淺談水工構(gòu)筑物的滿水試驗(yàn)

（天津市自來水集團(tuán)有限公司，天津 300040；2.中鐵建工集團(tuán)北方工程有限公司，天津 300450）

淺談水工構(gòu)筑物的滿水試驗(yàn)

田有力1張 兵2

（天津市自來水集團(tuán)有限公司，天津 300040；2.中鐵建工集團(tuán)北方工程有限公司，天津 300450）

本文研究了水工構(gòu)筑物的滿水試驗(yàn)?zāi)康摹l件及技術(shù)要求，介紹滿水試驗(yàn)充水量計(jì)算和投入設(shè)備，分析了滿水試驗(yàn)總順序安排，探討了洞口封堵技術(shù)，提出試驗(yàn)安全注意事項(xiàng)。

水工；構(gòu)筑物；滿水試驗(yàn)

1 概述

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展和城鎮(zhèn)化建設(shè)的不斷深入，對(duì)淡水資源的需求不斷擴(kuò)大，對(duì)污水處理的需求也不斷增加。近年來凈水廠和污水廠建設(shè)勢(shì)頭非常迅猛，水工構(gòu)筑物建設(shè)數(shù)量越來越多，功能越來越全，標(biāo)準(zhǔn)越來越高。對(duì)于水工構(gòu)筑物而言，抗?jié)B抗裂性能尤為關(guān)鍵，它直接影響構(gòu)筑物的使用功能，所以除了要采取特定的施工工法外，構(gòu)筑物的滿水試驗(yàn)也是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它直接檢查構(gòu)筑物的抗裂抗?jié)B性能，確保水工構(gòu)筑物的使用功能。

天津市津?yàn)I水廠深度處理工程結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變、標(biāo)高變化繁多、儲(chǔ)水量大，其抗?jié)B抗裂性能直接影響正常運(yùn)行。本文結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)水工構(gòu)筑物的滿水試驗(yàn)進(jìn)行簡(jiǎn)要的闡述。

2 工程概況

津?yàn)I水廠深度處理工程是整個(gè)凈水工程的最后一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是深化水質(zhì)的主要場(chǎng)所。該工程在平面上分為中間提升泵站及后臭氧接觸池和活性炭濾池兩大部分，其中活性炭濾池結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變，現(xiàn)就此闡述水工構(gòu)筑物的滿水試驗(yàn)。

活性炭濾池東西兩側(cè)一共設(shè)有20個(gè)濾池，每側(cè)10個(gè)，每側(cè)又呈南北對(duì)稱布置，南北各5個(gè)。南北兩側(cè)濾池中間為9m寬設(shè)備管廊，管廊下部為濾后水渠，濾后水渠連接著濾池和反沖洗水池。在濾池南北兩側(cè)設(shè)有來水總配水渠和反沖洗廢水渠；在東西兩側(cè)濾池中間為反沖洗系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、鼓風(fēng)機(jī)房、MCC室等。

活性炭濾池需要試水部位參數(shù)詳見表1：

表1

3 滿水試驗(yàn)組織

深度處理工程涉及到的閉水部位多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，標(biāo)高變化大，并且試驗(yàn)用水量大，技術(shù)要求高、工期要求緊。因此滿水試驗(yàn)是一個(gè)非常復(fù)雜、組織工作量大、投入設(shè)備多的重要工序，需要統(tǒng)籌安排、科學(xué)組織、有效協(xié)調(diào)穿插。

3.1 滿水試驗(yàn)?zāi)康?/p>

（1）檢查水工構(gòu)筑物在水力荷載作用下的抗?jié)B抗裂性能。

（2）構(gòu)筑物的初始沉降在滿水試驗(yàn)階段完成，保證構(gòu)筑物的均勻沉降。

3.2 滿水試驗(yàn)條件

（1）構(gòu)筑物混凝土的強(qiáng)度已達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

（2）構(gòu)筑物池體的抗浮穩(wěn)定性滿足設(shè)計(jì)要求。

（3）構(gòu)筑物池內(nèi)清理潔凈，水池內(nèi)外壁的缺陷修補(bǔ)完畢。

（4）設(shè)計(jì)預(yù)留孔洞、預(yù)埋管口及進(jìn)出水口等已做臨時(shí)封堵，且經(jīng)驗(yàn)算能安全承受試驗(yàn)壓力。

