自动排水方案（精选8篇）
[摘要]井下自动控制排水系统在开采的过程和水资源的利用方面具有重要的意义，PLC可编程控制系统技术在自动控制中具有广泛的应用，本文以煤矿井下作业为例，从影响井下排水自动控制系统的稳定的主要因素出发，提出了抗干扰的措施，阐述PLC技术在井下排水自动控制的设计原理。
[关键词]自动控制 排水 PLC
在煤矿生产过程中，地下水流入巷道或工作面，形成矿井水。矿井水的形成一般是由于巷道揭露和采空区塌陷波及到水源所致，水源主要是大气降水、地表水、断层水、含水层水和采空区水。采矿活动造成采动区域及其周边区域水文地质系统和单元隔水构造的破坏，改变了水径流方向和途径，最终在采空区或采动场所汇集，并在汇集过程中因物化作用与时间效应遭受污染的，交替性差的水体。
一、井下排水的重要性
在煤矿的原煤开采中，我国平均每年将有20～40亿立方米的地下水被抽排到地面且绝大部分被排放掉。但是，煤矿生产抽排的地下水是在煤炭开采过程中才被污染的，而并非本身就是污染严重的水。所以，在我国水资源不足的环境中，这些水被浪费掉实在是有点可惜，如果在水质较好的地方，对井下水进行适当的处理，就完全可以达到工业和生活用水标准。另外，井下水对矿井的危害很大，在发生的煤矿安全事故中，以瓦斯爆炸和水灾害最为频繁和严重。如果矿井水排放不畅，水在井下放任自流，将势必造成水灾，更严重的造成设备财产损失，人员伤亡，矿井坍塌等灾难性的后果。
我国在优化排水方案、改造排水设备及巷道合理布置方面也做了大量的研究，但是，监测技术和手段还处在摸索阶段。随着煤矿安全问题的要求的提高，井下水的检控要求也随之提高。目前井下水的排放主要的人工管理的方式，具有低效率、高劳动量，且容易造成高劳动量的弊端。因此，采用自动控制系统具有重要的意义。
二、PLC井下排水自动控制系统
1. PLC井下排水自动控制系统的技术
可编程控制器(PLC)，是一种数字运算操作的电子系统，向用户的“自然语言”编程，使不熟悉计算机的人也能方便地使用。PLC是通过在存储器中的程序实现控制功能，且同一台PLC还可用于不同控制对象，通过改变软件则可实现不同控制的`控制要求，具有很大的灵活性和通用性。PLC的输入、输出电路一般用光电祸合器来传递信号，有效地抑制了外部干扰源对PLC的影响，具有可靠性高、抗干扰性强的特点。此外，PLC的I/O接口可直接与控制现场的用户设备联接。
2.影响PLC控制系统稳定的干扰因素
PLC作为一种自动化程度高、配置灵活的工业生产过程控制装置。因为其本身的高可靠性，它的应用场合越来越广，环境越来越复杂，所受到的干扰也越来越多。在PLC控制系统中，就PLC本身来说，其薄弱环节在I/O端口。来自电源波形的畸变、现场设备所产生的电磁干扰、接地电阻的祸合、输入元件触点的抖动等各种形式的干扰，都可能使系统不能正常工作。研究影响PLC控制系统的干扰因素，对于提高PLC控制系统的抗干扰能力和可靠性具有重要作用。
对PLC的干扰的产生过程主要有三个因素组成：(1)电源引入的干扰。雷电冲击、开关操作、大型电力设备启停等，都有可能会影响系统的正常运行，造成PLC系统故障。(2)I/O信号线引入的干扰。在使用PLC组成控制系统时，要连接大小设备和各种通信线路，这样就有可能会发生各种个样的电磁干扰环境，影响PLC系统的运行。(3)接地线引入的干扰。若接地线处理混乱或是电线上的电位分布不等，则会电路的正常运行，有可能在成数据换乱，信号失真。 3.PLC控制系统的抗干扰措施
对PLC的干扰的产生过程主要有三个因素组成，相应地对抑制所有电磁干扰的方法也从这三个要素着手解决。(1)最大限度地抑制干扰源。电源系统的抗干扰措施是为了抑制电网电压的波动及畸变对系统电源产生的干扰，可采用使用隔离变压器或者使用低通滤波器的措施来解决。另外，也可以使用交流稳压电源来增大抗干扰能力或使用在线式不间断供电源(UPS)来作为PLC控制系统的理想电源。(2)阻隔祸合通道或衰减干扰信号。输入端有感性负载时，在交流信号输入负载两端并联RC浪涌吸收器或压敏电阻RV;在直流信号负载两端并联续流二极管VD或压敏电阻RV或稳压二极管VX或RC浪涌吸收器等。在使用多芯信号电缆时，要避免I/O线和其它控制线共用同一电缆。(3)降低系统本身对电磁噪声的灵敏度，提高自身抗干扰能力。
三、PLC井下排水自动控制系统的设计原理分析
在PLC井下排水自动控制系统的开发中，为了更好地实现自动控制，应该注重以下几点：
(1)需要开发电器控制系统，用PLC(可编程逻辑控制器)控制系统代替传统继电器控制系统。
(2)在开发PLC控制系统的同时，还要选择可靠的控制器及附属电气元件，以更好地适应井下环境。在符合矿用设备的安全标准的同时，还要在设计和开发时能充分考虑和利用井下的条件，使控制简便可行。
(3)在设计的同时要从实际出发，根据排水控制的要求，进行PLC硬件和软件的设计，以达到自动轮换工作，使水泵房工作更加高效节能的目标。
(4)还可以把感应式数字水位传感器用于煤泥水水位的测量，在开发中使用新型的电量监测模块对水泵电机的电源输入进行监测，并建立PLC与该模块之间的通信，可以使PLC根据各个水泵电机的电量监测数据判断它们的运行状态，做到有故障及时发现及时处理。
可编程控制器本身就有很完善的可靠性设计，具有很强的抗干扰性能。但是，工业控制是一个很特殊的领域，稍有不慎，就有可能造成极大的经济损失，甚至人员伤亡。所以还应该从整个系统的角度进行可靠性设计，以更加有效的保障工业控制的安全。
四、结论
井下排水技术在煤矿的开采中的重要性和井下水资源的缺乏利用以及人工控制井下排水系统的种种弊端决定了井下排水自动控制系统研究的重要性。基于可编程控制技术的煤矿井下排水自动控制系统是利用当前优秀的工业控制技术精心研究与开发而成的，它具有许多传统控制系统无法比拟的优点，PLC控制系统得到了广泛的应用和具有广大的发展前景，但是PLC系统在井下排水自动控制系统中的应用还存在着一些问题需要，这需要我们做进一步的研究和实践，并最终解决问题。
参考文献：
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关键词：排水自动化,井下自动排水
1 工程概述
结合矿井排水系统的特点, 在确保先进性与可靠性的基础上, 采用矿用本安可编程控制器庞大的软硬件资源, 通过各种先进可靠的传感器、保护装置、电动闸阀、电动球阀等设备组成矿井主排水自动控制系统。该自动控制系统达到准确及时的掌握各种设备的工作状态、减少排水系统操作人员工作量, 降低劳动强度, 结合水仓水位变化, 充分提高矿井井下主排水系统效率, 使水泵排水系统能够安全可靠、节能高效、经济合理的优化运行。对于进一步实现全矿井生产系统的自动化、科学化、网络化管理具有十分重要的意义。
本方案包括如下内容:泵组的自动化控制, 保留手动操作功能;自动化元器件的配备及控制;电气保护自动化;测量自动化;计算机与各控制单元的通讯。
系统按照“无人值班” (少人值守) 原则进行设计, 系统主要硬件设备采用优质进口设备。配置和设备选型符合计算机发展迅速的特点, 硬件采用标准模件, 即便于硬件设备的扩充, 又能适应功能的增加和系统规模的扩展。软件采用通用的标准化组态模块, 使系统更能适应功能的增加和规模的扩充。
系统设计具有先进性, 具有开放、标准的通讯接口能力。
实时性好, 抗干扰能力强, 适应矿井的现场环境。
人机接口功能强, 人机界面采用中文, 操作控制简洁、方便、灵活。
在保证系统的实时性和可靠性等技术指标的同时, 系统可维护性好, 保证较小的MTTR指标。针对现场施工及机电设备安装情况, 监控系统采取总体设计, 分布实施的办法, 供方将与有关单位密切配合, 完成系统的全部投运工作。
2 技术要求
2.1 设计依据
设计方案根据龙桥铁矿安全生产泵房自动化监控实际要求而提出, 系统设备符合矿井生产环境条件, 电气设备的设计和制造符合标准。
2.2 设计原则
系统以保障安全为第一前提, 选择高可靠性、高安全性的自动化元器件, 实现无人值守的自动化泵房。
系统要依据水仓水位和峰谷时段实现自动起停水泵。
系统要实现手动/自动、运行/切除/备用等控制模式, 在自动控制方式下, 能自动依据水泵运行/切除/备用状态的选择, 实现水泵启/停以及远方启/停控制。在手动控制方式下, 能通过控制柜上的自复式控制开关实现各水泵的手动启/停操作。
保留手动控制回路, 当自动控制系统全部失灵时, 应能通过手动起停水泵。
