混凝土V型濾池的施工

鄭洪領(lǐng) ，王 龍 ，張芹芹 ，袁 波

（1.山東建筑大學(xué) 市政與環(huán)境工程學(xué)院，濟(jì)南 250101；2.山東省建筑設(shè)計(jì)研究院，濟(jì)南 250001；3.濟(jì)南市商河縣自來(lái)水公司，山東 商河251613）

在凈水廠的水處理工藝中，濾池對(duì)水的凈化起到關(guān)鍵作用，V型濾池由于具有出水水質(zhì)好、濾速高、過(guò)濾周期長(zhǎng)、反沖洗效果好和便于自動(dòng)化管理等特點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外得到廣泛的應(yīng)用［1］。但大量實(shí)踐表明，V型濾池對(duì)工藝設(shè)計(jì)、施工精度和管理水平要求很嚴(yán)格，任何環(huán)節(jié)出了疏忽，都會(huì)影響其運(yùn)行效果。我們?cè)谀乘畯SV型濾池建設(shè)中，對(duì)V型濾池的施工進(jìn)行研究，提出了一些看法和建議。

1 V型濾池的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行過(guò)程

1.1 V型濾池的結(jié)構(gòu)

V型濾池是快濾池的一種形式，因進(jìn)水槽呈V字形而得名，也叫均質(zhì)濾料濾池 （其濾料采用均質(zhì)濾料，即均粒徑濾料）、六閥濾池（各種管道上有6個(gè)主要的閥門(mén)）［2］，是我國(guó)于20世紀(jì)80年代末從法國(guó)Degremont公司引進(jìn)的技術(shù)。V型濾池的具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1，2。一組濾池通常有數(shù)只濾池組成，每只濾池中間為雙層中央渠道，將濾池分為左右兩格。如圖，渠道上層6是排水渠，供反沖洗排污用；下層7是氣、水分配渠，過(guò)濾時(shí)用來(lái)匯集濾的清水，沖洗時(shí)分配氣和水；渠上部設(shè)有一排配氣小孔9，下部設(shè)有一排配水方孔8；V型槽底設(shè)有一排小孔5，既可以作過(guò)濾時(shí)候進(jìn)水用，又可以供橫向掃洗布水用，這是V型槽設(shè)計(jì)的一個(gè)特點(diǎn)；濾板上均勻布置長(zhǎng)柄濾頭，每平方米布置60～70個(gè)。濾板下部是空間10。

圖1 濾池的結(jié)構(gòu)（1）

1.2 V型濾池運(yùn)行過(guò)程

V型濾池的運(yùn)行過(guò)程分為過(guò)濾周期和反沖洗周期2個(gè)部分，相互交替進(jìn)行［3］。過(guò)濾周期：待濾水由進(jìn)水總渠經(jīng)進(jìn)水閥和方孔后溢過(guò)堰口，再經(jīng)過(guò)側(cè)孔進(jìn)入被待濾水淹沿的V型槽，分別經(jīng)槽底均勻的配水孔和V型槽堰進(jìn)入濾池。被均質(zhì)濾料濾層過(guò)濾的水經(jīng)長(zhǎng)柄濾頭流向底部空間，由方孔匯入氣、水分配渠，再經(jīng)管廊中的水封井、出水堰、清水渠流入下一個(gè)構(gòu)筑物。反沖洗周期：關(guān)閉進(jìn)水閥，但有一部分水仍從兩側(cè)常開(kāi)的方孔流入濾池，由V型槽一側(cè)流向排水渠一側(cè)，形成表面掃洗。而后開(kāi)啟排水閥，將池面水從排水槽中排出，直至濾池水面與V型槽頂相平。反沖洗過(guò)程常采用“氣沖—?dú)?、水同時(shí)反沖—水沖”3步進(jìn)行。①打開(kāi)進(jìn)氣閥，開(kāi)啟供氣設(shè)備，空氣經(jīng)氣、水分配渠的上部小孔均勻進(jìn)入濾池底部，由長(zhǎng)柄濾頭噴出，將濾料表面的雜質(zhì)擦洗下來(lái)并懸浮于水中，被表面掃洗水沖入排水槽。②氣、水同時(shí)反沖洗：在氣沖的同時(shí)啟動(dòng)沖洗水泵。打開(kāi)沖洗進(jìn)水閥，反沖洗水也進(jìn)入氣、水分配渠，氣、水分別經(jīng)小孔和方孔流入濾池底部的配水區(qū)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)柄濾頭均勻進(jìn)入濾池，濾料得到進(jìn)一步?jīng)_洗。③停止氣沖，單獨(dú)水沖，表面掃洗仍繼續(xù)，最后將水中雜質(zhì)全部沖入排水槽。