（5）水源的選擇要潔凈、充足，注水和放水系統(tǒng)設(shè)施及安全措施準(zhǔn)備完畢。

圖1 活性炭濾池平面圖

為了全面做好深度處理工程的閉水試驗(yàn)工作，我們將成立專門試驗(yàn)小組，負(fù)責(zé)閉水試驗(yàn)的準(zhǔn)備、實(shí)施、監(jiān)測(cè)、成果匯總等工作。

4 滿水試驗(yàn)總順序安排

根據(jù)深度處理工程閉水部位分布情況，結(jié)合工期要求，我們總的組織思路是：在閉水過程中將水進(jìn)行循環(huán)使用，已獲得最佳的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效果。在平面上東、西兩個(gè)濾池區(qū)域同時(shí)試水，最后在對(duì)中間的反沖洗水池進(jìn)行試水；在東西兩個(gè)濾池區(qū)，先試驗(yàn)中間濾池部分，再試驗(yàn)來水總配水渠、反沖洗廢水渠部分。在對(duì)濾池進(jìn)行滿水試驗(yàn)時(shí)，我們采取隔池試水的方式，用以檢查相鄰濾池池壁的抗?jié)B抗裂性能，同時(shí)注意南北濾池區(qū)域的對(duì)稱加荷情況，保證構(gòu)筑物的均勻沉降。

5 洞口封堵

根據(jù)滿水試驗(yàn)的總體順序安排，在各段相連處洞口以及預(yù)留預(yù)埋管口進(jìn)行臨時(shí)封堵。封堵方案是：直徑小于800mm的預(yù)留預(yù)埋管口處采用鋼板焊接封堵，在滿水試驗(yàn)結(jié)束后再切割拆除；直徑大于等于800mm的洞口及管口采用砌磚雙面抹灰的方法進(jìn)行封堵。

6 滿水試驗(yàn)技術(shù)要求

根據(jù)設(shè)計(jì)和《給水排水構(gòu)筑物工程施工及驗(yàn)收規(guī)范—GB50141-2008》對(duì)滿水試驗(yàn)的要求，滿水試驗(yàn)技術(shù)總體要求如下：

（1）每一滿水部位分三次向水池內(nèi)充水，第一次充水到設(shè)計(jì)水深的1/3，第二次充水到設(shè)計(jì)水深的2/3，第三次充水到設(shè)計(jì)水位。充水時(shí)控制水位上升速度不超過2m/d，同時(shí)每次充水高度不大于2m。每次充水結(jié)束后先靜止水位保持24小時(shí)，然后測(cè)量未來24小時(shí)內(nèi)水位下降量和構(gòu)筑物沉降量，在24小時(shí)內(nèi)沉降量不大于3mm時(shí)認(rèn)為沉降已經(jīng)穩(wěn)定，然后再進(jìn)行下一級(jí)充水。

（2）在充水過程中和充水以后，對(duì)

水池作外觀檢查，當(dāng)發(fā)現(xiàn)滲水量過大時(shí)，應(yīng)停止充水，待查出原因作出處理后再繼續(xù)充水。

（3）當(dāng)最后充水至設(shè)計(jì)水位后進(jìn)行滲水量精確測(cè)定，儀器采用水位測(cè)針。在充水結(jié)束后先保持靜水不動(dòng)，24小時(shí)后測(cè)讀水位的初讀數(shù)，再過24h后測(cè)讀水位的末讀數(shù)。如第一天測(cè)定的滲水量符合標(biāo)準(zhǔn)，則再觀測(cè)1天；如果第一天滲水量超過允許標(biāo)準(zhǔn)，而以后的滲水量逐漸減少，則繼續(xù)延長(zhǎng)觀測(cè)，延長(zhǎng)觀測(cè)的時(shí)間應(yīng)在滲水量符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí)止。

7 滿水試驗(yàn)充水量計(jì)算和投入設(shè)備

7.1 充水量計(jì)算

根據(jù)深度處理工程各部位設(shè)計(jì)水位，各部位充水量見表2：

7.2 設(shè)備投入量計(jì)算

根據(jù)閉水試驗(yàn)充水量和工期安排，在閉水試驗(yàn)期間將投入足夠的抽水設(shè)備，做到快速充水，減少充水時(shí)間，提高閉水試驗(yàn)效率。

