组装式BDF地埋水箱施工技术

□□ 裴畅荣 (山西建设投资集团有限公司总承包公司，山西 太原 030001)

引言

随着社会的进步和科技的发展，人们对生活用水的标准愈来愈高。原生活用水基本采用混凝土水池，但由于混凝土水池自身较重，且无法移动，建设时间较长，时间久了内壁抹灰层容易脱落，长满青苔，严重影响水质，也经常出现裂缝、渗漏等问题。组装式BDF地埋水箱由于表面光洁美观、易清洗，耐腐蚀性能优越、密封性能好、防渗漏、抗冲击性大、抗震性强和建设速度快等优势愈来愈受到人们的青睐。

1 工程概况

以山西师范大学维修改造工程项目为例介绍BDF地埋水箱施工技术。由于原室外管网系统无法满足学校生活用水需求，经系统计算，决定在原草坪区域新建600 m3的生活用水水池，该水池具体尺寸为25 m×9 m×3 m，采用组装式BDF地埋水箱施工技术。考虑到该区域地质情况：地下浅层有2 m厚的砂土层且地下水位在室外地坪以下1.5 m处，所以需进行基坑支撑设计及抗浮设计。

1.1 基坑支撑设计

该工程基坑长度为27 m，宽度为13 m，深为4.5 m。根据地质勘察报告并结合勘察单位、设计单位意见，决定采用周边拉森钢板桩、钢围檩与一道钢组成的支撑支护体系，拉森桩桩长为12 m。其中钢围檩采用400 H型钢支撑，长侧基坑边分布8个支撑点：4个角撑支撑点，4个对称支撑点，短侧基坑边分布4个基坑支撑点，全部为角撑支撑点。具体如图1所示。

图1 基坑支护体系平面布置图

内支撑设计要求如下：

(1)钢围檩采用400 H型钢装配式围檩，标准节为1～6 m，以6 m为主，布置1圈，牛腿采用斜工钢作为支架，间距3 m焊接在钢板桩上，围檩上部距离拉森桩桩顶30 cm。

(2)四角钢围檩结合处使用三角支座连接，以便周围檩形成整体。

(3)钢支撑采用400 H型钢装配式支撑，钢材材质均为Q345,单根之间采用法兰盘及高强螺栓连接，端部在活络头处对钢管支撑施加预应力10～50 kN。

(4)支撑与围檩之间使用高强螺栓连接，并做二次保护措施，以防支撑掉落。

1.2 BDF水箱抗浮设计

根据基坑地下水位布置情况，设计单位经过抗浮设计计算，确定该水箱覆土厚度≮800 mm，具体如图2所示。

图2 水箱覆土示意图

2 组装式BDF水箱结构

BDF是一种由镀锌钢板和不锈钢板复合冲压成型的新型板材，其中B代表不锈钢，D代表镀锌板，F为复合的意思。该材料接触水的一面是不锈钢薄板，以其作为内衬，接触土体的一面是镀锌钢板，作为外保护，主要考虑水箱整体的强度与刚度。组装式BDF地埋水箱包括复合水箱板、槽钢底座、拉筋系统支撑柱、螺丝和胶条等。

3 施工技术要点

3.1 技术准备

(1)熟悉图纸的有关要求，并结合现场情况，查找图纸存在问题并组织图纸交底。

(2)根据图纸提出各种材料的使用时间和规格型号等。

(3)根据图纸规划现场预埋水箱位置，并策划、编制基坑开挖、基坑支护和基础施工等专项方案。

(4)结合现场情况查看现场室外管网走向、高程，确定预埋水箱的进出口位置及预留洞口位置，并做好策划。

3.2 施工方法及控制措施

组装式BDF地埋水箱施工工艺流程为：基坑开挖→基础施工→底板下料→底板铺设→底板连接→底板密封检验→侧板下料→支撑架安装→侧板连接→侧板连接处密封检验→顶板下料→顶板铺设→顶板连接→闭水试验→基坑回填→覆土回填。主要施工技术及措施如下：

