福建省莆田市污水处理厂生物池长136米,宽37.6米,深8.8米,由两个相同单元组成,在污水厂主体工程中,生物池体量最大,深度最深,水池防渗工程的重点和难点。本工程因其自身特点对水池防渗提出了更高的要求,主要特点有:(1)为了节省用地和运行能耗,生物池好氧区采用池底微孔曝气使得池满水深加大至8.0米。(2)污水厂运行时,污水成分复杂、腐蚀性较强,池水不断流动,若采用内壁粉刷,运行一段时间后,容易脱落且修补难,最好采用清水砼。(3 )水池砼量大、面.广、体高,要分层浇筑。(4)优化设计后,池壁变薄, 最小处仅为30厘米。(5)设备供应商为丹麦克鲁格公司,外方对土建和安装提出较高要求。因此,提高生物池防渗技术,确保满水试验一次成功是厂区工程建设的关键,是工程创优的关键,各参建单位高度重视,业主组织设计施工、监理、安装和供货商组成攻关小组,分析工程难点和弱点并找出对策,取得良好效果。现将主要攻关内容简要介绍:
1构筑物土施工与设备安装的配合
污水厂土建施工和设备安装是两个不同的施工阶段,由于土建施工在前,设备安装在后,再加上土建施工和设备安装是不同的承包商,容易造成构筑物土建施工时,施工单位没有注意到部分设备为保证使用效果对土建的质量要求高于《给排水构筑物施I及验收规范》( GBJ141- 90)的相关标准,或者对设备安装时的运输路线、就位固定、预留孔洞等了解不深,造成部分土建施工精度不能满足设备所必须的运行要求,技术攻关小组对整个厂的工艺流程进行充分了解,要求外方尽快确定设备供应商,对各个构筑物所要安装设备的规格、数量外观形状进行全面的认识,对安装质量标准全面掌握。以便使施I单位及时掌握设计意图,有的放矢的组织施工。并以《给排水构筑物施I及验收规范》为最低标准,根据工程的具体工艺流程、设备特点和外方对土建的要求,制订-一个以满足设备安装为核心的质量控制标准,在工程施工中严格遵守。并将每个单位工程的有关结构图纸设备图纸、电气图纸、自动控制仪表图纸完整的下发至具体作业队。作业队必须配备专职的土建、工艺、电气、自动控制仪表施工工长,负责相关专业的施工组织。每个部位钢筋绑扎完毕和浇筑混凝土前,由作业队技术负责人组织有关人员进行检查,核对预埋套管、预留孔洞、预留沟槽的位置、数量、规格,全部无误后再进行下道工序。
2钢筋接头施工
根据《给排水构筑物施工及验收规范》第5.2.6条的规定,“在受力钢筋直径30倍且不小于500mm的区段范围内,绑扎接头的受力钢筋截面积占受钢筋总截面面积的百分率:受压区不得超过50%,受拉区不得超过25%"。在钢筋绑扎施工中,一些施工单位对“在受力钢筋直径30倍且
不小于500mm的区段范围内”片面的放在几根钢筋的局部进行理解,而忽视了针对的是整个钢筋断面;另外,一些施工单位对一一个构筑物的某一部位 ,不清楚是“受拉区”,还是“受压区”。因此,造成同一断面上的搭接率不符合规范要求。
本工程采用粗直径钢筋闪光对焊和机械接头技术相结合。它与绑扎接头相比操作方法简单、质量稳定可靠施工速度快,施工噪声少,更为有利的是机械连接接头的受力钢筋截面积占受力钢筋总截面面积的百分率无论是受压区还是受拉区均是不超过50%即可,操作时控制方便;另外钢筋机械接头由专业队施工,施工质量比较稳定。
3模板施工
在模板工序中,容易出现模板尺寸偏小,单元界限不清,拆模过早,砼粘膜和对拉螺栓处渗水等现象。本工程有5点改进措施。.
