)較高次數(shù)(13次及以上)諧波因其幅度小,可選一共同的高通濾波器濾除。最常用的高通濾波器是二階高通濾波器,由電抗器、電阻和電容器混聯(lián)連接構(gòu)成。對(duì)某一次(如13次)諧波頻率以上的各次諧波,濾波器的阻抗是一個(gè)小于其電阻值的低阻通路,使次數(shù)較高的諧波電流被有效地吸收。
現(xiàn)在有的廠家(諾基亞、深圳海億達(dá)等)已可提供有源濾波器。有源濾波器基本原理是作為一個(gè)電流源,與負(fù)載諧波源并聯(lián),以極快的響應(yīng)速度,送出與負(fù)載諧波電流幅值相等,相位相同,方向相反的電流,使兩者相互抵消,電源側(cè)的總諧波電流為零。有源濾波器還可補(bǔ)償無(wú)功功率和三相不對(duì)稱電流。目前由于價(jià)格較高,補(bǔ)償容量較?。▎闻_(tái)補(bǔ)償電流100A以下),所以僅適用于對(duì)供電質(zhì)量要求很高(如重要建筑物的中央監(jiān)控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等)的場(chǎng)所使用。
5.加強(qiáng)對(duì)電子產(chǎn)品生產(chǎn)的管理、檢測(cè)和監(jiān)督,鼓勵(lì)廠家采用有源功率因數(shù)校正等新技術(shù),生產(chǎn)低諧波值的電子產(chǎn)品。從源頭對(duì)諧波污染進(jìn)行治理,這是最根本的措施。
參考文獻(xiàn)
[關(guān)鍵詞]建筑物防雷設(shè)施裝置間距跨步電壓埋地深度接地電阻
一、前言
在建筑物防雷設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員對(duì)一、二級(jí)防雷建筑物的防雷設(shè)計(jì)比較重視,疏漏差錯(cuò)很少,但對(duì)大量的三級(jí)防雷建筑物的防雷設(shè)計(jì)卻常有忽視。由于設(shè)計(jì)質(zhì)量管理規(guī)定:對(duì)于一般工程的電氣設(shè)計(jì)允許可以不要計(jì)算書(shū),因此許多設(shè)計(jì)人員對(duì)三級(jí)防雷建筑物的防雷設(shè)計(jì),不再進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,僅憑經(jīng)驗(yàn)而設(shè)計(jì)。對(duì)于防雷設(shè)施的是否設(shè)置及防雷設(shè)施的各種安全間距未進(jìn)行計(jì)算、驗(yàn)算,因此造成大量的三級(jí)防雷的建筑物的防雷設(shè)計(jì)、施工存在較大的的盲目性,使有些工程提高了防雷級(jí)別,增加了工程造價(jià),而有些工程卻未按規(guī)范設(shè)計(jì)、施工,造成漏錯(cuò),帶來(lái)很大隱患和不應(yīng)有的損失。
二、建筑物防雷規(guī)范的概述及比較
現(xiàn)今建筑物防雷標(biāo)準(zhǔn)有1993年8月1日起實(shí)施的《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ/T16-92推薦性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),1994年11月1日起實(shí)施的《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057-94強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。GB50057-94使建筑物的防雷設(shè)計(jì)、施工逐步與國(guó)際電工委員會(huì)IEC防雷標(biāo)準(zhǔn)接軌,設(shè)計(jì)施工更加規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。