根据电网负荷和共代理部门所规定的峰、平、谷时段, 以“避峰填谷”原则确定水泵的启停时间, 从而合理的利用电网信息, 提高矿井的电网运行质量。
3 系统功能
3.1 控制功能
(1) 可依据峰谷时段和水仓水位自动起停水泵, 提高水泵有效利用率, 降低成本, 节能增效。系统设置低限水位、高水位、上限水位和危险水位四种水位线。在非峰谷时段, 若水位没有达到高水位, 则不启动水泵, 若达到高水位, 则按流程自动启动水泵;在晚上峰谷时段, 则若水位不低于低限水位, 也自动启动水泵, 直至达到低限水位时, 自动停泵。充分利用峰谷时段进行抽水。 (2) 系统控制具有自动、半自动、手动三种工作方式。自动时, 由PLC检测水位、压力及有关信号, 自动完成各泵组的启停控制, 不需人工干预;半自动工作方式时, 由工作人员选择某台或某几台泵组投入, PLC自动完成已选泵组的启停和监控工作;手动方式为故障检修和手动试车时使用 (或自动控制系统故障退出时备用) , 当某台水泵及其附属设备发生故障时, 该泵组将自动退出运行, 不影响其他泵组的正常运行。LCU柜上设有泵组的禁止启动按钮, 设备检修时, 可防止其他人员误操作, 以保证系统安全可靠。 (3) 每台水泵可设置“运行”、“备用”、“切除”三种工作方式。当水位达到高限水位时, 系统自动启动“运行泵”;达到上限水位时, 系统自动启动下一个“运行泵”;达到危险水位时起动“备用泵”。水位低于上限水位时自动停止“备用泵”;低于高限水位时停止一个“运行泵”;当达到低位时自动停止另一个“运行泵”。 (4) 可根据实际需求将水泵切换到手动控制方式, 此方式下操作人员可通过手动控制按扭人工手动控制各台水泵电机的起停及各电动闸阀开关。 (5) 当出现水位超限、开关故障、压力下降、流量下降等故障时系统将自动作出相应处理, 并发出提示及声光报警信号。
3.2 显示及数据记录功能
(1) 实时动态模拟显示系统的整体运行状态, 如水仓水位、水泵流量、水泵压力、电流及电动机、电动闸阀等的各种工作状态。 (2) 动态监视各种自动化元件的工作状态, 并对低电压、漏电、过电流、真空度、流量开关、过温、水位超限等故障类型进行诊断分析和显示。 (3) 可实时显示系统的故障信息, 并发出报警。 (4) 动态显示各水泵电机的运行状况, 电流、电压、频率、有功功率、无功功率、功率因数等。 (5) 系统具有水位、流量、压力等模拟量的实时曲线显示。 (6) 可将系统的各种参数状态、故障及开停时间统计等信息记录到数据库中。
3.3 保护功能
(1) 超温保护:通过安装于电动机轴承内的热电偶监, 可直接实现电机内部的温度监测, 当温度超过设定值时, 及时报警并执行预设的停机动作。 (2) 水泵启动保护:根据水泵启动时流量、压力、真空度等参数判断水泵是否正常启动, 非正常启动时能及时报警。 (3) 当电机、水泵、电动闸阀、系统故障时, 能及时发出告警信息并在监控站界面上以声光、闪烁等显著警示。 (4) 通过电机保护装置实现对电机的全面的保护, 详见电动机保护测控单元DCAP-5010的功能说明。
4 系统效益
(1) 可依据水仓水位起停水泵, 提高水泵有效利用率, 降低成本, 节能增效。 (2) 可减少看护人员, 并可充实设备维护检修队伍, 提高维护质量, 减少事故发生, 变发生事故后的被动检修为主动的定期检修, 提高设备的使用率, 实现减人增效。 (3) 可以保证矿山的安全生产, 改善工作环境, 提高劳动生产率。 (4) 可有效的保护水泵电机等设备, 延长使用寿命, 减少事故停机时间, 提高排水能力。 (5) 可有效的提高突、透水事故的应急处理能力, 防止灾害的发生。
5 系统特点
(1) 主控制单元选用高可靠性PLC可编程控制器, 采用模块化结构, 系统可按程序模块分段调试, 分段运行。该程序结构具有清晰、简捷、易懂, 便于模拟调试, 运行速度快等特点。 (2) 系统根据水位和峰谷时段控制原则, 自动实现水泵启动和停机。 (3) PLC自动检测水位信号, 计算单位时间内不同水位段水位的上升速率, 从而判断矿井的涌水量, 自动投入和退出水泵运行台数, 合理地调度水泵运行。 (4) 系统具有通讯接口功能, PLC可随时与监控主机通讯, 传送数据, 交换信息, 实现遥测遥控功能。
6 系统设计
本系统采用全分层、分布开放式系统结构。以保证各子系统选用不同计算机时的兼容性, 系统扩展和设备更新时的可移植性。计算机监控系统从功能上分为二层:泵站级控制层和负责完成电机泵组、配电站、公用设备等监控任务的现地控制层。现地控制LCU通过通信管理机与操作员工作站连接, 实现与泵站控制层的数据交换, 通信介质采用超五类网络线。
计算机监控系统是泵站的实时监控中心, 负责全泵站的生产自动化功能, 包括安全监视、控制操作等;并对历史数据进行处理, 包括运行报表、设备档案、运行参数等。
6.1 主机兼操作员工作站
系统配置1套监控主机兼操作员工作站, 采用台湾研华公司的工控机, 放于中控室内。用于监视全站的信息显示主接线图等各种实时数据和报表、事件顺序记录及各种故障信息, 控制全站机组的启停、断路器及电动隔离刀闸等的分合。操作员站可选用语音报警系统。配有全图形彩色LCD显示器、键盘、鼠标器。
主要配置如下:
C P U:3.0
主存贮器:1G
硬盘:160GB
光驱:16XDVD
附件:键盘、鼠标、声卡、网卡等。
显示器:22″液晶显示器
操作员工作站配置声卡、音箱和语音软件, 设置语音报警系统作为泵站监控系统的一部分, 对泵站故障和事故发语音报警, 提醒运行人员。具有语音报警、测试等功能。
6.2 打印设备
系统设置1台HP1008 A4激光打印机, 用于报表打印和操作及报警记录打印。
6.3 通信卡
通信卡作为泵站综合自动化系统的枢纽装置, 具有连接各种不同的智能采集控制设备和监控端, 协调各设备与监控端的数据和命令交互。具体来说, 它连接着间隔层的监控保护装置和各种智能采集设备, 收集系统模拟量、开关量、压力和温度等信息, 经规约转换后向泵站层的后台监控传送, 并通过模拟或数字通道远传调度;同时, 它接收后台监控或调度的控制命令, 转发给相应的智能设备, 完成控制端和间隔层设备的信息交互。
6.4 UPS电源装置
关键词：排水泵自动控制PLC单片机
0引言
在煤矿排水泵站中，一般有一个由多台排水泵组成的较大的泵站，它在整个排水系统中起着很重要的作用。尤其在出现透水的情况下，显得尤为重要。由于积水受环境的影响很大，因而排水泵的运行台数也会因此有较大的变化，如果控制系统设计不当，就会造成排水泵的频繁启制动，或各台电机运行时间长短相差过分悬殊，这样会加重泵的磨损、缩短泵的寿命，同时会造成对电网的频繁冲击，增加电能的损耗。
1排水泵自动控制系统设计——单片机自动控制系统的实现
1.1控制系统的构成单片机水泵控制系统分为井上和井下2个主要部分，采用微型机和单片机来实现分布式实时控制，两者通过调制解调器及2条电话线实现数据传送。
上位机是设在中央变电所主控制室的80486DX4-S微型机，其作用是接收并贮存下位机发来的数据，输出各种报表及汇总数据。并向单片机发出各种控制命令，实现远程控制。单片机的作用是完成水泵的定时启动，低水位停机，测控水泵及电机的轴承温度、填料温度、定子温度，监视电压、电流、功率等参数，并接收上位机发来的控制信息、自动切换故障机组，对现场进行实时控制。并配打印机、软盘驱动器、显示器和调制解调器。
下位机由MCS-51系列8031单片机构成，应用8255A作并行I/O。扩展接口芯片，应用EPROM2764固化主控程序，6116RAM程序数据存储芯片。水位、电量、温度和流量等参数通过相应的传感器经过放大滤波、多路开关和采样保持器送入数模转换器ADC0809。数据通讯采用半双工方式，通过RS－232标准接口与调制解调器相连，数据传输率为300bps。
1.2控制系统软件设计与程序流程上位机程序包括系统命令程序和数据处理程序，系统命令程序是向单片机发送控制命令。打印运行记录和汇总，查看数据等；数据处理程序负责建立数据文件，打印故障状态，打印运行日志，并存储60天内的运行参数。单片机的程序采用模块式结构，包括主程序、子程序和中断服务程序等。主程序的作用是对系统进行初始化、测量各种参数和控制系统运转。子程序主要分为数据采集、标度变换、故障处理、数据传送和显示子程序。中断服务程序主要有时钟服务程序等。