在計(jì)算閉水試驗(yàn)工期時(shí)，考慮每一級(jí)充水后靜止1天，觀測(cè)2天，則三級(jí)試驗(yàn)總計(jì)時(shí)間為9天，考慮每個(gè)區(qū)要進(jìn)行二輪閉水，則僅此時(shí)間為18天（不考慮有滲水需要處理的情況）；如果閉水要求在一個(gè)月內(nèi)（30天）完成，則總共充水時(shí)間累計(jì)為12天，每一級(jí)充水時(shí)間平均為2天。一個(gè)濾池區(qū)總的充水量累計(jì)（包括濾池、總配水渠、反沖洗廢水渠）為：6684m3，則平均每天充水量至少為557 m3。綜合考慮在試驗(yàn)期間其他不可預(yù)見因素，東西濾池區(qū)每天充水能力均不應(yīng)小于1200m3。按照這樣一種充水能力計(jì)算供水設(shè)備。

抽水設(shè)備配備計(jì)算見表3：

根據(jù)上述計(jì)算，抽水設(shè)備用量最大發(fā)生在濾池充水時(shí)期，每區(qū)10個(gè)濾池，共需0.9臺(tái)水泵，取整數(shù)1臺(tái)，考慮備用配備2臺(tái)。東西二區(qū)共用，在東區(qū)觀測(cè)期間西區(qū)充水，同時(shí)為了在各池中倒水方便，另增加2臺(tái)清水泵。在反沖洗廢水渠、總配水渠部分充水時(shí)直接從濾池中抽取。

8 水源選取和管線布置

根據(jù)目前現(xiàn)場(chǎng)水源狀況和業(yè)主要求，選擇深度處理工程?hào)|側(cè)進(jìn)水調(diào)節(jié)池內(nèi)水為水源。從水源處向活性炭濾池接引2根管線（消防水管），管徑100mm，配備2臺(tái)100mm口徑污水泵，將水通過管線向閉水部位抽水。

9 滿水試驗(yàn)期間沉降觀測(cè)

滿水試驗(yàn)期間因大量充水導(dǎo)致重量增加會(huì)造成水池沉降，為了及時(shí)掌握沉降情況，必須加強(qiáng)沉降觀測(cè)工作，具體計(jì)劃如下：

（1）在滿水試驗(yàn)前，對(duì)所有沉降觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)，取得原始標(biāo)高數(shù)據(jù)。

（2）在滿水試驗(yàn)期間每一級(jí)充水完后立即觀測(cè)一次，24小時(shí)后觀測(cè)一次，48小時(shí)再觀測(cè)一次，如果充水后48小時(shí)沉降量與24小時(shí)沉降量的差值不超過3mm，則認(rèn)為沉降穩(wěn)定，可以進(jìn)行下一級(jí)充水。在下一級(jí)及以后各級(jí)充水后按照上述方法進(jìn)行沉降觀測(cè)，每一級(jí)充水至少觀測(cè)3次。

（3）在滿水試驗(yàn)結(jié)束將水放掉后再觀測(cè)一次。

10 水位觀測(cè)

10.1 水位觀測(cè)

（1）為了控制每次充水?dāng)?shù)量，提前在池壁上用紅油漆標(biāo)出每次充水水位，每級(jí)充水結(jié)束后，對(duì)水池外觀進(jìn)行檢查，并對(duì)水位進(jìn)行觀測(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)滲水量過大、水位下降較多時(shí)停止繼續(xù)充水，查找出原因并進(jìn)行處理后再繼續(xù)充水。

（2）當(dāng)最后充水至設(shè)計(jì)水位后進(jìn)行滲水量測(cè)定，儀器采用水位測(cè)針。在充水結(jié)束后先保持靜水不動(dòng)，24小時(shí)后測(cè)讀水位的初讀數(shù)，再過24h后測(cè)讀水位的末讀數(shù)。如第一天測(cè)定的滲水量符合標(biāo)準(zhǔn)，則再觀測(cè)1天，如果第一天滲水量超過允許標(biāo)準(zhǔn)，而以后的滲水量逐漸減少，則繼續(xù)延長(zhǎng)觀測(cè)。