GB50057-94將民用建筑分為兩類,而JCJ/T16-92將民用建筑防雷設(shè)計(jì)分為三級(jí),分得更加具體、細(xì)致、避免造成使某些民用建筑物失去應(yīng)有的安全,而有些建筑物可能出現(xiàn)不必要的浪費(fèi)。為更好的掌握IEC、GB50057-94、JCJ/T16-92三者的實(shí)質(zhì),特?fù)衿渲饕獥l款列于表1。且后面的分析、計(jì)算均引自JCJ/T16-92中的規(guī)定。
三、預(yù)計(jì)的年雷擊次數(shù)確定設(shè)置防雷設(shè)施
除少量的一、二級(jí)防雷建筑物外,數(shù)量眾多的還是三級(jí)防雷及等級(jí)以外的建筑物防雷,而對(duì)此類建筑物大多設(shè)計(jì)人員不計(jì)算年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)N,使許多不需設(shè)計(jì)防雷的建筑物而設(shè)計(jì)了防雷措施,設(shè)計(jì)保守,浪費(fèi)了人、材、物?,F(xiàn)計(jì)算舉例說(shuō)明:
例1:在地勢(shì)平坦的住宅小區(qū)內(nèi)部設(shè)計(jì)一棟住宅樓:6層高層數(shù)不含地下室,地下室高2.2m,三個(gè)單元,其中:長(zhǎng)L=60m,寬W=13m,高H=20m,當(dāng)?shù)啬昶骄妆┤誘d=33.2d/a,由于住宅樓處在小區(qū)內(nèi)部,則校正系數(shù)K=1。
據(jù)JCJ/T16-92中公式D·2-1、D·2-2、D·2-3、D·2-4得:與建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積km2:Ae=L·W+2L+WH200-H+πH200-H×10-6=60×13+2(60+13)20(200-20)+3.14×20(200-20)×10-6=0.02084km2
建筑物所處當(dāng)?shù)氐睦讚舸蟮氐哪昶骄芏龋?/p>
Ng=0.024Td1.3=0.024×33.21.3=2.28次/km2·a
建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù):
N=KNgAe=1×2.28×0.02084=0.0475次/a
據(jù)JCJ/T16-92第12.3.1條,只有在N≥0.05GB50057-94中:N≥0.06才設(shè)置三級(jí)防雷,而本例中:N=0.0475<0.05,且該住宅樓在住宅樓群中不是最高的也不在樓群邊緣,故該住宅樓不需做防雷設(shè)施。
根據(jù)以上計(jì)算步驟,現(xiàn)以L=60m,W=13m,分別以H=7m、10m、15m、20m四種不同的高度,K值分別取1,1.5,1.7,2,Ng=2.28km2·a進(jìn)行計(jì)算N值,計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。
