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污水处理厂水工构筑物施工案例研究

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1 前言

  随着城市经济的快速发展,人们对环境保护日益重视以及国家“ 节能减排”政策的深入贯彻, 为保护生态环境,满足城市发展对水资源的基本需求,污水处理厂的建设任务日益增多。城市生活污水处理厂构筑物基本上均为钢筋混凝土构筑物,混凝土既要强度达标,还要具备非常强的抗渗、防裂、防腐性能。当水工构筑物池体发生渗漏问题时,需要终止污水处理厂工作,进行修理,会导致该区域污水排放不畅,甚至对地下水、土壤等产生污染。故而,污水处理厂工程实践中,一定要保证构筑物质量达标,使之具备较强的抗渗、防裂性能。

  2 工程概况

  福州市连坂污水处理厂位于位于福州市南台岛东北角,福泉高速公路收费口以南。按统一规划、一次征地、分期建设,40万m3/d 用地面积15.48 公顷,一期已建规模10 万m3/d,本次二期扩建工程规模为10 万m3/d。主要构筑物包括AAO生物反应池、二沉池、中间提升泵房与高效沉淀池、滤布滤池等。

  3 水工构筑物施工难点

  混凝土抗渗防裂要求较高,既要具备较强的抗腐蚀性,还要对碱集料进行有效控制,使混凝土质量达标;无论平面尺寸、单体容积,还是混凝土浇筑量都非常大,并且水工构筑物池壁高,池体长,混凝土施工时水化热大,易产生裂缝;池体施工中,存在施工缝、变形缝、穿墙螺栓等一系列问题,结合位置一旦处理不当,会发生严重渗水情况。

  4 水工构筑物池体渗漏原因分析

  针对福州市连坂污水处理厂一期发生水池渗漏的问题,对造成构筑物漏水问题的原因进行分析,主要包括以下几个方面:

  (1)钢筋保护层厚度控制不到位,引起钢筋锈蚀,混凝土出现裂缝;(2)没有按要求处理好施工缝、沉降缝、伸缩缝等各类构造;

  (3)预埋件周边混凝土不够密实、止水钢板位置偏差;(4)穿墙管道周围混凝土振捣不密实形成蜂窝孔洞;(5)模板对拉螺栓防水构造不合理等。

  5 水工构筑物池体裂缝控制措施

  池体裂缝控制主要通过控制构筑物抗渗混凝土结构,增强其密实度,使污水处理厂构筑物具备较强的防渗、抗裂性能。该过程中,质量控制非常关键,故而,应把水工构筑物混凝土施工质量作为监控重点,确保混凝土质量达标。

  5.1 钢筋绑扎

  科学绑扎钢筋,使之保持牢固,在规范许可范围内,将尺寸偏差降到最低。保护层垫块的厚度和位置按规范及设计图纸要求设置,使之达标,以免因混凝土振捣,对钢筋产生影响,发生偏移、漏筋情况。

  5.2 混凝土浇筑施工

  5.2.1 原材料控制

  本工程水工构筑物,混凝土等级和抗渗等级均已知,分别为C30 和S8,水泥品种推荐使用42.5 普通硅酸盐,为保证强度、抗渗性能达标,水胶比和水泥用量分别控制在 0.5 和 320kg/ m3~350kg/m3 以内。其中,水泥中最大氯离子、碱含量分别控制在0.1% 和3kg/m3之内。优选最佳方法,对粗细骨料加以控制,使超长构筑物具备较强抗渗性,规避裂缝情况。在粗骨料中,级配碎石采用粒径5mm~21.5mm 的级配碎石,石子含泥量控制在1% 以下,而细骨料以中砂、河砂为主,含泥量控制在3% 以内。依据工程情况,适量掺加外加剂,各外加剂均应送检合格后方可使用,合格证、出厂证明齐全,配比准确后,搅拌处理。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。

  5.2.2 混凝土浇筑振捣及养护

  首先,采用专业技术手段,清理掉垫层、混凝土表层明水,本工程水工构筑物均使用新模板以保证模板刚度、强度及接缝位置严密度达标,无漏浆情况,继而连续浇筑混凝土。其中,池壁混凝土浇筑过程非常讲究,时刻敲击模板,对漏振情况进行规避。二次振捣也非常关键,注重时机把控。底板混凝土浇筑完毕后进行二次压光,防止表面产生裂缝。振捣过程,振动棒要与钢筋、模板等保持距离,一边浇筑,一边对钢筋位置、保护层进行检查,通过调整,规避露筋情况。

  其次,混凝土浇筑应控制其自然倾落高度,浇筑池壁板混凝土时,为避免因高度过大出现离析问题,可灵活选择串筒、溜槽等方式;正确振捣混凝土,直至表层泛浆,无气泡问题,明确振捣重点,熟练掌握各类工艺技术。振捣过程中,振捣力度要适宜,还要避免过振或振捣不足问题。混凝土浇筑厚度,用标尺衡量,每层高度度不宜超过 50cm,严禁一次过厚浇筑,控制下层混凝土插入深度,在5cm 以上,禁止触碰模板、钢筋、止水带等各工程部件;正确的浇筑工序是由低到高,还要兼顾分层和连续性,保证上一层混凝土尚未初凝时,便已结束第二层混凝土浇筑工作;

