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(1)電費。電費是供水工程成本的主要組成部分,供水耗電量,目前根據經驗各水廠可提水1.5~2.0m3/度,本文取1.7m3/度。
(2)職工薪酬,2000戶左右的供水工程一般配備3名管水員,年人均工資約18000元。
(3)維修費。維修費包括日常維修和大修理費。日常維修費按固定資產原值的1%提取,按實列支,年度間調劑使用。
(4)水處理及消毒費用。我縣農村飲水安全工程全部采用負壓式二氧化氯發生器,所需原料為鹽酸和次氯酸鈉,投加含量為0.4g/t,按提水量計算,經測算消毒劑費用0.0013元/m3。
(5)折舊費。我縣農村飲水安全工程固定資產投資主要包括:井房、提水設備、消毒設備、機電設備、管網、管理房等。設計使用年限15年,固定資產綜合殘值率5%,按提水量計提固定資產折舊。
(6)水質檢測費。水質檢測由衛生部門分豐水期和枯水期兩季定期檢測,其費用由衛生部門支付,未將其列入成本支出。日常檢測由供水單位負擔,由于目前檢測儀器較為簡單,其費用包含在管理費中。
(7)管理費。管理費主要包括辦公費、發票購置、執照年檢費以及地方政府征收的費用等,按供水成本的10%提取,按實列支,年度間調劑使用。
(8)稅金主要是增值稅及其附加稅費,綜合稅率為3.35%。豐縣在制定供水水價過程中,部分影響水價成本因素取值偏低。其中,電費、工資、水質檢測費、維修費等取值偏低。當前的市場勞動力報酬應在100~150元/天,在水價分析時,因管理人員多為水利站職工兼職,取值較低。
2農村飲水安全工程水價制定的影響因素
為滿足用戶需求,充分利用和保護水資源,促進經濟發展,發揮水價杠桿的調節作用,實現農村飲水安全工程建得成、用得起、長受益目標。在水價核定時主要考慮了以下因素:
(1)農村飲水安全工程公益性。農村飲水安全工程作為當前重要的民生工程項目,是各級政府給農民的一次性補助。這種低水價在一定程度上可以促進農村自來水的普及,供水工程目前可以正常運轉,但從長遠來看,不利于水資源的節約,不利于供水工程的良性運行和發展。
(2)農村居民的承受能力。農民從原來的用水不繳費到交費,有一個心理適應過程,既有用自來水的愿望,又想有較低的水價。因此,在制定水價時,必須要正確評估農民的承受能力。
(3)促進農村居民用安全水。運用低水價促進農民用水是有效措施之一,但不利于水廠可持續運行,為了避免造成水資源浪費,也不應長期維持低水價。應該采取多樣的宣傳手段,讓農民認識到安全的飲用水的價值。
1.1倉面噴霧
在農村飲水安全工程建設中,針對混凝土實施溫度養護時,可采用倉面噴霧方法,其包括摻氣管噴霧以及新型噴霧機噴霧等。摻氣管噴霧———這種混凝土養護方式主要是指通過在倉面上產生一層霧態的隔熱層結構,在進行倉面混凝土澆筑的時候可實現陽光對其直射強度的有效減小,使得實際的倉面溫度得到合理降低。該法在針對混凝土澆筑振搗過程中所出現的溫度回升情況具有良好的減少控制效果。在應用過程中,可在參面兩側的模版位置處進行摻氣管的合理固定,沿著摻氣管長,每隔50cm實施1個2mm小孔的鉆取,使孔的方向正好面對著倉面的上方位置,仰角取值為20°~30°,將0.4~0.6MPa的高壓水和0.6~0.8MPa的高壓風與摻氣管實現外接,當水和風在管內位置充分混合后通過摻氣管的小孔位置便可噴出,該裝置的實際噴射距離約為8~10m,所獲取的霧化效果相對良好。新型噴霧機噴霧———倉面噴霧劑經研發后制作出的新型混凝土養護產品,其能夠起到較為優良的控制混凝土澆筑質量的相應目的。該噴霧機在離心式壓力作用下,通過霧化噴嘴將清水霧化形成細小的霧滴,經過風力作用之后,霧滴被均勻地吹送至混凝土的實際澆筑面上,產生一定的霧層結構,使得霧滴在將陽光直射進行阻隔的同時實現蒸發吸熱,達到降低混凝土澆筑面周邊環境溫度的具體目標。