從表2中的數(shù)據(jù)可知,在本區(qū)內(nèi):①當(dāng)K=1時(shí),舉例中的建筑物均N<0.05,不需設(shè)置防雷設(shè)施。②當(dāng)K=1.5時(shí),即建筑物在河邊、湖邊、山坡下或山地中土壤電阻率較小處、地下水露頭處、土山頂部、山谷風(fēng)口等處的或特別潮濕的建筑物,在高度達(dá)15m或以上者,必須設(shè)置三級(jí)防雷措施。③當(dāng)K=1.7時(shí),即金屬的磚木結(jié)構(gòu)的建筑物,高度達(dá)7m及以上者,必須設(shè)置三級(jí)防雷措施。④當(dāng)K=2時(shí),即建筑物位于曠野孤立的位置,高度達(dá)7m兩層以上者,均設(shè)置三級(jí)防雷措施。
可見(jiàn),有的建筑物在20m的高度,卻不需設(shè)置防雷措施,而有的建筑物高度在7m,就必須設(shè)置三級(jí)防雷措施。關(guān)鍵因素在于建筑所處的地理位置、環(huán)境、土質(zhì)和雷電活動(dòng)情況所決定。
同時(shí)在峻工的工程中,我們也看到,例1中的民用建筑物,有許多類似的工程不該設(shè)置防雷卻按三級(jí)防雷設(shè)計(jì)施工了,施工后的防雷接地裝置如圖1所示。
其中8組引下線均利用結(jié)構(gòu)中的構(gòu)造柱的412主筋,水平環(huán)路接地體埋深1m,距樓外墻1m。以上鋼材均為鍍鋅件,則共需鍍鋅鋼材0.192t,人工費(fèi)2950元,定額預(yù)算工程直接費(fèi)約0.75萬(wàn)元。類似這種三級(jí)防雷以外的住宅樓、辦公樓及其他民用建筑,在我們地區(qū)1998年約竣工600~800棟,僅增設(shè)的防雷設(shè)施其工程直接費(fèi)約為450~600萬(wàn)元。以此類推,在全省、全國(guó)因提高防雷等級(jí)而提高工程造價(jià)浪費(fèi)的數(shù)字是巨大的。因此,設(shè)計(jì)人員對(duì)民用建筑物的防雷設(shè)計(jì)必須對(duì)建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)進(jìn)行計(jì)算,根據(jù)計(jì)算結(jié)果,結(jié)合具體條件,確定是否設(shè)置防雷設(shè)施。
四、防雷設(shè)施與人、金屬管道等的安全距離
1.雷電流反擊電壓與引下線間距的關(guān)系
當(dāng)建筑物遭受雷擊時(shí),雷擊電流通過(guò)敷設(shè)在樓頂?shù)谋芾拙W(wǎng),經(jīng)接地引下線至接地裝置流入地下,在接地裝置上升高的電位等于電流與電阻的乘積,在接地引下線上某點(diǎn)離地面的高度為h的對(duì)地電位則為
Uo=UR+UL=IkRq+L1
式中Ik—雷電流幅值kA
Rq—防雷裝置的接地電阻Ω
L—避雷引下線上某點(diǎn)離地面的高度的為h到接地裝置的電感μH
雷電流的波頭陡度kA/μH
1式中右邊第一項(xiàng)UR即IkRq為電位的電阻分量,第二項(xiàng)UL即為電位的電感分量,據(jù)GB50057-94有關(guān)規(guī)定,三類級(jí)防雷建筑物中,可取雷電流Ik=100kA,波頭形狀為斜角形,波頭長(zhǎng)度為10μs,則雷電流波頭陡度==10kA/μs,取引下線單位長(zhǎng)度電感Lo=1.4μH/m,則由1式可得出
Uo=100Rq+1.4×h×10=100Rq+14hkV2
根據(jù)2式,在不同的接地電阻Rq及高度h時(shí),可求出相應(yīng)的Uo值,但引下線數(shù)量不同,則Uo的數(shù)值有較大差異。下面以例1中引下線分別為4、8根假定每根引下線均流過(guò)相同幅度的雷擊電流,且忽略雷電流在水平避雷上的電阻及電感壓降,計(jì)算出的UR/UL值列于表3。
