四川成都某水厂—净化车间工程的设计与施工技术方案
四川九游中国净化 2019-03-01 11:14:53 阅读
【摘 要】 成都水厂是一个百年老厂多年一直超限服役承担着为全市生产生活的供水任务，该工程设计规模为50万m3/d，建成投产后对缓解天津市的高峰供水，提高出厂水的水质具有很大的作用。因此该项目不但具有明显的经济效益，而且还有很大的社会效益。
1 工程概况
四川水厂—净化车间工程设计规模为50×104m3/d，占地面积约1.3万平方米，投产后对缓解市区供水压力气到了至关重要的作用，该项目主要由：进水室、机械混合、机械絮凝、气浮池、滤站、接触池、加药间、石灰间、配电间、化验及控制室组成。其中滤站是由滤池和设备管廊组成，而设备管廊又包括反冲洗水泵、鼓风机、空压机组、污泥输送泵等，其主要结构形式为上部大跨度钢结构，下部钢筋砼结构，是一个为生产和附属建构筑物一体的综合性净水构筑物。
该工程项目的核心构筑物气浮池采用了压力式容气气浮中的部分回流溶气工艺，将机械絮凝池、气浮池二货接触池三种功能集成在一起；滤池采用了气水反冲洗、恒水位、恒定流量重力式滤池，总体设计具有效率高占地小的优点。
2 工程特点
施工场地狭小，环境因素复杂。
本项目属于改造工程，是在拆除原有的水厂东部清水池斜管沉淀池，第二滤站等构筑物的基础上改建的，地下埋藏物较多两侧紧邻围墙和原有的建筑物，场地十分狭小还要确保现有水厂的安全运行和对周围环境影响的控制。
由于工艺要求严格，各构筑物池壁间距仅为30mm，各构筑物埋置深度深浅不一，最大沉降量控制在3cm之内，为了确保沉降量，设计采用了多种地基处理形式；滤站采用砼灌注桩，（由于埋藏物较多）气浮池进水室、反冲洗池、采用预应力管桩，石灰间及控制化验室采用了地下框架结构，还有部分建筑物荷载较小采用了回填地基等方法。经设计计算各构筑物沉降均能控制在3cm内。在施工过程中，为确保工程质量，对桩基采用双控（强度、标高）对回填土地基的土质所选用的土料、压实机械的性能，通过试验确定，含水率的控制在最大值含水量的=3%以内、每层的铺土厚度均严格按照规范要求去做。
特殊部位的设计及施工要点：
构筑物双向均远超过规范要求，各池体深浅不一，砼池壁最大高度达12.7m，属超大薄壁结构。池体裂缝控制严格在0.1以内，这再国内外均属罕见，设计及施工采取如下措施：
（1）滤站沿南北方向设有三条加强带，东西方向设有一条加强带和2条伸缩缝，与将滤站分成12个独立施工的单元；气浮池沿南北方设有2条加强带和1条伸缩缝，沿东西方向设有1条伸缩缝，砼加强带宽度2.0m。
（2）加强带采用补偿收缩砼浇筑，砼强度等级比主题结构砼高出1个等级，强度标号为C35，高效抗裂防水剂的掺加量比主体结构砼的掺量提高三分之一。
（3）伸缩缝施工
伸缩缝是大型水工构筑物施工的关键部位，如果施工不当或不加重视，很可能造成伸缩缝处漏水，降低构筑物的使用功能，很难进行修补。本工程，底板与池壁的交接用专用丁字接头，与丁字接头连接时采用厂家提供的设备进行热接（热焊）。当底板与池壁交界处无放大基础时，止水带不断开，由底板向池壁翻转。为防止止水带在浇筑中扭曲、变形和移位，采取以下加固措施进行施工：
（1）把止水带的中部夹于端模上，端模采用木制模板，防止其在浇筑砼的过程中产生位移。用铁丝将止水带的翼边用铁丝固定在钢筋网上加固端模，然后浇砼。
