淺析水廠結構工程的設計與施工

 淺析水廠結構工程的設計與施工

　　摘要：本文根據(jù)工程實例，論述了其水廠結構工程的的設計與施工。

　　關鍵詞：水廠，設計與施工

　　1工程概況

　　某水廠設計規(guī)模為40萬m3／d，兩期工程規(guī)模均等，在工藝流程上互相銜接。工藝流程為：取水泵房一網(wǎng)格恕凝斜管沉淀池一氣水反沖過濾池一清水池一送水泵房。

　　通過地質勘探表明，建設場地表層為0.8-3.5m厚的人工雜填土，其次為2.5-5.4m厚的淤泥層；地下水埋深0.2-2.7m。地下水對鋼結構有弱腐蝕性，對混凝土無腐蝕性，但有弱侵蝕性。

　　為提供優(yōu)質生活飲用水，該水廠供水水質不僅應符合生活飲用水標準(GB5749—85)，其中濁度小于lNTU、pH≥7.O，而且遠期出廠水質還應達到“供水行業(yè)2000年技術進步發(fā)展規(guī)劃”中二類水質目標。因此，對該工程的防水防腐措施的設計與施工要求嚴格。

　　該工程的設計與施工實踐，以及一期工程多年的使用表明，其結構工程的防水防腐措施效果良好。

　　2結構自防水

　　水池類構筑物底板及池壁混凝土設計為C25、S6。采用42.5R的P.II硅酸鹽水泥，水灰比不大于0.5。施工采用商品混凝土與泵送工藝，混凝土坍落度為10-12cm，應用粉煤灰與減水劑的“雙摻技術”。為提高混凝土防滲抗裂性能，同時在混凝土中摻加ZY型膨脹劑，摻量為水泥用量的8％(取代同等用量的水泥，并配制試塊試驗合格后采用)。

　　該工程模板全部采用平整光滑的18mm厚竹質膠合板，模板拼縫用SGJL-851密封膠，要求拼縫嚴密不漏漿�；炷�土池壁的模板采用Φ14@500的對拉螺栓固定。對拉螺栓中間滿焊厚度2mm、長寬為100mmx100mm的鋼板止水片。墻、柱模板支撐采用縱橫雙向鋼管，除對拉螺桿采用雙螺帽拉結外，在墻、柱底部還采用斜撐加固，確保不會出現(xiàn)跑模、爆模等現(xiàn)象。

　　為防止模板對拉螺栓在使用過程中銹蝕，在貼近模板兩側處用50minx50mmxl8mm木夾板做穿芯堵頭。待混凝土成型并拆除模板后，先輕輕鍬開木夾板堵頭，再用氧割機割除對拉螺栓，形成50minx50mm的小凹坑，然后用膨脹砂漿(加水泥用量12％的膨脹劑)填補該小凹坑并壓光。

　　池體底板與蓋板上層鋼筋宜用凳子筋支撐。凳子筋支設于板下層鋼筋面上，并與板上下層鋼筋點焊接牢固。為防止池體底板與蓋板滲漏水，不宜使用穿板鋼筋支撐上層鋼筋，否則應在穿板鋼筋中間滿焊止水片。

　　底板外側模板應先于底板鋼筋安裝，而池壁下八字吊模板則應在底板鋼筋工序完成后進行。在支吊模過程中應注意保護鋼筋。池壁八字吊模部分的混凝土澆筑應在底板平面混凝土澆筑30min后90min前進行，以防止八字腋角部分的混凝土由于吊模下部底板面壓出后造成蜂窩麻面。為保證池壁腋角部分混凝土密實，應在混凝土初凝前進行二次振搗，壓實混凝土表面，并對八字吊模的根部混凝土表面整平。