由表3中可知,接地電阻Rq即使為零,在不同高度的接地引下線由于電感產(chǎn)生的電位電感分量也是相當(dāng)高的,同樣會(huì)產(chǎn)生反擊閃絡(luò)。
2.引下線與人體之間的安全間距
雷擊電流流過(guò)引下線及接地體上產(chǎn)生的雷擊電壓,其電阻分量存在于雷電波的持續(xù)時(shí)間數(shù)十μs內(nèi),而電感分量只存在于波頭時(shí)間5μs內(nèi),因此兩者對(duì)空氣絕緣作用有所不同,可取空氣擊穿強(qiáng)度:電感UL=700kV/m,電阻ER=500kV/m?;炷翂Φ膿舸?qiáng)度等于空氣擊穿強(qiáng)度,磚墻的擊穿強(qiáng)度為空氣擊穿強(qiáng)度的一半。
據(jù)表3計(jì)算的數(shù)據(jù),下面計(jì)算引下線與人體之間的安全距離。因每組引下線利用構(gòu)造柱中的412鋼筋,可以認(rèn)為引下線與人體、金屬管道、金屬物體之間為空氣間隔,且認(rèn)為引下線與空氣之間間隔層為抹灰層,可忽略不計(jì)。
1當(dāng)引下線為4組時(shí),人站在一層,h1=3m,Rq=30Ω,則URI=750kVUL1=10.5kV人體與引下線之間安全距離L安全1>
方可產(chǎn)生的反擊。人站在5層,h2=15m,Rq=30Ω,則:UR2=750kVU12=52.5kV則安全距離L安全2>
1.575m<1.83m。在上述兩個(gè)房間內(nèi),保持如此的距離是很難做到的,因此存在很危險(xiǎn)的雷電壓反擊。
(2)當(dāng)引下線為8組時(shí),當(dāng)站在一層房間內(nèi),h1=3m,Rq=30Ω,則UL1=5.25kVUR1=3.75kV則安全間距L安全1>
0.757m。人站在5層時(shí),h2=15m則UL2=26.25kVUR2=375kV則安全間距L安全2>
可見(jiàn),引下線數(shù)量增加一倍,安全間距則減小一半。因此設(shè)置了防雷設(shè)施后,應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范設(shè)置引下線的數(shù)量及間距。同時(shí)建議可縮短規(guī)范內(nèi)規(guī)定的引下線間距,多設(shè)一定數(shù)量的引下線,可減少雷電壓反擊現(xiàn)象。這樣處理,對(duì)增加工程造價(jià)微乎其微。
3.引下線與室內(nèi)金屬管道、金屬物體的距離
1當(dāng)防雷接地裝置未與金屬管道的埋地部分連接時(shí),按例一中數(shù)據(jù):樓頂?shù)囊戮€高度h=Lx=20m,Rq=30Ω時(shí),據(jù)JCJ/T16-92第12.5.7條規(guī)定,Lx<5Rq=5×30=150m,則
Sal≥0.2KcRi+0.1Lx
式中Kc—分流系數(shù),因多根引下線,取0.44
Ri—防雷接地裝置的沖擊電阻,因是環(huán)路接地體,Ri=Rq=30Ω
Sal—引下線與金屬物體之間的安全距離/m
則
Sal≥0.2×0.44×30+0.1×20=2.816m。
2當(dāng)防雷接地體與金屬管道的埋地部分連接時(shí),按式12.3.6-3,Sa2≥0.075KcLx=0.075×0.44×20=0.66
由以上計(jì)算的Sal≥2.816m,Sa2≥0.66m,在實(shí)際施工時(shí),均很難保證以上距離,因?yàn)榻饘俟艿揽繅?.1m左右安裝,又由于Sa2≤Sal,因此可將防雷接地裝置與金屬管道的埋地部分連接起來(lái),同時(shí),在樓層內(nèi)應(yīng)將引下線與金屬管道物體連接起來(lái),防止雷電反擊。
