专业知识培训课件水务工程篇Word文档格式.docx
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主要有平流沉砂池、曝气沉砂池（现代常用形式）、旋流沉砂池等类。
3
曝气池
主要功能是不断地把空气打入水中，或利用机械搅拌作用使空气中的氧溶入水中，是活性污泥法进行污水处理的主要构筑物。
主要由池体、曝气系统和进出水口三个部分组成。
池体一般用钢筋混凝土筑成，平面形状有长方形、方形和圆形等。
4
沉淀池
主要功能是应用沉淀作用去除水中悬浮物的一种构筑物。
池内水流方向可分为：
（1）平流式：
由进、出水口、水流部分和污泥斗三个部分组成；
（2）竖流式：
结构形式多为圆形或方形，池占地面积小，但深度大，池底为锥形，施工较困难；
（3）辐流式：
平面多为圆形，也有方形的。
3水处理工艺及流程
3.1污水处理技术
3.1.1污水处理方法
目前所有污水厂中污水处理方法较为统一，常用处理方法有：
物理处理法、化学处理法、生物处理法。
污水处理程度分级及常用方法：
污水处理根据处理程度可分为一级处理、二级处理、三级处理（深度处理）。
其中一级处理常用方法有重力分离法、阻力截留法、稀释法、中和法。
常用构筑物为粗格栅、细格栅、沉砂池、初级沉淀池。
二级处理方法有气浮法、混凝法、萃取法、氧化还原法、电解法、生物法、吹脱法、汽提法。
现在一般采用工艺为生物法，即对经过一级处理后的污水进行生化处理，常用构筑物为生物反应池、二次沉淀池。
三级处理又叫深度处理主要用于污水资源化，就是将污水进行处理后进行回用方法。
常用方法为吸附法、膜分离。
其中膜分离法又可按作用原理的不同分为超过滤、电电渗析和反渗透三种方法。
3.1.2污水处理的典型流程
对于城市废水有相对典型的处理流程，一般包括如图1-1所示的几个主要单元过程。
图1-1城市废水处理的典型流程
3.2生物处理方法
污水的生物处理方法是利用生物的新陈代谢作用，对污水中的污染物质进行转化和稳定、使之无害化的处理方法。
主要方法有活性污泥法、生物膜法两种。
3.2.1活性污泥法
活性污泥法的实质是以存在于污水中的有机物作为培养基，在有氧的条件下，对各种微生物群体进行混合连续培养，通过凝聚、吸附、氧化分解、沉淀等过程去除有机物的一种方法。
主要构筑物是曝气池和二次沉淀池。
⑴处理原理
活性污泥法就是以活性污泥为主体的生物处理方法，它的基本处理工艺如图1-2所示。
图1-2活性污泥法基本流程
⑵活性污泥法的基本组成
活性污泥法主要由曝气池、二沉池、污泥回流系统、剩余污泥排放系统、供氧系统等组成。
其中常用的处理法有两种：
两级活性污泥法（AB法）、SBR（序批式间歇活性污泥法）。
两种活性污泥法工艺流程详见图1-3AB法的工艺流程、图1-4SBR一个运营周期内的操作过程图1-5处理生活污水的三池SBR系统。
图1-3AB法的工艺流程
图1-4SBR一个运行周期内的操作过程
图1-5处理生活污水的三池SBR系统
3.2.2生物膜法
生物膜法是污水好氧生物处理法的另一种方法，常用的构筑物有生物滤池、生物转盘和生物接触氧化池等。
3.3污泥的处理流程
⑴污泥处理基本流程
污水厂污泥处置的一般流程如图1-6所示。
图1-6污泥处置一般流程
目前国内污水厂污泥浓缩的方法主要有重力浓缩法和气浮浓缩法；
污泥脱水通常采用机械脱水，方法有真空过滤法、压滤法和离心法真空过滤。
4水务工程试运行
给水与污水处理构筑物和设备安装、试验、验收完成后、正式运行前，必须进行全厂试运行。
4.1主要工作内容
