水池施工中的抗浮措施

一、给水排水场站工程结构特点

（一）场站构筑物组成

（1）水处理（含调蓄）构筑物

（2）工艺辅助构筑物

（3）辅助建筑物——生产辅助

性建筑物、生活辅助性建筑物

（4）配套工程

（5）工艺管线

（1）水处理（含调蓄）构筑物

给水处理构筑物包括：配水井、药剂间、混凝沉淀池、澄清池、过滤池、反应池、吸滤池、清水池、二级泵站等。【2014真题单选题】

污水处理构筑物包括：进水闸井、进水泵房、格筛间、沉砂池、初沉淀池、二次沉淀池、曝气池、氧化沟、生物塘、消化池、沼气储罐等。【2013真题单选题】

【技巧】区分给水处理构筑物和污水处理构筑物。

（二）构筑物结构形式与特点

（1）水处理（调蓄）构筑物和泵房【2014真题多选题、2012多选题】

多用地下或半地下钢筋混凝土结构。

结构特点：薄壁、多筋、抗渗、整体。

（2）工艺辅助构筑物

多用钢筋混凝土结构。

结构特点：薄壁、结构尺寸要求精确（以mm计，否则可能不出水或设备无法安装）。

（5）工艺管线中给排水管道多用水流性能好、抗腐蚀性高、抗地层变位性好的PE管、球墨铸铁管等新型管材。

二、构筑物与施工方法

（一）全现浇混凝土施工

（二）单元组合现浇混凝土施工

（三）预制拼装施工

（四）砌筑施工（目前少用）

（五）预制沉井施工

（六）土膜结构水池施工

（一）全现浇混凝土施工

（1）水处理（调蓄）构筑物的钢筋混凝土池体大多采用现浇混凝土施工。浇筑混凝土时应依据结构形式分段、分层连续进行。浇筑层髙度，一般为振捣器作用部分长度的1.25倍，最大不超过500mm。

（2）圆柱形混凝土水池，池壁高度大（12~18m）时宜采用整体现浇施工，支模方法：①满堂支模法（模板与支架用量大）；②滑升模板法（池壁高度≥15m时采用）。

（3）污水处理构筑物中卵形消化池，通常采用无粘结预应力筋、曲面异型大模板施工。消化池钢筋混凝土主体外表面，需要做保温和外饰面的保护，但必须在主体结构施工质量验收合格后施工。

（二）单元组合现浇混凝土施工

（2）单元一次性浇筑而成，底板单元间用聚氯乙烯胶泥嵌缝，壁板单元间用橡胶止水带接缝。

（3）大型矩形水池为避免裂缝渗漏，设计通常采用单元组合结构将水池分块（单元）浇筑，各块（单元）间留设后浇缝带，池体钢筋按设计要求一次绑扎好，缝带处不切断，待块（单元）养护42d后，再采用比块（单元）强度高一个等级的混凝土或掺加UEA的补偿收缩混凝土灌筑后浇缝带使其连成整体。