　　設計時采用一級鋼筋HPB235、二級鋼筋HPB335，焊接用的焊條分別為E43與E50。混凝土保護層厚度設計為：基礎梁及底板下表面40mm、底板上表面及池壁30mm、蓋板20mm。施工前在陰涼場所認真制作好300mmx300mm及相應厚度的保護層墊塊，并認真養(yǎng)護7d后再使用。

　　在澆灌混凝土前，應對混凝土構件上的預埋件與預留孔洞進行核對，確保無誤。避免錯漏后鑿。澆灌混凝土時，自由傾落高度要求小于2m，否則應使用混凝土漏斗與串筒�；�礎與池壁混凝土采用插入式振搗器，底板與蓋板混凝土附加采用平板式振搗器振搗密實，防止漏振或過振，不得出現(xiàn)冷縫。振搗時，振搗器距離模板不應大于振搗器作用半徑的0．5倍。不宜緊靠模板振動，應盡量避免碰撞鋼筋、預埋件等。平板振動器移動時應成排依次振搗前進，前后位置和排與排相互搭接應有3～5cm，防止漏振�；炷�土的澆搗要做到“快插慢拔”。防止混凝土發(fā)生分層、離析及孔洞現(xiàn)象。平板式振動器在每一位置上應連續(xù)振動一定時間，正常情況下約為25~40s，以混凝土表面均勻出現(xiàn)漿液為準�；炷�土澆灌后覆蓋與灑水，防水混凝土養(yǎng)護應不少于14d。

　　該工程基礎采用靜預應力混凝土管樁，樁頂錨入水池底板100mm。各個池體結構底板與樁節(jié)點是防水的薄弱部位，主要立足于結構自防水，并采取適當?shù)臉嬙齑胧��?/p>

　　3池體內外壁的防水防腐

　　為便于池體內外壁的防水防腐施工處理，設計按清水混凝土的要求施工�；炷�土池壁澆灌后在達到強度C15后(同等養(yǎng)護條件下)才可拆除模板。拆除模板后做防水及抹灰前，割除外露的對拉螺栓，并對混凝土面進行仔細的抹平。

　　考慮到地下水對混凝土的侵蝕作用，水池類構筑物外壁為20mm厚l：2防水水泥砂漿抹面，與土壤接觸部位加刷冷底子油和熱瀝青各l道；反沖過濾池內壁采用不銹鋼板貼面，其它構筑物內壁采用2底2面LV防腐涂料進行防腐處理。

　　對各個池體的外填土也有一定的要求。填土時應均勻對稱進行，分層夯實，壓實系數(shù)不小于0．9。采用小型壓路機及手扶式?jīng)_擊夯壓實。每層至少夯壓3遍。分層夯實時，要求一夯壓半夯。深淺兩基坑相連時，應先填夯深基坑；填至淺基坑標高時。再與淺基坑一起填夯。若分段填夯時，交接處應填成階梯形。上下層錯縫距離應不小于lin�；�坑回填土，必須清理到基礎底面標高，才能逐層回填。

　　4施工縫的設置

　　鋼筋混凝土水池類構筑物在底板以上約500mm處(避開孔口腋角)留1道水平施工縫。有蓋水池(如清水池與廢水調節(jié)池)由于壁板較高，為方便振搗，在蓋板下約500mm處增設1道施工縫。

　　為保證成縫的施工質量，施工縫都做成平縫，考慮到防水防腐要求，在縫的中間放置BW一Ⅱ型止水條，如圖5。　　

　　在施工縫上部封模板前，應先將混凝土表面鑿毛．清除表面浮漿和雜物后粘貼BW一Ⅱ型止水條(如用水沖洗接縫則應干燥后才能粘貼)。在上部結構混凝土施工時，先鋪30—50mm厚的l：l水泥砂漿后，再往上澆灌混凝土。除施工縫外．混凝土應連續(xù)澆筑，不得設垂直施工縫。