(1)采用大型钢模板,利用钢模板导热性好的特点,使内外温差减小,以利于减少温度裂缝的出现。
(2 )砼墙体拆模时间尽可能延长,这时墙体内外温差已趋近于零,温度裂缝出现几率将明显降低。而且,模板还对墙体混凝土有一定的保水作用,推迟拆模时间,可有效减少墙体因失水过多而出现的龟裂现象。
(3 )构筑物支模板必须以伸缩缝为界。伸缩缝两侧相邻的结构单元要分前后两次支模板,不能-次同时支起。侧墙墙顶挑檐要在所有墙体施工完毕后统一-次支模板, 然后浇筑混凝:土,以确保挑檐外边在一条直线上,外观整齐。
(4)按照清水砼标准精心处理模板接头,并在模板表面使用隔离剂,确保砼外观达到要求。
(5)在穿墙螺栓加工时,在其中间预设1个4cm*4cm防水钢片,通过精密的焊接技术,使之与螺栓紧密地形成-体,防止水从螺栓与池壁砼的接触面渗出。并在穿墙螺栓与墙体樸板内侧的接触点预设3em* 3cm*3em塑料垫块,待砼施工完毕并达到所要求的强度后,通过凿除塑料垫块,深人绞断对穿螺栓的外露部分,再用防水砂浆整齐补平,这种嵌人式螺栓孔砂浆修补不但能起到防水、防螺栓生锈的作用,而且外观平整,不影响清水砼外观要求。
4混凝土施工
生物池将装满深800厘米的污水,它对构筑物混凝土性能要求较高;污水中常含有氮、磷及一定量汞、铬等重金属;同时,构筑物要反复承受温度变化和流速较快的污水的冲刷,这要求混凝土具备更高的耐久性要求,池内壁耐磨性也要求较高。而影响耐久性的原因有温度裂縫破坏、渗漏破坏、碱骨料反应破坏.腐蚀破坏(包括:无机物侵蚀、有机物侵蚀、微生物侵蚀、化学反应侵蚀)等,尤其以温度裂缝破坏、碱骨
料反应破坏最为突出,因此,混凝土配合比设计和施工比一般混疑土结构复杂的多。本工程有4点措施保证砼施工质量。
(1)为避免碱骨料反应破坏,水池混凝上综合碱含量严
格按有潮湿环境重要工程结构控制,混凝土最大综合碱含量不得大于3kg/m'。在混凝土配合比设计前,委托法定检测单位对配制混凝土所用的水泥外加剂、掺合料等进行碱含量检测,对砂、石进行集料活性检测,所用砂、石优先选择A种非碱活性集料( 膨胀量≤0.02%),控制使用低碱活性集料(膨胀量>0.02%≤0.06%),不使用碱活性集料(膨胀量>0.06%≤0. 10% )和高碱活性集料(膨胀量> 0.10% )。采用低碱水泥(水泥中碱含量不> 0.06% )。为保证砼拌和及浇捣质量,本工程采用拌和楼搅拌和泵送砼技术,对砼坍落度作相应调整。
(2)为减少温度裂缝破坏,选用低热矿渣硅酸盐水泥或掺用混合材较多的普邇硅酸盐水泥,保证水泥熟料中有较高的CS和较低的CA,同时细度不要太高(300cm2/g~3200em/g )要合理调减水泥用量,并合理掺加粉煤灰。混凝土中掺人--定数量的优质粉煤灰,不但能代替部分水泥,而且粉煤灰颗粒呈球状具有滚珠效应,起到润滑作用。更重要的是掺加粉煤灰之后,可以降低混凝土中水泥水化热,减少绝热条件下的温度升高。
粗集料选用天然连续级配的石子、使混凝土具有较好的可泵性。细集料采用级配良好的中砂,细度模数应控制在2.4~ 2.8之内。如果天然砂过细和过粗,适当掺加- -定量的人工砂进行调整。
(3)为提高抗渗能力,选用中国建筑材料研究院所研制的U型砼膨胀剂(简称UEA),这是- -种专门用于抗防水的外加剂,UEA膨胀剂掺人砼中,可以生成膨胀结晶水化物一- -钙矾石( CaA.3CaSO+32H20) ,使砼早期和中期适度膨胀。在钢筋和邻位的约束下,它产生的膨胀转变为压应力,这一压应力可大致抵消砼干缩时产生的拉应力,从而防止或减少砼收缩开裂,并使砼致密化,提高砼的抗裂防渗力,达到结构自防水效果。UEA膨胀剂的用量为在水泥中内掺,等量取代水泥率为10% - 20%。
(4)污水处理厂的这些构筑物系大体积砼,共计12000多立方砼,并有多个预留洞口,在工程施工中必须采用分块施工。为了防止施工缝和接口渗水,采用了BW- I止水条、橡胶止水带和SGJIL 851聚硫密封胶填缝材料,池体底板施工时采用后浇带施工技术,保证了砼池体的抗渗性能。
以上介绍的只是池体砼防渗施I中采取的一些特殊技术或防止通病发生的一些做法 ,在防渗砼施工中,一定要注意严格按照操作规程进行,防止砼蜂窝、麻面露筋等低级错误出现,才能保证砼抗渗的工程质量。本工程在构造物满水检验时,渗水量均低于规范规定的允许渗水量的下限且- -次性试水成功,没有修补。外方设备供货商和参建各方对工程质量均较满意,工程使用至今已3年,无发生质量返修现象。经中国
市政协会验收,本工程被评为“中国市政金杯示范工程”和“全国先进污水厂”。
作者:何金清
[1]王铁梦:工程结构聚缝控制[M]:北京,中国建筑出版社*1997; .[2}王坑:离性能砼发展回顾 与思考[2]:北京市混凝土交流资料汇
编2003;国GB]141-90给水排水构 筑物施工及验收规范5]。[4] GB50119-2003混凝土外加剂应用技术规范。