（2）两侧砼间放置沥青青木丝板，伸缩缝表层用BW2000型聚硫双组份密封膏勾缝，勾缝采用厂家提供的专用喷枪进行注射、刮平。
（3）浇筑到距伸缩缝处8～10cm停止振动器振捣，采用人工振捣。
（4）双池壁施工
双池壁是本工程构筑物的一个特点，如何保证双池壁的质量是主体结构施工过程中的控制重点之一。
在综合各方面的问题后，我们将采取如下措施：
（1）双池壁中第二块池壁的浇筑在等到前一块浇筑完强度达到设计强度的70%以上后再进行。
（2）第二块池壁的模板安装时，可利用钱一块结构的穿墙螺栓，进行焊接加长。两池壁相邻一侧的穿墙螺栓不使用锥形螺母便于对拉螺栓的接长。
（3）第二块池壁浇筑砼时，根据现场情况使用一定数量的斜撑支护。如图1所示。
（4）对拉螺栓强度验算
池壁高度在7m以内时一次浇筑成型，不留施工缝；当池壁高度超过7m 时分两次浇筑。按照模板设计，对拉螺栓采用直径φ14钢筋加工而成，行距600mm，列距600mm。在砼浇筑时，侧模受力情况分析如下：
砼倾倒时产生的荷载：
F1=2KN/m2（根据经验采用串筒浇筑时的取值）
振捣时产生的荷载：
F2=4KN/m2（根据经验取值）
砼自重产生的侧压力：
F3=0.22×γ×t0×β1×β2
其中：γ—砼的比重，取24KN/m3；
t0—砼的初凝时间，取4h；
β1—外加剂系数，采用泵送取1.2；
β2—坍落度修正系数，泵送坍落度为10～14cm，取1.15；
v—砼的浇筑速度，取0.3m/h。
则计算得F3=15.96 KN/m2
根据模板的配置，安全系数取2，每根对拉螺栓承受的拉力为：
f=2×15.96×0.62=11.49KN
每根对拉螺栓所能承受的最大拉力：
f′=3.14×72×235/1000=36.1KN
可以看出，对拉螺栓的配置完全满足模板加固的要求。
（5）混凝土的抗裂养护措施
a.模板必须有足够的刚度和强度，其安装误差必须在规范规定的范围之内。为保证混凝土质量的内实外光，模板与混凝土的接触面涂刷隔离剂；
b.采用自动上料装置，严格按施工配合比控制混凝土各种原材料的用量。原材料用量容许误差值为：水泥±2%，粗、细骨料±3%，水、外加剂±0.5%。混凝土配合料要求拌合均匀，颜色一致，计量准确；
c.灌注时自由倾落度不大于2m；遵循：“分段定点，一个坡度，薄层浇筑，顺序推进，一次到顶“的斜层浇筑方法；
d.结构施工缝留置在受剪力最小处，并认真振捣，使新旧混凝土结合紧密；
e.混凝土终凝后及时养护，养护期不小于14d；
f.选择合理的拆模时间，避免因拆模过早使混凝土早期受力引起的结构的裂缝。
g.构件混凝土达到规定的拆模强度后拆模，先拆非承重模板，后拆承重模板。
3 新材料、新技术的应用
（1）本项目的砼外观要求较高，必须达到清水表面效果。为此本工程在使用SZ系列大钢模板的基础上，采用长效脱模剂，使脱模以后的砼表面满足“五无”要求，即无蜂窝麻面、无烂根、无施工缝、无模板印、无花脸。该漆涂模坚硬，耐水耐磨，漆膜表面自然形成瓷釉，可多次重复使用，易于脱模和清理，砼表面气孔减少90%以上。
（2）拌制补偿收缩混凝土
采用目前国内外砼防水剂发展的最新技术和防水机理研制成的新型防水剂，在砼中适量加入，会使砼产生适度膨胀，在钢筋邻位的约束下，产生0.2～0.8Mpa的预应力，能有效地补偿砼的干缩和冷缩，同时由于JQ-M水化形成的大量钙矾石晶体具有填充毛细孔缝的作用，使砼孔径下降，总空隙减少，大大改善了砼中孔结构的分布，使砼更加密实。本工程中，施工拟采用UEA高效抗裂防水剂，利用它的高效减水、早强、缓凝、防水、防冻功能及微膨胀作用，改善砼的结构，提高砼的施工质量。