开机后系统首先检测水位，如水位高于危险水位，则优先启动水泵，否则就要看是否到达启动水泵的时间，如时间已到达，还要检测电网的负荷情况。若电网负荷不高，立即启动水泵。在开泵时间不到的情况下，若上位机输入启动命令，且电网负荷不高，也立即启动水泵。在启动条件满足后，打开电磁阀，启动水泵。系统按水泵编号顺序依次启动。如某台水泵封锁，则跳过，启动下一台。
CPU在输出打开电磁阀的指令后，水泵的射流系统开始抽真空，然后系统判断是否达到真空度。按照规定，水泵应在300s内完成启动，因此，达到真空度的同时，还有一定的时间限制，该时间定为255so若在255s内有真空度信号，则合上真空开关电磁阀，开启电动阀门。电动阀门开启10s后，系统置水泵为运转状态，开始测量机组运行参数及压力。如果水泵不能上水，说明此时压力降低。当压力低于3.9Pa时，系统自动停止水泵运转。
各个执行机构动作后，都有一个相应的表示设备状态的开关信号返回。在某一执行机构动作后，便检查该执行机构的返回信号。如果没有返回信号，说明此机构出现问题，就换另一机构启动，并显示故障位置，使已经动作的各执行机构恢复初始状态，置该机组为封锁状态，并由上位机打印出故障现象。水泵运行后，系统便检测电压、电流、功率、电机定子、轴承的温度、泵体填料以及其它参数，并送到LED数码管显示，每点显示2s。
对于上位机，通电后通讯接口立即被初始化，控制命令装入内存，显示一组菜单，可以按照菜单进行操作。将这些命令通过数据发送程序，送往单片机；对于单片机送来的数据，由数据接收程序接收，再由数据处理程序进行处理。上位机接收到的数据分为2类，即查看数据和记录类数据。前者由上位机从单片机调用出来，只显示数据并不作记录，后者是单片机主动发送过来的数据，进行存盘和打印记录，作为运行日志或故障记录。
2结束语
应神华北电胜利嘉园住宅小区建设单位要求，我单位对神华北电胜利嘉园住宅别墅区埋深小于2.0米的排水管路制定以下施工方案。
一、施工工序：
确定改造的管路▬►对改造排水管路附近的其他管线确定▬►针对现场情况拆除散水、面包砖、砼路面及基层▬►人工挖土▬►拆除原有排水管路▬►管路外运保温 ▬►管路底挖土▬►安装管路▬►回填▬►恢复地貌原状
二、具体施工工艺及做法
挖土：因地下不明管线较多，为了确保小区内的正常生活，所有管路
采用人工挖土。宽度不小于1.0米。
回填土：管路安装完成后，按规范要求分层夯填。
管路管材:原U-PVCDN100排水管更换为U-PVCDN110×4.2mm壁厚 的给水管材保温后使用，原PEDN200和PEDN300外运保温后继续 使用。管路拆除后运到会馆后空地保温（距离平均400m）
保温：保温采用聚乙烯发泡120mm厚，外做黑色聚氯乙烯保护壳。恢复地貌原状：砼路面和面包砖砼垫层，用锯缝机锯缝切割整齐，管 路回填完成后全部按面包砖工程做法粘贴整齐。
面包砖做法：a面层：60mm厚面包砖、b结合层：40mm厚1：3干 硬性砂浆、c垫层：60mm厚C20砼、d基层：150mm厚山皮石碾压夯实、e持力层：素土碾压夯实
三、主要部位施工
基底：确保基底土方的密实度，保证管路完成回填后不变形。
坡度：按主管路的标高控制，保证设计坡度后，排水管路畅通无阻。
保温：按规范规定及设计要求对管路进行保温，确保聚乙烯保温的厚度及外保护壳的强度，保证在外力作用下不变形。
保护壳厚度为：DN300壁厚7mm
DN200壁厚4mm
DN100壁厚3mm
四、保温井盖：小区内不足2m的检查井全部做保温井盖，保温井盖的做法为：检查井盖下皮1米四周钉直径12圆钢钉等距6根，长度
200mm，外露50mm，钉上盖两半圆圆板，木板厚度为30mm,木板
与井盖之间填充麻袋装的松散黄草。
四、合理化施工：
考虑到施工的管路较复杂，未知因素较多，在施工的过程中我方
会结合使用要求及施工现场条件与建设单位沟通。提出合理化建议，把本工程保质保量的完成，满足使用要求。
建设单位：施工单位：
年月日年月日
胜利嘉园住宅小区排水管网埋深
不足部位进行保温改造工程
施工方案
胜利嘉园住宅小区别墅部分入户
地沟检查井改造工程
第二章 施工准备
①施工全过程做到“六落实”即施工负责人、施工员、质安员“三位一体”
人员落实;施工方案、施工技术措施落实;施工机械设备、检测手段落实。对现场有关管理人员、班组长、操作人员的技术交底及施工规范、质量验收标准交底落实，各级人员的岗位职责落实，安全质量奖惩制度落实。
②在开工之前，我们将查明施工区域内原有地下管线的埋设情况，并以书面报告的形式提出具体的解决办法，报请监理工程师批准后方可开工。对管道施工所经路线的障碍物进行初步清除，为以后的测量放线定位工序提供较好施工条件。
2.2测量放样
进行施工放样测量前测量人员先校核施工图纸，按施工图纸提供的排水工程的位置和标高，定出沟槽中线及井位并引出水准基准点，作为整个排水工程的控制点。每次测量均要闭合，按规范严格控制闭合误差。测量管沟中心轴线、标高;并放出管沟基槽边线，在边线设置小木桩。沟渠放线，每隔20m设中心桩，必要时设置控制桩。沟槽放线抄平后，应绘制沟槽纵断面图。沟槽测量工作应有正规的测量记录本，认真详细记录，必要时应附示意图，并应将测量的日期、工作地点、工作内容以及公司镜、记录、对点、拉练、扶尺等参加测量人员的姓名记录，测量放样记录以书面形式上报监理工程师，待监理工程师检查认可后方进行下一道工序施工。
2.3探管及地下管线保护措施
在施工前必须对施工范围内的`管线情况进行调查，并与甲方、供水、电讯、军警、市政管理部门加强联系沟通，搜集资料。并在基坑施工前先进行仪器探测。
因地下管线布置情况不明，本工程与现状管线交叉、联系繁多，为确保施工安全，施工开挖前需与周边用地单位及各地下管线主管部门进一步共同核实现状管和缆线等地下障碍物位置，妥善处理与相关管线的平面及高程关系与施工无矛盾后，方可挖土。
沿线管线应重点加以保护，施工期间为了保护好管线，我们制定了下列措施：
1、熟悉掌握设计、建设单位提供的地下管线图纸资料，与电讯、电力、供水、军队等有关单位联系、协商，调查管线的走向位置和埋设深度，取得管线走向图，实地打点放样。在施工前召开各管线单位施工配合会议，进一步搜集管线资料。对管线部位要指定专人进行精确探测，对非管线部位亦要进行普测。对影响施工和受施工影响的地下管线开挖必要的样洞(开挖样洞时通知管线单位监理单位监护人员到场)，核对弄清地下管线的确切情况(包括标高、埋深、走向、规格、容量、用途、性质、完好程度等)，做好记录。对管线部位，须有明显标志，队长、施工员须熟悉本段管线位置。
2、在现场施工总平面布置图上标明影响施工和受施工影响的地下管线。工程实施前，向有关管线单位提出监护书面申请，做好监护交底。
3、工程实施前，把施工现场地下管线的详细情况和制定的管线保护措施向现场施工技术负责人、施工员、班组长直至每一位操作工人作层层安全交底，填写安全交底记录，明确各级人员的责任。
4、工程实施前，落实保护本工程地下管线的组织措施，公司委派管线保护专职人员负责地下管线的监护和保护工作。项目部和各班组设兼职管线保护负责人，组成地下管线监护体系。严格按照经总公司审定批准的施工组织设计和经管线单位认定的保护地下管线技术措施落实到现场，并设置管线安全标识牌。
5、工程实施前，对参与本工程施工的职工(包括民工)进行“保护公用事业管线重要性及损坏公用管线危害性”的宣传教育，严格遵守有关文件的规定。
6、对受施工影响的地下管线设置若干数量的沉降测点，工程实施时，及时向建设单位和有关管线管理单位提供观测点布置与沉降观测资料。
7、成立由建设单位、各管线单位和施工单位的有关人员参加的现场管线保护领导小活动，定期开展活动，检查管线保护措施的落实情况及保护措施的可靠性，研究施工中出现的问题，及时采取措施完善保护方案。
8、各级都要成立有力的管线保护小组。各保护管线小组的领导在施工前要全面检查，各项保护措施是否落实，才能动工。
9、严格按照经总公司和监理公司审定的施工组织设计和地下管线保护技术措施施工。各级管线保护负责人深入施工现场监护地下管线，督促操作(指挥)人员遵守操作规程，制止违章操作、违章指挥和违章施工。
10、施工过程中发现管线现状与交底内容、样洞资料不符或出现直接危及管线安全等异常情况时，立即通知建设单位和有关管线单位到场研究，商议补救措施，在没作出统一结论前，不擅自处理或继续施工。
11、施工过程中对可能发生意外情况的地下管线，事先制定应急措施，配备好抢修器材，以便在管线出现险兆时及时抢修，做到防患于未然。一旦发生管线损坏事故，立刻保护现场，24h内报上级部门和建设单位。特殊管线立即上报，通知有关管线单位要求抢修，积极组织力量协助抢修工作。
12、加强思想政治工作，要对全体人员(包括民工)讲清楚保护管线的重要性，明确要求。
