強(qiáng)潮河段污水排放口水質(zhì)監(jiān)測工程設(shè)計

【摘 要】本文針對強(qiáng)涌潮地區(qū)的特點(diǎn)，對該區(qū)域內(nèi)污水排放口附近建設(shè)的安裝水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)儀器基礎(chǔ)工程，介紹了利用打鋼管樁作為水質(zhì)觀測平臺的布置措施。

【關(guān)鍵詞】 強(qiáng)涌潮；高速水流；水質(zhì)監(jiān)測；鋼管樁

1. 引言

水利部門水文系統(tǒng)自50年代中期起在水文站網(wǎng)的基礎(chǔ)上，開展了天然水化學(xué)檢測，70年代初了增加水污染監(jiān)測項(xiàng)目，80年代至今已發(fā)展到能對各類型水體、水生生物和底質(zhì)等水環(huán)境要素進(jìn)行監(jiān)測，并擁有水量、水質(zhì)同步監(jiān)測的優(yōu)勢。目前已建成由部、流域、省級及市四級共計250多個水環(huán)境監(jiān)測中心組成的全國水環(huán)境監(jiān)測體制，各級監(jiān)測機(jī)構(gòu)都已通過國家級計量認(rèn)證。全國水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)由2600多個水質(zhì)監(jiān)測站組成，定期監(jiān)測評價地表水、地下水的水質(zhì)，直接為水資源管理與保護(hù)等服務(wù)。依據(jù)《中華人民共和國水污染防治法》賦予水利部門各流域水資源保護(hù)機(jī)構(gòu)的職責(zé)，1997年，在全國七大流域主要水系的省界水體共設(shè)置了329個監(jiān)測站點(diǎn)，定期測報省界水體水環(huán)境質(zhì)量狀況。

中國的水質(zhì)監(jiān)測工作不僅有新的內(nèi)容還有非常重要的意義。目前我國水資源緊缺，水污染嚴(yán)重，水質(zhì)監(jiān)測是水資源管理與保護(hù)的重要基礎(chǔ)，水質(zhì)監(jiān)測提供的水質(zhì)信息顯得尤為重要。從一般意義來講，水質(zhì)監(jiān)測工作的整體水平提高，水質(zhì)監(jiān)測的能力建設(shè)進(jìn)行全面實(shí)施后，水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的機(jī)動、快速反應(yīng)能力和自動測報能力將大大提高，能實(shí)現(xiàn)水功能區(qū)內(nèi)重點(diǎn)地區(qū)、重點(diǎn)水域和供水水源地的水質(zhì)監(jiān)測，提高水質(zhì)監(jiān)測信息數(shù)據(jù)傳輸和分析效率。在滿足各級水行政主管部門及社會公眾對水質(zhì)信息需要的同時，提高對突發(fā)、惡性水質(zhì)污染事故的預(yù)警預(yù)報及快速反應(yīng)能力。

2. 工程位置及特點(diǎn)

錢塘江是浙江省最大的河流，干流全長約605km。本文水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)安裝設(shè)備位于錢塘江赭山灣標(biāo)準(zhǔn)塘工程九上順壩2號盤頭附近，屬錢塘江河口段，受逕流與潮流共同作用，從河勢分析，處于赭山灣彎道凹岸處。

本河段所處的河床具有洪沖潮淤的特點(diǎn)，工程河段河床沖淤幅度常受汛期洪水大小控制，洪水峰量和洪量越大，沖刷幅度也越大。大潮期水流流速一般可達(dá)7m/s，實(shí)測最大達(dá)12m/s。

3. 水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)儀器簡介

3.1 組成：(1)電池箱(用于提供數(shù)傳機(jī)的正常工作，需放置于干燥處)；(2)數(shù)據(jù)傳送終端機(jī)(尺寸40×40×40cm，需放置于干燥處)；(3) 水質(zhì)傳感器探頭(直徑10cm的圓柱體，長約30cm，需離排放口5m之內(nèi)，易破)。

3.2 工作原理：經(jīng)污水處理廠處理過的水，經(jīng)排江管向江中心排放，排江管的排放口離岸約50m。

監(jiān)測儀器安放須先在排放口附近放置水質(zhì)傳感器探頭，由于污水排放后易被江水稀釋，故探頭離排放口越近精確度越高。

之后，探頭通過數(shù)據(jù)線將信息發(fā)送至數(shù)據(jù)傳送終端機(jī)，再由數(shù)傳機(jī)將信息發(fā)送至陸上的部門進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

4. 基礎(chǔ)工程方案確定

該水質(zhì)監(jiān)測裝置是錢塘江干流流域內(nèi)的第一座，之前生產(chǎn)及安裝的儀器均用于湖泊或流速小的河道內(nèi)，做法是先預(yù)制一塊砼塊體，將水質(zhì)傳感器探頭用鐵鏈固定于砼塊體上，再將懸浮球系于水質(zhì)傳感器探頭上，最后，將砼塊體放入所需進(jìn)行監(jiān)測的地段內(nèi)即可正常工作。