1.2流水養護
在實施混凝土溫度養護措施的時候,采用表面流水養護形式能夠讓混凝土初期的最高溫度再低1.5°,可是由于混凝土澆筑倉面的平整度相對比較差些,導致倉面難以實現全部流水,與此同時,會干擾到鄰近位置的混凝土施工,所以在實際的執行過程中存在有難度。在進行表面養護時,通常需滿足相關要求,①需運用河水,在完成混凝土澆筑施工之后,需及時針對混凝土結構表面與側面位置實施有效的灑水氧化,確保其維持濕潤狀態,與此同時,在混凝土澆筑完成一段時間內,需預防其遭受太陽關的直接暴曬,認真遮蓋混凝土表面,對于低流態混凝土而言,需適當延長其的養護時間;②通常而言,在澆筑完混凝土結構的12~18h內則需立即實施養護措施,若是遇到環境較為炎熱干燥的時候則需提前開展混凝土養護;③需要進行特種水泥的合理運用時,則應根據特殊規定來執行實施;④混凝土溫度養護工作需時刻保持連續性,堅決不允許使用干濕并用的養護手段;⑤需配備專員以及專業施工隊伍來完成混凝土溫度養護,同時,應仔細做好相應的養護記錄工作。
1.3表面保護
導致混凝土結構表面產生裂縫的主要因素為溫度應力的存在以及干縮作用。造成混凝土表面出現拉應力的溫度因素包含有混凝土水化熱以及初始溫度、周圍環境氣溫變化等等方面,造成氣溫出現變化的主要原因在于氣溫的日變化與年變化、氣溫忽然驟降。在實際的混凝土澆筑振搗施工進程當中,有的是需將缺口預留出來,目的在于實施過水,當缺口跟溫度較低的水進行接觸之后,通常會在缺口的兩側以及底端位置產生裂縫。經過長期實踐證明,合理運用表面保護措施是預防混凝土表面產生裂縫的最為有效的方法,尤其是在澆筑混凝土的初期,混凝土內部結構溫度相對高些,此時需注重其的表面保護。在新澆筑完成的混凝土倉面位置處進行保溫被的合理鋪設是針對倉面溫度回升實施有效控制的較為有效的一項便捷措施。高壓聚乙烯泡沫塑料這種第三代泡沫塑料制品,其實際的導溫系數相對較小,在倉內混凝土形狀不一、高低不平位置處均可適用,該材料作為主要覆蓋物可與混凝土表面緊密的貼在一起,獲取良好的降溫隔熱效果。在越冬期間以及氣溫驟降的時期,需針對混凝土表面認真實施保溫措施,就不同地區、不同氣候、不同工程部分需有針對性地運用相應的保溫措施,起到一定的保溫作用。某個壩區經常會出現氣溫驟降情況,其每月均會出現2~3d內降低6℃的現象,此現象在3—4月出現的較多,查閱相關統計資料可以得知,一次降溫6~8℃占66%,8~10℃占24%,>10℃的占10%,實測一次降溫最大為14.1℃。具體要求為,在進行保溫材料選擇的時候,需采用保溫作用良好且方便施工的,并必須通過β值驗算,保溫后混凝土等效放熱系數為,大體積混凝土β≤2.0~3.0W/m℃,導疏底孔、深孔、排漂孔等結構混凝土β≤1.5~2.0W/m℃;針對10到4月份實施澆筑的混凝土結構,在完成拆模之后應馬上進行永久保溫層的鋪設,針對5—9月份實施澆筑的混凝土結構,則需在10月份進行永久保溫層的有效鋪設,β取下限值;當氣溫下降到冰點之下時,針對齡期少于7d的混凝土結構來說,需將合格的保溫材料覆蓋其上當作是臨時性的保溫層;針對工程關鍵位置,在模版內進行保溫材料是可優先使用的可靠保護措施;混凝土表面保護材料施工手段包括噴涂、內貼和外貼。
2結語
