浅谈水工构筑物的满水试验

田有力　张兵

摘 要：本文研究了水工构筑物的满水试验目的、条件及技术要求，介绍满水试验充水量计算和投入设备，分析了满水试验总顺序安排，探讨了洞口封堵技术，提出试验安全注意事项。

关键词：水工；构筑物；满水试验

中图分类号：TV22 文献标识码：A

1 概述

随着我国经济建设的飞速发展和城镇化建设的不断深入，对淡水资源的需求不断扩大，对污水处理的需求也不断增加。近年来净水厂和污水厂建设势头非常迅猛，水工构筑物建设数量越来越多，功能越来越全，标准越来越高。对于水工构筑物而言，抗渗抗裂性能尤为关键，它直接影响构筑物的使用功能，所以除了要采取特定的施工工法外，构筑物的满水试验也是一个关键环节，它直接检查构筑物的抗裂抗渗性能，确保水工构筑物的使用功能。

天津市津滨水厂深度处理工程结构复杂多变、标高变化繁多、储水量大，其抗渗抗裂性能直接影响正常运行。本文结合工程实例，对水工构筑物的满水试验进行简要的阐述。

2 工程概况

津滨水厂深度处理工程是整个净水工程的最后一个关键环节，是深化水质的主要场所。该工程在平面上分为中间提升泵站及后臭氧接触池和活性炭滤池两大部分，其中活性炭滤池结构复杂多变，现就此阐述水工构筑物的满水试验。

活性炭滤池东西两侧一共设有20个滤池，每侧10个，每侧又呈南北对称布置，南北各5个。南北两侧滤池中间为9m宽设备管廊，管廊下部为滤后水渠，滤后水渠连接着滤池和反冲洗水池。在滤池南北两侧设有来水总配水渠和反冲洗废水渠；在东西两侧滤池中间为反冲洗系统、自动控制系统、鼓风机房、MCC室等。

活性炭滤池需要试水部位参数详见表1：

3 满水试验组织

深度处理工程涉及到的闭水部位多，结构复杂，标高变化大，并且试验用水量大，技术要求高、工期要求紧。因此满水试验是一个非常复杂、组织工作量大、投入设备多的重要工序，需要统筹安排、科学组织、有效协调穿插。

3.1 满水试验目的

（1）检查水工构筑物在水力荷载作用下的抗渗抗裂性能。

（2）构筑物的初始沉降在满水试验阶段完成，保证构筑物的均匀沉降。

3.2 满水试验条件

（1）构筑物混凝土的强度已达到设计要求。

（2）构筑物池体的抗浮稳定性满足设计要求。

（3）构筑物池内清理洁净，水池内外壁的缺陷修补完毕。

（4）设计预留孔洞、预埋管口及进出水口等已做临时封堵，且经验算能安全承受试验压力。

（5）水源的选择要洁净、充足，注水和放水系统设施及安全措施准备完毕。

为了全面做好深度处理工程的闭水试验工作，我们将成立专门试验小组，负责闭水试验的准备、实施、监测、成果汇总等工作。

4 满水试验总顺序安排

根据深度处理工程闭水部位分布情况，结合工期要求，我们总的组织思路是：在闭水过程中将水进行循环使用，已获得最佳的技术、经济效果。在平面上东、西两个滤池区域同时试水，最后在对中间的反冲洗水池进行试水；在东西两个滤池区，先试验中间滤池部分，再试验来水总配水渠、反冲洗废水渠部分。在对滤池进行满水试验时，我们采取隔池试水的方式，用以检查相邻滤池池壁的抗渗抗裂性能，同时注意南北滤池区域的对称加荷情况，保证构筑物的均匀沉降。

5 洞口封堵

根据满水试验的总体顺序安排，在各段相连处洞口以及预留预埋管口进行临时封堵。封堵方案是：直径小于800mm的预留预埋管口处采用钢板焊接封堵，在满水试验结束后再切割拆除；直径大于等于800mm的洞口及管口采用砌砖双面抹灰的方法进行封堵。

6 满水试验技术要求

根据设计和《给水排水构筑物工程施工及验收规范—GB50141-2008》对满水试验的要求，满水试验技术总体要求如下：

（1）每一满水部位分三次向水池内充水，第一次充水到设计水深的1/3，第二次充水到设计水深的2/3，第三次充水到设计水位。充水时控制水位上升速度不超过2m/d，同时每次充水高度不大于2m。每次充水结束后先静止水位保持24小时，然后测量未来24小时内水位下降量和构筑物沉降量，在24小时内沉降量不大于3mm时认为沉降已经稳定，然后再进行下一级充水。