（3）在滿水試驗(yàn)期間由專人做好水位觀測(cè)記錄。

10.2 蒸發(fā)量測(cè)定

由于蒸發(fā)量的大小對(duì)水位有著顯著的影響，所以需要測(cè)定試水過程中的蒸發(fā)量，對(duì)滲水量作必要的修正。

（1）現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定蒸發(fā)量設(shè)備：采取長(zhǎng)×寬×高=50cm×30cm×30cm的敞口鋼板水箱，采用厚度為6mm的鋼板焊接，焊縫嚴(yán)密飽滿，經(jīng)檢驗(yàn)沒有滲漏后再使用；水箱內(nèi)設(shè)置讀數(shù)精度為0.1mm的鋼直尺，在測(cè)讀水池內(nèi)水位的同時(shí)測(cè)讀水箱內(nèi)的水位讀數(shù)并記錄數(shù)值。每個(gè)試驗(yàn)區(qū)設(shè)置一個(gè)蒸發(fā)水箱。

（2）水箱固定在水池中，水箱內(nèi)充水深度20cm左右。

10.3 水池滲水量計(jì)算

（1）滲水量按下式計(jì)算：

其中 q-滲水量（L/m2·d）

A1-水池的水面面積（m2）

A2-水池的浸濕面積（m2）

E1-水池內(nèi)鋼直尺的初讀數(shù)（mm）

E2-測(cè)讀E1后24h水池中鋼直尺的末讀數(shù)（mm）

e1-測(cè)讀E1時(shí)水箱中鋼直尺的讀數(shù)（mm）

表2

表3

e2-測(cè)讀E2時(shí)水箱中鋼直尺的讀數(shù)（mm）

（2）當(dāng)連續(xù)觀測(cè)時(shí)，前次的E2、e2，即為下次的E1、e1。

（3）雨天時(shí)不做滿水試驗(yàn)滲水量的測(cè)定。

（4）按照上式計(jì)算的結(jié)果，滲水量如超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)經(jīng)檢查處理后重新進(jìn)行測(cè)定。

11 安全注意事項(xiàng)

滿水試驗(yàn)工作量大，充水深度大、技術(shù)要求高、水源距離遠(yuǎn)，投入設(shè)備多，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境差、臨邊多，危險(xiǎn)性高，因此在滿水試驗(yàn)期間將采取有效措施，確保滿水試驗(yàn)期間的安全。

（1）滿水試驗(yàn)期間，電源接引、現(xiàn)場(chǎng)充水、巡視檢查、水位監(jiān)測(cè)等作業(yè)時(shí)，至少2人同時(shí)在場(chǎng)，禁止單獨(dú)1人獨(dú)立作業(yè)。

（2）接引電源等工作由專業(yè)電工進(jìn)行操作，非專業(yè)人員禁止動(dòng)電作業(yè)。由于現(xiàn)場(chǎng)水比較多，電纜一律架空敷設(shè)，禁止電纜拖地，更嚴(yán)禁被水浸泡。

（3）在渠道等封閉環(huán)境進(jìn)行電焊封堵孔洞時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置監(jiān)護(hù)人員，操作人員輪換作業(yè)并定點(diǎn)出來休息，防止作業(yè)人員中毒。

（4）在閉水期間，砌筑封堵洞口周圍禁止有人員逗留，防止閉水時(shí)封堵墻倒塌傷人。

（5）抽水期間安排人員分二班晝夜巡視，及時(shí)掌握充水情況，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)匯報(bào)和處理。

結(jié)語(yǔ)

水工構(gòu)筑物的滿水試驗(yàn)是檢查水工構(gòu)筑物抗?jié)B抗裂性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響水工構(gòu)筑物后續(xù)的使用功能。因此，在進(jìn)行滿水試驗(yàn)時(shí)要采取量化的思想，分析計(jì)算所需的充水量以及充水設(shè)備，科學(xué)組織，循環(huán)利用水源進(jìn)行試驗(yàn)，達(dá)到最佳的試驗(yàn)效果，同時(shí)取得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]淺談水工構(gòu)筑物設(shè)計(jì)的幾個(gè)要點(diǎn)與方法[J].江西化工，2007（04）.

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