基于石獅市引水二期工程頂管施工的背景概況,以及結合工程實地勘察現狀,發現工程在控制和調整頂管方向、吊裝與焊接管道、配置主頂油缸等方面的施工技術難度比較大,筆者認為有必要借助人工頂管技術,具體的施工技術方法如下:
1.1總頂力計算
為精準計算出總頂力,需要考慮頂進深度范圍內不同質量土質的情況,并選取合適的開挖與頂進施工方法:
(1)土質較好情況。頂進深度范圍內,較好的土質為粘土、亞粘土和含水量較大的亞粘土,這種土質開挖后,容易成拱,土質系數在1.5~2.0之間,在此取值2.0。建議采用先開挖后頂進的施工方法,其總頂力可根據土質系數與頂進管子自重計算,其中頂進管子單位自重為0.789t/m,而頂進管道總長度為108.7m,可得出總自重為85.76t,總頂力為171.52t。與此同時,鑒于實際工程存在諸多復雜的不確定性因素,因此總頂力需加上設備51.46t的儲備能力,最終得出頂進總頂力為222.98t。
(2)土質較差情況。頂進深度范圍內,較差的地質為砂質粘性土、含水量較大粉細砂,這種土質開挖后,不容易成拱,土質系數在3~4之間,建議采用先頂進后開挖的施工方法。根據工程提供統計資料,確定頂管正阻力為70.34t,頂管側摩擦力為273.05t,最終確定頂管阻力343t,即克服頂管阻力所需總頂力為343t。綜合兩種假設的條件,筆者建議本工程可借助2個250t的千斤頂作為頂進動力設備,即滿足500t的總頂力需求。另外以鋼管外徑和鋼管壁厚作為參數,其中取值1.62m,取值0.032m,根據公式,可計算出單位鋼管承受的最大破壞力為3418.3t。由此可見,最終判斷出鋼管在2個250t千斤頂的頂力作用下,不會造成任何損傷。
1.2設備選型、配置與安裝
本工程頂進施工所需設備的選型與配置情況,具體如表1所示。在做好頂進施工設備選型與配置工作的基礎上,需要進行頂管設備的安裝,其中主要有導軌安裝、承壓壁設置、主頂設備安裝等。
(1)導軌安裝。本工程所使用的導軌,為裝配式導軌,這種導軌需要穩固安裝在砼基礎面之上,以便在頂進施工時,能夠承受各種負載作用,同時保證不會出現位移、變形、沉降等問題。安裝導軌時,一方面需要對管道中心點位置進行詳細復核,然后根據設計管底標高平行設置導軌面,另一方面是在頂進施工時,根據實際需求對導軌進行復測調整,旨在保證頂進軸線的精度。
(2)承壓壁設置。頂進施工需要借助承壓壁克服頂力的影響,因此要求承壓壁具有一定的強度與剛度。本工程承壓壁的承壓面以枕木與鋼板為主材,其中枕木規格為20cm×20cm,鋼板襯厚為15cm,并且垂直于頂進軸線,以及在設置到位后,利用鋼絲將其綁縛牢固,以免在頂進施工中出現傾斜。
(3)其他設備安裝。在安裝導軌和設置承壓壁之后,還應該重點把關主頂設備的安裝和管節安裝,安裝時要求在沉井中測量放樣中心線,然后在安裝好頂機架、主頂裝置和頂進管機之后,將管節依次吊裝、頂進和拼裝,直至管節安裝到位,方可出洞。
1.3頂進施工
在選型、配置和安裝好頂管施工設備之后,根據案例工程的特點,并秉著保證施工質量與安全目標的原則,按照以下方法進行頂進施工:
(1)鋼管接頭的測量控制。本工程所選用的鋼管接口,都以焊接作固定處理,在頂進施工期間,如果頂進方向稍偏,很有可能導致鋼管變形,甚至是接口脫焊。筆者認為頂進施工時務必進行縝密測量,以控制好頂進的方向,并調整頂進的力度,如果發現存在偏差,需要第一時間調整方向,同時檢查鋼管的順直程度和接口是否脫焊,必要時作更換鋼管處理。
