廣州某水質凈化廠大型圓形沉淀池施工技術

摘要：本文結合工程實例，針對大型現澆鋼筋混凝土圓形沉淀池結構特點，將結構復雜、難以一次成型的池體進行三維切分，綜合采用各種技術措施控制沉淀池的施工精度，細闡述了主要的施工工序及技術難點，對工程總體施工情況進行了總結。

關鍵詞：水質凈化廠；圓形沉淀池；施工技術

1 工程概況

廣州某水質凈化廠采用埋地式現澆混凝土沉淀池，池型為周邊進出水式，圓形結構（見圖1）。沉淀池內徑28m，外徑為28.8m；池壁高5.1m，池中心深度5.1m；池外壁厚為400mm，底板厚度為700mm。

圖1 大型圓形沉淀池結構

根據污水處理沉淀工藝要求，配水槽和集水槽沿池周懸挑布置，兩槽合建，共底共壁，總寬不變，總寬為1600mm，雙槽底板厚為300mm，雙槽的結構總高度為1600mm；雙槽采用中間隔墻分隔，中間隔墻厚為150mm，高度為1300mm；槽外壁厚為150mm，高度為890mm。環形雙槽中的配水槽底部鉆有孔洞出水，孔洞直徑為100mm，鉆孔間距分段變化；并且根據工藝處理要求，進行二次設計計算，確定配水槽的截面沿池周為線性漸變截面；采用以上設計是為保證沿池周均勻配水。沉淀池底板為倒圓錐形，以利于吸泥設備收集因沉淀作用產生的懸浮物。

2 施工技術特點

2.1 大型圓形沉淀池結構復雜

運用三維切分池體結構模式，對沉淀池整體空間合理分塊分層，既有利于科學快速組織施工，保證施工質量，又有效防止大型現澆鋼筋混凝土沉淀池不均勻沉降導致開裂滲水。對圓形池壁進行等分，等分尺寸考慮施工材料的選用和周轉，可達到節約材料和快速施工目的。

2.2 控制圓形池壁真圓度與錐形底板坡度

采用預制拼接十字形旋轉鋼架模擬設備安裝在圓形沉淀池內，解決了圓形池壁真圓度與錐形底板坡度控制問題，水池施工完后，可保證設備一次性安裝就位。錐形底板既可在澆筑底板混凝土時一次性完成找坡，也可在后澆帶施工完成后進行底板找坡，不受主體設備是否安裝完成的限制，加快了施工進度。

2.3控制漸變截面圓形雙槽施工精度

采用半徑定點放線技術從圓心點拉半徑線結合貼灰餅，可有效保證漸變截面圓形雙槽施工精度，滿足工藝配水均勻要求。鋼筋混凝土與磚砌結構結合形式施工經二次設計的漸變截面圓形雙槽，施工簡便快速。

3 大型圓形沉淀池施工工藝流程

施工準備→測量放線→樁基礎施工→土方開挖→墊層磚模施工→底板（-5.8～-4.7）與預留預埋→豎直壁（-4.7～-1.8）施工與預留預埋→懸挑圓形雙槽（-1.8～±0.00）施工→后澆帶施工→懸挑圓形雙槽深化設計施工→底板找坡→蓄水試驗→防水（防腐）層施工→回填土→水池驗收→設備安裝調試

4 大型圓形沉淀池施工技術要點

4.1大型現澆混凝土沉淀池三維切分模式

大型現澆鋼筋混凝土沉淀池結構較復雜，一次成型施工難度大，同時需考慮到大型沉淀池的不均勻沉降等因素導致變形開裂問題，采用三維切分模式對大型現澆沉淀池進行分解，分解程序（見圖2）。在沉淀池縱向與橫向上設置十字形狀的后澆帶將池體十字切分分塊（見圖3），避免池體沉降不均導致開裂；池壁施工時合理設置施工縫和鋼制止水帶的數量和高度，在豎向上將池體分為底板、豎直壁、懸挑圓形雙槽結構施工；

圖2 大型沉淀池三維切分程序

圖3 大型沉淀池縱向與橫向切分

為提高施工精度，保證真圓度，同時考慮現場采用標準木模板（1.22m×2.44m），將池壁圓周進行等分，將直徑28m沉淀池的內池壁圓周等分為144份如圖3。三維模式分解的具體要求如下：

（1）后澆帶、施工縫設置時應避開出水口等混凝土構造。預留洞口及混凝土出水構造應一次成型施工完畢，以免造成裂縫導致滲水等問題出現。

（2）應精確放線測量施工池壁并對其進行等分，等分的尺寸考慮施工材料的選用和周轉，為達到節約材料和快速施工目的，對每塊模板的安裝位置與周轉使用進行設計。對拉螺栓在模板上的位置采用固定的模數，使模板受力均勻。