（2）在充水过程中和充水以后，对水池作外观检查，当发现渗水量过大时，应停止充水，待查出原因作出处理后再继续充水。

（3）当最后充水至设计水位后进行渗水量精确测定，仪器采用水位测针。在充水结束后先保持静水不动，24小时后测读水位的初读数，再过24h后测读水位的末读数。如第一天测定的渗水量符合标准，则再观测1天；如果第一天渗水量超过允许标准，而以后的渗水量逐渐减少，则继续延长观测，延长观测的时间应在渗水量符合标准时止。

7 满水试验充水量计算和投入设备

7.1 充水量计算

7.2 设备投入量计算

根据闭水试验充水量和工期安排，在闭水试验期间将投入足够的抽水设备，做到快速充水，减少充水时间，提高闭水试验效率。

在计算闭水试验工期时，考虑每一级充水后静止1天，观测2天，则三级试验总计时间为9天，考虑每个区要进行二轮闭水，则仅此时间为18天（不考虑有渗水需要处理的情况）；如果闭水要求在一个月内（30天）完成，则总共充水时间累计为12天，每一级充水时间平均为2天。一个滤池区总的充水量累计（包括滤池、总配水渠、反冲洗废水渠）为：6684m3，则平均每天充水量至少为557 m3。综合考虑在试验期间其他不可预见因素，东西滤池区每天充水能力均不应小于1200m3。按照这样一种充水能力计算供水设备。

抽水设备配备计算见表3：endprint

根据上述计算，抽水设备用量最大发生在滤池充水时期，每区10个滤池，共需0.9台水泵，取整数1台，考虑备用配备2台。东西二区共用，在东区观测期间西区充水，同时为了在各池中倒水方便，另增加2台清水泵。在反冲洗废水渠、总配水渠部分充水时直接从滤池中抽取。

8 水源选取和管线布置

根据目前现场水源状况和业主要求，选择深度处理工程东侧进水调节池内水为水源。从水源处向活性炭滤池接引2根管线（消防水管），管径100mm，配备2台100mm口径污水泵，将水通过管线向闭水部位抽水。

9 满水试验期间沉降观测

满水试验期间因大量充水导致重量增加会造成水池沉降，为了及时掌握沉降情况，必须加强沉降观测工作，具体计划如下：

（1）在满水试验前，对所有沉降观测点进行观测，取得原始标高数据。

（2）在满水试验期间每一级充水完后立即观测一次，24小时后观测一次，48小时再观测一次，如果充水后48小时沉降量与24小时沉降量的差值不超过3mm，则认为沉降稳定，可以进行下一级充水。在下一级及以后各级充水后按照上述方法进行沉降观测，每一级充水至少观测3次。

（3）在满水试验结束将水放掉后再观测一次。

10 水位观测

10.1 水位观测

（1）为了控制每次充水数量，提前在池壁上用红油漆标出每次充水水位，每级充水结束后，对水池外观进行检查，并对水位进行观测，当发现渗水量过大、水位下降较多时停止继续充水，查找出原因并进行处理后再继续充水。

（2）当最后充水至设计水位后进行渗水量测定，仪器采用水位测针。在充水结束后先保持静水不动，24小时后测读水位的初读数，再过24h后测读水位的末读数。如第一天测定的渗水量符合标准，则再观测1天，如果第一天渗水量超过允许标准，而以后的渗水量逐渐减少，则继续延长观测。

（3）在满水试验期间由专人做好水位观测记录。

10.2蒸发量测定

由于蒸发量的大小对水位有着显著的影响，所以需要测定试水过程中的蒸发量，对渗水量作必要的修正。

（1）现场测定蒸发量设备：采取长×宽×高=50cm×30cm×30cm的敞口钢板水箱，采用厚度为6mm的钢板焊接，焊缝严密饱满，经检验没有渗漏后再使用；水箱内设置读数精度为0.1mm的钢直尺，在测读水池内水位的同时测读水箱内的水位读数并记录数值。每个试验区设置一个蒸发水箱。

