混凝土V型滤池的施工

郑洪领 ，王 龙 ，张芹芹 ，袁 波

（1.山东建筑大学 市政与环境工程学院，济南 250101；2.山东省建筑设计研究院，济南 250001；3.济南市商河县自来水公司，山东 商河251613）

在净水厂的水处理工艺中，滤池对水的净化起到关键作用，V型滤池由于具有出水水质好、滤速高、过滤周期长、反冲洗效果好和便于自动化管理等特点，在国内外得到广泛的应用［1］。但大量实践表明，V型滤池对工艺设计、施工精度和管理水平要求很严格，任何环节出了疏忽，都会影响其运行效果。我们在某水厂V型滤池建设中，对V型滤池的施工进行研究，提出了一些看法和建议。

1 V型滤池的结构及运行过程

1.1 V型滤池的结构

V型滤池是快滤池的一种形式，因进水槽呈V字形而得名，也叫均质滤料滤池 （其滤料采用均质滤料，即均粒径滤料）、六阀滤池（各种管道上有6个主要的阀门）［2］，是我国于20世纪80年代末从法国Degremont公司引进的技术。V型滤池的具体结构见图1，2。一组滤池通常有数只滤池组成，每只滤池中间为双层中央渠道，将滤池分为左右两格。如图，渠道上层6是排水渠，供反冲洗排污用；下层7是气、水分配渠，过滤时用来汇集滤的清水，冲洗时分配气和水；渠上部设有一排配气小孔9，下部设有一排配水方孔8；V型槽底设有一排小孔5，既可以作过滤时候进水用，又可以供横向扫洗布水用，这是V型槽设计的一个特点；滤板上均匀布置长柄滤头，每平方米布置60～70个。滤板下部是空间10。

图1 滤池的结构（1）

1.2 V型滤池运行过程

V型滤池的运行过程分为过滤周期和反冲洗周期2个部分，相互交替进行［3］。过滤周期：待滤水由进水总渠经进水阀和方孔后溢过堰口，再经过侧孔进入被待滤水淹沿的V型槽，分别经槽底均匀的配水孔和V型槽堰进入滤池。被均质滤料滤层过滤的水经长柄滤头流向底部空间，由方孔汇入气、水分配渠，再经管廊中的水封井、出水堰、清水渠流入下一个构筑物。反冲洗周期：关闭进水阀，但有一部分水仍从两侧常开的方孔流入滤池，由V型槽一侧流向排水渠一侧，形成表面扫洗。而后开启排水阀，将池面水从排水槽中排出，直至滤池水面与V型槽顶相平。反冲洗过程常采用“气冲—气、水同时反冲—水冲”3步进行。①打开进气阀，开启供气设备，空气经气、水分配渠的上部小孔均匀进入滤池底部，由长柄滤头喷出，将滤料表面的杂质擦洗下来并悬浮于水中，被表面扫洗水冲入排水槽。②气、水同时反冲洗：在气冲的同时启动冲洗水泵。打开冲洗进水阀，反冲洗水也进入气、水分配渠，气、水分别经小孔和方孔流入滤池底部的配水区，经过长柄滤头均匀进入滤池，滤料得到进一步冲洗。③停止气冲，单独水冲，表面扫洗仍继续，最后将水中杂质全部冲入排水槽。

2 清源水厂V型滤池概况

清源水厂滤池设计处理规模1.5万m3/d，配合反应沉淀池选用3组V型滤池。3组滤池单排布置，每组滤池采用双格布置。 每组滤池的有效尺寸为2×（3.38m×5.66m）=38.26m2。 滤板采用1100mm×1100mm标准的滤板，每格滤池安装15块滤板。滤头采用DN25长柄滤头，每个滤头缝隙面积采用2.5cm2，开孔比采用1.25%，每块滤板布置滤头64个。滤料采用均质石英砂单层滤料，有效粒径为D10=0.9mm，不均匀系数为K10=1.40（D80/D10），厚度为1200mm，承托层粒径为D=2.0mm，厚度为100mm。V型槽厚度为80mm，上口宽700mm。每只V型槽布置DN32的布水孔28个，间距200mm。反冲洗配气孔为DN50的圆孔，反冲洗配水孔为85mm×85mm的方孔。滤池的设计参数如表1。