4.2 大型現澆混凝土沉淀池底板與池壁施工

根據污水處理工藝要求，大型現澆沉淀池的池中心安裝有繞池旋轉的吸泥機設備，主要作用是收集沉淀下來的污泥并輸送至下道處理工序。沉淀池底板為倒圓錐形，底板周邊比中心高，底板坡率為1.0%。采用預制拼接的十字形旋轉鋼架模擬設備安裝在圓形沉淀池內，施工中旋轉十字形鋼架可有效控制圓形池壁的真圓度（20mm）；在十字形鋼架上安裝坡度板，模擬吸泥設備刮泥，對沉淀池底板找坡（見圖4），找坡平整度要求為10mm。通過上述措施避免吸泥機設備運行時與池壁發生碰撞，導致設備損壞無法運行。施工中具體要求如下：

（1）用φ48×3.0mm鋼管加工成水平弧形龍骨，控制弧形剪力墻的弧度，確保模板的安裝質量滿足圓度要求，池壁表面無需進行打鑿修補。

（2）十字形鋼架上安裝坡度板后，既可在底板澆筑混凝土時完成找坡；也可在后澆帶施工完成后再進行底板找坡；十字架旋轉時姿態應與吸泥設備運行一致。

（3）十字形鋼架采用不銹鋼材質預制加工，鋼架的構件橫向要平，豎向要直，十字鋼架的中心安裝在池圓心位置要準確。

圖4 沉淀池底板采用十字鋼架找坡

4.3大型現澆混凝土沉淀池圓形雙槽施工

根據污水處理沉淀工藝要求，配水槽和集水槽沿池周懸挑布置，兩槽合建，總寬不變，共底共壁，其中配水槽底部鉆孔洞出水。為保證沿池周均勻配水，進行二次設計計算，確定配水槽的截面沿池周為線性漸變截面。圓形雙槽兩邊采用鋼筋混凝土結構，中間隔墻采用磚砌結構，以便于施工圓形線性漸變截面配水槽。采用半徑定點放線，即從圓心點處拉半徑線至池壁，在池壁上打灰餅控制中間隔墻位置與修整粉刷圓度（見圖5）。

圖5 半徑定點放線

4.4大型圓形沉淀池鋼筋施工

圓弧剪力墻外形結構較復雜，一次成型施工難度大，采用雙向設置梯筋再綁扎剪力墻鋼筋，從而保證弧墻鋼筋綁扎的弧度與傾斜角度、間距、保護層厚度、墻厚。梯形鋼筋施工要求如下：

（1）根據CAD深化圖，預制焊接水平弧形梯筋和豎向梯筋（見圖6），梯筋的尺寸、彎曲弧度需經復核合格后方可進行加工。

（2）在水平和豎直方向上間隔一定距離設置弧形梯筋，組成弧度符合設計要求的剪力墻立體鋼筋骨架，該立體鋼筋骨架剛度需符合要求，具有自穩性，滿足后續鋼筋安裝不變形。

（3）利用立體鋼筋骨架對剪力墻豎向、水平鋼筋進行限位安裝；達到控制弧形剪力墻鋼筋綁扎彎曲弧度，同時控制鋼筋間距和保護層厚度、剪力墻厚度。

圖6 豎向梯筋與水平弧形梯筋

4.5 大型圓形沉淀池混凝土澆筑施工

大型圓形沉淀池混凝土采用C35/S6 抗滲混凝土。底板澆搗時必須盡量減少混凝土的發熱量，避免混凝土出現溫差裂縫，從而破壞整體強度，出現裂縫導致滲水。池壁混凝土澆筑時，易出現脹模現象。除采用常規混凝土施工措施外，經分析還應采取以下措施，以避免出現質量缺陷：

（1）澆筑時自由卸落高度應不大于2M，下料點分散布置，不得在一處連續卸落，不能讓其依靠重力流淌過去。同時，振搗混凝土時應避免接觸模板及其固定件、預埋件等，同時控制澆筑速度小于1m/h，避免澆筑速度過快導致模板下端受壓過大而偏移。

（2）為防止預留洞口或預埋件模板下部混凝土窩氣造成不密實或氣泡，應保證洞口兩側均勻下料，先澆洞口底下，再澆筑兩側墻面，并將此部位混凝土振搗密實。混凝土振搗至表面泛漿，不出現氣泡為止。不能過早提棒，但也要適時停振，防止混凝土產生嚴重的砂漿上浮，石子下沉現象，影響混凝土的質量。

（3）接觸止水帶的混凝土灌注應加強振搗，振搗時應在豎直向止水帶的兩邊進行，保證混凝土自身密實，不應出現粗骨料集中和漏振現象，水平向止水帶下充滿混凝土并充分振搗。

5 結語

在滿足工藝運行要求的前提下，綜合采用各種技術措施，將結構復雜、難以一次成型的池體利用后澆帶、施工縫、等分圓周方式進行三維切分，科學合理組織施工，并可有效控制不均勻沉淀開裂。采用預制拼裝十字鋼架安裝在沉淀池內模擬設備運轉，可控制池壁真圓度與底板坡度。從圓心點處拉半徑線至池壁，同時在池壁上打灰餅可控制形成線性漸變截面的中間磚砌隔墻位置與修整粉刷真圓度，加快了施工進度。

參考文獻

[1]《混凝土結構工程施工質量驗收規范》（GB50204-2002）

[2]《鋼結構工程施工質量驗收規范》（GB50205-2012）

[3] 《城市污水處理廠工程質量驗收規范》（GB50334-2002）