污水厂扩建工程主体结构施工技术研究

谭博文 TAN Bo-wen；刘金奇 LIU Jin-qi

（中交一航局生态工程有限公司，深圳 518000）

0 引言

城市规模的持续增加、工业化进行的不断推进以及截污管网的大规模建设，污水处理厂需要处理的污水量快速增加，为满足污水处理需求，污水厂需要结合城市发展需求、当前污水处理需求开展污水厂扩建施工，解决现阶段污水处理需求的同时为后续的扩建预留空间。扩建工程中的主体结构施工需要综合考虑扩建后污水处理厂的工艺优化情况，结合工程设施需求开展工程建设工作，确保污水厂功能的稳定发挥。

1 污水处理厂工艺流程解析

污水厂污水处理工艺详见图1，污水达标排放前需要经过预处理、生化处理、深度处理等多道流程工序，下面对工艺流程进行详细解析。

图1 污水处理工艺流程图

针对由配套管网设施输送至污水处理厂的各类污水，处理厂需要通过预处理设备设施剔除污水中存在的浮渣与砂砾等较大的污染物、垃圾杂物等，具体处理过程中需要利用粗格栅井实现对污染物的阻挡，经过初步处理的污水经过细格栅的再次处理使得其中的小颗粒悬浮物被进一步拦截阻隔，最终在沉淀池中实现对浮渣和砂砾等污染物的彻底处理。对于预处理完毕的污水，污水处理厂会通过管网设施将污水输送到厌氧池之中，通过除磷等生物处理法对污水沉降性能进行优化改进；初步处理后，污水进入AAO生化池中得到进一步的反硝化处理，相关污染物得到有效降解处理；好氧池在曝气器持续输氧的影响下内部具有较高的氧气含量，能够有效降解污水中部分污染物，将氨氮、有机氮等污水成分处理为硝酸盐。在厌氧池、AAO生化池、好氧池三组生化池处理之后，污水将会在二沉池之中完成固液分离，污水在沉淀池之中经过铝盐的处理使得其中的悬浮物、磷等物质消除，在纤维转盘滤池中滤布过滤的作用下，输出污水，相关污水在消毒处理后即可达到排放标准。对于污水处理期间形成的污泥，污水厂将利用污泥贮池回收，并通过干化池脱水处理的方式将污泥转化为容易运输、处理的泥饼。

2 工程概况

某污水处理厂扩建工程需要在一期预留区域中开展配电室、风机房、加药间、缓冲及回用水池、深度处理池以及高效澄清池等建筑的建设工作，并在二期扩建工程预留区域中建设污泥回流泵房、二沉池、生化池、配电室、配水井等，工程面积约3678m2，新建工程涉及的管线长度达5.8km。二期扩建的二沉池与生化池与西侧的一期缺氧池间隔20m，与南侧厂房间隔12m；新建的缓冲回用水池、深度处理厂与高效澄清池间隔被测生化池距离为20m，间隔东侧厂房15m；各新建建筑主体结构相关参数详见表1，主要工程结构布置详见图2。

图2 扩建工程平面和剖面布置图

表1 新建工程结构参数

3 污水厂扩建工程主体结构施工技术

3.1 施工流程

污水厂扩建工程通常会面临工期较短、工程量较大的工作现状，为了在短时间内完成多工种的各项施工内容，工程单位需要针对性地设计相应的施工流程和技术方案，确保扩建工程主体结构施工保质保量有序开展。

针对水池施工，主要施工流程包括放线、开挖基坑、钎探、地基验槽、垫层、池底板与池壁、闭水测试、防水抹灰、回填土施工、栏杆与砌体防护、防腐施工等；水池地基土中的淤泥土层压缩性高，力学性能差，尤其是淤泥土层相对软弱，对建筑物的安全稳定影响很大。淤泥质壤土大多处于流塑-软塑状态，局部可塑，分布在1.16～23.95m高程范围内，平均厚度5.45m，压缩模量为2.7～2.9MPa，属于高压缩性土，承载力特征值为70kPa，承载力较低。壤土较少或无粉土，但大部分为软塑性，部分为塑性，分布在海拔0.96～30.79m，层厚0.5～18.4m，平均厚度6.27m，压缩模量2.9～3.5MPa，属于高压缩性，承载力特征值为80kPa，承载力值较低。

针对风机房、加药间等建筑物，主要施工流程包括放线、开挖基坑、钎探、地基验槽、垫层、承台底板、梁柱墙壁、屋面顶板、闭水测试、回填土、栏杆砌体防护、防腐施工等；现场施工人员需要按照先深后浅的原则开展主体结构施工，开挖阶段合理应用机械设备，钢筋在现场集中制作并用于施工。