4.引下線接地裝置與地下多種金屬管道及其它接地裝置的距離Sed
據(jù)JCJ/T16-92第12.5.7條及公式12.3.6-4:Sed≥0.3KcRi=0.3×0.4×30=3.96m,而在實(shí)際施工中,地下水暖管道交錯(cuò)縱橫,先于防雷及電氣接地裝置施工,等施工后者時(shí),已經(jīng)很難保證Sed≥3.96m了,也難于保證不應(yīng)小于2m的規(guī)定,因此可將防雷接地裝置與各種接地裝置共用,即實(shí)行一棟建筑一個(gè)接地體。將接地裝置與地下進(jìn)出建筑物的各種金屬管道連接起來(lái),實(shí)行總等電位聯(lián)結(jié)。
綜上所述,在實(shí)行一棟建筑一個(gè)總帶電位聯(lián)結(jié)、一個(gè)共用接地體的措施后,在樓頂部應(yīng)將避雷帶針與伸出屋面的金屬管道金屬物體連接起來(lái),在每層內(nèi)的建筑物內(nèi)應(yīng)實(shí)行輔助等電位聯(lián)結(jié),即引下線在經(jīng)過(guò)各個(gè)樓層時(shí),將它與該樓層內(nèi)的鋼筋、金屬構(gòu)架全部聯(lián)結(jié)起來(lái),于是不論引下線的電位升到多高,同樓層建筑物內(nèi)的所有金屬物包括地面內(nèi)鋼筋、金屬管道、電氣設(shè)備的安全接地都同時(shí)升到相同電位,方可消除雷電壓反擊。
五、跨步電壓與接地裝置埋地深度
跨步電壓是指人的兩腳接觸地面間兩點(diǎn)的電位差,一般取人的跨距0.8m內(nèi)的電位差??绮诫妷旱拇笮∨c接地體埋地深度、土壤電阻率、雷電位幅值等諸多因素。當(dāng)接地體為水平接地帶時(shí),
3
式中ρ—土壤電阻率/Ω.m
L—水平接地體長(zhǎng)度m
Ik—雷電流幅值kA
K—接地裝置埋深關(guān)系系數(shù),見(jiàn)表4
Ukmax—跨步電壓最大值kV
按例一中的接地裝置計(jì)算,接地體長(zhǎng)度L=146m,取Ik=150k,土質(zhì)為砂粘土,ρ=300Ω.m,則按埋深深度0.3m,0.5m,0.8m,1m時(shí)相應(yīng)的K值取2.2,1.46,0.97.0.78。按3式計(jì)算:
其Ukmax值分別為107.97,71.66,47.61,38.28/kV。
世界各國(guó)根據(jù)發(fā)生的人身沖擊觸電事故分析,認(rèn)為相當(dāng)于雷電流持續(xù)時(shí)間內(nèi)人體能承受的跨步電壓為90~110kV。從計(jì)算結(jié)果可知,該工程的防雷接地體埋深0.8m時(shí),跨步電壓已在安全范圍內(nèi)。JCJ/T16-92第12.9.4規(guī)定接地體埋設(shè)深度不宜小于0.6m,第12.9.7條規(guī)定:防擊雷的人工接接地體距建筑物入口處及人行道不應(yīng)小于3m,當(dāng)小于3m時(shí),接地體局部埋深不應(yīng)小于1m,或水平接地體局部包以絕緣物。包以絕緣物易增大其接地電阻,因此還是以埋深大于1m時(shí)為好。這樣處理,只增加少量工程造價(jià),卻將接地裝置處理得更加安全可靠,起到事半功倍的效果。
若采用基礎(chǔ)和圈梁內(nèi)鋼筋作為環(huán)形接地體,但由于三級(jí)防雷的建筑物大多為毛石基礎(chǔ),毛石基礎(chǔ)上的圈梁埋地一般為0.3m左右,較淺根本達(dá)不到防止危險(xiǎn)的跨步電壓需將接地裝置埋深1m的要求,因此不宜采用圈梁做為環(huán)形接地體指三級(jí)防雷建筑物。