13、凡不听从指挥乱开挖造成管线损坏者，除受经济行政处分外，按情节严
在施工过程中，我公司将会采取如下探测管线方法探测地下管线。
1、明挖2m深探坑。
开工前先与有关单位联系，征得同意破土动工后索取详细的地下原有管线图纸，根据图纸标识，用人工开挖探槽，探槽与原有管线“十”字相交，探明地下管线的具体埋深及走向。
2、利用地质雷达探测仪探测。
对局部可能有重要管线，而一时又难以较准确定位的地段，我公司可用地质雷达探测仪或其他的手段给予查明。
3、管线位移监测
对采用临时悬吊的现有管线进行沉降和水平位移观测。沿管线的轴向在管壁上和桁架上设观测点。每2天一次，直至管线恢复止。当管线位移超出允许值时立即进行加固处理。
经查核遇到供水、供电、电信、煤气及其他不可迁移的管线时，我公司将采用以下两种办法对管线进行保护(保护方法需得到有关部门同意后才可使用)：
(1)托板绑吊法(适应于管线横跨基坑时，见下图)
在管坑上部顺管线方向横放一[32槽钢，横杆的长度应架放在基坑边外各1m，并加垫20*20枕木，分散对沟壁的压力;管或底部垫上一块宽度大于管线底，宽不少于30cm厚4cm的木板，管线若为圆形的则加设木材楔边垫平，以防管线移位，绑吊用10号铁丝缠绕4-6圈，并调整至适合的紧度。
在开挖时应顺管线方向一小段一小段开挖，开挖深度应以可放入垫板的厚度为宜，严禁超挖，并马上进行绑扎，特别是接头处应加强保护，以免造成管道沉陷，管线斜穿时，应分段绑吊，并在适当位置加设横梁。
(2)悬吊法：(适用于管线与基坑平行，见上图)
先用人工开挖至管线底，然后再一小段一小段挖除管底的土，厚度应为刚可放入垫板的厚度为宜，严禁超挖，并用绑吊法临时保护管线。开挖一定长度后，将支撑体系的横撑托住管线，托住管线后，用于绑吊的横杆可除80%，注意管口接头处的绑吊横杆不可拆除，若管线处形为矩形时可考虑拆除，但仍需间隔绑吊。
2.4水管检查
管道运到现场，可采用目测法，对管道是否有损伤进行检验，并做好记录与验收手续。如发现管道有损伤，应将该管道与其它管道分开，立即通知管道供应厂家。进行检查，分析原因并作出鉴定，以便及时妥善处理。
第三章 管道沟槽开挖施工方法
本工程沟槽采用拉森钢板桩支护，沟槽支护结构大样图详见附图
一般多层支撑钢板桩的施工顺序如下所示：
板桩定位放放线→挖基坑→安装导向架→
→沉打钢板桩→拆除导向架支架→第一层支撑位置处开基坑→
→安装第一层支撑及围檩→挖第一层土→
→安装第二层支撑及围檩→挖第二层土→……
→安装最后一层支撑及围檩→挖最后一层土(至开挖设计标高)→
→基础施工→回填或换撑→拆除最下层支撑→
→拆除全部分支撑→回填→拔除钢板桩
二、钢板桩的打设
1)打桩围檩支架(导向架)的设置。为保证钢板桩沉桩的垂直度及施打板桩墙墙面的平整度，在钢板桩打入时应设置打桩围檩支架，围檩支架由围檩及围檩桩组成。
围檩系双面布置形式。打桩要求较低时也可单面布置，如果对钢板桩打设要求较高，可沿高度上布置双层或多层，这样，对钢板桩打入时导向效果更佳。一般下层围檩可设在离地面约500mm处，双面围檩之间的净距应比插入板桩宽度放大8-10mm。围檩支架一般均采用型钢组成，如H型钢、工字钢、槽钢等，围檩桩的入土深度一般为6-8m，间距2-3m，根据围檩截面大小而定。
2)打桩流水段的划分。打桩流水段的划分与桩的封闭合拢有关。流水段长度大，合拢点就少，相对积累误差大，轴线位移相应也大;流水段长度小，则合拢点多，积累误差小，但封闭合拢点增加。一般情况下，应采用后一种方法。另外采取先边后角打设方法，可保端面相对距离，不影响墙内围檩支撑的安装精度，对于打桩积累偏差可在转角外作轴线修正。
3)钢板桩打设：
①先用吊车将钢板桩吊至插点处进行插桩，插桩时锁口要对准，每插入一块即套上桩帽，轻轻加以锤击。
②在打桩过程中，为保证钢板桩的垂直度，用两台经纬仪在两个方向加以控制。
③为防止锁口中心线平面位移，可在打桩进行方向的钢板桩锁口处设卡板，阻止板桩位移。同时在围檩上预先算出每块板桩的位置，以便随时检查校正。
④开始打设的一、二块钢板桩的位置和方向应确保精确，以便起到样板导向作用，故每打入lm应测量一次，打至预定深度后应立即用钢筋或钢板与围檩支架焊接固定。
⑤钢板桩的转角和封闭合拢。由于板桩墙的设计长度有时不是钢板桩标准宽度的整数倍，或板桩墙的轴线较复杂，或钢板桩打入时的倾斜且锁口部有空隙，这些都会给板桩墙的最终封闭合拢带来困难，往往要采用异形板桩、轴线修整等方法来解决。
1.异形板桩法。在板桩墙转角处为实现封闭合拢，往往要采用特殊形式的转角桩―异形板桩。它是将钢板桩从背面中线处切开，再根据选定的断面进行组合而成。由于加工质量难以保证，打入和拔出也较困难，所以应尽量避免采用。
2.轴线修整法。通过对板桩墙闭合轴线设计长度和位置的调整，实现封闭合拢的方法。封闭合拢处最好选在短边的角部。轴线调整的具体作法如下：
a.沿长边方向打至离转角桩约尚有8块钢板桩时暂时停止，量出至转角桩的总长度和增加的长度;
b.在短边方向也照上述办法进行;
c.根据长、短两边水平方向增加的长度和转角桩的尺寸，将短边方向的围檩与围檩桩分开，用千斤顶向外顶出，进行轴线外移，经核对无误后再将围檩和围檩桩重新焊接固定;
d.在长边方向的围檩内插桩，继续打设，插打到转角桩后，再转过来接着沿短边方向插打两块钢板桩;
管道定位测量和放线结束后，经建设单位和监理单位等复测合格后，可以进行沟槽开挖。土方开挖断面图详见附图。
在施工前采取挖探和钻探的方法查明与施工相关地下情况，调查的主要内容有：各沟槽段的地下水位和土质情况，地下各种电缆的具体位置，施工沟渠与已建的沟渠、构筑物衔接的平面位置和高程校对等，以便合理地采取相应的措施。根据现场实际情况，沟槽开挖的方法应根据沟槽的断面形式、地下的复杂程度、土质坚硬程度、工作量和施工场地的大小以及机械配备、劳动力条件等条件确定，采用人工与机械相结合的形式开挖。即探明管线后，管线密集和机械不能到达的位置采用人工开挖。开挖沟槽用反铲挖掘机进行开挖(70%)，人工辅助配合(30%)。接近路边的沟槽无法放坡，则采用拉森钢板桩支护。沟槽挖土方用自卸车外运至指定地点弃土。在开挖前，现场施工员向司机及土方工详细交底(沟槽的断面，开挖的次序)。在开挖过程中由管理人员在现场指挥并经常检查沟槽的净空尺寸和中心位置，确保沟槽中心偏移符合规范要求。
管沟槽底层开挖的宽度按本次管槽需要保证的工作面进行开挖。开挖时，随时测量监控，保证开挖边坡、基坑尺寸，轴线、槽底的高程应达到沟槽验收规定的要求。
槽底最小宽度表
1、为保证槽底土壤不被扰动或破坏，在用机械挖土时，要防止超挖，挖至离设计标高200-300mm时用人工开挖、捡平，尽量避免超挖现象。若有超挖，应将扰动部分清除，并必须用中砂或石屑回填，并用平板震动器振实。开挖要保证连续作业，衔接工序流畅，同时要注意边坡土体变化，出现问题及时处理。减少意外事故。
2、对地下管线和各种构筑物应尽量能临时迁移，如无法迁移，必须挖出使其外露，须采取吊、托等加固措施，同时对挖掘机作详细交底，如无把握，应改为人工挖土。
3、在工作量不大、地面狭窄、地下有障碍物或无机械施工条件等情况下，采用人工开挖。人工开挖沟槽，应集中人力尽快挖成，转入下一工序施工。
1、沟槽应分段开挖，并应确定开挖顺序和分层开挖深度，若有坡度，应由低向高处进行。
2、开挖人员不应分布过密，以间隔5m为宜，在开挖过程中和敞沟期间应保持沟壁完整，防止坍塌，必要时应支撑保护。
3、开挖沟槽遇有管道、电缆或其它构筑物时，应严加保护，并及时与有关单位联系，会同处理。
4、沟槽检查验收：沟槽开挖完成后，进行检查验收。检查项目包括开挖断面、槽底标高、轴线位置、沟槽边坡等。沟槽开挖允许偏差和检查方法见下表：
沟槽开挖允许偏差和检查方法
槽底中线每侧宽度
不小于设计和施工规范规定
挂中心线用尺量，每侧3点
开挖出来的土方，其中施工道路一侧的土壤，应及时将部分直接装车清走，以便留出工作面进行下一工序和堆放材料。
第四章 基坑止水、导水和排水施工措施
本工程地下水丰富，管道施工前应进行基坑止水、导水和排水施工，以降低地下水对工程施工的影响。
本工程基坑支护采用拉森钢板桩，拉森钢板桩除支护作用外，其防水作用是本施工方案采用拉森钢板桩的重要原因。
根据公司以往的施工经验，施工合格的拉森钢板桩完全能达到防水的效果。
4.2基坑导水、排水施工
4.2.1排水原则
地下水位高于开挖沟槽槽底高程的地区，施工时应采取降低地下水位的措施，防止开挖后沟槽失稳。