(1)基坑开挖。基坑开挖采用反铲挖机开挖，由于该工程室外地坪标高为-0.850，地下水位为-2.000，而基坑开挖深度为4.65 m，相对于室外标高为-5.500，因而基坑开挖需采取支护措施，现场采用拉森钢板桩加钢围檩支护体系。

(2)基础施工。该工程基础采用500 mm厚C40钢筋混凝土筏板基础，筏板四周及中央根据预埋水箱卡槽位置预留水箱侧板安装留槽，预留槽尺寸为200 mm×150 mm，预留槽施工时放线要准确，支模时拉线以确保预留槽横平竖直。筏板靠近水泵房位置预留集水坑，集水坑尺寸为3 000 mm×600 mm×400 mm和1 000 mm×1 000 mm×800 mm，集水坑施工时要做好防水处理。

(3)底板下料。基础施工完毕，要在基础表面进行找平处理，然后划线，先定出轴线，再根据轴线划出每块板的安装线，再根据BIM软件绘制的底板下料尺寸对底板进行下料。底板下料时，要重点注意的是：一是结合现场情况利用BIM软件预排版，排版时从中心向两侧进行，将小料放在边缘位置；二是每块板材进行编号，统计同一规格型号板材数量，不同规格型号的板材要在下料表上注明尺寸、位置。

(4)底板铺设。铺设时要根据现场放线尺寸从中线向两侧进行，然后根据编号进行对应放置，待所有板材安装就位后，开始紧固螺栓。

(5)底板连接。待底板全部就位后，先将密封条插入每相邻两块板的缝隙，然后在螺栓孔部位插入螺栓，先拧紧每块板的四角螺栓，再安装中央螺栓。

(6)底板密封检验。底板连接过程中，现场质量检查必须跟踪检查：两块板的缝隙偏差控制在±1 mm范围内，检查密封条有无塞填密实、是否存在露塞和局部鼓凸等现象，待所有底板安装完毕，进行闭水试验。

(7)侧板下料。侧板下料要与底板下料尺寸相吻合，采用BIM软件预排版并编号，侧板下料时，要充分考虑进水口、出水口和溢流口等的位置。

(8)支撑架安装。底板安装完毕，沿底板1圈进行侧板最底层1块板安装，该侧板安装要与基础混凝土预留槽相咬合，并与底板周边螺栓拧紧后，开始搭设水箱内支撑架，支撑架底部根据支撑架立杆的位置安装槽钢，槽钢沿横方向安置并与底板固定，搭设支撑架第一道纵横水平杆距底板高度为500 mm，水平杆末端预留15～25 mm的自由端，待侧板安装到位后采用顶丝拉锚件固定到位，第二道纵横水平杆距离第一道间距为1 m，依次类推，最后一道水平杆距离顶板高度为500 mm。

(9)侧板连接。安装时应先安装4个角部，然后从一侧开始逐层安装，侧板要与下侧底板型号相对应，螺栓孔上下板相对应，每层板之间的密封条要顺直，严禁打曲。

(10)侧板连接处密封检验。侧板连接时，要逐层检验密封条的密封情况，检测方法同底板密封检验。待全部侧板安装完毕，拉线检查侧板垂直度，如有扭曲部位，调节顶丝拉锚件，将其校核到位。

(11)顶板下料。顶板下料要与侧板最顶层尺寸、规格相吻合。采用BIM软件预排版，顶板下料时应充分考虑预留洞口的位置，且尽可能与底板相对应，以便于支撑架安装。

(12)顶板铺设。侧板安装完毕，采用顶丝拉锚件固定侧板，并再次检查其垂直度、阴阳角方正度和对角线偏差等，检查合格后，根据支撑件位置在纵横方向按方案铺设槽钢，槽钢与立杆上端顶丝拉锚件固定，然后开始铺设顶板，顶板从中央沿长边向两侧铺设。

