大直径圆形水工类构筑物施工工艺工法

大直径圆形水工类构筑物施工工艺工法QB/ZTYJGYGF-GS-0304-2014第二工程有限公司刘志军1 前言1.1 工艺工法概况随着我国经济的持续快速发展和人民生活水平的不断提高，人们对生活环境的要求也越来越高。

随着人们环保意识的增强，和国家对资源再利用的重视。

生产和生活用水的处理设施在不断的发展，同时水处理量也越来越大，水处理工程中的吸附沉淀池、二沉池、曝气池等构筑物的容积将越来越大。

当圆形水池容积超过3000m3时,若按常规设计水池直径过大,水压力和温度应力对池壁产生了过大的环拉力会导致设计池壁过厚而不经济；若采用装配式预应力池壁则施工质量难以保证,而且水池整体性差、抗震性能较差、结构耐久性差；若采用绕丝及电热张拉法的预应力水池，对钢丝的防锈蚀处理不易且绕丝机所能建立的预应力吨位有限，对容量较大或液压产生的环拉力较大的圆形水池应慎用；若采用有粘结预应力工艺则施工工序较为复杂、有粘结的摩擦损失较大、有效预应力值偏低钢筋用量较高。

目前主要采用无粘结预应力混凝土技术来解决传统工艺的不足。

图1.1 大直径水工构筑物示意图1.2 工艺原理首先，进行地基处理及放空管和排泥管的埋设，并施做褥垫层；垫层施工完毕后在其上依次进行混凝土垫层施工，滑动层施工，底板、内外杯口及中心支墩、集水坑底板施工，底板后浇加强带施工，杯口内侧橡胶板施工，池壁及暗柱施工，无粘结预应力施工，外杯口、流水槽、排渣井、放空井施工，内杯口灌胶、细石膨胀砼施工，底板素砼找平层施工；其次，在主体施工完毕后进行闭水试验；最后进行刮泥机安装及栏杆及钢爬梯施工。

2 工艺工法特点2.1 施工周期短，工序转换快。

2.2 各主体结构可采用平行流水作业。

2.3 池体与底板不连接，内杯口施工质量要求较高。

2.4 预留预埋工程量大，要求精度高。

2.5 池壁采用无粘结预应力钢筋混凝土结构，是目前污水处理厂二沉池普遍采用的工艺。

2.6 水工类构筑物池体采用防渗混凝土，模板固定采用三节段止水对拉螺栓防水。

2.7 池的模板采用方木、竹胶板进行加固，池体为圆形结构，采用钢筋作为背肋进行加固，施工完成之可周转使用。

3 适用范围本工艺工法适用城市污水处理厂或自来水厂大直径圆形水工类构筑物施工。

4 主要引用标准《城市污水处理厂工程质量验收规范》（GB50334-2002）《建筑地面工程施工质量验收规范》（GB50209-2002）《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》（GB50683-2011）《给水排水构筑物施工及验收规范》（GB50141-2008）《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2003）《钢筋焊接接头试验方法标准》（JGJ/T27-2001）《地下防水工程施工质量验收规范》（GB50208-2002）《普通混凝土配合比设计技术规程》（JGJ55-2000）《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2003）《混凝土质量控制标准》（GB50164-2011）《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2002）《混凝土强度检验评定标准》（GB/T50107-2010）《砌体工程施工质量验收规范》（GB50203-2002）《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）5 施工方法按要求进行地基加固处理后，进行放空管和排泥管的埋设并回填，施做褥垫层并按要求压实；垫层施工完毕后在其上依次进行混凝土垫层施工，滑动层施工，底板、内外杯口及中心支墩、集水坑底板施工以及底板后浇加强带施工，杯口内侧橡胶板施工，池壁及暗柱施工；待池壁混凝土达到规定强度后进行无粘结预应力施工，同时进行外杯口、流水槽、排渣井、放空井施工；池壁张拉完成后进行内杯口灌胶、细石膨胀砼施工，底板素砼找平层施工；在主体施工完毕后进行闭水试验；最后进行刮泥机安装及栏杆及钢爬梯施工。