降低地下水位的方法，应根据该地区土层的渗透能力、降水深度、施工设备条件等选定。
地下水位应降至槽底最低点以下0.3-0.5m，沟槽内不得积水，严禁在水中施工。
在建筑物附近降低地下水位时，应采取预防措施，防止施工对建筑物产生影响。
管道敷设完成后，进行回填土作业时，不得停止降低地下水。待管道坑稳定固结后，方可停止降低地下水。
第五章 安装与敷设
①、当管道直接放在地上时，要求地面平整，不能有石块和容易引起管道损坏的尖利物体，要有防止管道滚动的措施。
②、不同管径的管道堆放时，应把大而重的放下边，轻的放上边，管道两侧用木楔或木板挡住。堆放时注意底层管道的承重能力，变形不得大于5%。
③、HDPE大径塑管最高使用温度为45℃，夏季高温季节，应避免日光曝晒，并保持管间的空气流通，以防温度升高。
④、管道存放过程中，应严格做好防水措施，严禁在管道附近有长期明火。
⑤、短距离搬运，不应在坚硬不平地面或石子地面上滚动，以防损伤管道。
⑥、上下叠放运输，其高度不应超过2米。车、船与管道接触处，要求平坦，并用柔韧的带子或绳子将其固定在运输工具上，防止滚动和碰撞。
5.2管道基础不良地段基础处理及垫层施工
①、管道施工前应先按设计要求进行软基处理，如管道地基土为淤泥则要求换土处理，地基土承载力应不低于100KPa。
②、管道基础软基处理采用打搅拌桩、抛填块石和换填碎石砂基础。抛填块石基础处理施工。
1、本工程的截污管道采用明挖施工，管材选用HDPE双壁波纹管DN400、DN500，环刚度≥。
2、HDPE管安装前应进行管材外观质量的检查，要求如下：管材的颜色应一致、无色泽不均及分解变色现象;管材的内外壁应光滑、平整、无汽泡、无裂口、无明显痕迹和凹陷;管材端面应平整，并垂直于轴线;管材不得有异向弯曲，直线度公差应小于3‰;管材应完整无损、浇口、溢边应修平整，内外表面光滑、无明显裂纹。
管道在管底标高和管基质量检查合格后，所用管材、管道配件及其材料经抽样检查(按根或件数的10%)合格后，方进行铺设，并按以下的原则进行实施：
(1)管道基础、开挖、回填、管道与检查井的接驳等均按《给水排水管道施工及验收规范》进行施工。
(2)管道施工的测量、降水、开槽、沟槽支撑和管道交叉处理等技术要求，按现行国家标准《给水排水管道施工及验收规范》规定执行。
(3)管道接头，按规范要求DN500内HDPE双壁波纹管采用弹性密封圈柔性接头。
(4)管道敷设在原状土地基或经开槽后处理回填密实的地层上，管道基础采用砂砾垫层基础。
(5)沟槽底净宽度，按管外径两侧各加0.55m工作面计算宽度。开挖沟槽，严格控制基底高程，基底设计标高以上0.2～0.3m的原状土，在铺管前人工清理至设计标高。
(6)管道安装完毕后按《埋地高密度聚乙烯双壁波纹管结构排水管道工程技术规程》进行闭水试验。
(7)管道安装验收合格立即回填，先回填到管顶以上一倍管径高度，沟槽回填从管底基础部位开始到管顶0.5m范围内人工回填。
(8)从管底到管顶0.5m以下范围内的沟槽回填材料采用石屑。
(9)沟槽回填从管道、检查井等构筑物两侧同时对称回填，确保管道及构筑物不产生移位，必要时可以对管道采取限位措施。
(10)回填土的压实度应满足《埋地高密度聚乙烯双壁波纹管结构排水管道工程技术规程》中的规定。
(11)所有排污管材及其配件均须符合设计图纸及国家规定的产品质量要求，出厂厂家产品合格证书及压力试验，经检验合格后方可使用。
沟槽开挖完成后，进行检查验收。检查项目包括开挖断面、槽底标高、轴线位置、沟槽边坡等。沟槽开挖允许偏差和检查方法见下表：
1、下管前，先清除管坑内杂物，加固基坑的支撑，排除基坑内的积水，然后在平基上弹放管道中线，复核平基面标高。
2、管材应附有出厂合格证，安装前检查管的外观质量，不使用有裂缝、蜂窝现象的管材。
3、根据管径大小和现场情况，采用人力下管和吊车下管相结合。下管时应将管道排好，然后对线校正，严格控制中线和标高，自下游向上游进行下管，并用中心线法或边线法控制管道的中线和高程。
4、管道稳定后，应再复核一次流水位的高程，使管道的纵坡符合设计要求后方可进行下一工序的施工。
HDPE管主要采用机械装卸，装卸时应采用柔韧性好的皮带、吊带或吊绳进行安装，不得采用钢丝绳和链条来装卸或运输管道。
管道装卸时采用两个支撑吊点，其两支撑吊点位置宜放在管长的四分点一处，以保持管道稳定。
在管道装卸过程中应防止管道撞击或摔跌，尤其应注意对管端保护，如有擦伤应及时与供应方联系，以便妥善处理。
2、管道运输：短距离搬运，不应在坚硬不平地面或石子地面上滚动，以防损伤管道。
管道运到现场，可采用目测法，对管道是否有损伤进行检验，并做好记录与验收手续，同时按要求见证取样送检。
如发现管道有损伤，应将该管道与其它管道分开，立即通知管道供应方进行检查，分析原因并作出鉴定以便及时妥善处理。
当管道直接放在地上时，要求地面平整，不能有石块和容易引起管道损坏的尖利物体，要有防止管道滚动的措施。
管道堆放时，管道两侧用木楔或木板挡住。堆放时注意底层管道的承重能力，变形不得大于5%。
HDPE管最高使用温度为45℃，夏季高温季节，应避免日光曝晒，并保持管间的空气流通，以防温度升高。
管道存放过程中，应严格做好防火措施，严禁在管道附近有长期明火。
管节安装从低处开始，使接头面向上游，每节涵管应与垫层或基座紧贴。
管道安装经监理检验合格后，中间的检查井穿插同步施工。回填石屑应在两侧管腔同时对称进行，用水冲并配合打夯机夯实，满足压实度要求。
考虑到管径较大情况，确定使用机械将管道放入沟槽。下管时采用软带吊具，平稳下沟，不得在沟壁与沟底激烈碰撞，以防管道损坏。同一批次的产品下管时按厂家提供的管段编号顺序下管。
5.4、HDPE管材的接口处理方法
一、承插式连接如下(DN≤500)：
管道接头应采用弹性密封橡胶圈连接的承插式或套筒式柔性接口，橡胶圈接口应遵守下列规定：
①、接口前，应先检查橡胶圈是否配套完好，确认橡胶圈安放位置及插口的插入深度。
②、接口时，先将承口的内壁清理干净，并在承口内壁及插口橡胶圈上涂润滑剂(首选硅油)，然后将承插口端面的中心轴线对齐。
③、接口方法应按下述程序进行：DN400及其以下管道，先由一人用棉纱绳吊住被安装管道的插口，另一人用长撬棒斜插入基础，并抵住该管端部中心位置的横挡板，然后用力将该管缓缓插入待安装管道的承口至预定位置;DN400以上管道可用两台手扳葫芦将管节拉动就位。接口合拢时，管节两侧的手扳葫芦应同步拉动，使橡胶密封圈正确就位，不扭曲、不脱落。
①、连接前将两根管调整一定的高度后保持一定的水平，并用人工用力顶着管子的两端，尽量使接口处接触严实;
②、用布抹干净管道接口处的外侧的泥土、水等;
③、将电热熔焊接带的中心放在连接部位后认真包紧(有电源接头的在内层);
④、用紧固带扣紧电热熔焊连接带，使之与管材更加完全贴合，并用100mm宽的胶条填实，电热熔焊连接带连接处缝隙;
⑤、连接热熔机和电热熔焊连接带两边的电源接头后，设定电热熔机的
加热电流与加热时间后即可进行焊接(加热电流与加热时间由供应商提供);
⑥、通电熔接时要特别注意的是连接电缆线不能受力，以防短路。通电时间根据管径大小相应设定。(通电时间见下表)。通电完成后，取走电熔接设备，让管的连接处自然冷却。自然冷却期间，保留夹紧带和支撑环，不得移动管道。 只有表面温度低于60℃时，才可以拆除夹紧带，进行下面的工作。
电熔接通电时间表：
本工程采用密扣钢板桩结合沙包围堰的支护方案。分段施工以保证河涌内水流畅通，不受施工影响。沙包围堰和密扣拉森钢板桩可以基本防止河水进入基坑内，并在基坑内挖排水沟和集水井，安排潜水泵24小时不停抽水，保持基坑工作面的干爽。基坑软基处理后，及时施工钢管，避免地基长期遭水浸泡。
(1)人工装制土袋，土袋所装土用粘性土，装土要敦实，装土量约为袋容量的2/3，土装好后要绑扎好袋口。
(2)土袋分层堆筑，码放必须平整，纵横向要压茬1/3，上下层土袋要错缝，避免出现通缝。
(3)围堰外边坡要做成1：1的坡度，确保围堰顶部宽度大于1.2m，围堰顶面与堤坝顶面同高，以满足施工人员行走及斗车通行的需要。
在基槽开挖至设计标高、修整完毕后，必须立即回填碎石砂垫层达到设计要求，采用人工分层平行摊铺，然后采用手扶振动机或蛙式打夯机夯实，使之密实度达到95%。碎石砂垫层填至设计标高后，立即安装管道，以免基底遭水渗泡。
(1)钢管内防腐按有关规范的要求内衬水泥砂浆。钢直管采用加工焊接。