1 工程概况
四川水厂—净化车间工程设计规模为50×104m3/d，占地面积约1.3万平方米，投产后对缓解市区供水压力气到了至关重要的作用，该项目主要由：进水室、机械混合、机械絮凝、气浮池、滤站、接触池、加药间、石灰间、配电间、化验及控制室组成。其中滤站是由滤池和设备管廊组成，而设备管廊又包括反冲洗水泵、鼓风机、空压机组、污泥输送泵等，其主要结构形式为上部大跨度钢结构，下部钢筋砼结构，是一个为生产和附属建构筑物一体的综合性净水构筑物。
该工程项目的核心构筑物气浮池采用了压力式容气气浮中的部分回流溶气工艺，将机械絮凝池、气浮池二货接触池三种功能集成在一起；滤池采用了气水反冲洗、恒水位、恒定流量重力式滤池，总体设计具有效率高占地小的优点。
2 工程特点
施工场地狭小，环境因素复杂。
本项目属于改造工程，是在拆除原有的水厂东部清水池斜管沉淀池，第二滤站等构筑物的基础上改建的，地下埋藏物较多两侧紧邻围墙和原有的建筑物，场地十分狭小还要确保现有水厂的安全运行和对周围环境影响的控制。
由于工艺要求严格，各构筑物池壁间距仅为30mm，各构筑物埋置深度深浅不一，最大沉降量控制在3cm之内，为了确保沉降量，设计采用了多种地基处理形式；滤站采用砼灌注桩，（由于埋藏物较多）气浮池进水室、反冲洗池、采用预应力管桩，石灰间及控制化验室采用了地下框架结构，还有部分建筑物荷载较小采用了回填地基等方法。经设计计算各构筑物沉降均能控制在3cm内。在施工过程中，为确保工程质量，对桩基采用双控（强度、标高）对回填土地基的土质所选用的土料、压实机械的性能，通过试验确定，含水率的控制在最大值含水量的=3%以内、每层的铺土厚度均严格按照规范要求去做。
特殊部位的设计及施工要点：
构筑物双向均远超过规范要求，各池体深浅不一，砼池壁最大高度达12.7m，属超大薄壁结构。池体裂缝控制严格在0.1以内，这再国内外均属罕见，设计及施工采取如下措施：
（1）滤站沿南北方向设有三条加强带，东西方向设有一条加强带和2条伸缩缝，与将滤站分成12个独立施工的单元；气浮池沿南北方设有2条加强带和1条伸缩缝，沿东西方向设有1条伸缩缝，砼加强带宽度2.0m。
（2）加强带采用补偿收缩砼浇筑，砼强度等级比主题结构砼高出1个等级，强度标号为C35，高效抗裂防水剂的掺加量比主体结构砼的掺量提高三分之一。
（3）伸缩缝施工
伸缩缝是大型水工构筑物施工的关键部位，如果施工不当或不加重视，很可能造成伸缩缝处漏水，降低构筑物的使用功能，很难进行修补。本工程，底板与池壁的交接用专用丁字接头，与丁字接头连接时采用厂家提供的设备进行热接（热焊）。当底板与池壁交界处无放大基础时，止水带不断开，由底板向池壁翻转。为防止止水带在浇筑中扭曲、变形和移位，采取以下加固措施进行施工：
（1）把止水带的中部夹于端模上，端模采用木制模板，防止其在浇筑砼的过程中产生位移。用铁丝将止水带的翼边用铁丝固定在钢筋网上加固端模，然后浇砼。
（2）两侧砼间放置沥青青木丝板，伸缩缝表层用BW2000型聚硫双组份密封膏勾缝，勾缝采用厂家提供的专用喷枪进行注射、刮平。
（3）浇筑到距伸缩缝处8～10cm停止振动器振捣，采用人工振捣。
（4）双池壁施工
双池壁是本工程构筑物的一个特点，如何保证双池壁的质量是主体结构施工过程中的控制重点之一。
