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        V型濾池濾板和濾頭安裝關(guān)鍵技術(shù)研究

        2013-08-08 06:17:50張曉平
        中國科技信息 2013年15期
        關(guān)鍵詞:濾板濾池沖洗

        張曉平

        上海市自來水市南有限公司,上海 200002

        引言

        V型濾池是氣水沖洗快濾池的一種,因其進(jìn)水槽形狀呈V字形而得名,也叫均粒濾料濾池(其濾料采用了均質(zhì)砂濾料),它是法國得利滿(Degremont)公司研究、開發(fā)的采用氣水反沖洗技術(shù)的池型,目前我國的大中型凈水廠較多應(yīng)用此種池型。

        V型濾池有反沖洗頻率低,效果好,反沖洗用水量少,濾后水水質(zhì)好等多重優(yōu)點,是近年來主流的濾池型式。V型濾池的反沖洗采用氣水反沖+表面掃洗的方式,反沖洗配水配氣的均勻性是決定反沖效果的關(guān)鍵因素,配水配氣均勻性取決于中濾板和濾頭的安裝質(zhì)量以及濾板安裝的平整程度。

        本文以上海市某20萬m3/d新建水廠的濾池反沖洗系統(tǒng)安裝施工為例,細(xì)致研究了V型濾池施工過程中濾頭濾板制作安裝的關(guān)鍵技術(shù),提出需關(guān)注的問題和解決辦法,避免返工現(xiàn)象,確保工程質(zhì)量。

        1 濾板和濾頭安裝關(guān)鍵技術(shù)

        目前國內(nèi)濾頭和濾板安裝大致可分成兩種方式:

        (1)預(yù)制濾板安裝。濾板采用預(yù)制,濾頭安裝在分塊的濾板上,這種方式預(yù)制濾板的制作平整度及安裝質(zhì)量是決定配水配氣系統(tǒng)施工質(zhì)量的關(guān)鍵。

        (2)現(xiàn)澆濾板安裝。濾板為現(xiàn)澆,現(xiàn)澆濾板安裝有高度可調(diào)的長柄濾頭,可以有效保證濾頭安裝高度的誤差在允許的范圍內(nèi)。

        目前國內(nèi)較多采用預(yù)制濾板安裝,預(yù)制濾板的安裝步驟見圖1。

        圖1 濾板的安裝施工程序

        濾板和濾頭的安裝需遵循嚴(yán)格的安裝步驟,每一步均需認(rèn)真完成,否則會影響到后續(xù)工作的進(jìn)展。本文對預(yù)制濾板的安裝關(guān)鍵要點進(jìn)行了研究總結(jié)。

        1.1 濾板安裝前濾池主體結(jié)構(gòu)精度的檢查

        濾池部分關(guān)鍵部位的施工精度對濾板和濾頭安裝成功與否至關(guān)重要。在濾板和濾頭安裝前,需仔細(xì)檢查,如主體結(jié)構(gòu)未滿足精度要求,需及時整改,否則待濾板安裝后再返工耗時耗力。

        (1) 濾板濾頭底部配水配氣孔施工精度非常關(guān)鍵

        V型濾池配水配氣系統(tǒng)運行的好壞與配水配氣渠道下部的配水配氣孔的施工精度關(guān)系密切。為保證配氣配水系統(tǒng)的正常運行,配水配氣孔施工過程必須嚴(yán)格把關(guān),孔的尺寸及高度必須保證嚴(yán)格按照圖紙施工。配氣孔預(yù)埋件與池體混凝土必須保證結(jié)合緊密,否則會出現(xiàn)漏氣的現(xiàn)象。圖2為本工程在施工過程中發(fā)生的由于配氣孔高程誤差導(dǎo)致配氣不均勻的現(xiàn)象,在均勻性試驗過程中給予發(fā)現(xiàn),最終檢查出配氣管高程相差10mm,遠(yuǎn)高于2mm的精度要求。