  第三,内部水化热在混凝土浇筑工作中较常见,温度裂缝也因内外温差过大所致。夏季温度相对比较高,收缩裂缝的形成是由混凝土表面水分蒸发引起的。因而,要时刻关注养护过程。污水厂内部的水处理构筑物相对比较特殊,结构复杂,底板厚度大,墙体又过薄,内外温差是一大弊病,恰体现了养护工作的重要性。结束混凝土浇筑工作12h 之后,覆盖保湿,把养护时间控制在14d 以上。

  该工程池体施工阶段过程中,多数大体积混凝土施工工作均在夏季,故而,池壁、底板位置混凝土养护工作尤为关键。底板可覆盖塑料薄膜,保湿保温养护。池壁混凝土浇筑完成后洒水养护,至少养护 7 天后方可拆除池壁侧模,拆模后在池壁顶布设一根Φ40pvc 管,管上每隔 30cm 钻一个 Φ4 mm 孔眼用于喷淋,派专人养护。

  5.3 施工缝施工

  禁止把施工缝留置在混凝土底板、顶板位置。把水平缝与底板顶部距离控制在30cm以上。假定池壁有孔洞,施工缝与孔洞边缘也要间隔30cm以上。本工程,把-300×3.0 钢板止水片用作施工缝处理,在池壁中间设置,施工缝上下各1/2 位置埋设。焊接钢筋与止水钢板,增强其牢固性,还要支正,搭接长度以5cm为宜,并满焊立缝两端。如图1 所示,水平施工缝示意图。

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图1 水平施工缝示意图

  浇筑底板混凝土时,到达止水钢板中间部位,池壁支模板时,凿毛施工缝位置混凝土,把杂物、浮粒等清除掉,还要经高压冲洗。施工缝清理干净之后,二次浇筑混凝土,再用高压水冲洗,直至施工缝表层无杂物、积水。按照正确的流程和方法浇筑池壁混凝土,预先铺设水泥砂浆,厚度以2cm~3cm 为宜,分别在止水钢板两端开展振捣工作,控制间距,使之在40cm 以内,达到预期效果。

  5.3 伸缩缝施工

  为克服池体温度应力过大而破坏整体结构这一问题,把伸缩缝设置在超长构筑物位置。其结构防水性能差,既要能够适应温度伸缩,还要防止结构变形。严禁伸缩缝位置有贯穿通道,规避渗漏问题。该工况下,把钢边橡胶止水带用到伸缩缝中,嵌缝密封料采用双组份聚硫密封胶密封。进场前,对其质量进行多次核查,合理存放,以免被钢筋划伤,规避漏水问题。采用正确方法,安装橡胶止水带,其中央圆环、沉降缝中轴线一定要重合。如图 2 和图 3 所示,分别为伸缩缝详细图和钢边橡胶止水带。 image.png

  图3 钢边橡胶止水带

  混凝土浇筑过程中,橡胶止水带位置偏移多因振捣不当所致。一定要科学支撑橡胶止水带,将其固定。安装模板过程中,还要依次固定顶、斜撑及止水带。安装专业人员监控混凝土振捣过程。

  禁止在现场搭接止水带,倘若严密度不够,会形成渗水通道。浇筑混凝土时,严格把控橡胶止水带,使之位置保持不变,振密周边混凝土,规避超、漏振情况。混凝土设计强度达标后,拆模,嵌缝施工。在第一时间把沉降缝表层杂物等清除干净,完成防污胶带设置后,嵌缝处理。密封膏搅拌工作按要求进行,禁止气泡进入。嵌填密封膏后,把养护时间确定为2d~3d。

  5.3 预埋套管和管件施工

  把止水环片设置在池壁各套管上,清除表面锈蚀,以免安装工作中,套管、混凝土之间出现缝隙,影响防水性能。套管安装过程中,注重水平度、中心标高把控,将其与相邻钢筋焊接。加固筋数量多,且分布在预埋套管周边,采用分层下料方式,浇筑混凝土。倘若预埋套管口径过大,在DN1000mm 以上,从单侧下料后,振捣,直至混凝土从另一侧流出,继而从两侧下料。倘若在两侧同时下料,预埋套管底部会发生窝气情况,导致套管底部混凝土空洞,引发渗漏。

  5.4 处理穿墙螺栓

  发挥工具式螺栓优势,对模板进行固定,对拉螺栓居中加焊3 厚方形止水片,满焊止水片和螺栓。完成拆模工作后,把螺栓截断,并使用聚合物水泥砂浆,密封构件表层。如图4 所示,固定模板用对拉螺栓。

image.png

图4 固定模板用对拉螺栓

  6 结语

  通过采用以上针对本工程水工构筑物主要部位施工方法和措施开展施工,竣工后,经满水试验,各池渗漏量在≤1.2 L/(㎡·d)以下,与规范相符,水厂性能良好。(来源:福建一建集团有限公司)

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