　　池壁混凝土分層連續(xù)澆筑，每層混凝土的澆筑厚度不應超過30cm，沿池壁高度均勻攤鋪。插入式振搗器的移動間距不大于30cm，振搗棒要插入到下一層混凝土內5—10m，使下一層未凝固的混凝土受到二次振搗。池壁有密集管群穿過、預埋件或鋼筋稠密處澆筑混凝土有困難時，可采用相同抗?jié)B等級的細石混凝土澆筑。

　　鍍鋅鋼板止水帶的接頭可采用焊接方法，其施工措施：止水帶制作采用剪板機裁料，并用卷板機卷制成規(guī)定的形狀，卷板時必須定好檔位，保證成形的板材幾何尺寸一致；安裝時保證止水帶位于施工縫的中心位置’，臨時固定后采用短鋼筋與鋼筋網(wǎng)焊接固定；止水帶接頭應避開轉角部位，最后是設置在單元的1／2處；止水帶采用電焊搭接，搭接處要求施焊必須連續(xù)，完整，不允許漏焊、虛焊。

　　5變形縫與后澆帶

　　5．1變形縫與后澆帶的設計．

　　該工程各個池體設置的后澆帶、止水帶、變形縫較多，且種類較多，而它們的施工質量直接影響到池體是否會產(chǎn)生滲漏，并影響池體的耐久性，所以后澆帶、止水帶、變形縫的設計是本工程的重點。

　　后澆帶、止水帶、變形縫的設置情況如下：

　　網(wǎng)格絮凝斜管沉淀池設后澆帶1道，寬800mm，后澆帶兩側截面中心設350mm寬、2mm厚鍍鋅鋼板止水帶。池底板面以上50cm側墻處設水平施工縫1道，沿側墻截面中心設同樣的止水帶。

　　氣水反沖濾池設50mm寬變形縫1道，沿底板及側墻截面中心設350mm寬、8mm厚橡膠止水帶1條。底板面以上50cm高側墻處設水平施工縫1道，側墻截面中心設止水條1道。

　　清水池設縱橫向變形縫4道，呈井字形排列，變形縫處沿底板、側墻、頂板截面中心設CB350x8—30型氯丁橡膠止水帶1道。底板面以上50cm高側墻處設水平施工縫1道．側墻截面中心設400mm寬、2mm厚鋼板止水帶l道。

　　5．2變形縫的處理

　　該工程中氣水反沖過濾池與清水池設置永久變形縫，尤其是清水池由于構筑物較大設置了多條變形縫，縫寬50mm(氣水反沖過濾池)與30mm(清水池)。設計的變形縫兩側的所有構件，包括欄桿均斷開，使兩側能自由變形。

　　變形縫內埋入式氯丁橡膠止水帶型號為CB350x8—30，填料用聚丙烯低泡板，封口膠用SGJL-85l聚硫密封膠。止水帶接頭采用斜面熱接時不得疊接，接縫應平整、牢固，不得有裂口、脫膠現(xiàn)象。止水帶的各種交叉節(jié)點應在工廠里做成配件，直線段可在施工現(xiàn)場連接。

　　5．3后澆帶施工

　　網(wǎng)格絮凝斜管沉淀池設計有混凝土后澆帶，在兩側截面中心處各設置1根BW一Ⅱ止水帶。后澆帶處底板、壁板及蓋板等所有構件混凝土都斷開，鋼筋拉通，混凝土做成企13，待兩側混凝土澆灌完畢并間隔42d后再補償填筑混凝土，在此期間應保持該部位清潔。

　　在后澆帶兩側主體結構混凝土澆注前，在后澆帶施工縫處安裝快易收13網(wǎng)，利用快易收13網(wǎng)鱗狀網(wǎng)片增強新舊混凝土間的咬合力，以保證新舊界面處結合得更好。為防止混凝土壓破快易收13網(wǎng)，在上下層主筋之間點焊420@300的雙向鋼筋加強網(wǎng)。用膠合板將加強帶遮蓋，以防止施工雜物污染加強帶、施工人員踩踏帶內鋼筋，利于現(xiàn)場文明施工和今后加強帶的清理。