（2）水箱固定在水池中，水箱内充水深度20cm左右。

10.3水池渗水量计算

。

11 安全注意事项

满水试验工作量大，充水深度大、技术要求高、水源距离远，投入设备多，现场环境差、临边多，危险性高，因此在满水试验期间将采取有效措施，确保满水试验期间的安全。

（1）满水试验期间，电源接引、现场充水、巡视检查、水位监测等作业时，至少2人同时在场，禁止单独1人独立作业。

（2）接引电源等工作由专业电工进行操作，非专业人员禁止动电作业。由于现场水比较多，电缆一律架空敷设，禁止电缆拖地，更严禁被水浸泡。

（3）在渠道等封闭环境进行电焊封堵孔洞时，现场设置监护人员，操作人员轮换作业并定点出来休息，防止作业人员中毒。

（4）在闭水期间，砌筑封堵洞口周围禁止有人员逗留，防止闭水时封堵墙倒塌伤人。

（5）抽水期间安排人员分二班昼夜巡视，及时掌握充水情况，发现异常情况及时汇报和处理。

结语

水工构筑物的满水试验是检查水工构筑物抗渗抗裂性能的关键环节，直接影响水工构筑物后续的使用功能。因此，在进行满水试验时要采取量化的思想，分析计算所需的充水量以及充水设备，科学组织，循环利用水源进行试验，达到最佳的试验效果，同时取得最佳的经济效益。

参考文献

[1]浅谈水工构筑物设计的几个要点与方法[J].江西化工，2007（04）.endprint

根据上述计算，抽水设备用量最大发生在滤池充水时期，每区10个滤池，共需0.9台水泵，取整数1台，考虑备用配备2台。东西二区共用，在东区观测期间西区充水，同时为了在各池中倒水方便，另增加2台清水泵。在反冲洗废水渠、总配水渠部分充水时直接从滤池中抽取。

8 水源选取和管线布置

根据目前现场水源状况和业主要求，选择深度处理工程东侧进水调节池内水为水源。从水源处向活性炭滤池接引2根管线（消防水管），管径100mm，配备2台100mm口径污水泵，将水通过管线向闭水部位抽水。

9 满水试验期间沉降观测

满水试验期间因大量充水导致重量增加会造成水池沉降，为了及时掌握沉降情况，必须加强沉降观测工作，具体计划如下：

（1）在满水试验前，对所有沉降观测点进行观测，取得原始标高数据。

（2）在满水试验期间每一级充水完后立即观测一次，24小时后观测一次，48小时再观测一次，如果充水后48小时沉降量与24小时沉降量的差值不超过3mm，则认为沉降稳定，可以进行下一级充水。在下一级及以后各级充水后按照上述方法进行沉降观测，每一级充水至少观测3次。

（3）在满水试验结束将水放掉后再观测一次。

10 水位观测

10.1 水位观测

（1）为了控制每次充水数量，提前在池壁上用红油漆标出每次充水水位，每级充水结束后，对水池外观进行检查，并对水位进行观测，当发现渗水量过大、水位下降较多时停止继续充水，查找出原因并进行处理后再继续充水。

（2）当最后充水至设计水位后进行渗水量测定，仪器采用水位测针。在充水结束后先保持静水不动，24小时后测读水位的初读数，再过24h后测读水位的末读数。如第一天测定的渗水量符合标准，则再观测1天，如果第一天渗水量超过允许标准，而以后的渗水量逐渐减少，则继续延长观测。

（3）在满水试验期间由专人做好水位观测记录。

10.2蒸发量测定

由于蒸发量的大小对水位有着显著的影响，所以需要测定试水过程中的蒸发量，对渗水量作必要的修正。

（1）现场测定蒸发量设备：采取长×宽×高=50cm×30cm×30cm的敞口钢板水箱，采用厚度为6mm的钢板焊接，焊缝严密饱满，经检验没有渗漏后再使用；水箱内设置读数精度为0.1mm的钢直尺，在测读水池内水位的同时测读水箱内的水位读数并记录数值。每个试验区设置一个蒸发水箱。

（2）水箱固定在水池中，水箱内充水深度20cm左右。

10.3水池渗水量计算

。

11 安全注意事项

满水试验工作量大，充水深度大、技术要求高、水源距离远，投入设备多，现场环境差、临边多，危险性高，因此在满水试验期间将采取有效措施，确保满水试验期间的安全。

（1）满水试验期间，电源接引、现场充水、巡视检查、水位监测等作业时，至少2人同时在场，禁止单独1人独立作业。

（2）接引电源等工作由专业电工进行操作，非专业人员禁止动电作业。由于现场水比较多，电缆一律架空敷设，禁止电缆拖地，更严禁被水浸泡。

（3）在渠道等封闭环境进行电焊封堵孔洞时，现场设置监护人员，操作人员轮换作业并定点出来休息，防止作业人员中毒。

（4）在闭水期间，砌筑封堵洞口周围禁止有人员逗留，防止闭水时封堵墙倒塌伤人。

（5）抽水期间安排人员分二班昼夜巡视，及时掌握充水情况，发现异常情况及时汇报和处理。

结语

水工构筑物的满水试验是检查水工构筑物抗渗抗裂性能的关键环节，直接影响水工构筑物后续的使用功能。因此，在进行满水试验时要采取量化的思想，分析计算所需的充水量以及充水设备，科学组织，循环利用水源进行试验，达到最佳的试验效果，同时取得最佳的经济效益。