⑴检验、试验和监视运行，设备首次启动，以试验为主，通过试验掌握运行性能。
⑵按规定全面详细记录试验情况，整理成技术资料。
⑶试运行资料，交工程鉴定、验收、交接等方面进行正确评估并建立档案。
4.2试运行基本流程
单机试车→设备机组充水试验→设备机组空载试运行→设备机组负载试运行→设备机组自动开停机试运行。
第二章主要分部工程施工要点
1地基与基础工程
1.1地基施工要点
⑴地基加固工程，应在正式施工前进行试验段施工，论证设定的施工参数及加固效果。
为验证加固效果所进行的载荷试验，其施加载荷应不低于设计载荷的2倍。
⑵对灰土地基、砂和砂石地基、土工合成材料地基、粉煤灰地基、强夯地基、注浆地基、预压地基，其竣工后的结果（地基强度或承载力）必须达到设计要求的标准。
检验数量，每单位工程不应少于3点，1000m2以上工程，每100m2至少应有1点，3000m2以上工程，每300m2至少应有1点。
每一独立基础下至少应有1点，基槽每20延米应有1点。
⑶对水泥土搅拌桩复合地基、高压喷射注浆桩复合地基、砂桩地基、振冲桩复合地基、土和灰土挤密桩复合地基、水泥粉煤灰碎石桩复合地基及夯实水泥土桩复合地基，其承载力检验，数量为总数的0.5%～1%，但不应少于3处。
有单桩强度检验要求时，数量为总数的0.5%～1%，但不应少于3根。
1.2桩基础施工要点
水务工程最常用桩基础为预应力混凝土管桩基础，下面介绍预应力混凝土管桩施工要点：
⑴试桩
在管桩设计前，应按下列要求进行试桩：
①设计等级为甲级和乙级的管桩桩基工程，单桩竖向承载力应根据单桩竖向静载荷试桩确定；
②对于主要承受水平力的管桩，单桩水平承载力应根据单桩水平静载荷试验确定；
③对于承受抗拔力的管桩，单桩抗拔承载力应根据单桩抗拔静载荷试验确定。
⑵沉桩
管桩沉桩分锤击法沉桩和静压法沉桩。
①锤击法沉桩施工要点
a.按锤击应力控制时，锤击应力不得大于混凝土抗压强度设计值，锤击拉应力不得大于混凝土抗拉强度标准值与混凝土有效预压应力之和的1.3倍；
b.按总锤击数控制时，在合理选锤的情况下，任一单桩的总锤击数：
PHC桩不宜超过2500、PC桩不宜超过2000，最后1m的锤击数：
PHC桩不宜超过300、PC桩不宜超过250；
c.桩帽和送桩器宇管桩周围的间隙应为5mm～10mm；
桩锤与桩帽、桩帽或送桩器与桩顶之间应加设弹性衬垫，衬垫厚度应均匀，且经锤击压实后的厚度不宜小于120mm；
在打桩期间应经常检查，及时更换和补充；
d.桩帽和送桩器应与管桩匹配做成圆筒形，并应有足够的强度、刚度和耐打性；
e.应采取管桩内腔排气、排水措施及涌土处理。
②静压法沉桩施工要点
采用顶压式桩机时，桩帽或送桩器与桩之间应加设弹性衬垫；
采用抱压式桩机时，夹具应避开桩身两侧合缝位置，桩身允许抱压压桩力宜根据当地工程设计经验确定。
③沉桩应确保桩锤、桩帽或送桩器与桩身在同一轴线上，第一节管桩插入地面时的垂直度偏差不得超过0.3%。
④沉桩过程中，应经常观测桩身的垂直度，桩身垂直度偏差不得超过0.5%。
当桩尖进入较硬土层后，严禁用移动桩架等强行回扳的方法纠偏。
⑤每根桩应一次性连续打（压）到底，接桩、送桩应连续进行，尽量减少中间停歇时间。
⑥沉桩过程中，出现贯入度反常、桩身倾斜、位移、桩身或桩顶破损等异常情况时，应停止沉桩，待查明原因并进行必要的处理后，方可继续进行施工。
⑦施工过程中，严格执行旁站制度。
⑶接桩与焊接
①桩需要接长时，其入土部分桩段的桩头宜高出地面0.5～1.0m；
②下节桩的桩头处宜设导向箍以方便上节桩就位。
接桩时上下节桩段应保持顺直，错位偏差不宜大于2mm；