3.2 测量放线

施工人员需要结合设计图纸中的平面布置要求确定各主体结构的位置要求，并绘制相应的定位放线图，注明定位点间距、定位点坐标、标高相关位置参数，通过ATK、钢尺相关仪器在场地区域标注，为后续施工提供有效指导。在后续工序开始前，施工人员需要对定位放线结果进行复核，避免出现较大误差。

3.3 土方工程

施工人员需要借助外加剂开挖基坑，清槽施工由人工手动开展，并按照1:0.75的系数标准放坡，开挖产生的土料由自卸车运输至外界。开挖过程中，施工人员需要对基底标高进行严格控制，各建筑主体结构参数详见表1，为避免误差过大，挖掘机开挖施工需要在与基地间隔300mm左右时停止，由人工开展清槽施工，深度误差需要低于50mm。为了便于集水和排水，施工人员需要在基坑坑底边缘附近挖掘排水沟，并在基坑坑脚区域挖掘集水坑，坑的尺寸要求为1.5m（长）×1.5m（宽）×1m（高），同时修建车辆、人员通行的坡道，宽度应达到4m。通过闭水试验等方式验收合格的水池需要进行抹灰防水处理，并利用50mm之内粒径的素土回填和夯实处理。各池体地基验槽合格后，施工人员需要做好混凝土垫层建设工作，依次完成垫层放线、方木模板支设、混凝土浇筑施工。

3.4 底板施工

底板施工前需要组织人员进行定位放线，明确标注池壁线和底板边线，并基于定位放线结构对模板进行支设。底板钢筋绑扎前，施工人员需要基于底板尺寸线确定钢筋位置，在指定位置将钢筋铺设和绑扎完毕。抹角区域需利用15mm厚度的木材制作支设模板，加固材料为钢筋；模板支设完成后，混凝土浇筑施工人员需要做好不间断浇筑施工，从底板一端到另一端做到无施工缝预留。水池中应避免出现垂直施工缝，对于预留的水平施工缝，施工人员需要做好钢板止水带焊接固定工作。

3.5 墙壁与池壁施工

3.5.1 钢筋绑扎

施工人员在布置墙壁或池壁内钢筋时，需要遵循相互错开的原则搭接钢筋，搭建长度为48mm，各截面钢筋接头的数量需要严格控制，避免达到接头总数的1/4以上。对于穿墙管孔等结构，施工人员需要通过弯折钢筋的方式进行规避，对于300mm以上孔径的管孔，施工人员需要将加强钢筋铺设于孔口部位。钢筋接头的搭接方式为绑扎，钢筋挂钩为C10、S型，两层钢筋需要保持1m×1m的相对距离，为避免因浇筑、振捣混凝土期间出现钢筋位移、松散等情况，施工人员需要严格按要求绑扎钢筋，必要时可以进行焊接固定。

3.5.2 模板支设

池壁模板为钢板，支撑架杆过程中需要应用80cm×80cm的方木和卡扣双钢管，并借助对拉螺栓连接。为控制池体厚度精度，施工人员需要将对拉螺栓的螺母进行处理，将两根C10钢筋与螺母焊接，钢筋长度为2cm，池壁厚度等同于钢筋间距，确保模板固定后控制池壁厚度符合设计要求。施工人员需要对所架设的模板进行质量检测，确保其稳定性、强度与刚度等符合设计需求，在模板拆除时应确保所浇筑的池壁混凝土凝固并达到规定强度，避免在拆除过程中造成混凝土结构受损。模板架设过程中，施工人员需要对模板表面做好清洁处理工作，并将脱模剂均匀刷涂到位，针对抹角、竖角等存在缝隙的区域，施工人员需要借助胶带等材料封堵严密，有效规避漏浆情况，但模板支设验收通过后方可浇筑混凝土。

3.5.3 混凝土浇筑

混凝土需要借助输送泵完成远距离泵送工作，为保证浇筑质量，施工人员需要提前对混凝土塌落度进行测试，并针对钢筋、模板异物进行清洁处理，对孔洞风险进行严密封堵，对模板结构性能进行核实确认，对各管线、钢筋预设情况进行检测，均合格后方可开展混凝土浇筑施工。池壁混凝土浇筑施工阶段，施工人员需要对施工缝凿毛处理，并将表面浮浆清除，保持表面的湿润度；在原有混凝土基础上浇筑混凝土时，施工人员需要将与原有混凝土相同配比的水泥砂浆铺设在上层，铺设厚度为50-100mm；混凝土浇筑期间需要做好连续施工，避免产生不必要的施工缝，浇筑后应使用振捣器进行振捣处理，按照振捣棒1.5倍左右半径控制振捣移动间距，振捣深度应达到混凝土表面下方5cm的部位，避免相邻层混凝土之间存在间接缝，对混凝土结构可靠性造成影响。由于池壁较高，施工人员需要借助串筒、溜管等工具配合浇筑，有效规避混凝土离析问题，同时也需要基于由低到高的原则在水平方向对混凝土进行环形浇筑，浇筑层厚应低于400mm。