六、區(qū)別工頻、沖擊接地電阻
工頻、沖擊接地電阻兩者的區(qū)別及關(guān)系,許多施工技術(shù)人員不能區(qū)別與明晰,使部分工程的防雷裝置接地電阻已達(dá)到設(shè)計(jì)值,而仍然盲目采用降阻措施,增加了工程造價(jià)。
1、滲漏成因分析
滲漏現(xiàn)象出現(xiàn)后,首先我們要進(jìn)行滲漏成因分析,實(shí)際上就是分析混凝土結(jié)構(gòu)中存在的貫通缺損的成因,包括變形縫和裂縫的滲漏成因分析。
1.1變形縫滲漏成因分析
變形縫是身伸縮縫、沉降縫和抗震縫的總稱。水工混凝土建筑物的特點(diǎn),要求其變形縫必須具有以下性能:能夠滿足建筑物各部分之間的變形、變位的要求,消除相互間力的傳遞;變形縫止水結(jié)構(gòu)水密性能優(yōu)良,在設(shè)計(jì)水頭壓力的作用下,不發(fā)生滲漏;止水材料耐久性優(yōu)良。變形縫止水結(jié)構(gòu)失效有設(shè)計(jì)、施工和材料等三方面的原因。
設(shè)計(jì)方面的原因:變形縫尺寸設(shè)計(jì)不合理,密封止水材料的長(zhǎng)期允許伸縮率不能滿足變形縫變形要求等。
施工原因:止水帶位置偏離、止水帶周圍砼有蜂窩孔洞、止水帶焊接不嚴(yán)密、密封材料嵌填質(zhì)量差和砼面脫離等。
止水材料方面的原因:止水材料年久老化腐爛,或失去原來(lái)彈塑性而開(kāi)裂或被擠出等。
1.2滲漏裂縫成因分析
砼是多相復(fù)合脆性材料,當(dāng)砼拉應(yīng)力大于其抗拉強(qiáng)度,或砼拉伸變形大于其極限拉伸變形時(shí),砼就會(huì)產(chǎn)生裂縫。按照深度的不同,可以分為表層裂縫、深層裂縫和貫穿裂縫;按產(chǎn)生原因分,裂縫可以分成溫度裂縫、干縮裂縫、鋼筋銹蝕裂縫、超載裂縫、堿骨料反應(yīng)裂縫、地基不均勻沉陷裂縫等。分析推斷滲漏裂縫成因可以從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、砼材料性能、施工、運(yùn)行管理及環(huán)境條件、外載作用等方面著手進(jìn)行。
2、裂縫滲漏的處理
根據(jù)裂縫發(fā)生的原因及其結(jié)構(gòu)影響的程度,滲漏量大小和集中分散等情況,分別采取以下處理措施。
2.1表面處理
根據(jù)裂縫所在的部位,可用水泥砂漿、防水快凝砂漿以及環(huán)氧砂漿等對(duì)裂縫部位的表面進(jìn)行涂抹,粘補(bǔ),嵌補(bǔ)以及噴漿修補(bǔ)等。對(duì)于裂縫滲漏量較大,但不影響建筑物正常使用的漏水裂縫,可采用埋管導(dǎo)滲或鉆孔導(dǎo)滲。埋管導(dǎo)滲即沿漏水裂縫在混凝土表面鑿成上小下大的槽形,并在滲漏集中的部位埋設(shè)引水鐵管,然后用棉絮沿裂縫填塞,使漏水集中從引水鐵管排水,再用快凝灰漿或防水快凝砂漿迅速回填封閉槽口,最后把引水管封堵。鉆孔導(dǎo)滲即用風(fēng)鉆在漏水裂縫一側(cè)(水平縫則在縫的下方)鉆斜孔,穿過(guò)裂縫面,使漏水從鉆孔中導(dǎo)出,然后封閉裂縫,從導(dǎo)滲孔灌漿填塞。
2.2內(nèi)部處理
對(duì)于淺縫和只需防滲堵漏的裂縫,一般可用水泥灌漿,如對(duì)開(kāi)度小于0.3mm或滲透流速較大以及受溫度變化影響的裂縫,應(yīng)采用化學(xué)灌漿處理。
2.3結(jié)構(gòu)處理結(jié)合表面處理