③桩对接前，上下端板表面应用铁刷子清刷干净，坡口处应刷至露出金属光泽，上下节桩之间的间隙，应用铁板填实焊牢；
④接桩采用钢端板焊接法，焊接除应符合现行行业标准《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18）的有关规定外，尚应符合下列规定：
a.焊接材料的型号、质量应符合设计要求并附有出厂合格证明书、复试报告；
b.焊接时宜先在坡口周围上对称点焊4～6点，待上下桩节固定后再分层施焊，施焊宜由两个焊工对称进行；
c.焊接层数不得少于二层，内层焊必须清理干净后方能进行施焊外一层；
焊缝应饱满连续，不得有任何裂缝或缺焊等；
d.应在焊接好的接头自然冷却后才可继续沉桩，冷却时间不宜少于8min。
2主体工程
2.1现浇（预应力）混凝土水池施工技术
2.1.1施工方案与流程
⑴施工方案
内容：
结构形式、材料与配比、施工工艺及流程、模板及支架设计、钢筋加工安装、混凝土施工、预应力施工等。
⑵整体式现浇钢筋混凝土池体结构施工流程
测量定位→土方开挖及地基处理→垫层施工→防水层施工→底板浇筑→池壁及柱浇筑→顶板浇筑→功能性试验
⑶单元组合式现浇钢筋混凝土水池工艺流程
土方开挖及地基处理→中心柱浇筑→池底防渗层施工→浇筑池底混凝土垫层→池内防水施工→池壁分块浇筑→底板分块浇筑→底板嵌缝→池壁防水施工→功能性试验
2.1.2施工技术要点
⑴模板、支架施工
①满足浇筑混凝土时的承载力、刚度和稳定性要求，且安装牢固。
②安装位置正确、拼缝紧密不漏浆；
对拉螺栓、垫块等安装稳固；
模板上的预埋件、预留孔洞不得遗漏，且安装牢固；
安装池壁最下一层模板时，在适当位置预留清扫窗口。
浇筑混凝土前，模板内部清扫干净，检验合格后将窗口封闭。
③采用穿墙螺栓时，选用两端能拆卸或在拆模板时可拔出的螺栓。
对跨度≮4m的现浇钢筋混凝土梁、板，模板起拱高度宜为跨度的1/1000～3/1000。
④池壁模板应设置确保墙体直顺和防止浇筑混凝土时模板倾覆的（支撑）装置。
⑤固定在模板上的预埋管、预埋件安装牢固，位置准确。
安装前应清除铁锈和油污，安装后应作标志。
⑥池壁与顶板连续施工时，池壁内模立柱不得同时作为顶板模板立柱。
顶板支架的斜杆或横向连杆不得与池壁模板的杆件相连接。
池壁模板可先安装一侧，绑完钢筋后，另一侧模板：
分层安装或一次安装到顶而分层预留操作窗口。
⑵止水带安装
①塑料或橡胶止水带：
a.形状、尺寸及其材质的物理性能符合设计要求，且无裂纹，无气泡。
b.接头热接，不得叠接；
接缝平整牢固，不得有裂口、脱胶现象；
c.T字、十字和Y字接头，应在工厂加工成型。
②金属止水带：
a.平整、尺寸准确，清除表面铁锈、油污，不得有砂眼、钉孔。
b.接头依厚度可折叠咬接或搭接；
搭接长度≮20mm；
必须双面焊接。
c.在伸缩缝中的部分涂防锈和防腐涂料。
③止水带安装：
d.橡胶止水带加固装置的制作：
先截取两根各3m长30*3角钢，6根300mm长30*3角钢，将300mm长角钢分别焊于每根3m，焊接间距为1.5m。
将焊接完成的焊件通过Φ8钢筋（或根据橡胶止水带厚度确定）焊接在一起，共焊接两处，分别为端头处及距离端头100mm处。
e.橡胶止水带安装加固：
先将橡胶止水带放入池壁内，再将橡胶止水带放入加固完成的固定装置中，使角钢底部正好位于橡胶止水带中间位置，在300mm角钢顶部通过Φ12钢筋焊接固定于两侧钢筋上，使橡胶止水带中部正好位于浇筑混凝土顶面处，焊接完成后在通长的角钢上焊接Φ12钢筋与池壁钢筋焊接牢固。
⑶钢筋施工
