整體澆注濾板可調(diào)式濾頭在濾池施工中的研究

華耀沛

（河南省水利第一工程局，河南 鄭州 450000）

0 引言

水處理相關(guān)工藝流程是水質(zhì)得到保證的關(guān)鍵流程之一，該流程的相關(guān)過(guò)濾裝置也是重點(diǎn)關(guān)注的焦點(diǎn)，其中，整體式澆注濾板是一項(xiàng)關(guān)鍵的過(guò)濾裝置,在水質(zhì)過(guò)濾過(guò)程中起到了非常關(guān)鍵的作用，然而因?yàn)槟承V板使用時(shí)間較長(zhǎng)，所以，造成某些濾板及可調(diào)型濾頭均產(chǎn)生了一定問(wèn)題，為了保證水質(zhì)，需要加強(qiáng)對(duì)于整體式澆注濾板的可調(diào)型濾頭在濾池內(nèi)部的改造，并且根據(jù)實(shí)際情況科學(xué)地運(yùn)用到水資源的凈化進(jìn)程之中。濾池屬于水廠的凈水工藝流程中的一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，現(xiàn)階段濾池的總體布局多使用V型濾池（圖1）。V型濾池是于70年代開(kāi)發(fā)并投入實(shí)際應(yīng)用的專利設(shè)備，因?yàn)槠浣匚哿枯^大、沖刷效應(yīng)較好的優(yōu)點(diǎn)，所以在各大、中規(guī)模的水廠均獲得了廣泛的使用。V型濾池的主要功能為過(guò)濾，反沖洗是可以讓濾池獲得恢復(fù)過(guò)濾效果的重要過(guò)程，該系統(tǒng)的配水裝置是主要部件。特別是氣水型反沖工藝流程，對(duì)于系統(tǒng)中配水布?xì)庀嚓P(guān)裝置的性能有更嚴(yán)格的要求。其配水布?xì)膺^(guò)程的均勻狀況不但直接關(guān)系到濾池的最終反沖洗效果，并且關(guān)系到系統(tǒng)的總體運(yùn)行效率及維護(hù)成本。在氣水反沖洗工藝流程中，配水布?xì)獾木鶆虺潭鹊闹匾笜?biāo)為濾頭的平整度，其關(guān)鍵作用是把控濾桿中進(jìn)氣孔及濾縫水平度。

1 整體式澆注濾板可調(diào)型式濾頭使用過(guò)程中的問(wèn)題和改進(jìn)措施

1.1 整體式澆注濾板可調(diào)式濾頭在濾池中應(yīng)用存在的問(wèn)題

水廠在水資源凈化處理的進(jìn)程中，因?yàn)樗w對(duì)于濾板的沖擊作用和水中包含的部分雜質(zhì)可能對(duì)濾板產(chǎn)生化學(xué)侵蝕效應(yīng)，可以導(dǎo)致濾板使用過(guò)程中出現(xiàn)嚴(yán)重的損壞及腐蝕，尤其當(dāng)濾板和濾池間產(chǎn)生縫隙，既對(duì)濾板產(chǎn)生明顯的破壞，還可能使一定量未經(jīng)處理的水外流，降低水質(zhì)[1]。此外，濾頭中的濾料流失對(duì)于水資源凈化處理最終效果影響也比較明顯，濾料流失不但削弱了濾頭的過(guò)濾效果，還會(huì)導(dǎo)致部分砂石雜質(zhì)進(jìn)入其中，假如濾料中混入的雜質(zhì)逐漸聚集，便會(huì)將濾頭堵塞，喪失過(guò)濾能力，嚴(yán)重制約過(guò)濾周期的長(zhǎng)短，進(jìn)而導(dǎo)致濾池的日常維護(hù)作業(yè)頻率增加及消耗成本增加，濾池的整體運(yùn)營(yíng)成本也隨之提高，影響了濾池的穩(wěn)定的運(yùn)行和水質(zhì)的安全性。

圖1 V型濾池

1.2 改善措施研究

1.2.1 做好濾板、濾頭的養(yǎng)護(hù)處理

濾板、濾頭在水資源過(guò)濾進(jìn)程中的功能非常關(guān)鍵，同時(shí)也是非常容易出現(xiàn)問(wèn)題的部分，因此需要安排專職的檢修員工的對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)，使檢修人員樹(shù)立責(zé)任心，增加專業(yè)知識(shí)的相關(guān)培訓(xùn)工作，做好相關(guān)過(guò)濾裝置的管理工作。