(2)焊接钢管的外防腐先除锈至露出金属光泽后进行。并采用环氧煤沥青漆五遍，间层缠脱腊中碱玻璃布二遍(底漆两遍-面漆-玻璃布-面漆-玻璃布-面漆)涂层干膜总厚度不得小于0.6毫米。现场施工接口的外防腐采用冷缠胶带处理，
①水泥砂浆内防腐层可采用机械喷涂、人工抹压、拖筒或离心预制法施工;采用预制法施工时，在运输、安装、回填土过程中，不得损坏水泥砂浆内防腐层;
⑤水泥砂浆内防腐层成形后，应立即将管道封堵，终凝后进行潮湿养护;普通硅酸盐水泥养护时间不应少于7天，矿渣硅酸盐水泥不应少于14天，通水前应继续封堵，保持湿润。
③底漆应在表面除锈后的8小时之内涂刷，涂刷应均匀，不得漏涂;管两端150～250mm范围内不得涂刷;
④面漆涂刷和包扎玻璃布，应在底漆表干后进行，底漆与第一道面漆涂涂刷的间隔时间不得超过24小时。
安装之前要很好地了解设计图纸，阅读说明书，下列各项安装时必须遵守：
①验收全部管子的规格尺寸、压力等级要求，应与设计图纸相吻合;
③在装配管道之前，首先应对土方施工的基础尺寸等进行检查，以确认是否符合设计要求。
⑤管道安装前，管节应逐根测量、编号、宜选用管径相差最小的管节组对对接。
①管节焊接前应先修口、清渣、管端端面的坡口角度、钝边、间隙，应符合规范规定;不得在对口间隙夹焊帮条或用加热法缩小间隙施焊。
②对口时应使内壁齐平，采用长300mm的直尺在接口内壁周围顺序贴靠，错口的允许偏查差应为0.2倍壁厚，且不得大于2mm。
b、有加固的钢管，加固环的对焊焊缝应与管节纵向焊缝错开，其间距不应小于100mm;加固环距管节的环向焊缝不应小于50mm;
④定位焊时，定位焊缝所有焊条号(或牌号)应与正式焊接相同，但焊条直径可选细一些。定位焊缝的焊接电流要选得比正式焊接时大一些，通常大10%-15%，以保证焊透。
一、原因分析...............................................3
二、处理工序流程及施工说明...................................5
三、质量验收.................................................6
四、安全文明施工措施.........................................6
五、成品保护措施.............................................6
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华宇·天宫花城A组团 室外排水管整改处理措施
关于项目部在收尾工程检查过程中发现12~17号楼5~10层1/C、17/C、18/C、34/C轴中的空调排水立管安装不到位及漏装情况，发现问题后项目部排专人积极会同建筑公司、监理单位及建设单位分析原因并确定处理意见如下：
一、原因分析
前期班组在施工过程中缺乏责任心、管理不善、质量意识淡薄、在砌体封闭前检查不到位，新旧班组交接时检查不彻底等因素造成。
二、处理工艺流程及施工说明
墙面开孔→板面开洞及建渣清理→空调排水管的安装→安全及防护措施→通水试验→恢复墙面砌体及抹灰→抹灰墙面养护→室内腻子→检查验收。
1、墙面开孔
因砖柱已经封闭，涂料均施工完成，项目部采取剔打墙面处理，对飘窗立面砌体墙面上下各开300mm（宽）×500mm（高）的孔洞，采用切割机切割后再进行剔打开孔，保证墙面整体性不因剔打造成二次破坏，确保飘窗的稳定性及安全使用。
2、板面剔打及建渣清理
针对部分飘窗板端头结构多出部位将应有的孔洞封闭部分，墙面开孔后，安排土建班组工人将飘窗板面多出端头部位剔打掉，确保业主安装空调时空调铜管连接通畅。剔打后安排专人负责清理孔洞内的建渣，并统一集中堆放，然后运出场外。
3、空调排水管的安装
此图1NL-6为空调水管的正确安装位臵
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此图1NL-6为空调水管的错误安装位臵，在此位臵导致空调室内机与外机铜管无法连接。
现场检查飘窗砖柱内空调管安装错误的图片
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现场检查飘窗砖柱内未空调管的图片
土建班组开洞完毕且建渣清理后，安装班组开始统一检查，未安装空调水管的按设计图进行安装，已安装但错误的空调立管先进行拆除后重新安装。重新安装时先将空调立管从11层向下穿至6层，安装工人再从室内翻至空调机位内，将空调机位内的侧墙打开后安装每层空调支管。
4、安全防护及措施
由于空调管在安装过程中安装工人需从室内翻至室外空调机位内，因此安装工人在翻至空调机位时，需佩戴安全带将安全带栓在室内护窗栏杆上，且整个施工过程中必须由现场施工及安全人员进行监管。
5、通水试验
立管安装完毕后，现场统一组织检查其安装是否符合设计及使用要求，并做通水试验，确保其使用功能符合设计要求，杜绝砖柱封闭后造成再次返工。
6、恢复墙面砌体及抹灰
通水试验合格后，由土建负责将其飘窗墙面剔打的孔洞采用M5水泥砂浆砌筑实心砖按要求进行封闭，砌体施工完成后，为保证抹灰质量要求对孔洞及周边张挂钢丝网，然后采用1:2.5水泥砂浆抹灰，并按要求进行养护。
7、室内腻子
抹灰施工完成后，待符合内墙腻子施工条件后，由土建腻子班组对你进行腻子施工，要求二至三遍成活，并将其飘窗墙面进行满刮内墙腻子，确保其观感质量。
8、检查验收
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以上内容施工完成后，由项目部组织检查验收，合格后通知监理及建设单位检查验收，验收通过后按要求完善相关整改手续。
三、质量验收
以上整改内容施工过程中项目部坚持处理问题不隐瞒、不过夜及时跟踪落实，各栋号负责人均参与到细节的处理过程中，技术负责人全程跟踪落实，每一道施工工序均报请监理单位检查验收，合格后方能进入下一道施工工序。现场负责人须根据施工过程及工序进度逐段报验，认真填写各种报验单、特别对排水立管的支架布臵、立管接头及三通的连接等隐蔽工程验收，要逐层逐户进行检查验收，达到三检制的要求，即自检、互检、交接检，保证整改的整体质量及使用功能的要求。
全部整改内容施工完成后，由项目部组织检查验收，合格后通知监理及建设单位检查验收，验收通过后按要求完善相关整改手续。
四、安全文明施工措施
1、工人在临边、临空施工过程中作业必须戴好安全帽，系好帽带，必须佩戴安全带，将保险钩挂在室内后后方可进行施工。
2、进场施工的人员不允许穿拖鞋，不允许在施工现场吸烟，遵守治安条例，不许打架斗殴。
3、在固定保险绳之前认真检查固定点是否牢固、是否能够承受足够的冲击力以及是否符合安全规范，坚决杜绝违章作业。
4、在室外临边、临空操作人员需穿防滑鞋，有恐高症、心脏病的人员禁止室外作业，严禁酒后作业施工。
5、施工前须统一进行安全技术交底工作。
五、成品保护措施
1、要及时清擦干净残留在墙面及飘窗框上的砂浆，特别是金属门窗框宜粘贴保护膜，预防污染、锈蚀。
2、认真落实合理的施工顺序，防止交叉破坏和污染。
3、砌体、抹灰及内墙腻子施工不得在室内搅拌，不得在室内堆放任何原材料及半成品，以免污染墙面、地面。
4、各工种必须做到工完场清。
5、因涉及到室外临边、临空作业，因此施工前密切注意天气情况，避开雨天施工。
重庆建筑工程有限公司
2015年6月14日
1 系统总体框架设计
为减少船闸检修排水时现场值守人员, 实现船闸检修排水泵的远程监控, 船闸检修排水泵自动控制系统设计采用分层分布式系统结构形式, 包括现地控制层、网络通讯层和集中监控层。
现地控制层布置在各个泵房, 主要由PLC控制系统、执行元器件和外部传感器组成, 实时采集现场设备信号, 控制检修排水泵的启、停运行, 并提供工业以太网通讯接口连接至网络通讯层。
网络通讯层主要由网络交换机, 通讯光、电缆和光电转换器等设备组成, 实现现地PLC控制系统与远控集中监控系统之间的数据通讯和信息交换功能。
集中监控层布置在船闸集中控制室, 主要由上位机和数据服务器组成, 通过通讯网络获取检修排水泵的运行状态信息、操作记录、故障状态及水位曲线, 从而实现远程监控功能。
2 系统功能设计
2.1 系统控制功能设计
为方便操作人员在船闸集中控制室或泵房都可进行排水泵的启、停操作和状态监控, 系统设计有“远控”和“现地”二种操作方式。考虑到特殊情况下, PLC系统故障时仍可启动排水泵抽水, 系统还设计了“检修”操作方式, 操作人员可以脱开PLC系统, 利用继电器控制回路实现排水泵的应急人工启、停操作。