　　后澆帶澆灌前應鑿除后澆帶表面松動的混凝土和浮漿層，用水將后澆帶模板、混凝土表面沖洗干凈，提前1天濕潤；對后澆帶鋼筋進行除銹，清涂鋼筋表面浮漿、整理并重新綁扎好；檢查預埋件或管的固定，并調整加固好模板。后澆帶混凝土強度等級較兩邊結構構件混凝土強度等級提高1個等級，即C30，施工時在混凝土拌合料中摻入水泥用量10％的zY型膨脹劑，以補償后澆帶處混凝土的收縮，保證后澆帶處的密實。在澆筑混凝土前首先在后澆帶兩側斷面處刷素水泥漿1道。

　　澆搗后澆帶混凝土時，應加強對混凝土的振搗，一次澆注成型，不留冷縫，頂面澆完后1h內收壓抹光，防止面層收縮開裂�；炷�土澆注完畢達到終凝后應加強養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不低于14d。按規(guī)定抽查做好試塊，分別進行標養(yǎng)和同條件養(yǎng)護，到期試壓作為技術資料文件保存待查。

　　5．4氯丁橡膠止水帶施工

　　止水帶是設縫水池防水的關鍵，一旦出現(xiàn)問題，將無法確定其滲漏位置，也不易修補。為保證橡膠止水帶的施工質量，主要采用以下幾項措施：

　　(1)選用新型的符合設計要求的橡膠止水帶，確保止水帶的質量，尤其是在結構混凝土內的嵌固與抗變形能力。

　　(2)根據(jù)水池設縫的位置、平面尺寸、池壁高度及頂板的布局進行止水帶的加工定制。繪制加工詳圖，詳圖中確定止水帶的接頭位置與每段的加工長度，止水帶的接頭不應設在轉彎處，應設在每單元的1／2底邊處。

　　(3)橡膠止水帶的接頭采用現(xiàn)場電熱硫化粘接法施工，定制專用電熱硫化裝置(與工廠硫化方法相同)，所用接頭生膠與硫化溫度、時間應符合要求，嚴禁搭接與粘接。

　　(4)止水帶的中心應對正變形縫中心(允許偏差值為±5mm)，嵌固在底板混凝土中的止水帶翼緣應稍高于中心孔位置，以利于排除氣泡。為了達到上述要求，中心孔的位置用模板和楔子固定。止水帶的位置在澆筑面的固定采用專用U形卡與鋼筋固定。

　　6預埋件及預留孔洞

　　該工程工藝管道多，穿過裝水池壁時，一律設穿墻防水鋼套管(設翼環(huán))，由A3材料制作，E43焊條焊接，如圖11；穿過不裝水池壁時，采用預留孔洞�！　�

　　在安裝模板前進行預埋螺栓、預埋件的固定：確定了預埋螺栓的位置后，可以將其直接焊接在鋼筋網(wǎng)片上固定。當其距離鋼筋的位置不適宜焊接時，可以使用固定架。固定架用12him厚鋼板，將預埋螺栓焊接在固定架上，固定架再與鋼筋網(wǎng)片焊接。

　　施工時，必須確保所有預埋件及預留孔洞位置準確，嚴禁事后鑿洞，在澆灌混凝土前應反復檢查，防止遺漏。預埋件直錨筋與錨板采用T型焊，優(yōu)先采用埋弧焊，所有焊縫均滿焊，焊縫高度不小于6mm。預埋件的錨筋應設放在構件最外排筋的內側。在已澆灌混凝土構件上焊接時，應間隔施焊，減少溫度應力集中，避免燒壞鋼板而翹起。

　　鋼管及預埋件加工后，應清理其表面，以達到表面無銹、無油污、無水分及灰塵，然后在其外壁刷冷底子油l遍，內壁采用IPN8710—1防腐底漆2遍，脫脂玻璃布2層。