1.2.2 加強(qiáng)可調(diào)式濾頭的防漏處理

濾頭裝置在過(guò)濾操作進(jìn)程中可能因?yàn)楦黝惒煌蛩氐淖饔脤?dǎo)致其防漏效果減弱，進(jìn)而使該裝置發(fā)生漏料及雜質(zhì)混入的問(wèn)題，為了盡量避免上述情況的發(fā)生，需要針對(duì)濾頭實(shí)施防漏處理，濾頭裝置需要實(shí)施定期更新或者清潔處理，避免雜質(zhì)混入慮頭，如果發(fā)生濾料明顯流失要及時(shí)填充，濾頭更換時(shí)必須注意和濾板的相關(guān)過(guò)濾系統(tǒng)保持同步性和協(xié)調(diào)性[2]，升級(jí)過(guò)程中不但要保證濾頭的平穩(wěn)性同時(shí)還要符合過(guò)濾作業(yè)的根本需求，保證用水過(guò)程的安全性。

1.2.3 加強(qiáng)濾板的穩(wěn)固性和密閉性

整體澆注濾板（圖2）所具備的整體性及密閉性比較優(yōu)良，但在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)與濾池的池壁間出現(xiàn)間隙，相關(guān)技術(shù)人員為了避免此類問(wèn)題的產(chǎn)生，必須針對(duì)整體澆注式濾板施加相應(yīng)的固定裝置，且在澆筑作業(yè)之前把濾池的池壁與新建的濾板接觸的區(qū)域?qū)嵤├鳂I(yè)，預(yù)防由于濾池池壁不平整造成的濾板和池壁間出現(xiàn)縫隙。在濾板澆筑過(guò)程中需要使用精度較好的模板，并且加強(qiáng)相關(guān)模板品質(zhì)的管控，作業(yè)之前必須對(duì)模板的精度進(jìn)行校正，保證模板的平整度和精度。

圖2整體澆注濾板

2 可調(diào)式濾頭在濾池改進(jìn)中使用效果研究

整體式澆注型濾板可調(diào)式濾頭（圖3）在濾池改進(jìn)過(guò)程中的效果與改造后的濾水能力密切相關(guān)，假如可以提升水質(zhì)的安全等級(jí)，提升濾水效率，保證濾水裝置的平穩(wěn)安全運(yùn)轉(zhuǎn)，即表明針對(duì)該設(shè)施的改造是有必要并且有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的。

2.1 執(zhí)行效果觀察

經(jīng)過(guò)對(duì)檢測(cè)時(shí)段內(nèi)過(guò)濾后的水質(zhì)的渾濁程度實(shí)施觀測(cè)發(fā)現(xiàn)濾池進(jìn)水的水量在0～2 220 m3時(shí)，過(guò)濾速率為15.5 m/h，沉淀后出水的渾濁程度是1.6 NTU，過(guò)濾以后水的渾濁程度的平均值是0.2 NTU，平均過(guò)濾率為85%，最終過(guò)濾效果比較理想。而對(duì)改造后的濾池工作情況進(jìn)行監(jiān)控研究，濾池在正常的工藝過(guò)程及強(qiáng)制濾速的情況之下，過(guò)濾后的水質(zhì)也相對(duì)較好，不會(huì)產(chǎn)生暴池情況，并且濾速及過(guò)濾周期也符合改造后的相關(guān)要求，濾料整體雜質(zhì)的含量也基本滿足相關(guān)指標(biāo)，因此改造后的實(shí)際效果相對(duì)較好，也可以達(dá)到保證水質(zhì)安全生產(chǎn)的目的。

2.2 檢測(cè)濾池過(guò)濾效果的方法

需要針對(duì)濾池進(jìn)行過(guò)濾效果的水平檢測(cè)，在檢測(cè)過(guò)濾速度恒定的基礎(chǔ)上，檢測(cè)過(guò)濾總體消耗的時(shí)間，在檢測(cè)的進(jìn)程中，需要特別重視過(guò)濾后水質(zhì)的渾濁程度及濾池液位的更變狀態(tài)，最大限度地防止濾池內(nèi)部液體溢出或者過(guò)濾后水質(zhì)渾濁程度大幅上漲[3]，一旦出現(xiàn)異常狀況，必須立即阻止。

圖3 可調(diào)式濾頭

2.3 針對(duì)整體式澆注濾板可調(diào)式濾頭在濾池改造后投入使用進(jìn)行試驗(yàn)分析

針對(duì)濾池改造以后及濾池改造之前相關(guān)的可調(diào)式濾頭反沖洗強(qiáng)度的重要參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)，將得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，相關(guān)試驗(yàn)進(jìn)行一定周期以后，相關(guān)工程技術(shù)人員對(duì)于濾料層的厚度尺寸、渾濁程度以及所有濾池濾料中的泥砂、石塊等雜質(zhì)的含量進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)分析，與此同時(shí)，相關(guān)工程技術(shù)人員也需要對(duì)相關(guān)試驗(yàn)的所有數(shù)據(jù)信息進(jìn)行科學(xué)合理的維護(hù)及更新，然后針對(duì)跑砂、漏砂、漏料狀況進(jìn)行科學(xué)有效的分析及研究。