6 工艺流程及操作要点6.1 施工工艺流程施工准备→地基加固施工→放空管、排泥管埋设→褥垫层施工→底板混凝土垫层施工→滑动层施工→底板、内外杯口及中心支墩、集水坑底板施工→底板后浇加强带施工→杯口内侧铺6mm厚橡胶板→池壁及暗柱施工→无粘结预应力施工→外杯口、流水槽、排渣井、放空井施工→内杯口灌胶、细石膨胀砼浇筑→底板素砼浇筑→闭水试验→刮泥机安装→底板找平层施工→栏杆及钢爬梯施工。

6.2 施工方法及操作要点6.2.1 脚手架设计1 脚手架设计与施工应贯彻执行国家安全生产的方针与政策，确保施工人员安全。

2 脚手架施工前应对其结构构件与立杆地基承载力进行设计计算，并编制专项施工方案。

3 脚手架投入使用前，应进行施工验收。

6.2.2 模板设计1 模板必须具有足够的强度、刚度和稳定性，能可靠地承受施工过程中可能产生的各项荷载，保证结构物各部形状、尺寸准确。

2 模板板面要求平整，接缝严密不漏浆，装拆容易，施工操作方便。

3 模板设计荷载包括振捣混凝土时产生的荷载、新浇混凝土对侧面模板的压力、倾倒混凝土时产生的水平荷载、其他可能产生的荷载（冬季保温设施荷载等）。

4 模板应进行强度和稳定性计算，验算倾覆稳定系数不得小于1.3。

6.2.3 抗渗混凝土配合比设计抗渗混凝土的各项性能指标应满足抗渗等级的要求。

6.2.4设备选型1 垂直及水平运输设备应根据运送范围、构筑物分布、场地规划、生产工艺要求进行配置。

2 混凝土拌合、输送设备应满足高性能混凝土对机械设备的要求，并应符合施工工艺组织要求。

3 钢筋及木工加工等常规设备以满足生产进度需要并结合企业资源，按适当先进的原则选配。

6.3 放空管、排泥管埋设在地基加固完成后，进行放空管、排泥管埋设施工。

在相应位置先挖出放空管、排泥管管槽，然后浇筑管沟内混凝土垫层，垫层施工完毕后，绑扎管槽底部钢筋并浇筑混凝土，当放空管、排泥管安放完毕后，绑扎管槽顶部及两侧钢筋并浇筑混凝土。

6.4 褥垫层施工在放空管、排泥管埋设后，进行褥垫层施工。

褥垫层采用级配碎石，碎石粒径一般采用5-16mm。

褥垫层施工采用静力压实法，夯填度不大于0.9。

在施工时，褥垫层每侧宽出外侧桩体外边缘不小于300mm，层压实厚度不大于300mm。

6.5 底板混凝土垫层施工底板混凝土垫层一般采用100mm厚度的C15混凝土。

因池体半径较大，在垫层施工时按环向10m,径向5m一个点进行高程定位。

6.6 滑动层施工在垫层施工完毕并达到一定强度后，进行滑动层施工，滑动层一般采用两层0.15—0.2的塑料板按直铺法施工，塑料板间的搭接为150-300mm。

6.7 底板、内外杯口及中心支墩、集水坑底板施工在滑动层施工完毕后，进行底板钢筋绑扎。

其主要流程为：弹钢筋位置线→运钢筋到使用部位→绑底板下层钢筋→设置垫块→设置马凳筋→绑底板上层钢筋→插内、外杯口预埋钢筋→验收。

底板钢筋采用绑扎搭接，钢筋绑扎接头应错开加密区域,搭接长度按设计要求，受力钢筋绑扎接头应相互错开，从任意绑扎接头中心至搭接长度L的1.3倍区段范围内，有绑扎接头的受力钢筋截面积与受力钢筋总截面面积为受力钢筋总截面面积百分率，应符合下面两条规定：受拉区不得超过25%；受压区不得超过50%。