2 清源水廠V型濾池概況

清源水廠濾池設(shè)計(jì)處理規(guī)模1.5萬(wàn)m3/d，配合反應(yīng)沉淀池選用3組V型濾池。3組濾池單排布置，每組濾池采用雙格布置。 每組濾池的有效尺寸為2×（3.38m×5.66m）=38.26m2。 濾板采用1100mm×1100mm標(biāo)準(zhǔn)的濾板，每格濾池安裝15塊濾板。濾頭采用DN25長(zhǎng)柄濾頭，每個(gè)濾頭縫隙面積采用2.5cm2，開(kāi)孔比采用1.25%，每塊濾板布置濾頭64個(gè)。濾料采用均質(zhì)石英砂單層濾料，有效粒徑為D10=0.9mm，不均勻系數(shù)為K10=1.40（D80/D10），厚度為1200mm，承托層粒徑為D=2.0mm，厚度為100mm。V型槽厚度為80mm，上口寬700mm。每只V型槽布置DN32的布水孔28個(gè)，間距200mm。反沖洗配氣孔為DN50的圓孔，反沖洗配水孔為85mm×85mm的方孔。濾池的設(shè)計(jì)參數(shù)如表1。

表1 清源水廠V型濾池設(shè)計(jì)參數(shù)

3 V型濾池施工

3.1 二次澆筑施工縫的處理技術(shù)

池體的水密封性直接影響濾池的運(yùn)行效果，池體澆筑施工過(guò)程中，考慮池體的池體高度、尺寸的嚴(yán)謹(jǐn)性及施工技術(shù)條件，V型濾池池體不可能將混凝土一次澆筑完成，必須設(shè)置水平施工縫，分兩次澆筑施工。如果施工縫處理得不好，將很容易引起池體表面凹凸不平、有麻面、上下池壁開(kāi)錯(cuò)及滲漏水現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)將影響濾池使用［4］。

為了保證防滲漏的質(zhì)量要求，在施工前，對(duì)4個(gè)施工方案進(jìn)行了商討：第1方案為凹槽型。翻口中間支（B/3）一木方，兩側(cè)混凝土面與中間木方齊平，木方的高度為100mm。第2方案為BW型遇水膨脹橡膠條處理。利用自身粘性，直接貼在混凝土施工縫，表面遇水后膨脹堵塞施工縫及其周圍毛細(xì)孔，達(dá)到防滲漏的目的。第3方案為預(yù)埋橡膠止水帶。第4方案為預(yù)埋鍍鋅鋼板止水帶。經(jīng)過(guò)這4個(gè)方案的比較和對(duì)其他施工縫防滲漏工程施工方法的總結(jié)發(fā)現(xiàn)：第1方案雖然比較經(jīng)濟(jì)，但是再剔鑿凹縫，施工難度較大，并且容易擾動(dòng)邊部混凝土而產(chǎn)生滲水通路；第2方案施工比較方便，但是粘貼BW止水條后，施工縫上部模板在短時(shí)間內(nèi)支好并且澆筑混凝土比較困難，如果在沒(méi)有澆筑混凝土前遇到雨水，止水條就會(huì)膨脹，嚴(yán)重影響了止水條的防滲漏效果，并且混凝土振搗時(shí)容易將止水條振動(dòng)移位；第3方案和第4方案比較，雖然第3方案的施工成本較低，但是橡膠止水帶不容易安置牢固、平穩(wěn)，混凝振搗時(shí)止水帶容易振動(dòng)移位；第4方案雖然造價(jià)偏高，但施工方便，不易變形且便于固定，具有較好的防滲漏效果。因此決定采用第4方案進(jìn)行施工，在高出底板表面500mm的豎壁上留施工縫，采用400mm寬、2mm厚的鋼板作為施工縫處的止水帶。施工縫采取以下措施:

（1）在距底板500mm處中間兩側(cè)各焊一個(gè)“T”型鋼筋支架，間距是墻體豎向或水平鋼筋間距的倍數(shù)，但不超過(guò)800mm，在墻體水平與豎向鋼筋交點(diǎn)處將支架與節(jié)點(diǎn)綁扎牢固。為防止出現(xiàn)返銹現(xiàn)象，其長(zhǎng)度為墻體厚度減去2倍保護(hù)層的厚度。

（2）預(yù)埋鍍鋅鋼板止水板。焊接時(shí)接頭要雙面焊接，預(yù)埋時(shí)接頭要滿焊，陰陽(yáng)角盡可能無(wú)接頭。

（3）一次澆筑后，施工縫處要認(rèn)真清理，鑿去水泥浮漿和浮石并鑿毛，鑿毛時(shí)間根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)和氣溫情況綜合考慮決定。當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的10%左右時(shí)，開(kāi)始鑿毛作業(yè)。夏季通常為澆筑混凝土以后過(guò)24h，冬季則可以在澆筑后的2～3d進(jìn)行，應(yīng)鑿出混凝土中的碎石來(lái)，并清理干凈。

（4）拆除底板模板后，用干凈的壓力水沖洗干凈，混凝土面保持濕潤(rùn)，方可合上墻板模板。

3.2 表面沖洗孔的施工

表面沖洗孔位于V型槽內(nèi)（見(jiàn)圖3），每個(gè)濾池有2個(gè)V型進(jìn)水槽，每個(gè)V型進(jìn)水槽槽底開(kāi)28個(gè)DN32孔，孔口間距200mm，孔口精度誤差±0.3mm，孔距誤差±1mm，孔口水平精度誤差±1mm。為了達(dá)到設(shè)計(jì)要求，施工前要查閱大量V型濾池施工資料，并對(duì)各個(gè)施工方案進(jìn)行比較，最后確定V型槽表面沖洗孔的施工方案為預(yù)留洞方案，在流水孔位置先預(yù)留比DN32稍大的洞，在澆筑成V型槽后，安放DN32的不銹鋼管。采用預(yù)留洞可人為調(diào)節(jié)鋼管位置，從而滿足設(shè)計(jì)要求［5］。具體施工措施如下：

圖3 V型槽示意圖

（1）支好V型槽下層模板后，用方木做成60mm×60mm×80mm的斜模塊，斜度同V型槽的傾斜度，用這個(gè)模塊作為表面沖洗孔預(yù)留洞的模塊，按設(shè)計(jì)要求安放好木模塊，并在模塊四周用鋼筋焊接加固好，以免其移位。

（2）用細(xì)石混凝土澆筑V型槽。

（3）待V型槽強(qiáng)度達(dá)到拆模要求后，拆掉模板，并取出木模塊。

（4）在V型槽的兩側(cè)將鋼管的上口和下口用墨線彈出，同時(shí)分出間距。

（5）根據(jù)墨線安放鋼管，并用微膨脹水泥砂漿灌填鋼管四周空隙，并使其密實(shí)。

3.3 濾板、濾頭的安裝

濾池安裝施工的好壞，直接關(guān)系到濾池竣工投產(chǎn)后能否滿足工藝設(shè)計(jì)要求而正常運(yùn)行［6-7］。V型濾池對(duì)施工安裝的要求更有嚴(yán)格：?jiǎn)螇K板安裝水平誤差應(yīng)小于±2mm；單池整個(gè)池內(nèi)濾板面的安裝水平誤差應(yīng)小于±4mm；各濾池間的水平誤差不得大于±5mm。V型濾池濾板安裝水平度是否良好，是V型濾池施工成敗的關(guān)鍵。濾板采用1100mm×1100mm標(biāo)準(zhǔn)濾板。為達(dá)到設(shè)計(jì)要求，在施工過(guò)程中嚴(yán)格控制以下幾各要點(diǎn)：