        圖2 配氣管高程誤差過大導(dǎo)致曝氣不均勻

        (2)濾梁的施工質(zhì)量會影響濾板的水平進(jìn)而影響配氣系統(tǒng)的均勻性。

        濾梁在濾池主體結(jié)構(gòu)澆筑完畢后進(jìn)行二次澆筑完成,濾梁是濾板的支撐結(jié)構(gòu),因此濾梁的平整度會嚴(yán)重影響濾板的水平度。因此在濾梁施工中必須保證:

        a)澆筑過程中保證邊界完整,不出現(xiàn)跑?,F(xiàn)象。

        b)保證濾梁上部的水平度,根據(jù)本工程經(jīng)驗,濾梁上部的高差應(yīng)控制在3mm以內(nèi),如果誤差過大,可以在濾梁上部抹水泥砂漿時進(jìn)行修正。

        (3) 濾梁上預(yù)埋螺桿的精度控制

        濾梁上彎鉤螺桿預(yù)埋應(yīng)精確,否則會影響濾板安裝到位,還會影響到螺桿上壓塊的安裝,濾板上濾頭間間距較小,精度不高時螺桿上壓塊會碰到濾頭。

        圖3 濾板下濾梁及其預(yù)埋螺栓

        1.2 預(yù)制濾板的制作

        預(yù)制濾板的制作需關(guān)注以下三方面的問題:

        (1)預(yù)制濾板澆筑

        在濾板澆筑的過程,應(yīng)保證鋼模具良好的透氣性,否則會影響混凝土養(yǎng)護(hù)過程中的氣體排出,最終導(dǎo)致濾板表面產(chǎn)生氣泡或者麻面。

        (2)預(yù)制濾板脫模

        預(yù)制濾板脫模是保證濾板質(zhì)量的重要一步。脫模時,要避免濾板表面被拉傷的現(xiàn)象出現(xiàn),否則會影響濾板的平整度。

        濾板脫模時出現(xiàn)拉傷等現(xiàn)象,常見原因可分為以下幾個方面:

        a)濾板上的脫模劑被破壞,這一般是因為混凝土振搗時間過長引起的。

        b)混凝土養(yǎng)護(hù)時間不夠,強(qiáng)度不足,導(dǎo)致脫模時被拉傷。

        c)脫模劑的選擇、配比、涂抹沒有按照規(guī)定進(jìn)行。

        (3)預(yù)制濾板養(yǎng)護(hù)

        濾板的養(yǎng)護(hù)過程往往被忽視,但養(yǎng)護(hù)不當(dāng),有可能會使濾板出現(xiàn)破損、彎曲和龜裂等現(xiàn)象。為保證濾板質(zhì)量,在養(yǎng)護(hù)過程中應(yīng)注意:濾板堆放場地應(yīng)平整,濾板堆放時不應(yīng)傾斜放置;濾板搬運時應(yīng)注意濾板保護(hù),防止濾板破損;濾板運輸時保證安全,防止掉落和過度震動損傷濾板。

        1.3 濾板的就位和調(diào)平

        本工程1座V型濾池設(shè)有8格,每格又分為2小格,采用預(yù)制濾板拼接構(gòu)造。共設(shè)計有480塊預(yù)制濾板,每塊尺寸1130×1075×120mm,單塊重量約250kg。

        濾板安裝時,不能從室外實施直接吊裝。每格濾池平面尺寸為11000×8150mm,深度為4.25m,濾池之間只有1.95m寬懸挑走道平臺,作業(yè)空間狹窄,作業(yè)環(huán)境比較危險。同時由于每塊板重量比較大,導(dǎo)致濾板安裝極為困難,特別是人工操作存在較大的安全風(fēng)險。V型濾池構(gòu)造示意圖見圖4所示。

        圖4 V型濾池剖面示意圖

        濾板安裝的工作量大,工期緊張,濾池平面尺寸大,深度比較深,安裝危險性大,安裝期間濾板保護(hù)要求高,需要尋找一種簡便的安裝方法。

        本工程經(jīng)過認(rèn)真研究,根據(jù)卷揚(yáng)機(jī)提升和輪子滑動的原理組合制作一個簡易方便的安裝機(jī)具,可直接進(jìn)入池內(nèi)將濾板安裝到位。

