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污水处理系统沉井式进水泵房利旧改造技术研究

2025-03-27 40 上传者：管理员

摘要：水处理厂一类地下室及半地下室结构的拆除及改造工程施工难度大，安全不利因素多。主要对污水处理系统沉井式进水泵房利旧改造施工的拆除、老旧污水管道封堵、清淤、除臭保护、大型套管及管道安装、异形结构施工等进行总结。项目突破众多难题，提前工程节点完成沉井式进水泵房改造，实现保产施工，效果良好。该技术在加快施工进度、降低项目成本、保证工程安全、绿色环保等方面效果明显，社会和经济效益显著。

关键词：
利旧改造
复合式封堵
无损拆除
污染物治理
过滤式降水井
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现阶段,有必要开展新污染物治理[1],提升环境基础设施建设水平,推进城乡人居环境整治｡顺应时代发展,城市利旧改造项目日益增加[2-3],污水处理厂的提标扩容转为建设主旋律[4]｡

污水处理系统沉井式进水泵房利旧改造施工,主要包括拆除工程､封堵清淤工程[5]､结构施工工程[6]｡拆除施工通过绳锯､人工破除结合智能监测系统,达到无损拆除的目的,确保结构安全和完整性[7]｡从进水口､箱涵内､前端闸门口各位置多维度封堵,切除污染源,进一步便利内部结构施工｡同时,保留外壁池底[8],充分利用原有结构,达到利旧目的,降低造价､节省工期｡在原有基础上进行导流墙结构优化以及设备升级,达到利旧改新､提标扩建的目的[9]｡

1、技术特点

1.1无损拆除下基坑免支护技术

为保护池体外围结构[10],在破除结构形状不规则､结构较厚的情况下,选择进行绳锯切割[11],在与外壁接触位置使用人工破除,最大程度上保护利旧结构｡采用SW-LDS纳米级激光测距监测系统对拆除工程进行结构的监测保护,确保抗浮稳点､结构水平及垂直位移在安全范围内[12]｡

1.2池体结构多维度结合封堵技术

因长期腐蚀,闸门无法将污水完全阻隔,影响改造施工[13]｡项目采用前端闸门预封堵+气囊封堵+过滤式降水井抽排的复合封堵方法[14],前端进行正常合闸,在闸门与结构进水口之间箱涵进行过滤式降水井施工,阻绝污水流入,再于结构进水口进行气囊封堵｡

1.3新型五段式止水螺杆高效止水技术

内墙施工加固采用新型五段式止水螺杆[15],两端的螺纹加固拉杆可再次拆分,对结构防水效果有良好的提升｡五段式拆卸重复使用率更高,降低施工造价｡针对螺杆洞口采用3种不同颜色的聚氨酯防水涂膜涂刷,可防止漏刷,避免降低防水要求｡

2、工程方案

2.1拆除工程

2.1.1结构拆除总体要求

1)按照专项施工方案设计选定的机械设备及吊装方案进行施工,严禁超载作业或任意扩大使用范围,供机械设备使用的场地必须保证足够的承载力,确保机械设备具备不发生塌陷､倾覆的工作面｡作业中,机械的回转和行走动作不得同时进行｡

2)拆除程序应从上至下､逐层逐段进行,应先拆除非承重结构,再拆除承重结构｡

3)在拆除钢屋架时,必须采用绳索将其控牢,待起重机吊稳后,方可进行气焊切割作业｡在吊运过程中,应采取辅助措施使被吊物处于稳定状态｡

4)在拆除施工过程中,必须由专门人员负责随时监测被拆除建筑的结构状态,发现有不稳定状态的趋势时,应立即停止作业,并采取有效措施,消除隐患｡

2.1.2结构拆除技术

上部结构拆除主要采用机械拆除,下部结构拆除主要采用绳锯切割｡为保护外壁及底板,不采取爆破及大型机械破除方式,优先选择绳锯及碟锯施工｡污水处理厂内,为避免污水对结构的腐蚀,结构壁板厚度通常较厚,蝶锯施工对于较厚结构不利,最终选择绳锯切割,切割方向自由,不受被切割体大小､形状､切割深度的限制,对于异形墙施工也不存在弊端｡以3m×1.5m为面积单位对内墙进行分块,使用钢管搭设内架作业平台｡绳锯切割拆除由上至下,顶部使用切割机切槽,下部使用硬质合金冲击钻进行开孔,以此2点作为绳锯穿绳点,两侧同时施工,垂直施工3m后,撤除一台机械进行水平切割,逐块吊装移除｡

考虑拆除及池内排水对结构自重影响大,拆除作业对结构水平位移存在影响,在绳锯切割作业的同时采用SW-LDS纳米级激光测距进行监测｡沉井锁口梁区域设置监测反射板,于周边稳定结构设置激光测距仪,对池体的水平及垂直位移进行网络实时反馈报警,以此反映抗浮､位移情况,确保施工的安全可靠｡