参考文献

[1]浅谈水工构筑物设计的几个要点与方法[J].江西化工，2007（04）.endprint

根据上述计算，抽水设备用量最大发生在滤池充水时期，每区10个滤池，共需0.9台水泵，取整数1台，考虑备用配备2台。东西二区共用，在东区观测期间西区充水，同时为了在各池中倒水方便，另增加2台清水泵。在反冲洗废水渠、总配水渠部分充水时直接从滤池中抽取。

8 水源选取和管线布置

根据目前现场水源状况和业主要求，选择深度处理工程东侧进水调节池内水为水源。从水源处向活性炭滤池接引2根管线（消防水管），管径100mm，配备2台100mm口径污水泵，将水通过管线向闭水部位抽水。

9 满水试验期间沉降观测

满水试验期间因大量充水导致重量增加会造成水池沉降，为了及时掌握沉降情况，必须加强沉降观测工作，具体计划如下：

（1）在满水试验前，对所有沉降观测点进行观测，取得原始标高数据。

（2）在满水试验期间每一级充水完后立即观测一次，24小时后观测一次，48小时再观测一次，如果充水后48小时沉降量与24小时沉降量的差值不超过3mm，则认为沉降稳定，可以进行下一级充水。在下一级及以后各级充水后按照上述方法进行沉降观测，每一级充水至少观测3次。

（3）在满水试验结束将水放掉后再观测一次。

10 水位观测

10.1 水位观测

（1）为了控制每次充水数量，提前在池壁上用红油漆标出每次充水水位，每级充水结束后，对水池外观进行检查，并对水位进行观测，当发现渗水量过大、水位下降较多时停止继续充水，查找出原因并进行处理后再继续充水。

（2）当最后充水至设计水位后进行渗水量测定，仪器采用水位测针。在充水结束后先保持静水不动，24小时后测读水位的初读数，再过24h后测读水位的末读数。如第一天测定的渗水量符合标准，则再观测1天，如果第一天渗水量超过允许标准，而以后的渗水量逐渐减少，则继续延长观测。

（3）在满水试验期间由专人做好水位观测记录。

10.2蒸发量测定

由于蒸发量的大小对水位有着显著的影响，所以需要测定试水过程中的蒸发量，对渗水量作必要的修正。

（1）现场测定蒸发量设备：采取长×宽×高=50cm×30cm×30cm的敞口钢板水箱，采用厚度为6mm的钢板焊接，焊缝严密饱满，经检验没有渗漏后再使用；水箱内设置读数精度为0.1mm的钢直尺，在测读水池内水位的同时测读水箱内的水位读数并记录数值。每个试验区设置一个蒸发水箱。

（2）水箱固定在水池中，水箱内充水深度20cm左右。

10.3水池渗水量计算

。

11 安全注意事项

满水试验工作量大，充水深度大、技术要求高、水源距离远，投入设备多，现场环境差、临边多，危险性高，因此在满水试验期间将采取有效措施，确保满水试验期间的安全。

（1）满水试验期间，电源接引、现场充水、巡视检查、水位监测等作业时，至少2人同时在场，禁止单独1人独立作业。

（2）接引电源等工作由专业电工进行操作，非专业人员禁止动电作业。由于现场水比较多，电缆一律架空敷设，禁止电缆拖地，更严禁被水浸泡。

（3）在渠道等封闭环境进行电焊封堵孔洞时，现场设置监护人员，操作人员轮换作业并定点出来休息，防止作业人员中毒。

（4）在闭水期间，砌筑封堵洞口周围禁止有人员逗留，防止闭水时封堵墙倒塌伤人。

（5）抽水期间安排人员分二班昼夜巡视，及时掌握充水情况，发现异常情况及时汇报和处理。

结语

水工构筑物的满水试验是检查水工构筑物抗渗抗裂性能的关键环节，直接影响水工构筑物后续的使用功能。因此，在进行满水试验时要采取量化的思想，分析计算所需的充水量以及充水设备，科学组织，循环利用水源进行试验，达到最佳的试验效果，同时取得最佳的经济效益。

参考文献

[1]浅谈水工构筑物设计的几个要点与方法[J].江西化工，2007（04）.endprint