在综合各方面的问题后，我们将采取如下措施：
（1）双池壁中第二块池壁的浇筑在等到前一块浇筑完强度达到设计强度的70%以上后再进行。
（2）第二块池壁的模板安装时，可利用钱一块结构的穿墙螺栓，进行焊接加长。两池壁相邻一侧的穿墙螺栓不使用锥形螺母便于对拉螺栓的接长。
（3）第二块池壁浇筑砼时，根据现场情况使用一定数量的斜撑支护。如图1所示。
（4）对拉螺栓强度验算
池壁高度在7m以内时一次浇筑成型，不留施工缝；当池壁高度超过7m 时分两次浇筑。按照模板设计，对拉螺栓采用直径φ14钢筋加工而成，行距600mm，列距600mm。在砼浇筑时，侧模受力情况分析如下：
砼倾倒时产生的荷载：
F1=2KN/m2（根据经验采用串筒浇筑时的取值）
振捣时产生的荷载：
F2=4KN/m2（根据经验取值）
砼自重产生的侧压力：
F3=0.22×γ×t0×β1×β2
其中：γ—砼的比重，取24KN/m3；
t0—砼的初凝时间，取4h；
β1—外加剂系数，采用泵送取1.2；
β2—坍落度修正系数，泵送坍落度为10～14cm，取1.15；
v—砼的浇筑速度，取0.3m/h。
则计算得F3=15.96 KN/m2
根据模板的配置，安全系数取2，每根对拉螺栓承受的拉力为：
f=2×15.96×0.62=11.49KN
每根对拉螺栓所能承受的最大拉力：
f′=3.14×72×235/1000=36.1KN
可以看出，对拉螺栓的配置完全满足模板加固的要求。
（5）混凝土的抗裂养护措施
a.模板必须有足够的刚度和强度，其安装误差必须在规范规定的范围之内。为保证混凝土质量的内实外光，模板与混凝土的接触面涂刷隔离剂；
b.采用自动上料装置，严格按施工配合比控制混凝土各种原材料的用量。原材料用量容许误差值为：水泥±2%，粗、细骨料±3%，水、外加剂±0.5%。混凝土配合料要求拌合均匀，颜色一致，计量准确；
c.灌注时自由倾落度不大于2m；遵循：“分段定点，一个坡度，薄层浇筑，顺序推进，一次到顶“的斜层浇筑方法；
d.结构施工缝留置在受剪力最小处，并认真振捣，使新旧混凝土结合紧密；
e.混凝土终凝后及时养护，养护期不小于14d；
f.选择合理的拆模时间，避免因拆模过早使混凝土早期受力引起的结构的裂缝。
g.构件混凝土达到规定的拆模强度后拆模，先拆非承重模板，后拆承重模板。
3 新材料、新技术的应用
（1）本项目的砼外观要求较高，必须达到清水表面效果。为此本工程在使用SZ系列大钢模板的基础上，采用长效脱模剂，使脱模以后的砼表面满足“五无”要求，即无蜂窝麻面、无烂根、无施工缝、无模板印、无花脸。该漆涂模坚硬，耐水耐磨，漆膜表面自然形成瓷釉，可多次重复使用，易于脱模和清理，砼表面气孔减少90%以上。
（2）拌制补偿收缩混凝土
采用目前国内外砼防水剂发展的最新技术和防水机理研制成的新型防水剂，在砼中适量加入，会使砼产生适度膨胀，在钢筋邻位的约束下，产生0.2～0.8Mpa的预应力，能有效地补偿砼的干缩和冷缩，同时由于JQ-M水化形成的大量钙矾石晶体具有填充毛细孔缝的作用，使砼孔径下降，总空隙减少，大大改善了砼中孔结构的分布，使砼更加密实。本工程中，施工拟采用UEA高效抗裂防水剂，利用它的高效减水、早强、缓凝、防水、防冻功能及微膨胀作用，改善砼的结构，提高砼的施工质量。
净化工程要想长期保持洁净室的洁净度请看下文!
无尘车间洁净度等级标准及布局、温湿度相关要求