3 控制策略和方案

3.1 濾板鋼筋安裝控制

對(duì)濾板使用的鋼筋規(guī)格、種類、編號(hào)等進(jìn)行詳細(xì)檢查，并且核對(duì)排布順序是否與設(shè)計(jì)圖紙一致，校核間距、鋼筋保護(hù)層厚度誤差是否在合理范圍之內(nèi)。校驗(yàn)鋼筋網(wǎng)片綁扎是否牢固，鋼筋是否達(dá)到順直、松扣概率是否滿足相關(guān)規(guī)定。尤其是校驗(yàn)濾板處的鋼筋與濾梁處的預(yù)埋鋼筋連接部位及與濾池的池壁預(yù)留鋼筋的連接部位。濾梁的預(yù)留鋼筋必須埋入濾板板體內(nèi)部，并且保證其和濾板鋼筋實(shí)施綁扎固定或者焊接固定,一般池壁預(yù)留鋼筋和濾板所用鋼筋使用焊接方式固定，因此需要校驗(yàn)鋼筋焊縫的長(zhǎng)度、焊與左欄底部對(duì)齊。

3.2 濾板模板安裝控制

3.2.1 濾板裝配模板前

校核濾池內(nèi)部?jī)舫叽鐓?shù)，檢查池壁內(nèi)部周邊預(yù)先設(shè)置22 mm～42 mm的凹槽、濾梁上部及池壁周邊預(yù)先設(shè)置的錨筋和插筋是否符合設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。檢驗(yàn)鋼模和不銹鋼角鋼型支撐部件的尺寸和規(guī)格、厚度尺寸等參數(shù)與設(shè)計(jì)規(guī)范是否一致。

3.2.2 校核模板的排布狀態(tài)

模板的排布狀態(tài)通常是沿著濾池長(zhǎng)度尺寸的方向依據(jù)板長(zhǎng)間隔的濾梁，排布位置依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定確定具體位置，并且在濾梁表面標(biāo)記基準(zhǔn)點(diǎn)位置。根據(jù)上述信息按照特定的順序?qū)⒛０迮挪荚谡麄€(gè)濾池內(nèi)部。

3.2.3 模板拼接完畢之后

校核單格型池體模板的平整程度，保證其誤差在±2.5 mm的范圍內(nèi)。

3.3 濾梁二次水泥混凝土灌注過(guò)程控制

3.3.1 孔洞定位尺寸及標(biāo)高控制

校核布?xì)庀到y(tǒng)裝置預(yù)先設(shè)置的孔洞的定位尺寸和標(biāo)準(zhǔn)高度，復(fù)核相關(guān)預(yù)先設(shè)置的洞口相關(guān)管道固定結(jié)果是否牢固可靠。

3.3.2 二次模板截面尺寸及標(biāo)高控制

校核濾梁二次水泥混凝土模板的橫截面尺寸和標(biāo)準(zhǔn)高度，檢驗(yàn)濾梁既有的水泥混凝土截面處理狀況，該截面務(wù)必保持潔凈。

3.3.3 待澆筑水泥混凝土表面澆水過(guò)程控制

在水泥混凝土澆筑前，相關(guān)工程技術(shù)人員需要檢查待澆筑水泥混凝土表面澆水濕潤(rùn)情況，必須保證表面清潔干凈，不得存在明水。在二次水泥混凝土澆筑振搗及找平作業(yè)過(guò)程中，需要配備專門技術(shù)人員全程跟蹤指導(dǎo)，著重校核濾梁表面壓光水平度，要求濾梁平整度偏差保持在±2.5 mm的范圍內(nèi)。

3.3.4 水泥混凝土養(yǎng)護(hù)天數(shù)控制

水泥混凝土保濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于8 d。

4 作業(yè)過(guò)程的難點(diǎn)