①进场复试，合格后方可使用。
②根据设计保护层厚度、钢筋级别、直径和弯钩要求确定下料长度并编制钢筋下料表。
③钢筋连接方式：
根据钢筋直径、钢材、现场条件确定钢筋连接的方式。
主要采取绑扎、焊接、机械连接方式。
④加工及安装应满足《给水排水构筑物施工及验收规范》等标准规定和设计要求。
⑤钢筋安装质量检验应在混凝土浇筑之前对安装完毕的钢筋进行隐蔽验收。
⑷无粘结预应力施工
①无粘结预应力张拉
a.预应力筋长度＜25m时，宜采用一端张拉；
长度＞25m＜50m时，宜采用两端张拉；
＞50m时，宜采用分段张拉和锚固；
b.安装张拉设备时，张拉力作用线：
与（直线）预应力筋中心重合；
与（曲线）预应力筋中心线末端（切线方向）重合。
②封锚要求
a.凸出式锚固端锚具的保护层厚度不应小于50mm；
b.外露预应力筋的保护层厚度不应小于50mm；
c.封锚混凝土强度等级不得低于相应结构混凝土强度等级，且不得低于C40。
⑸混凝土施工
①钢筋（预应力）混凝土水池（构筑物）是给水排水厂站工程施工控制的重点。
对于结构混凝土外观质量、内在质量有较高的要求，设计上有抗冻、抗渗、抗裂要求。
对此，混凝土施工必须从原材料、配合比、混凝土供应、浇筑、养护各环节加以控制，以确保实现设计的使用功能。
②混凝土施工、验收和试验严格按《给水排水构筑物施工及验收规范》等规范规定和设计要求执行。
③混凝土浇筑后应加遮盖洒水养护，保持湿润并不应少于14d。
洒水养护至达到规范规定的强度。
⑹模板及支架拆除
a.应按模板支架设计方案、程序进行拆除。
b.采用整体模板时，侧模板应在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆除模板而受损坏时，方可拆除；
底模板应（根据构件类型与构件跨度）在与结构同条件养护的混凝土试块达到图纸或规范规定强度，方可拆除。
c.模板及支架拆除时，应划定安全范围，设专人指挥和值守。
2.2装配式预应力混凝土水池施工技术
2.2.1预制构件吊运安装
⑴构件吊装方案
①工程概况包括施工环境、工程特点、规模、构件种类数量、最大构件自重、吊距以及设计要求、质量标准。
②主要技术措施，包括吊装前环境、材料机具与人员组织等准备工作、吊装程序和方法、构件稳固措施，不同气候施工措施等。
③吊装进度计划。
④质量安全保证措施，包括管理人员职责，检测监控手段，发现不合格的处理措施以及吊装作业记录表格等安全措施。
⑤环保、文明施工等保证措施。
⑵预制构件安装
①安装前复验合格。
柱、梁及壁板等构件应标注中心线，并在杯槽、杯口上标出中心线。
壁板安装前应将不同类别的壁板按预定位置顺序编号。
壁板两侧面宜凿毛，将浮渣、松动的混凝土等冲洗干净，杯口内杂物清理干净，界面处理满足安装要求。
②按设计位置起吊构件，曲梁宜采用三点吊装。
吊绳与构件平面的交角≮45°
；
否则进行强度验算。
就位后临时固定，曲梁在梁的跨中临时支撑，待上部混凝土达到设计强度的70%及以上时，方可拆除。
构件安装的轴线位置及高程校正后焊接或浇筑接头混凝土。
③壁板安装位置准确、牢固，不应出现扭曲、损坏、明显错台等现象。
相邻板湿接缝及杯口填充部位混凝土应密实。
池顶面高程和平整度满足设备安装及运行的精度要求。
2.2.2现浇壁板缝混凝土
⑴模板安装：
内模一次安装到顶；
外模分段随浇随支，分段支模高度不超过1.5m；
⑵浇筑前：
接缝的壁板表面应洒水保持湿润，模内应洁净；
⑶混凝土强度：
符合设计规定，无规定时，应提高一级；
⑷浇筑时间：
根据气温和混凝土温度，在壁板间缝宽较大时；