下部结构在绳锯施工大面后,为保证池壁和底板的完整性,避免水体渗漏,应采取人工拆除作业｡

1)应逐层拆除,分段进行,不得垂直交叉作业｡

2)人工拆除建筑墙体时,严禁推倒等野蛮施工｡

3)拆除柱子时,应沿柱子底部别凿出钢筋｡再采用气焊切割柱子的三面钢筋,保留牵引方向正面的钢筋｡

4)拆除原用于有毒有害､可燃气体的管道及容器时,必须查清其残留物的种类､化学性质及残留量,采取相应措施后,方可进行拆除作业,以确保拆除人员的安全｡

5)现状泵房内部隔墙凿除时,钢筋全部截断,断面须平齐,不得起弯或出现马蹄形｡

6)凿除时需要轻凿,注意保护现状外圈井壁及底板不受损坏｡

2.2进水管道封堵

城镇污水处理厂利旧改造项目,抽排内部污水是关键也是难题｡位于提升泵房处的污水为未处理污水,毒害性､腐蚀性强,直接接触易产生生化伤害｡管道阀门及球阀长期受污水腐蚀多数情况下已经失效,需要有效的封堵方式｡项目最终采用前端闸门预封堵+气囊封堵+过滤式降水井抽排的复合封堵方法切断水源｡先从前端对闸门进行合闸,由于年久的老化加上长期的污水腐蚀,合闸后无法起到100%的截断效果,在关闸阻水的同时,于泵房进水管道区域进行降水井施工,对于溢流污水进行引流､抽排,抽排同时需要过滤大粒径污染物｡

当抽排及阀门阻水达到初步效果,整体水位低于泵房进水口标高后,进行出口物理封堵,进水口箱涵下部砌砖,内部放置填充气囊,以阻绝污水､有毒有害物质源｡

2.3下部结构施工

2.3.1操作架及通道施工

在操作架及通道搭设完成前,采用玻璃钢护笼爬梯外覆安全网上挂防坠器作为上下人通道｡操作架采用⌀48mm×3mm钢管,设置要求步距1.8m､跨距1.5m､横距0.8m,抛撑两步三跨｡架体如图1所示｡

图1架体立面

通过支撑架进一步完成钢筋割除及外壁剩余部位破除,对建筑垃圾清运后,全面进入结构施工阶段｡

2.3.2利旧维护施工

利用未拆除底板及外壁进行利旧结构施工｡现状外圈井内侧加150mm厚的C35细石混凝土做保护层,现状泵房底板铺填100mm厚的C35细石混凝土做保护层｡其中⌀16mm@150mm单层双向钢筋网植入板深度320mm｡

2.3.3结构施工

对于新建结构施工,需要特别注意预留预埋位置,杜绝后期开洞以减弱渗漏风险;对预留洞口标高及大小严格复核控制,在污水处理厂内,细微的结构误差都有可能影响到整体工艺效果,结构施工必须提高精度;对于大型异形结构,采用钢筋作为主楞,在满足加固强度的情况下,也能实现良好的异形结构成品效果｡污水厂存在诸多中大型套管预埋,套管周边有加强梁施工,为保证钢筋施工观感及成品质量,可对套管周边先进行环梁施工,再对套管及环梁整体吊装至对应位置｡

2.4设备安装调试及防腐防水施工

设备采用吊装施工,设备选型严格遵循工艺生化反应速率进行比选,从菌种培育时间合理购置提升泵及格栅设备,最大限度提高利用率,绿色环保节能减排｡

内墙施工加固采用新型五段式止水螺杆,止水环的螺杆加固,避免了后期的渗漏问题,两端的螺纹加固拉杆可再次拆分,针对螺杆洞口采用3种不同颜色的聚氨酯防水涂膜涂刷,可防止漏刷,同时可增加美观度｡首先将孔眼扩成喇叭形,深度50mm;用水冲洗湿润,用1∶1膨胀水泥砂浆封堵50mm,捣实与墙面抹平,堵后淋水养护3d,墙体干燥后,用聚氨酯防水涂膜刷在螺栓孔处,为防止漏刷,涂刷3种不同颜色聚氨酯,第1遍为白色,第2遍采用红色涂刷,第3遍采用黑色涂刷,形状为直径150､130､110mm的圆形｡

墙体施工完成后,进行高分子防腐涂料涂刷｡因污水处理厂防腐要求高,涂料应随配随用,2次涂刷,方向垂直交错｡设备安装及管道连接如图2､图3所示｡

图2设备安装

图3管道连接

采用污水处理系统沉井式进水泵房利旧改造技术,可省去结构支护施工,进度加快40%;根据现场地勘情况,预计支护桩施工1.5万元/根,节省70根｡省去大部分外壁及底板钢筋混凝土结构施工原料,预计节省25万元｡节省上述工序预计节省工期50d和现场每日成本约3万元/d,节省工期成本及人工费约150万元,共计产生经济效益约350万元｡

同时,保留原有池体外壁结构及底板,起到支护及止水作用,整体的池壁相较于支护桩施工,整体性更强,更加稳固安全;在内部污水被清理､结构被拆除的情况下,结构自重大大减小,再进行降水井施工,对地下水进行抽排以使得结构满足抗浮要求｡通过利旧改造理念,充分发挥原沉井式进水泵房在改扩建工程中的作用,其支护､止水和节能作用能够兼容各类既有建筑的改扩建工程,达到绿色高效施工的目的｡

3、结语

本项目采用污水处理系统沉井式进水泵房利旧改造技术:提出了池体结构多维度结合封堵技术,从进水口､箱涵内､前端闸门口各位置多维度封堵,解决了封堵难度大的难题;提出了无损拆除下基坑免支护技术,保留外壁及底板结构,免除拆除施工工序､支护结构施工工序及底板与外墙大体积结构施工,解决了传统技术在拆除基坑时,施工周期长､成本高､对周围环境造成较大影响的问题;提出了新型五段式止水螺杆高效止水技术,解决了传统三段式止水螺杆在施工和拆除过程中较为烦琐,且止水效果往往难以持久稳定的难题｡项目工期缩短并提前通水,对辐射水域水质及空气环境有重大改善,通过无损拆除施工,采用绳锯及人工破除,降尘降噪,符合高标准绿色施工要求｡

参考文献:

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