6.7.1 先铺地板下层钢筋，根据设计、规范和下料单要求，决定下层钢筋哪个方向钢筋在下面，一般先铺设短向钢筋，再铺设长向钢筋（如底板有集水坑、设备基坑，在铺底板下层钢筋前，先铺集水坑、设备基坑的下层钢筋）。

6.7.2 根据已弹好的位置线将横向、纵向的钢筋依次摆放到位，钢筋弯钩应垂直向上。

平行地梁方向在地梁下一般不设底板钢筋。

钢筋端部距导墙的距离应两端一致并符合相关规定，两端设有地梁时应保证弯钩和地梁纵筋相错开。

6.7.3 进行钢筋绑扎时，如单向板靠近外围两行的相交点应逐点绑扎，中间部分相交点可相隔交错绑扎，双向受力的钢筋必须将钢筋交叉点全部绑扎，如采用一面顺扣应交错变换方向，也可采用八字扣，但必须保证钢筋不产生位移。

6.7.4 底板设计为双层、双向钢筋网时，为确保上、下网钢筋的净距尺寸，施工时应首先焊接钢筋梯子，钢筋梯子做成之字形。

钢筋型号同底板筋，钢筋梯子间距@1m 设置。

6.7.5 将内、外杯口钢筋进行预埋。

在底板施工时，内杯口模板与底板一起安装并同时浇筑。

在底板施工时，注意将底板后浇加强带空出，其加强筋应锚入两侧板内不少于500mm。

模板加固见下图。

说明：1、螺栓止水片为直径50mm*50mm*3mm的钢板和对拉螺栓满焊。

2、模板采用1.5cm胶合板。

3、竖向支撑采用60*90方木30cm一道。

4、螺栓采用14mm，螺栓间距30cm一道。

5、壁板模板在钢筋骨架上焊对拉止水螺栓。

6.8 底板后浇加强带施工在底板混凝土养护14天后，开始进行后浇加强带的施工，施工时，在浇筑后浇加强带前需进行凿毛并用高压水洗刷干净，再刷一层水泥浆，后浇加强带采用补偿收缩细石混凝土，浇筑后养护28天。

底板后浇式膨胀加强带详图6.9 池壁及暗柱施工6.9.1 钢筋工程：池体与底板钢筋不连接；池壁钢筋一次绑扎成型。

在池壁施工时，先将杯口内侧铺6mm橡胶板，然后开始绑扎池壁及暗柱钢筋，因池壁及暗柱与底板由橡胶板隔开，钢筋不入底板，在钢筋绑扎时，在池内外两侧同时搭设钢管架做辅助支撑，两层钢筋之间采用Φ20钢筋做八字撑，当钢筋绑扎完毕后，边拆除钢管辅助撑边立池壁模板。

6.9.2 模板工程：池底板模板采用木模板，背楞采用50×100mm方木。

池壁模板采用木模板，600mm一道拼接而成，竖背楞采用300mm一道的50×100mm方木，横背楞采用600mm一道的2Φ25钢筋，拉杆采用中间焊止水板（满焊）的φ12拉杆，按600mm一道对拉进行加固。

6.9.3 混凝土工程：混凝土集中拌合，泵送入模，插入式振捣棒振捣。

池体混凝土抗渗技术措施：①混凝土性能。

混凝土本身的技术指标会影响到池体的抗渗性能。

水灰比的大小；骨料的最大粒径越大，骨料与水泥之间易产生裂隙，骨料的下方易形成孔穴，而造成渗水；所以要选择优质的混凝土搅拌设备，严格控制混凝土的各种技术指标，混凝土的水灰比，骨料的颗粒级配，外加剂的添加量，例如高效减水剂，适当的掺合一些优质粉煤灰，可以提高混凝土的密实度，细化孔隙结构，从而提高其抗渗性能。

②混凝土配料和计量1）混凝土配料必须严格按试验室通知单进行，混凝土灌注前及灌注过程中试验人员须在现场进行施工控制。

2）混凝土原材料配料采用自动计量装置，计量设备每12个月系统校验1次，内部每月进行1次自校，每班前要校核电子秤及其他计量器具，根据施工配合比调整用料，并由试验人员复核，如施工中发现异常时应及时校核。