整體澆注型的濾板主要是由濾板、濾板支撐構(gòu)件組成的。濾板的厚度通常會(huì)設(shè)計(jì)為102 mm，水泥混凝土的強(qiáng)度等級(jí)需要保證不小于C25的一次成型的鋼筋水泥混凝土現(xiàn)澆板；濾板支撐通常是依靠濾梁或者池壁，濾梁寬度通常是122 mm，池壁和濾板連接位置通常做出凹型槽，凹型槽的寬度通常是22 mm～42 mm。濾板和濾梁之間利用濾梁內(nèi)部的預(yù)埋的鋼筋相連接，池壁和濾板之間是采用濾板板筋和池壁預(yù)留的鋼筋進(jìn)行焊接。土建作業(yè)順序?yàn)橄韧瓿蔀V梁構(gòu)件，并對(duì)其進(jìn)行找平，再構(gòu)建濾板模板，然后進(jìn)行鋼筋綁扎及鋼筋混凝土澆筑工作。

4.1 濾座標(biāo)準(zhǔn)高度把控難度較大

現(xiàn)階段濾模普遍使用3.5 mm的鋼模，剛度性能存在不足，板中段擾度過(guò)大，不益于濾座的標(biāo)準(zhǔn)高度的把控。

4.2 濾梁、濾柱頂部預(yù)埋固定鋼筋標(biāo)準(zhǔn)高度把控難度較大

為了達(dá)到濾板和支撐架部件穩(wěn)固連接的目的，通?？紤]將濾柱的鋼筋預(yù)埋到濾板內(nèi)部，鋼筋水平段不得小于305 mm。濾梁和濾板之間需要使用φ13 mm的鋼筋進(jìn)行預(yù)埋，把預(yù)埋鋼筋植入濾板內(nèi)部，預(yù)埋鋼筋的平直段長(zhǎng)度必須大于305 mm。濾梁預(yù)埋鋼筋、濾柱埋入鋼筋頂部平直段標(biāo)準(zhǔn)高度把控難度較大。

4.3 配水孔、均氣孔標(biāo)準(zhǔn)高度把控難度較大

相同濾池的配氣孔需要在相同的平面之上，并且孔的兩側(cè)不應(yīng)該存在任何形式的阻礙，配氣孔能否保持水平是布?xì)饩鶆虺潭鹊年P(guān)鍵；均氣孔位置如果有差距，會(huì)造成布?xì)獠痪鶆?。配氣孔在鋼筋混凝土灌注前使用U-PVC管預(yù)埋操作，均氣孔由于數(shù)量較大，并且所處的位置靠近濾板底部，因此在濾梁二次灌注期間預(yù)留操作。

4.4 濾梁作為構(gòu)件模板的支撐部件，找平困難較大

為了達(dá)到保證反沖洗過(guò)程的濾板下方任意位置的壓力均衡的目的，并且使濾板下方壓入的空氣能夠迅速構(gòu)成氣墊層結(jié)構(gòu)，濾板和濾池底部之間存在一個(gè)適度的空間，通常設(shè)計(jì)為0.87 m～0.97 m。在相對(duì)狹小的空間進(jìn)行模板支撐或者拆除作業(yè)困難較大。為了攻克支模操作空間狹小的難點(diǎn)，一般將模板與不銹鋼件放置在濾梁上面。濾板模板的平整程度的誤差為±2.2 mm，保證模板平整程度的關(guān)鍵是模板支撐的濾梁表面需要保持平整光潔，但是現(xiàn)澆水泥混凝土表面平整度精度一般能達(dá)到8.5 mm，裝修部分地面平整程度的誤差為5.2 mm，為此，控制在±2.2 mm難度較大。

4.5 濾池池壁和濾板連接用鋼筋預(yù)埋尺寸精度控制難度較大

一般情況下，濾池池壁和濾板加強(qiáng)筋通常使用焊接方式進(jìn)行連接，在濾池池壁水泥混凝土進(jìn)行澆筑過(guò)程中，根據(jù)濾板預(yù)埋的鋼筋相關(guān)規(guī)格及合理間距進(jìn)行預(yù)埋作業(yè)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)整體澆注式濾板可調(diào)節(jié)濾頭在實(shí)際使用中出現(xiàn)的問(wèn)題、改造方案及對(duì)改造后運(yùn)行效果進(jìn)行研究和分析，確定該方案能夠保證整體澆注式濾板的密閉性、對(duì)于提升用水安全有顯著的效果。在濾池內(nèi)部推行濾頭升級(jí)改進(jìn)的模式對(duì)提升水質(zhì)的過(guò)濾效率較為重要，由于改造后不僅提升了濾水系統(tǒng)的平穩(wěn)性同時(shí)還提升了用水的安全性，并且在某種角度改進(jìn)濾水工藝方法，節(jié)約水廠的生產(chǎn)成本，更加適合水廠實(shí)際的凈水過(guò)濾作業(yè)需求，未來(lái)可調(diào)式濾頭的應(yīng)用也會(huì)越來(lái)越廣泛。