3.5.4 生化池后浇带施工

施工人员需要严格按设计要求开展后浇带施工，提前做好止水钢板布置工作，具体安装位置为基础底部、顶板、外墙等后浇带中部区域，并通过双面焊接的方式将搭接部位固定。对于后浇带闸搓，施工人员需要基于基础后浇带对底部钢筋设置预制混凝土条防护，在底部下层钢筋绑扎完成后，借助高标号钢筋将后浇带区域的钢筋网格封堵严密，确保底部不会出现漏浆问题；将三道钢筋斜撑布设于后浇带外侧筏板内，布置间距为水平1000mm和垂直380mm，并通过焊接的方式将拉结点连接牢固，避免在混凝土浇筑期间出现钢筋网鼓胀漏浆问题。对于梁板后浇带，施工人员需要借助独立支撑体系维持模板的可靠固定，为避免后续模板拆除受到干扰，需要将平台模板与后浇带模板支撑体系连接部位分离；模板支撑借助钢管实现，钢管布置间距为1.2m；标准层模板通过碗扣式脚手架搭建，布置间距为1.2m；后浇带宽度为1m，模板两侧宽度应超出后浇带，超出幅度为210mm，确保模板拆除后能够利用210mm的钢筋混凝土进行支撑。后浇带模板需要在混凝土浇筑养护合格后拆除，避免因提前拆除出现混凝土干缩裂缝等异常情况。

4 污水厂处理池地基沉降及承载问题分析

通过现场勘察发现，污水厂扩建工程中处理池地基土主要为淤泥质壤土，存在压缩性高且力学性能差的特性，在该地基土上直接修建处理池存在安全隐患。现场淤泥质壤土局部可塑，多数为软塑-流塑状态，具有2.8MPa左右的压缩模量和5.4m的平均厚度，承载力特征值仅为69kPa。该地基土承载力不足且含水率高、存在易压缩沉降变形的隐患，还具有较差的抗滑稳定性，工程单位选择对地基土应用水泥土搅拌桩、振冲碎石桩、强夯法、预压法等多种技术方法处理堤基，确保所修建的污水处理厂在应用过程中不会出现沉降、滑移等隐患。

5 施工管理措施

为确保污水厂扩建工程主体结构施工能够在规定周期内完成，施工人员需要在编制施工工艺流程的基础上，对工程施工阶段可能存在的各类不利因素进行综合分析，结合现场实际情况编制可行的施工组织方案，为现场施工组织提供科学指导。现场施工过程中，工程单位需要组织人员进行动态管理，对各专业不同施工项目进行全过程管理，在组织方案、施工计划、工序流程的规范下按进度要求完成各项施工。施工管理人员需要结合工程量、人员、机具、材料等相关情况对工期、流程进行优化设计，项目管理人员则需要结合工序流程和工期方案制定相应的周期性检查计划，督促施工人员落实各项计划安排，并通过每周进度会和每月计划会对各施工计划执行情况进行核实，及时对工序流程存在滞后的情况进行处理。为避免人、机、料出现闲置、窝工情况，施工组织方案中需要明确各工序流程、计划中人员、材料设备机械的供应准备或使用需求，并将工程进度质量相关责任落实到个人，基于奖惩制度督促人员把控施工质量、施工效率和现场施工安全。各工序流程责任人需要根据计划方案和工序流程要求组织人员、设备和材料开展施工，并做好相关机械设备的维护保养工作，避免因设备故障导致施工进度停滞或影响主体结构施工质量。为确保材料的稳定供应，项目管理人员也需要组织物资管理人员做好物资采购和定额管理工作，避免因材料供应不及时出现大面积停工等严重影响施工进度的问题。

6 结论

综上所述，污水处理厂为持续城市化进程不断推进过程中激增的污水处理量需求，需要积极推进扩建工程项目建设工作。由于此类工程存在工程量大、周期短、工序流程复杂等特点，工程单位需要结合现场情况设计合理的计划方案和工序流程，严格按设计要求和方案流程开展各项施工。深度处理厂、澄清池、二沉池、生化池等主体结构对于污水厂功能的可靠发挥具有较大影响，工程单位需要严格按要求做好放线、模板施工、浇筑施工、后浇带等各项工作，保证污水厂扩建工程质量和施工效率。