(13)顶板连接。待顶板全部就位后，先将密封条插入每相邻两块板的缝隙，然后在螺栓孔部位插入螺栓，先拧紧每块板的四角螺栓，再安装中央螺栓，待顶板连接全部到位后，开始连接顶板与侧板边缘部位，连接时先用螺栓固定四角，在依次从两侧向中央固定。

(14)基坑回填。待整个水箱安装完毕，向水箱内注水，注水深度不小于水箱高度的2/3，然后静置24 h，检查其密封性能，待检验合格后，先用带膨胀的细石混凝土将基础预留槽塞填密实，再将侧板外侧涂刷防腐剂，要求涂层厚度≮2 mm，静置12 h以上，开始回填基坑外侧。回填时要求采用优质黏土，不得含有杂物，使用前应过筛，回填土粒径≯15 mm；回填时应在相对两侧或四周同时进行，且两侧标高不可相差太多，以免水箱移位。

考虑到该工程有基坑支护体系，水箱安装完毕，基坑四周土方回填需要注意的是：一是将基坑四周的杂物清理干净，降水井四周做好保护措施，并随回填高度做好井管加长措施，确保井内不得进入土块等其他杂物；二是回填土时要相对两侧同时进行，每步回填厚度≯300 mm，打夯机打夯时要做好水箱侧边的防护措施，严禁打夯机直接碰撞水箱；三是待回填厚度超过水箱高度的2/3时，开始拆除支撑体系，拆除时，要先拆除水平支撑体系再拆除拉森钢板桩，先拆除长边拉森钢板桩再拆除短边拉森钢板桩，先拆除中央部位再拆除四角。

(15)覆土回填。基坑回填到位后，即回填至水箱高度的2/3以上时停止回填。将水箱内部水全部排出，开始安装水泵房内的供水机组及与排水管网对接，待全部工作就位后，二次注水至水箱顶，静置24 h以上，检查其密封性能，并开始在顶板外侧涂刷防腐剂，回填顶板覆土，覆土回填严禁打夯，但必须分层回填，回填每层厚度≯300 mm。

3.3 注意事项

(1)水箱板材符合GB/T 3280—2015《不锈钢冷轧钢板和钢带》的要求。

(2)装配式不锈钢水箱板块之间连接处由密封橡胶圈和热镀锌螺栓拧合而成，施工时应做好检验工作。

(3)施工时要计算侧壁侧压力，合理布置脚手架。

3.4 适用范围

组装式BDF水箱可应用于市政供水管网水量不能满足用户需求的区域、市政供水管网水头过低的区域、市政供水管网压力波动过大的区域、经常性停水的区域、市政供水管网干管管径过小的区域等；这些区域的普通住宅、商住楼、写字楼、居民小区、机关、宾馆和学校等的生活和消防用水、工业与民用建筑生活用水等给水的贮存，还可用于食品饮料和化工行业的储液槽、一级太阳能、空气热泵等热能用配套保温水箱。

4 结语

BDF装配式水箱是由镀锌钢板和不锈钢板复合冲压成型模板，由螺栓连接而成的储水设备。产品性价比高、耐腐蚀性强、抗震性能好、便于运输、无需大型吊装设备，不同规格均可现场组装完成；与传统水箱相比，耗材较少，结构强度较高，且建设速度快。该技术综合了变频恒压供水设备和管网叠压无负压供水设备的的优点，是根据自来水管网压力反馈将设备的进水水源智能变换，自来水服务压力很高或者用水低峰时，它就会自动将设备进水源的电动阀打开，水箱供水电动阀关闭；当用水高峰时，它就会自动关闭自来水进水电动阀，并打开水箱供水电动阀，此时它又变为了传统的变频恒压供水设备，不会减少自来水管网的用水压力。该水箱不仅增加了抗振、抗冲击的强度，克服了强度不均匀的缺点，还提高了耐压强度和使用寿命；在外型设计上，水箱板块中部呈凹陷弧度，提高了其承压能力。