（1）池體尺寸和濾梁尺寸及各濾梁間的間距。池體尺寸和濾梁尺寸及濾梁間的間距施工誤差直接決定著濾板安裝質(zhì)量的好壞［8］。在具體放線、鋼筋綁扎及模板施工過(guò)程中，應(yīng)該嚴(yán)格按照規(guī)范施工，并反復(fù)驗(yàn)證具體尺寸和位置，并加固好模板，以防混凝土澆注工程中跑?，F(xiàn)象發(fā)生，確保池體尺寸誤差控制在±10mm內(nèi)，濾梁尺寸及濾梁間的間距誤差控制在±5mm內(nèi)。

（2）在濾梁安裝好的基礎(chǔ)上，用水準(zhǔn)儀嚴(yán)格控制濾板和濾頭進(jìn)行安裝，具體做法：先用30mm厚水泥砂漿對(duì)濾板4個(gè)角進(jìn)行找平，并且中間留有連通口。找平時(shí)使用水準(zhǔn)儀對(duì)每塊濾板的四角進(jìn)行高程測(cè)量，以控制單塊濾板的水平偏差，保證單塊濾板的水平誤差±2mm，單座濾池濾板板面安裝水平誤差±5mm。濾板水平調(diào)整精度不能再提高時(shí)，對(duì)個(gè)別偏差高的地方使用手提砂輪進(jìn)行研磨，盡量保證水平度在設(shè)計(jì)要求的范圍之內(nèi)。保證濾板平整。在濾板平整的基礎(chǔ)上，安裝濾頭時(shí)，盡量調(diào)節(jié)螺母，使濾頭盡量擰緊。在濾頭安裝施工中，如果有個(gè)別濾頭因?yàn)V池池體、濾梁尺寸及濾梁間距施工精度不高，造成長(zhǎng)柄濾頭放不下去時(shí)，不能把濾頭長(zhǎng)柄鋸斷后安裝，這樣會(huì)造成配水配氣的嚴(yán)重不均勻。如果發(fā)生上述施工精度不夠，應(yīng)打磨池體和濾梁，實(shí)在滿足不了，采取將個(gè)別濾頭預(yù)埋絲扣孔的辦法堵塞。濾頭安裝完畢，采用接縫專用密封膠（水泥∶砂∶903膠=1∶1∶0.5比例配成903砂漿）對(duì)濾板與池壁之間的縫隙進(jìn)行密封。這種措施不僅保證了不漏水、不漏氣的密封性能，還保證了反沖洗的運(yùn)行效果。密封過(guò)程中，嚴(yán)禁將砂漿涂抹在濾頭上，使其堵塞。

3.4 反沖洗H型排水堰的施工

排水槽堰板與沖洗孔相對(duì)位置決定濾池的沖洗效果。H型排水堰的水平度從以下兩個(gè)方面影響運(yùn)行效果［9］：①反沖洗不均勻，兩側(cè)堰的高度相差太大，導(dǎo)致在反沖洗的3個(gè)階段的沖洗強(qiáng)度相差明顯，長(zhǎng)期運(yùn)行下去，兩側(cè)的截污量不同，會(huì)導(dǎo)致兩側(cè)運(yùn)行不平衡，濾池的利用效率降低。②表面掃洗效果差。大量實(shí)踐證明，表面掃洗孔在半淹沒(méi)狀態(tài)時(shí)的掃洗效果最好，如果完全處于淹沒(méi)狀態(tài)，根本起不到表面掃洗的效果，造成濾池內(nèi)的藻類及其他漂浮污染物積累，感官很差，也影響處理效果。鑒于上述原因，依靠調(diào)整外貼瓷磚的高程來(lái)調(diào)整水平度在±2mm以內(nèi)，這樣反沖洗時(shí)，左右兩邊的濾料都得到均勻沖洗，并使60%的表面掃洗孔處于半淹沒(méi)狀態(tài)，消除了近槽側(cè)沖洗水的回流，強(qiáng)化表洗，保證了氣—水聯(lián)沖效果，從而提高了濾池的整體效率［10］。

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