（三）预制拼装施工

（1）圆形混凝土水池宜采用装配式预应力钢筋混凝出结构，以便获得较好的抗裂性和不透水性。

（2）预制拼装施工的圆形水池可釆用①缠绕预应力钢丝法（池壁外缠丝）、②电热张拉法（钢丝通电加热）进行壁板环向预应力施工。（机理：壁外预应力钢丝提供回压应力）

（3）在满水试验合格后，应在满水状态下及时进行喷射水泥砂浆保护层施工。

（五）预制沉井施工

（1）半地下式或完全地下式结构，在有地下水、流沙、软土地层的条件下，应选择预制沉井法施工。

（2）预制沉井法施工

①排水下沉干式沉井方法

适用：渗水量不大、稳定的黏性土。

分为：人工挖土下沉、机具挖土下沉、水力机具下沉。

②不排水下沉湿式沉井方法

适用：较深沉井；或有严重流沙的情况。

分为：水下抓土下沉、水下水力吸泥下沉、空气吸泥下沉。

1、处理方法与工艺
（1）处理方法可根据水质类型分为物理处理法、生物处理法、污水处理产生的污泥处置及化学处理法，还可根据处理程度分为一级处理、二级处理及三级处理等工艺流程。
1）物理处理方法是利用物理作用分离和去除污水中污染物质的方法。常用方法有筛滤截留、重力分离、离心分离等，相应处理设备主要有格栅、沉砂池、沉淀池及离心机等。
2）生物处理法是利用微生物的代谢作用，去除污水中有机物质的方法。常用的有活性污泥法、生物膜法等，还有氧化塘及污水土地处理法。
3）化学处理法，用于城市污水处理，混凝法类同于城市给水处理。
（2）污泥需处理才能防止二次污染，其处置方法常有浓缩、厌氧消化、脱水及热处理等。
2、工艺流程
（1）一级处理工艺主要针对水中悬浮物质，常采用物理方法，经过一级处理后，污水悬浮物去除可达40%左右，附着于悬浮物的有机物也可去除30%左右。
（2）二级处理以氧化沟为例。主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质。通常采用的方法是微生物处理法，具体方式有活性污泥法和生物膜法。经过二级处理后，BOD5去除率可达90%以上，二沉池出水能达标排放。
1）活性污泥处理系统，在当前污水处理领域，是应用最为广泛的处理技术之一，曝气池是其反应器。污水与污泥在曝气池中混合，污泥中的微生物将污水中复杂的有机物降解，并用释放出的能量来实现微生物本身的繁殖和运动等。
2）氧化沟是传统活性污泥法的一种改型，污水和活性污泥混合液在其中循环流动，动力来自于转刷与水下推进器。一般不需要设置初沉池，并且经常采用延时曝气。
（3）三级处理是在一级处理、二级处理之后，进一步处理难降解的有机物既可导致水体富营养化的氮、磷等可溶性无机物等。三级处理常用于二级处理以后，以进一步改善水质和达到国家有关排放标准为目的。
三级处理使用的方法有生物脱氮除磷、混凝沉淀（澄清、气浮）、过滤、活性炭吸附等。

试运行要求
1、单机试车要求
（1）单机试车，一般空车试运行不少于2h。
（2）各执行机构运作调试完毕，动作反应正确。
（3）自动控制系统的信号元件及元件动作正常。
（4）监测并记录单机运行数据。
2、联机运行要求
（1）按工艺流程各构筑物逐个通水联机试运行正常。
（2）全厂联机试运行、协联运行正常。
（3）先采用手工操作，处理构筑物和设备全部运转正常后，方可转人自动控制运行。
（4）全厂联机运行应不少于24h。
（5）监测并记录各构筑物运行情况和运行数据。
3、联合试运行
（1）处理设备及泵房单机组累计运行达72h。
（2）连续试运行期间，开机、停机不少于3次。
（3）处理设备及泵房机组联合试运行时间，一般不少于6h。
（4）水处理和泥处理工艺系统试运行满足工艺要求。
（5）填写设备负荷联动(系统)试运行记录表。
（6）整理分析试运行技术经济资料。

一、施工方案与流程 
（一）整体式现浇钢筋混凝土池体结构施工流程 
测量定位→土方开挖及地基处理→垫层施工→防水层施工→底板浇筑→池壁及顶板支撑柱浇筑→顶板浇筑→功能性试验。 
（二）单元组合式现浇钢筋混凝土水池工艺流程 
土方开挖及地基处理→中心支柱浇筑→池底防渗层施工→浇筑池底混凝土垫层→池内防水层施工→池壁分块浇筑→底板分块浇筑→底板嵌缝→池壁防水层施工→功能性试验