對(duì)于影響建筑物整體性或破壞結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的裂縫,除了采取內(nèi)部處理外,有的尚需要采取結(jié)構(gòu)處理結(jié)合表面處理的措施,以達(dá)到防滲、結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)或恢復(fù)整體性的要求。
3、散滲或集中滲漏的處理
混凝土建筑物出現(xiàn)散滲或集中滲漏的原因,主要由于蜂窩、空洞、不密實(shí)及抗?jié)B標(biāo)號(hào)低等缺陷造成。其處理措施:對(duì)于建筑物內(nèi)部混凝土密實(shí)性差、裂縫孔隙比較集中的部位,可用水泥和化學(xué)灌漿;對(duì)于大面積的細(xì)微散滲及水頭較小的部位,可采用表面涂抹辦法;對(duì)于集中射流的孔洞、流速不大的,可將孔洞鑿毛后用快凝膠泥堵塞。如流速較大,可先用棉絮或麻絲楔入孔洞,以降低流速和減少漏水量,然后再進(jìn)行堵塞;對(duì)于大面積散滲,可修筑防滲導(dǎo)水對(duì)于涵洞壁很薄,漏水范圍大,且縮小洞徑不影響用水要求時(shí),可采用內(nèi)襯鋼板,鋼筋混凝土或預(yù)制鋼筋混凝土塊,套管可采用鑄鐵管、鋼管或鋼筋混凝土管等。
4、點(diǎn)滲漏的處理
4.1直接堵漏法
當(dāng)水壓不大(小于1m水頭),漏水孔較小時(shí)可用此法。先將漏水孔鑿毛,并把孔壁鑿成與砼表面接近垂直的形狀,不能剔成上大下小的楔形槽。用水沖凈槽壁,隨即將快凝止水灰漿捻成與槽直徑相近的圓錐體,待灰漿開(kāi)始凝固時(shí),迅速用力堵塞于槽內(nèi),并向孔壁四周擠壓使灰漿與孔壁緊密結(jié)合,封住漏水。外面再涂抹防水砂漿保護(hù)層。
4.2下管堵漏法
適用于水壓較大(1~4m水頭),且漏水孔洞較大的情況。首先清除漏水孔壁的松動(dòng)砼,鑿成適于下管的孔洞(深度視漏水情況而定)。然后將塑料管或膠管插入孔中,使水順管導(dǎo)出。用快凝灰漿把管子的四周緊密封閉,待凝固后,拔出導(dǎo)水管,按直接堵漏法把孔洞封死。
4.3木楔堵塞法
適用于水壓較大(大于4m水頭),且漏水孔洞較大的情況。先把漏水處鑿成孔洞,再將一根比孔洞深度短的鐵管插入孔中,使水順管子排出。用快速灰漿封堵鐵管四周。待灰漿凝固后,將一根外徑和鐵管內(nèi)徑相當(dāng)且裹有棉絲的木楔大入鐵管,將水堵住。最后用防水砂漿層覆蓋保護(hù)。
4.4灌漿堵漏法
灌漿堵漏法對(duì)于水壓較大,孔洞較大且漏水量大孔洞的封堵很合適,也可用于密實(shí)性差,內(nèi)部蜂窩孔隙較大的砼的滲漏和回填。灌漿材料可以用水泥、水玻璃、丙凝、丙烯鹽酸以及水泥和水玻璃、丙烯酰胺、丙烯鹽酸的混合灌漿材料。
灌漿堵漏法的具體操作步驟如下:先將漏水孔口鑿成喇叭形,用快凝灰漿把灌漿嘴埋入,并封閉灌漿管四周,使漏水順管集中排出。然后再用高強(qiáng)度砂漿回填至原混凝土面,必要時(shí)可以立模養(yǎng)護(hù)。待高強(qiáng)砂漿達(dá)到一定強(qiáng)度后,沿灌漿嘴頂灌漿。灌漿完畢,關(guān)緊灌漿閥門,等漿液凝固后再行拆除。
5、止水、結(jié)構(gòu)縫滲漏的處理
混凝土建筑物止水,結(jié)構(gòu)縫滲漏的修頂灌漿。灌漿完畢,關(guān)緊灌漿閥門,等漿液凝固后再行拆除?;炷两ㄖ镏顾?,結(jié)構(gòu)縫滲漏的修補(bǔ),首先考慮采用熱瀝青進(jìn)行補(bǔ)灌。當(dāng)補(bǔ)灌瀝青有困難或無(wú)效時(shí),則可采用化學(xué)灌漿。灌漿的材料可用聚氨酯,在采用單液法灌漿時(shí),設(shè)備簡(jiǎn)單,施工容易。此外,還常采用丙凝漿液。