(2)頂進施工細節控制。頂管機頭的控制,頂進時保持該設備與土體界面的平衡,以此規避頂進時地面沉降問題的出現。頂進偏心度的控制,可在頂進的同時增加檢測頻率,及時糾正管道軸線的偏差。頂進摩阻力控制的具體的做法是將改性石蠟涂抹在管道的外壁,并適當增加頂進的長度,即可減少頂進時的摩阻力。不穩定土層的控制,本工程某些部位的土層不穩定,頂進時存在地面變形和土移的現象,筆者建議以水泥注漿的方式進行加固,同時實時觀察土層的變化情況,一旦發現異常,應予以及時預防。地下水壓控制,本工程地下水位大約1m,頂進期間水壓過大,而頂管地面沒有其他的建筑物,因此建議在地下水壓過大的位置,施打降水井進行排水。頂進與出土平衡的控制,為避免流砂和塌方的影響,頂進同時應該控制土體的開挖量,不得出現超挖行為,以及保持頂管軸線平衡。
(3)地下障礙物處理。地下障礙物直接影響頂管施工的進度與質量,本工程主要的地下障礙物,有地下廢棄管線、孤石和磚墻等,為避免地下障礙物對頂管施工的影響,在施工前,需要根據現場勘察資料,檢查是否存在與頂管管路沖突的障礙物,以便適時調整管路設計路線。在施工時,如果發現存在地下障礙物,需以開挖或者使用鋼套筒的方式,排除地下障礙物,但期間需要糾正機頭推擠反力造成的偏差。
(4)頂管軸線測量及管道糾偏。通過地下導線測量,可控制頂管軸線,具體的做法是從工作井地面開始,往井底方向引測,測量導線長度約為7m,即可控制長109m左右的頂管線路,適時需要借助全站儀、控制箱、工作井測站、電腦控制臺等,以較高的測量精度要求,將起始邊點位誤差控制在2mm以內,其測量方法如圖2所示。以上的頂管軸線測量,需要在每次頂入土層中約30cm的時候進行至少1次,以及在每次頂入土層中約100cm的時候進行至少1次,如果存在頂管軸線偏差,則必須要根據實際情況增加測量的頻率。關于頂管軸線偏差的糾正,根據偏差的大小,以及判斷偏差是否存在增大趨勢,進而對不同油壓狀態下的千斤頂機頭長度進行調節,將每次糾偏角度控制在10'~20'范圍內,以較為緩慢的速度,將偏移的頂進管道,重新調整在設計的軸線上。
1.4頂管施工時地面沉降控制
本次引水管道工程的頂管施工,多次穿越外環線的主干道,對周圍的建筑物造成一定影響,其中地面沉降的影響最為明顯。工程在頂管施工時,上部建筑物的基礎與頂管軸線距離較近,而所穿越位置的土層不穩定,容易引起局部的地面沉降。為此,在頂管施工同時,應該采取措施控制地面的沉降。
(1)為提高控制地表沉降的精度,筆者建議采用人工掘進的方式配合施工,但期間必須控制好掘進的泥水壓力,其壓力控制的最佳狀態大約在高于地下水壓力0.01MPa,該壓力值有利于頂管開挖面穩定性的控制。
(2)頂進施工期間,管道外壁背土容易擾動土地,并造成建筑空隙,適時應當遵循“觸變泥漿套”原理,在管道外壁建立觸變泥漿套,以及時填充頂管造成的建筑空隙。但填充時需要同時進行工作井口壓漿、機尾壓漿、管道沿線補漿。
(3)完成頂進施工工序后,為了避免管道出現后期沉降問題,需在觸變泥漿壓注孔接頭拆除之前,利用觸變泥漿,將每個觸變泥漿壓注孔球閥里面的水泥漿置換出來;置換泥漿時,需在釋放水泥漿的同時,依次將觸變泥漿壓注進去。
(4)在置換泥漿的同時,還應該觀測與控制管道后期的沉降,期間重點監測頂管施工位置的地表、管線持續與周圍建筑,并根據監測的結果,采取注漿加固措施,將管道的沉降控制于基本穩定狀態。
1.5管道功能性試驗
在管道頂進施工及其他工序完工后,需進一步試驗管道的功能性,其試驗的參照標準為《給水排水管道工程施工及驗收規范》,檢查管道工作壓力大小,如果工作壓力超出0.1MPa壓力值,則需要進行水壓試驗。本工程管道水壓試驗結果。試驗結果可看出,本引水管道頂管施工達標。