⑸混凝土如有离析现象，应进行二次拌合；
⑹分层浇筑厚度：
不宜超过250mm；
⑺水泥：
宜采取微膨胀和快速水泥。
2.2.3绕丝预应力施工
⑴环向缠绕预应力钢丝
①准备工作
a.预应力钢丝材料、锚具和张拉设备符合设计要求；
b.缠丝施加预应力前，应先清除池壁外表面的混凝土浮粒、污物，壁板外侧接缝处宜采用水泥砂浆抹平压光，洒水养护；
c.施加预应力前，应在池壁上标记预应力钢丝、钢筋的位置和次序号。
②缠绕钢丝施工
a.钢丝接头密排绑扎牢固，搭接长度≮250mm；
b.由池壁顶向下进行缠绕，第一圈距池顶的距离应按设计要求或按缠丝机性能确定，并≯500mm；
c.池壁两端（顶端和底端）不能用绕丝机缠绕的部位，应在附近局部加密或改用电热张拉；
d.缠丝前在池壁周围，设置防护栏杆；
已缠绕的钢丝，不得用尖硬或重物撞击；
e.施加预应力时，每缠一盘钢丝应测定一次钢丝应力，并应按规范GB50141附录表C.0.2的规定作记录
⑵电热张拉施工
a.张拉前，应根据电工、热工等参数计算伸长值，并应取一环作试张拉，进行验证；
b.预应力筋的弹性模量应由试验确定；
c.张拉（机具）可采用螺丝端杆，墩粗头插U形垫板，帮条锚具U形垫板或其他锚具。
②张拉作业
a.张拉顺序：
设计无要求时，由池顶开始逐环向下；
b.与锚固肋相交处的钢筋应有良好的绝缘处理；
c.端杆螺栓接电源处应除锈，并保持接触紧密；
d.通电前测定钢筋初应力，张拉端应刻划伸长标记；
e.通电后进行机、具、设备、线路绝缘检查，测定电流、电压及通电时间；
f.电热温度不应超过350℃；
g.张拉过程中、用木锤连续敲打各段钢筋。
③预应力钢丝用绕丝机连续缠绕于池壁的外表面，预应力钢丝的端头用锲形锚具锚固在沿池壁四周特别的锚固槽内。
⑶喷射水泥砂浆保护层施工
a.施工条件：
水池满水试验后，满水状况下施工。
b.喷浆前必须对池外壁油、污进行清理、检验。
c.水泥砂浆配合比应符合设计要求，所用砂子最大粒径不得大于5mm，细度模量2.3～3.7为宜。
d.正式喷浆前应先作试喷，对水压及砂浆用水量调试，以喷射的砂浆不出现干斑和流淌为宜。
②喷射作业
a.喷射机罐内压力0.5MPa，输送干拌料管径≮25mm，管长适度。
水压稳定，喷射时谨慎控制供水量。
b.喷射距离以砂子回弹量少为宜，斜面喷射角度≯15°
。
水池上端往下进行，连环式喷射，随时控制喷射均匀平整，厚度满足设计要求。
c.施工环境条件：
气温高于15℃，六级（含）以上大风、降雨、冰冻时不得施工。
d.一般条件下，喷射水泥砂浆保护层厚50mm。
e.隐蔽验收：
下一工序前，检查外观和粘结情况。
f.养护：
遮盖、保持湿润不少于14d。
2.3沉井施工技术
2.3.1沉井的施工
旱地时，沉井可就地制造、挖土下沉、封底、充填井孔以及浇筑顶板，参见图2-1。
在这种情况下，一般较容易施工。
图2-1沉井施工顺序图
a）制造第一节沉井；
b）抽垫木、挖土下沉；
c）沉井接高下沉；
d）封底
1-井壁；
2-凹槽；
3-刃脚；
4-承垫木；
5-素混凝土封底
⑴整平场地
如天然地面土质较好，只需将地面杂物清掉整平地面，就可在其上制造沉井，如为了减小沉井的下沉深度也可在基础位置处挖一浅坑，在坑底制造沉井下沉，坑底应高出地下水位0.5～1.0m。
如土质松软，应整平夯实或换土夯实。
在一般情况下，应在整平场地上铺上不小于0.5m厚的砂或砂砾层。
⑵制造第一节沉井
图2-2沉井刃脚立模
1-内模；
2-外模；
3-立柱；
4-角钢；
5-垫木；
6-砂垫层
由于沉井自重较大，刃脚踏面尺寸较小，应力集中，场地土往往承受不了这样大的压力。