系统设计有“手动控制”、“周期控制”和“水位控制”三种控制模式。手动控制模式主要用于操作人员根据需要手动启、停单台套排水泵。周期控制模式主要用于排水泵的例行维护动机, 排水泵能按设定好的时间间隔周期和运行时间定时自动运行, 达到设定的运行时间后自动停机。水位控制模式主要用于船闸检修期间排水泵抽排渗漏水, 当集水井水位高于设定的启泵水位时, 排水泵自动启动运行, 当集水井水位低于设定的停泵水位时排水泵自动停止运行。
在“远控”操作方式下, 系统可以选择“手动控制”、“周期控制”或“水位控制”模式, 在“现地”操作方式下, 系统只能选择“手动控制”模式。
2.2 系统保护功能设计
2.2.1 深井泵引水保护
深井泵每次运行之前, 必须启动引水5分钟以上, 以保证泵轴的水润滑效果。为避免无引水时启动深井泵, 在其引水管上设置电磁阀和流量开关, 在启动深井泵前必须先开启电磁阀, 当电磁阀得电且流量开关发讯5分钟后, 才能启动深井泵运行。
2.2.2 排水泵软停机保护
排水泵直接停机时, 因为扬水管中尚有大量的余水, 会产生明显的水锤现象, 严重时甚至会造成泵体损坏。因此, 系统选用软启动器来实现排水泵的软停机, 同时也能减小排水泵启停时对电网的冲击。
2.2.3 无水停车保护
为防止排水泵无水干抽而损坏, 系统设计了两种无水停车保护。一是当排水泵运行力矩小于额定力矩的60%时 (可调) , 系统自动停机。二是当排水泵工作电流小于额定电流的50%时 (可调) , 系统自动停机。前者通过软启动器实现, 后者通过PLC实现。
2.2.4 极限水位保护
为防止排水泵积水井出现溢水和排水泵无水干抽现象, 系统还设计了极限水位保护功能。当水位低于设定的极限低水位时, 系统报警, 同时禁止排水泵启动。当水位高于设定的极限高水位时, 系统报警。极限高/低水位的设定值可调, 当水位计故障或切除时, 此项保护失效。
3 系统硬件组成
排水泵软启动器选择施耐德ATS48系列产品, 根据电机额定电流206A, 选择软启动器型号为ATS48C25Q。ATS48C25Q软启动器具有施耐德专利的转矩控制技术 (TCS技术) , 并自带Modbus接口协议, 提供软启动器与PLC之间的数据通讯功能, 同时可设置电机空转时的欠载保护, 并将欠载报警信号通过触点输出至PLC数字量输入通道。
根据实际使用信号通道统计, 并考虑20%以上的输入/输出信号余量, PLC设备选用施耐德Twdio系列小型一体化PLC产品。本体支持24入/16出数字量信号, 并选配模拟量输入模块 (2通道) , 满足系统I/O信号连接要求。同时, 本体提供一个Modbus接口, 用于PLC与触摸屏之间的通讯连接;选配一个Modbus RS 485通讯适配器, 用于PLC与软启动器之间的数据通讯;PLC提供集成的Modbus TCP/IP以太网通讯接口, 用于连接至网络交换机, 满足深井泵控制系统的各项控制及网络通讯功能要求。
为满足现场操作人员对深井泵设备状态、水泵电机运行数据的监控, 每个子站现地控制柜面板设计装有触摸屏一只, 触摸屏采用施耐德HMIGXO3501工业触摸屏。
网络交换机和光电转换器均采用台湾MOXA公司的工业级产品。同时, 系统还配置有水位计、电磁阀、流量开关等传感器, 共同实现排水泵的自动控制功能。
系统硬件组成结构如图1所示。
4 系统软件设计
上位机监控软件采用施耐德Vijeo Citect组态软件, 监控画面主要内容包括排水泵操作方式、控制模式、运行状态、运行电流、集水井水位、参数设置信息和故障报警信息等。
PLC控制软件采用施耐德Twdio系列PLC专用编程软件Twdio soft V3.1, PLC控制软件包括信号采集、逻辑判断、输出控制等程序段。触摸屏监控软件采用施耐德Vijeo Designer软件开发, 主要画面包括启动画面、主监控画面、参数设置画面和报警画面等。
PLC控制程序主流程图如图2所示。
5 结语
实际使用表明, 该检修排水泵自动控制系统不但可以对排水泵进行远程操作和远程监控, 还有效地实现了排水泵的软停机、无水保护、引水保护、极限水位保护等功能, 提高了排水泵运行的安全性, 大大降低了现场工作人员值守的劳动强度, 为船闸排干检修提供了有力的保障。
摘要：开发和设计了一套以PLC和工业以太网技术为核心的船闸检修排水泵自动控制系统, 介绍了系统的总体框架和功能设计, 详述了系统的硬件组成和软件设计。
关键词：排水泵,可编程逻辑控制器,控制系统
参考文献
[1]佟百青.PLC控制的泵站自动控制系统[J].科技创新与应用, 2012 (15) :79.
1、工程概况
顺义新城位于北京市顺义区老城区以北，距首都国际机场约10公里，距北京市区32公里。其东临潮白河，西至京承铁路，南侧为城北减河，北临牛栏山，开发面积约10平方公里，区内有京密路、白马路及顺安路联络线，还有未来将要建设的轻轨、高速公路通过，交通较为便捷。现况顺安路与白马路将整个顺义新城分为四个片区，用地大体呈现北高南低，高程差达15米，北片以现状顺安路为界，用地向东西两侧倾斜。南片西高东低，赛马场以南，顺安路形成谷地，东西两侧均向顺安路倾斜。新城东南地区有京郊大型赛马场及高尔夫球场，城东宽阔的潮白河是2008年奥运会的水上运动项目赛艇和皮划艇比赛场地。
2、规划城市定位、城市规模
2003年1月获北京市规划委员会审批通过的《顺义卫星城马坡组团（顺义新城）总体规划（2002—2010）》中确定城市长远发展目标定位为：顺义新城是北京市重要的中高档休闲健身、旅游度假基地，也是北京市专项体育运动比赛训练中心，以及承接着北京市区人口扩散的远郊中高档居住组团，同时顺义新城也是顺义卫星城重要的组成部分，顺义区新的政治文化中心。
顺义新城规划用地面积977公顷，规划居住人口约8.3万人，区内规划有主干道路8条、次干道路5条、支路30条。
二、 排水现状和排水体制
1、排水现状
规划区内现状排水是雨污分流和合流并存。
现况污水管主要沿白马路东段、滨河路及其部分支路分布，设施分散，未成网络。现况污水流至滨河路与华中路路口南侧的现况提升泵房后，经提升后沿路边明沟排放至减河。顺安路以西，白马路南北也有现况合流管，下游经现况京承铁路涵管，向西排放，并沿现况排水土沟向南排至减河上游。
现况雨水主要靠铁路和现况顺安路、滨河路、白马路两侧的明沟，以及区内现况自然排水沟排放，没有系统的管道体系。
2、排水系统体制
（1）城市排水体制的分类
目前在我国城市排水系统的规划设计中，一般常采用截流式合流制排水系统或分流制排水系统两种体制。
截流式合流制排水（如图1），该系统可以保证晴天的污水全部进入污水处理厂，雨季时，通过截流设施，截流式合流制排水系统可以汇集部分雨水至污水处理厂，当雨-污混合水量超过截流干管输水能力后，其超出部分通过溢流井泄入水体。这种体制对带有较多悬浮物的初期雨水和污水都进行处理，对保护水体是有利的，但另一方面雨量过大，混合污水量超过了截流管的设计流量，超出部分将溢流到城市河道，不可避免会对水体造成局部和短期污染。并且，进入处理厂的污水，由于混有大量雨水，使原水水质、水量波动较大，势必对污水厂各处理单元产生冲击，这就对污水厂处理工艺提出了相当高的要求。
分流制排水系统（如图2），由于实施雨、污水分流，可以将污水全部引至污水处理厂进行处理，从根本上杜绝了污水直接排放对水体的污染。同时，由于雨水不进入污水处理厂，处理水的水质水量可维持较小的变化范围，保证出水水质的相对稳定，容易做到达标排放。
（2）排水体制的选择
排水体制的选择是一项很复杂很重要的工作，是城市排水系统规划和设计的重要问题。它不仅从根本上影响排水系统的设计、施工、维护管理，而且对城市规划和环境保护影响深远，同时影响排水工程的总投资和初期投资费用以及维护管理费用。
新城发展目标定位为中高档居住组团、顺义卫星城重要的组成部分，顺义区新的政治文化中心，因而对水资源和环境保护的要求比较高，应提高污水的处理率，创造良好的生态环境；经统计，顺义新城已建成地区比例不超总建设规模的20%；在建成区内有部分现况污水管道可以利用；需要改造的合流管道不多；新城地势平坦，常年少雨、气候干燥；区域内有潮白河和减河流过，水环境有一定的容量和自净能力；新城规划建设的道路横截面有足够的位置，允许必要的市政管线的铺设；基于以上因素，经技术经济分析,笔者综合考虑确定区内雨污水宜采用分流制排水系统，新城完全能够随着城市的彻底建设将合流制改为分流制。
三、 排水方案设计
1、 雨水设计方案
（1）雨水下游出路的确定