表1 清源水厂V型滤池设计参数

3 V型滤池施工

3.1 二次浇筑施工缝的处理技术

池体的水密封性直接影响滤池的运行效果，池体浇筑施工过程中，考虑池体的池体高度、尺寸的严谨性及施工技术条件，V型滤池池体不可能将混凝土一次浇筑完成，必须设置水平施工缝，分两次浇筑施工。如果施工缝处理得不好，将很容易引起池体表面凹凸不平、有麻面、上下池壁开错及渗漏水现象，严重时将影响滤池使用［4］。

为了保证防渗漏的质量要求，在施工前，对4个施工方案进行了商讨：第1方案为凹槽型。翻口中间支（B/3）一木方，两侧混凝土面与中间木方齐平，木方的高度为100mm。第2方案为BW型遇水膨胀橡胶条处理。利用自身粘性，直接贴在混凝土施工缝，表面遇水后膨胀堵塞施工缝及其周围毛细孔，达到防渗漏的目的。第3方案为预埋橡胶止水带。第4方案为预埋镀锌钢板止水带。经过这4个方案的比较和对其他施工缝防渗漏工程施工方法的总结发现：第1方案虽然比较经济，但是再剔凿凹缝，施工难度较大，并且容易扰动边部混凝土而产生渗水通路；第2方案施工比较方便，但是粘贴BW止水条后，施工缝上部模板在短时间内支好并且浇筑混凝土比较困难，如果在没有浇筑混凝土前遇到雨水，止水条就会膨胀，严重影响了止水条的防渗漏效果，并且混凝土振捣时容易将止水条振动移位；第3方案和第4方案比较，虽然第3方案的施工成本较低，但是橡胶止水带不容易安置牢固、平稳，混凝振捣时止水带容易振动移位；第4方案虽然造价偏高，但施工方便，不易变形且便于固定，具有较好的防渗漏效果。因此决定采用第4方案进行施工，在高出底板表面500mm的竖壁上留施工缝，采用400mm宽、2mm厚的钢板作为施工缝处的止水带。施工缝采取以下措施:

（1）在距底板500mm处中间两侧各焊一个“T”型钢筋支架，间距是墙体竖向或水平钢筋间距的倍数，但不超过800mm，在墙体水平与竖向钢筋交点处将支架与节点绑扎牢固。为防止出现返锈现象，其长度为墙体厚度减去2倍保护层的厚度。

（2）预埋镀锌钢板止水板。焊接时接头要双面焊接，预埋时接头要满焊，阴阳角尽可能无接头。

（3）一次浇筑后，施工缝处要认真清理，凿去水泥浮浆和浮石并凿毛，凿毛时间根据混凝土强度等级和气温情况综合考虑决定。当混凝土强度达到设计强度的10%左右时，开始凿毛作业。夏季通常为浇筑混凝土以后过24h，冬季则可以在浇筑后的2～3d进行，应凿出混凝土中的碎石来，并清理干净。

（4）拆除底板模板后，用干净的压力水冲洗干净，混凝土面保持湿润，方可合上墙板模板。

3.2 表面冲洗孔的施工

表面冲洗孔位于V型槽内（见图3），每个滤池有2个V型进水槽，每个V型进水槽槽底开28个DN32孔，孔口间距200mm，孔口精度误差±0.3mm，孔距误差±1mm，孔口水平精度误差±1mm。为了达到设计要求，施工前要查阅大量V型滤池施工资料，并对各个施工方案进行比较，最后确定V型槽表面冲洗孔的施工方案为预留洞方案，在流水孔位置先预留比DN32稍大的洞，在浇筑成V型槽后，安放DN32的不锈钢管。采用预留洞可人为调节钢管位置，从而满足设计要求［5］。具体施工措施如下：

图3 V型槽示意图

（1）支好V型槽下层模板后，用方木做成60mm×60mm×80mm的斜模块，斜度同V型槽的倾斜度，用这个模块作为表面冲洗孔预留洞的模块，按设计要求安放好木模块，并在模块四周用钢筋焊接加固好，以免其移位。

（2）用细石混凝土浇筑V型槽。

（3）待V型槽强度达到拆模要求后，拆掉模板，并取出木模块。

（4）在V型槽的两侧将钢管的上口和下口用墨线弹出，同时分出间距。

（5）根据墨线安放钢管，并用微膨胀水泥砂浆灌填钢管四周空隙，并使其密实。

3.3 滤板、滤头的安装

滤池安装施工的好坏，直接关系到滤池竣工投产后能否满足工艺设计要求而正常运行［6-7］。V型滤池对施工安装的要求更有严格：单块板安装水平误差应小于±2mm；单池整个池内滤板面的安装水平误差应小于±4mm；各滤池间的水平误差不得大于±5mm。V型滤池滤板安装水平度是否良好，是V型滤池施工成败的关键。滤板采用1100mm×1100mm标准滤板。为达到设计要求，在施工过程中严格控制以下几各要点：