由于錢塘江該地段水流流速大，潮水來時，挾帶著大小不一的塊石，經(jīng)常沖走附近海塘塘腳4T以上砼異型塊體，破壞力巨大，水質(zhì)傳感器探頭需放置在水中，且位置固定，若無保護(hù)措施極易被塊石打壞，只是一味增加砼塊體的重量并不能保證儀器的正常工作。故廠家的基礎(chǔ)工程方案不具可實(shí)施性

由于該水質(zhì)監(jiān)測裝置位于錢塘江河口中游段，錢塘江水行政主管部門要求盡可能地少占用水域，將對行洪及船只通行的影響降至最低。經(jīng)過多方案比較和論證后，最終采用打設(shè)DW813的鋼管樁方案。即在需監(jiān)測位置的上下游5m處各打入DW813的鋼管樁一根，樁長49.1m，樁底進(jìn)入持力層內(nèi)，樁底高程為▽-41.6。將監(jiān)測儀器安放在鋼管樁內(nèi)，儀器通過鋼桿固定在▽7.5m工作平臺。由于監(jiān)測儀器需放在水中，才能保證監(jiān)測信息的準(zhǔn)確和及時，為保證鋼管內(nèi)水的正常出入，在江水P=10%低潮位和P=10%高潮位之間，即鋼管樁上▽0.0～▽5.0m范圍內(nèi)，開設(shè)50mm的進(jìn)出水孔，孔凈距100mm呈梅花形布置。由于鋼管樁受涌潮的推力較大，為保險起見，在▽0.0～▽5.0m范圍內(nèi)，各進(jìn)水孔之間，增設(shè)四根槽鋼，起加固鋼管樁強(qiáng)度的作用。

監(jiān)測平臺設(shè)▽4.0m和▽7.5m兩個工作平臺，平臺為直徑1.8m厚度為12mm的鋼板。鋼管樁采用螺旋縫鋼管，材料為Q235鋼，管壁厚度為12mm。樁長49.1m，打入持力層內(nèi)，樁底高程為▽-41.6。

樁長49.1m，樁端進(jìn)入碎石持力層。在樁基計算時需滿足豎向承載力及在涌潮水平推力作用下樁頂容許位移的要求。

單樁豎向承載力驗(yàn)算僅需考慮上部荷載。

鋼樁平臺滿足豎向承載力要求。

單樁水平承載力驗(yàn)算需考慮風(fēng)荷載和涌潮水平推力影響，尤其以涌潮水平推力的影響為甚。根據(jù)浙江省河口海岸研究院的研究結(jié)果表明，涌潮的水平推力為5～7T/m2，涌潮作用高度為3m。

6. 技術(shù)要求

6.1 除銹防腐要求：由于鋼管樁位于污水排放口處，排出的污水會對鋼材有腐蝕作用，故整個基礎(chǔ)工程包括鋼構(gòu)件、鋼管樁等均須事先除銹打磨干凈，手工除銹等級為St2，即除去松動的氧化皮、疏松的銹及污物，呈金屬光澤；鋼管外防腐采用先刷702環(huán)氧富鋅底漆1道，再刷842環(huán)氧云鐵底漆2道，然后刷546環(huán)氧瀝青厚 漿型面漆4道，涂層間纏繞玻璃鋼纖維布三層，總厚度不小于2.0mm；鋼管內(nèi)防腐采用先刷702環(huán)氧富鋅底漆2道，再刷842環(huán)氧云鐵底漆1道，然后刷玻璃鱗片涂料3道，其總厚度不小于0.35mm。

6.2 施工順序要求：在除銹防腐工作完成后，開始打DW813鋼管樁。要求在達(dá)到樁頂設(shè)計高程后，將▽0.0高程以上的鋼管樁取下，到陸地上在樁身▽0.0～▽5.0m范圍內(nèi)開設(shè)50mm的進(jìn)出水孔，并焊接槽鋼及上部平臺鋼結(jié)構(gòu)，再運(yùn)至水下，將兩段鋼管樁用法蘭連接，這樣可避免水下焊接鋼構(gòu)件。

7. 結(jié)論

該水質(zhì)監(jiān)測儀器的基礎(chǔ)工程設(shè)計為錢塘江干流流域段第一座水質(zhì)監(jiān)測儀器裝置，于2004年建成并投入運(yùn)行至今，反響較好，會對今后錢塘江流域內(nèi)的污水處理廠尾水排放的監(jiān)測工作起指導(dǎo)和借鑒作用。

參考文獻(xiàn)

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［4］《樁基工程手冊》編寫委員會，樁基工程手冊，中國建筑工業(yè)出版社，1995

［5］《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-94）

［6］《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50236-1998)

［文章編號］1619-2737（2008）11-11-056