（1）塑料或橡胶止水带接头应采用热接，不得采用叠接；接缝应平整牢固不得有裂口、脱胶现象；“T” 形接头、十字接头和“Y”形接头，应在工厂加工成型。 
（2）金属止水带接头应按其厚度分别采用折叠咬接或搭接；搭接长度不得小于 20mm，咬接或搭接必须采用双面焊接。 
（3）止水带安装应牢固，位置准确，其中心线应与变形缝中心线对正，带面不得有裂纹、孔洞等。不得在止水带上穿孔或用铁钉固定就位。

1、构件吊装方案
预制构件吊装前必须编制吊装方案。吊装方案应包括以下内容：
（1）工程概况。
（2）主要技术措施。包括吊装前环境、材料机具与人员组织等准备工作、吊装程序和方法、构件稳固措施，不同气候施工措施等。
（3）吊装进度计划。
（4）质量安全保证措施。包括管理人员职责，检测监控手段，发现不合格的处理措施以及吊装作业记录表格等安全措施。
（5）环保、文明施工等保证措施。
2、预制构件安装
（1）预制构件应按设计位置起吊，曲梁宜采用三点吊装。吊绳与预制构件平面的交角不应小于45º；当小于45º时，应进行强度验算。预制构件安装就位后，应采取临时固定措施。曲梁应在粱的跨中临时支撑，待上部二期混凝土达到设计强度的75%及以上时，方可拆除支撑。
3、现浇壁板缝混凝土
现浇壁板缝混凝土也是防渗漏的关键；必须控制其施工质量，具体操作要点如下：
（1）壁板接缝的内模宜一次安装到顶；外模应分段随浇随支。分段支模高度不宜超过1.5m。
（2）浇筑前，接缝的壁板表面应洒水保持湿润，模内应洁净；接缝的混凝土强度应符合设计规定，设计无要求时应比壁板混凝土强度提高一级。
（3）浇筑时间应根据气温和混凝土温度选在壁板间缝宽较大时进行；混凝土如有离析现象，应进行二次拌合；混凝土分层浇筑厚度不宜超过250mm，并应采用机械振捣，配合人工捣固。
（4）用于接头或拼缝的混凝土或砂浆，宜采取微膨胀和快速水泥，在浇筑过程中应振捣密实并采取必要的养护措施。

一、试验必备条件与准备工作 
（一）满水试验前必备条件 
（1）池体的混凝土或砖、石砌体的砂浆已达设计强度要求；池内清理洁净，池内外缺陷修补完毕。 
（2）现浇筑混凝土池体的防水层、防腐层施工之前；装配式混凝土池体施加预应力且锚固端封锚以后，保护层喷涂之前；砖砌池体防水层施工以后，石砌池体勾缝以后。 
（3）设计预留孔洞、预埋管口及进出水口等已做临时封堵，且经验算能安全承受试验压力。 
（4）池体抗浮稳定性满足设计要求。 
（5）试验用的充水、充气和排水系统已准备就绪，经检查充水、充气及排水闸门不得渗漏。 
（6）各项保证试验安全的措施己满足要求；满足设计的其他特殊要求。