（1）池体尺寸和滤梁尺寸及各滤梁间的间距。池体尺寸和滤梁尺寸及滤梁间的间距施工误差直接决定着滤板安装质量的好坏［8］。在具体放线、钢筋绑扎及模板施工过程中，应该严格按照规范施工，并反复验证具体尺寸和位置，并加固好模板，以防混凝土浇注工程中跑模现象发生，确保池体尺寸误差控制在±10mm内，滤梁尺寸及滤梁间的间距误差控制在±5mm内。

（2）在滤梁安装好的基础上，用水准仪严格控制滤板和滤头进行安装，具体做法：先用30mm厚水泥砂浆对滤板4个角进行找平，并且中间留有连通口。找平时使用水准仪对每块滤板的四角进行高程测量，以控制单块滤板的水平偏差，保证单块滤板的水平误差±2mm，单座滤池滤板板面安装水平误差±5mm。滤板水平调整精度不能再提高时，对个别偏差高的地方使用手提砂轮进行研磨，尽量保证水平度在设计要求的范围之内。保证滤板平整。在滤板平整的基础上，安装滤头时，尽量调节螺母，使滤头尽量拧紧。在滤头安装施工中，如果有个别滤头因滤池池体、滤梁尺寸及滤梁间距施工精度不高，造成长柄滤头放不下去时，不能把滤头长柄锯断后安装，这样会造成配水配气的严重不均匀。如果发生上述施工精度不够，应打磨池体和滤梁，实在满足不了，采取将个别滤头预埋丝扣孔的办法堵塞。滤头安装完毕，采用接缝专用密封胶（水泥∶砂∶903胶=1∶1∶0.5比例配成903砂浆）对滤板与池壁之间的缝隙进行密封。这种措施不仅保证了不漏水、不漏气的密封性能，还保证了反冲洗的运行效果。密封过程中，严禁将砂浆涂抹在滤头上，使其堵塞。

3.4 反冲洗H型排水堰的施工

排水槽堰板与冲洗孔相对位置决定滤池的冲洗效果。H型排水堰的水平度从以下两个方面影响运行效果［9］：①反冲洗不均匀，两侧堰的高度相差太大，导致在反冲洗的3个阶段的冲洗强度相差明显，长期运行下去，两侧的截污量不同，会导致两侧运行不平衡，滤池的利用效率降低。②表面扫洗效果差。大量实践证明，表面扫洗孔在半淹没状态时的扫洗效果最好，如果完全处于淹没状态，根本起不到表面扫洗的效果，造成滤池内的藻类及其他漂浮污染物积累，感官很差，也影响处理效果。鉴于上述原因，依靠调整外贴瓷砖的高程来调整水平度在±2mm以内，这样反冲洗时，左右两边的滤料都得到均匀冲洗，并使60%的表面扫洗孔处于半淹没状态，消除了近槽侧冲洗水的回流，强化表洗，保证了气—水联冲效果，从而提高了滤池的整体效率［10］。

［1］李圭白，张杰.水质工程学［M］.北京:中国建筑工业出版社，2005.

［2］姜有斌.V型滤池过滤机理和施工管理［J］.矿业快报.2007，9（9）:85-86.

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［4］陈兵.优化自来水工程V型滤池施工方案［J］.中国西部科技，2008，7（13）:14-16.

［5］唐贤彬.V型滤池的施工难点和对策［J］.给水排水，1999，25（11）:71-73.

［6］陈水俤，谢善斌，张祥中，等.V型滤池配水均匀性浅析［J］.给水排水，2005，21（2）:44-46.

［7］陈水俤，张祥中，谢善斌，等.V型滤池配水槽均匀性分析［J］.净水技术.2004，24（2）:27-29.

［8］孙久军，王军.V型滤池滤砖施工中的质量控制［J］.中国给水排水.2006，22（24）:27-29.

［9］袁泉.V型滤池运行中应注意的问题［J］.给水排水，2007，32（S0）:199-202.

［10］张海斌，童胜.浅谈V型滤池的工艺设计［J］.工业安全与环保2009，35（1）:24-26.