        圖5 垂直運輸裝置圖

        圖6 槽鋼滑道示意圖

        安裝機(jī)具由兩部分組成,垂直運輸裝置和運輸裝置的滑道。垂直運輸裝置如圖5所示,主要負(fù)責(zé)將走道板上的濾板運輸?shù)跹b至濾池內(nèi)指定位置。幾何尺寸的確定:由于每塊濾板的尺寸為1130×1075mm,濾梁之間的中心距離為1095mm,為了使濾板能夠順利地運進(jìn)裝置內(nèi)部,且有利于濾池內(nèi)工人安裝操作,在濾板1075mm的尺寸基礎(chǔ)上一邊加大200mm,最終成型的長度確定為1475mm;為了保證整個架體的穩(wěn)定性,又能減小架體移動到滑道中央位置時彎矩較小,架體寬度選為1300mm;濾板運輸裝置(加墊膠皮的雙輪車)的高度為700mm,加上掛鉤和繩索的高度,整個架體的高度為1100mm。經(jīng)過濾板荷載和力的傳遞公式計算值確定,用60mm×60mm方鋼焊接成一個四方架體,在短邊上順長邊方向焊接兩根70×45×6mm的角鋼,在四個立柱和水平桿用60×60×8.5mm鋼做斜撐,成45°角焊接成一體,并且在每個與斜撐焊接的部位加上勁板。

        運輸裝置的滑道如圖6所示。單個濾池的幾何尺寸為每格濾池平面尺寸為11000×8150mm,經(jīng)研究,在短方向鋪設(shè)槽鋼做滑道。由于鋼材本身具有變形特性,當(dāng)水平長度達(dá)到一定的程度后,受垂直外力作用會出現(xiàn)彎曲,同時還要有人在滑道上行走推動安裝機(jī)具。為了提高滑道的剛度,保證濾板運輸平穩(wěn)安全,根據(jù)濾池本身的平面特點,我們在短方向的中間部位設(shè)立了一個支點,每根槽鋼的懸空長度變?yōu)?075mm,提高了其穩(wěn)定性,降低了撓度;每塊濾板的荷載約250公斤,加上起重裝置和槽鋼本身的荷載,總計荷載量對槽鋼滑道而言較小。經(jīng)過認(rèn)真計算,在濾池頂部架設(shè)2根l6號槽鋼做滑道。

        通過該種機(jī)具安裝,在保證安全的前提下,可縮短工期,降低成本,保證質(zhì)量。

        1.4 濾板縫的填充處理

        濾板之間縫隙的填充有多種方法,常見的兩種方法是:

        (1)高彈性瀝青。高彈性瀝青是瀝青和聚丁二烯—苯乙烯的混合物,澆筑過程需要較高的溫度(160℃左右),同時為保證與混凝土的良好粘結(jié),混凝土界面應(yīng)預(yù)先做好清潔和干燥工作。

        (2)雙組份聚硫密封膠。雙組份聚硫密封膠是由液態(tài)聚硫橡膠和多種輔料配置而成,施工前需去除混凝土表面的塵土、附著物等雜物,保證混凝土表面的干燥、平整。

        由于高彈性瀝青需要較高的澆筑溫度,施工較為麻煩,本工程采用了雙組份聚硫密封膠作為密封材料,為確保濾板填充的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和密封性,消除發(fā)生翻板的隱患,對濾板填充進(jìn)行優(yōu)化如圖7所示。

        圖7 濾板和池壁間、濾板和濾板間填充密封方式

        1.5 濾頭的安裝

        濾頭安裝應(yīng)注意以下問題:

        (1)濾頭安裝應(yīng)保證濾頭配氣孔的高度一致,配氣管高度方向誤差小于1mm。

        (2)濾頭的預(yù)埋端應(yīng)與混凝土結(jié)合牢靠,避免在預(yù)埋端和混凝土間產(chǎn)生漏氣現(xiàn)象。

        圖8 濾板安裝后照片

        圖9 濾板和濾頭閉水布?xì)庠囼?/p>

        1.6 濾頭濾板安裝效果檢查

        濾頭和濾板安裝好之后,應(yīng)通過閉水布?xì)庠囼灆z查施工質(zhì)量,閉水布?xì)庠囼灥哪康氖窃跒V池中水位沒過濾頭的條件下,檢查濾板及濾頭的安裝質(zhì)量,主要試驗方法如下:

        向濾池中充水至水位沒過濾頭1cm,之后開始?xì)鉀_,在氣沖的同時進(jìn)行觀察,觀察濾板間及濾板與池壁間的接縫處有無漏氣現(xiàn)象,所有濾頭是否均正常曝氣,如果發(fā)現(xiàn)漏氣的接縫或者不曝氣的濾頭,應(yīng)仔細(xì)查找原因,尋找補(bǔ)救措施。

        在本工程的閉水布?xì)庠囼炛?,各接縫無漏氣現(xiàn)象,也沒有發(fā)現(xiàn)不曝氣濾頭,初步證明安裝質(zhì)量達(dá)到要求。濾板安裝以及試驗現(xiàn)場照片如圖8和9所示

        2 濾池濾板、濾頭安裝精度

        《室外給水設(shè)計規(guī)范》(GB50013-2006)9.5.35章節(jié)要求: V型濾池長柄濾頭配氣配水系統(tǒng)的設(shè)計,應(yīng)采取有效措施,控制同格濾池所有濾頭濾帽或濾柄頂表面在同一水平高程,其誤差不得大于±5mm。

        《給水排水設(shè)計手冊第03冊—城鎮(zhèn)給水》第631頁要求:濾板表面應(yīng)光滑平整,安裝時,每塊板的水平誤差應(yīng)小于±1mm,整個池內(nèi)板面的水平誤差不得大于±3mm。

        根據(jù)以上國家規(guī)范要求,結(jié)合國內(nèi)其它水廠經(jīng)驗,提出本工程濾板濾頭的安裝精度要求:

        ① 單塊濾板上下面平整度誤差±2mm;② 單塊濾板平面尺寸誤差±2mm;③ 單塊濾板孔中心位置誤差±3mm;④ 單小格濾池安裝濾板與濾板間錯臺±2mm;⑤ 單小格濾池濾板安裝高程±3mm;⑥ 一格濾池(排水渠左右兩小格)濾板安裝高程±5mm;⑦ 整座濾池間濾板安裝高程±10mm;⑧ 配氣管高程誤差必須控制在1mm以內(nèi)。

        3 小結(jié)

        濾池反沖洗效果是影響濾池出水水質(zhì)的重要因素,而濾頭和濾板的安裝好壞直接決定了濾池的反沖洗效果。針對濾池特殊的運行工藝要求,為保證反沖洗配水、配氣均勻性,濾板和濾頭的安裝必須嚴(yán)格按照施工圖紙以及相關(guān)的規(guī)范規(guī)定執(zhí)行,確保施工質(zhì)量。本文結(jié)合上海市某20萬m3/d新建水廠的濾池反沖洗系統(tǒng)安裝施工過程,針對V型濾池預(yù)制濾板的施工技術(shù)進(jìn)行了分析,對預(yù)制濾板的制作、濾板的就位和調(diào)平、濾板縫的填充和濾頭的安裝等過程的關(guān)鍵要點進(jìn)行了研究和總結(jié),最后提出實際工程中濾板和濾頭的安裝精度要求,可以對今后的工程應(yīng)用提供相應(yīng)參考。

        [1]陳宇暢, 唐三連等. 普通快濾池與 V型濾池的性能比較[J]. 供水技術(shù),2007,1(05):41~43.

        [2]楊長生. V型濾池設(shè)計總結(jié)[J]. 工業(yè)水處理,2011, 31(06):90~92.

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