1、沉井的构造
（1）沉井的组成部分包括井筒、刃脚、隔墙、梁、底板。
（2）刃脚。其作用是使井筒下沉时减少井壁下端切土的阻力，并便于操作人员挖掘靠近沉井刃脚外壁的土体。
（3）为防止脚踏面受到损坏，可用角钢加固；当采用爆破法清除刃脚下的障碍物时，要在刃脚的外缘用钢板包住，以达到加固的目的。
2、沉井准备工作
（1）基坑准备
降低地下水位在沉井基坑以下0.5m，基坑内的水应及时排除；采用沉井筑岛法制作时，岛面标高应比施工期最高水位高出0.5m以上。
（2）地基与垫层施工
刃脚的垫层采用砂垫层上铺垫木或素混凝土，垫木铺设应使刃脚底面在同一水平面上，并符合设计起沉标高的要求；平面布置要均匀对称，每根垫木的长度中心应与刃脚底面中心线重合，定位垫木的布置应使沉井有对称的着力点。
3、沉井预制
（1）混凝土应对称、均匀、水平连续分层浇筑，并应防止沉井偏斜。
（2）分节制作沉井设计无要求时，混凝土强度应达到设计强度等级75%后方可拆除模板或浇筑后节混凝土。后续各节的模板不应支撑于地面上，模板底部应距地面不小于1m；搭设外排脚手架应与模板脱开。
混凝土施工缝处理应采用凹凸缝或设置钢板止水带，施工缝应凿毛并清理干净；内外模板采用对拉螺栓固定时，其对拉螺栓的中间应设置防渗止水片；钢筋密集部位和预留孔底部应辅以人工振捣，保证结构密实。
4、下沉施工
（1）排水下沉
挖土应分层、均匀、对称进行；对于有底梁或支撑梁沉井，其相邻格仓高差不宜超过0.5m。
用抓斗取土时井内严禁站人，严禁在底梁以下任意穿越。
（2）不排水下沉
沉井内水位应符合施工设计控制水位，井内水位不得低于井外水位；流动性土层开挖时，应保持井内水位高出井外水位不少于1m。
机械设备的配备应满足沉井下沉以及水中开挖、出土等要求，运行正常；废弃土方、泥浆应专门处置，不得随意排放。
（3）沉井下沉控制
1）下沉应平稳、均衡、缓慢，发生偏斜应通过调整开挖顺序和方式“随挖随纠、动中纠偏”。
2）应按施工方案规定的顺序和方式开挖。
3）沉井下沉影响范围内的地面四周不得堆放任何东西，车辆来往要减少震动。
4）沉井下沉监控测量
下沉时标高、轴线位移每班至少测量一次，每次下沉稳定后应进行高差和中心位移量的计算；终沉时每小时测一次，严格控制超沉，沉井封底前自沉速率应小于10mm/8h；如发生异常情况应加密量测；大型沉井应进行结构变形和裂缝观测。
（4）辅助法下沉
1）沉井外壁采用阶梯形以减少下沉摩擦阻力时，在井外壁与土体之间应有专人随时用黄砂均匀灌入，四周灌入黄砂的高差不应超过500mm。
2）采用触变泥浆套助沉时，应采用自流渗入、管路强制压注补给等方法；触变泥浆的性能应满足施工要求，泥浆补给应及时以保证泥浆液面高度；施工中应采取措施防止泥浆套损坏失效，下沉到位后应进行泥浆置换。
3）采用空气幕助沉时，管路和喷气孔、压气设备及系统装置的设置应满足施工要求；开气应自上而下，停气应缓慢减压，压气与挖土应交替作业，确保施工安全。
4）沉井采用爆破方法开挖下沉时，应符合国家有关爆破安全的规定。
5、沉井封底
（1）干封底
在井点降水条件下施工的沉井应继续降水，并稳定保持地下水位距坑底不小于0.5m；在沉井封底前应用大石块将刃脚下垫实。
封底前应设置泄水井，底板混凝土强度达到设计强度等级且满足抗浮要求时，方可封填泄水井、停止降水。
（2）水下封底
水下混凝土封底的浇筑顺序，应从低处开始逐渐向周围扩大；井内有隔墙、底梁或混凝土供应量受到限制时应分格对称浇筑。
每根导管的混凝土应连续浇筑，且导管埋人混凝土的深度不宜小于1.0m；各导管间混凝土浇筑面的平均上升速度不应小于0.25m/h；相邻导管间混凝土上升速度宜相近，最终浇筑成的混凝土面应略高于设计高程。
（3）水下封底混凝土强度达到设计强度等级，沉井能满足抗浮要求时，方可将井内水抽除，并凿除表面松散混凝土进行钢筋混凝土底板施工。