城市雨水的下游应是稳定的有规划水位水质标准的水体，因此顺义新城的雨水下游确定为潮白河与减河，应根据潮白河和减河的主管部门提供的设计基础资料进行雨水管道设计计算。
（2）雨水管线流域分区
《控规》将白马路以北顺安路以西大面积的雨水均由北向南排放，干线设置于花园西路上；东部地区雨水在潮白河向阳闸上设置两个出口。笔者认为将新城近一半流域面积内的雨水由北向南排除，流域面积过大，导致雨水管渠断面大，加大投资和实施难度。从地势上分析，现况南北地势高程差别显著，大量雨水汇集新城南部，这对原本排水不利的低洼地区又增加了雨水排放量，对城市防洪排涝安全不利。因而重新划分流域分区：1、顺安路以西、白马路以北的雨水汇集后经现况铁路涵洞向西排放至小中河；2、顺安路以东、白马路以北部分雨水向南再向东排入潮白河；3、顺安路以西、白马路以南的雨水向南排至减河；4、顺安路以东、白马路以南、滨河路以西范围内的雨水向南排至减河。5、另外，滨河路东侧紧邻新城的高尔夫球场，球场内的雨水沿其场内的现况排水沟排至减河。
（3）低洼地区的防洪与排涝
根据当地近几年水文实测资料分析，城区降雨强度只要达到每小时30毫米以上，部分易淹地区就将出现积水受淹现象，新城白马路以南至减河地势低洼，历史以来就是待机排水区，针对此地块的排水安全和防洪，设计中提出如下工程措施：
◇道路竖向设计的要求，即按照潮白河20年一遇规划洪水位自排来控制道路标高，保证暴雨水位增高时，排水管渠内的水位线不可高出地面而造成河水倒灌，要满足道路雨水自排要求。
◇在有条件的局部新建地区，将地坪填高至不低于潮白河20年洪水位以上0.5米；
◇在城区易淹地区及低洼地区，采用水泵抽升排水方式解决小范围的雨水排除；
◇因减河常水位淹没排水管渠不是很深，在下游出口附近的雨水管渠内设置阻水堰来防止雨水管渠内常年存留河水。
◇在下游出口检查井修叠梁闸槽，适河道水位高低，放置叠梁闸板或者在排水出口上安装无需人工开启的橡胶止回阀（俗称鸭嘴阀）和浮箱式自动翻板闸门。
◇如发生潮白河洪峰和与减河相关的小中河洪峰相遇的情况，减河水位在设计重现期内可能超出管道设计标准（即20年规划洪水位）。建议当地水利部门采取措施，从该地区的整体防洪角度考虑在减河入潮白河出口处设置防洪排涝设施，保证减河水位不超标。
（4）雨水利用
城市雨水利用技术在发达国家已经逐步进入到标准化和产业化阶段。比如1989年德国出台了雨水利用设施标准，对住宅、商业和工业领域雨水利用设施的设计、施工和运行管理，过滤、储存、控制与监测4个方面制定了标准。1992年“第二代”雨水利用技术问世。又经过近10年的发展与完善，目前已是“第三代”雨水利用技术——设备的集成化。即从屋面雨水的收集、截污、储存、过滤、渗透、提升、回用到控制都有一系列的定型产品和组装式成套设备。雨水利用在我国虽然历史远久，但过去主要应用于缺水的农村地区。现代意义上的城市雨水利用技术在我国发展较晚，它主要是随着城市化带来的水资源紧缺和环境与生态问题而引起人们重视的。城市雨水的利用不是狭义的利用雨水资源和节约用水,它还包括减缓城区雨水洪涝和地下水位的下降、控制雨水径流污染、改善城市生态环境等广泛的意义。
新城雨水利用的总体思路是“构建水景＋渗透回灌地下水＋排放”。考虑分散布置3处人工湖，把收集的雨水蓄积在内，作为景观用水；为加大渗入量，减少排放，尽可能的减少封闭路面；所有的道路路面均高于绿地60mm，保证道路雨水先进入绿地进行渗透处理。因为绿地是一种天然的渗透设施，对雨水中的一些污染物具有较强的截流和净化作用；增设人造透水地面，尽量多选用透水性混凝土路面，在人行道、休闲区域等用多孔的嵌草砖，碎石地面。
（5）雨水设计内容
奥运大道以北，顺安路以西新城部分流域面积，并包括新城范围以北1.3km2，经花园西路拟建雨水干线2-□2000×1600～2-□3200×1600方沟穿铁路向西排放至现况小中河支沟；并沿现况沟（顺义新城外）排至减河上游；奥运大道以南，顺安路以西流域面积的雨水经花园西路、龙苑路、顺安路上拟建雨水干线D1400～2-3600×1600方沟，向南排入减河；华中路以南段的花园西路道路排水沿花园西路拟建雨水管D700～D800，直接向南排入减河；顺安路以东，马场东路以北流域面积的雨水，分别向南向北排至奥运大道上的拟建3800×2000雨水方沟后向东最终由潮白河向阳闸下出口入潮白河；奥运大道及马场东路以南，顺安路以东部分流域面积的雨水经滨河路拟建雨水干线D1000～2-□2400×1600方沟向南排入减河。泵站：道路规划下挖立交处，其雨水需设雨水泵房抽升排放，立交泵房规模还需结合道路设计深化确定。奥运大道与花园西路立交拟建雨水泵房粗估规模Q＝1.0立方米/秒，拟占地1000平方米，花园北路和减河北路与花园西路的两个立交，拟建雨水泵房粗估规模均为Q＝0.6立方米/秒，拟占地600平方米。本方案设计雨水管总长38.3公里，投资估算1.38亿元。
2、污水设计方案
鉴于顺义新城规模不大，综合考虑各方面因素，采用集中处理方案，做到适度集中，以便节省污水收集、处理、再生利用整套系统的投和日常能耗，降低再生水成本。
（1）污水量参数
◇污水量设计标准：
设计人口为新城内现状人口1.68万人，规划人口为8.5万人，考虑到流动人口和暂住人口及比赛时增加的观众等因素，本次设计人口按10万人计。服务面积为新城总用地面积977公顷，其中服务面积859.4公顷。由此得出综合用水量：中规院《控规》给水规划：人均综合用水量指标取500升/人·日，《室外给水设计规范》中二类地区中小城市综合平均日用水量为189～449升/公顷·日，本设计考虑新城用地性质及城市职能本次设计人均综合用水量按照500升/人·日计算。基于《控规》中按照用地指标法计算，我们预测用水量为，人均指标法校核后预测新城规划区用水量为5万吨/日，城市污水排放系数控制在0.9。
◇污水管道设计标准：
综合考虑以下因素，本次方案设计确定新城污水管道设计标准为90立方米/日·公顷。这些因素分别为：污水管道的设计使用年限将高于控规的规划年限，污水管的设计标准应高于以上两种方法所得的计算值；考虑到部分地下水位较高的地区存在地下水渗入；城市人口增长；区内燕京啤酒厂其用水增加量等不确定因素；参考了相似地区的设计标准。
以此标准可反算出新城可服务的人口极限值为90×859.4×1000÷（500×0.9）＝17.2万人。则新城内人口密度为17.2×10000÷859.4≈200人/公顷，此人口密度已相当于大型城市的人口密度。此污水量设计标准90立方米/日·公顷为新城内平均污水量标准，在污水方案设计中注意要在保证整个新城污水量平衡的前提下对不同区域性质不同人口密度地区适当增减污水量标准的数值。
（2）污水设计内容
本设计内容如下：沿减河北路、顺安路、奥运大道向西，设计污水干线D800-1400；分别沿花园西路和花园中路设计污水支干线D400-600；沿龙苑路和向阳路至奥运大道设计污水次干线D900-1000；沿丰乐路和向阳路设计污水支干线D400-900；东西向道路包括花园北路、丰乐北路、花园大道、金宝北路、华中路等规划污水支线D400，沿地形分别排入花园西路、花园中路、向阳路、丰乐路的次干线。本方案设计污水管总长21.3公里，投资估算0.5亿元。
2001年以来，顺义新城为迎接奥运会新建了大量市政基础设施，建成道路都已经实现“九通一平”，并且通过了行业验收。实际的应用效果表明工程的规划到位、设计合理，是一项使用安全的奥运优质工程。作为市政基础设施的主要专业，排水专业经过数年的使用检验，证明规划的原则、设计的方案达到了一流工程的标准。
排水方案设计不能只简单的遵循规划，应结合工程实际，深入分析研究并进一步完善。尽量利用现有地形和周围排水条件，合理选择排水体制，划分流域分区，安全排除。雨水要做到充分蓄积和多途径利用，并注意防止城市周围天然河道在雨季对管道雨水的顶托和内涝。力求使排水方案设计最大程度满足当地排水需要，为城市发展带来良好的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]给水排水设计手册第5册，城镇排水[M].北京:中国建筑工业出版社，2004.
[2]《城市排水工程规划规范》GB50318-2000
[3]室外排水设计规范（GBJ14－87）[M].北京:中国计划出版社，1998.
[4]排水工程.重庆建筑工程学院[M].北京: 中国建筑工业出版社，1987.
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