所以在整平的场地上应在刃脚踏面位置处对称地铺满一层垫木（可用200×
200mm的方木）以加大支承面积，使沉井重量在垫木下产生的压应力不大于100kPa。
垫木的布置应考虑抽除垫木方便（有时可用素混凝土垫层代替垫木）。
然后在刃脚位置处放上刃脚角钢，竖立内模，绑扎钢筋，立外模，最后浇灌第一节沉井混凝土。
⑶拆模及抽垫
沉井混凝土达到设计强度的70%时可拆除模板，强度达设计强度后才能抽撤垫木。
抽撤垫木应按一定的顺序进行，以免引起沉井开裂、移动或倾斜。
其顺序是：
撤除内隔墙下的垫木，再撤沉井短边下的垫木，最后撤长边下的垫木。
拆长边下的垫木时，以定位垫木（最后抽撤的垫木）为中心，对称地由远到近拆除，最后的拆除定位垫木。
注意在抽垫木过程中，抽除一根垫木应立即用砂回填进去进行捣实。
原则：
分区、依次、对称、同步。
⑷挖土下沉
沉井下沉应具有一定强度，第一节混凝土达到设计强度的100%，其上一节达到70%后，方可开始下沉。
沉井下沉施工可分为排水下沉和不排水下沉。
排水下沉：
当沉井穿过的土层较稳定，不会因排水而产生大量流砂时，可采用排水下沉。
土的挖除可采用人工挖土或机械除土，排水下沉常用人工挖土，它适用于土层渗水量不大且排水时不会产生涌土或流砂的情况；
人工挖土可使沉井均匀下沉和清除井下障碍物，但应采取措施，确实保证施工安全。
排水下沉时，有时也用机械除土。
不排水下沉：
一般都采用机械除土，挖土工具可以是抓土斗或水力吸泥机，如土质较硬，水力吸泥机需配以水枪射水将土冲松。
由于吸泥机是将水和土一起吸出井外，故需经常向井内加水维持井内水位高出井外水位1～2m，以免发生涌土或流砂现象。
⑸接高沉井
第一节沉井顶面下沉至距地面还剩1m～2m时，应停止挖土，接筑第二节沉井。
接筑前应使第一节沉井位置正直，凿毛顶面，然后立模浇筑混凝土。
待混凝土强度达设计要求后，再拆模继续挖土下沉。
⑹沉井封底
当沉井下沉至距设计标高0.1m时，即停止井内抽水，使沉井依靠自重下沉至设计或接近设计标高，再经过2~3d下沉稳定，或经观测在8h内累计下沉量不大于10mm时，即可进行清基封底。
清基时应根据井内泥面高程确定每层的清基深度，清基应分层进行，每层厚度一般不要超过500mm。
清基标准：
①沉井井孔内在靠井壁周围的垂线上，基底面不应高出刃脚高程0.5米，在井孔内基底面略形成锅底状，低于刃脚不宜超过0.5米。
②隔墙下净空不得少于０.4米。
③刃脚斜面外露长度不宜小于1.4米。
④沉井刃脚高程与设计高程的偏差不得超过100mm。
然后采用内排水封底（干封底），将新老混凝土接触面冲刷干净或打毛，对井底进行修整使成锅底形，由刃脚向井中心呈放射形挖排水沟，再在排水沟上填以卵石作成滤水暗沟，根据沉井内径的大小和涌水量设置多个或一个集水坑。
在集水坑内设置一个抽水滤鼓（滤鼓顶面比底板顶面低约200mm），将潜水泵置于滤鼓内排水以便铺一层150～500mm厚碎石层，碎石层上浇一层厚约100mm的混凝土垫层，侍垫层达到约50%强度后即可进行钢筋绑扎和混凝土浇筑，混凝土浇筑时由四周向中间推进。
待混凝土达到70%强度后，对集水坑逐个停止抽水，逐个封堵。
2.3.2沉井施工中的监测
为了保证沉井均匀下沉，测量监控十分重要。
尤其对于平面尺寸大或深度大的沉井更为关键。
沉井施工过程中监测要点包括：
⑴在挖土时，随时观测垂直度，发现倾时，立即进行纠正；
⑵沉井下沉时应加强位置、垂度和标高的观测
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