王 泉

（上海市水務建設工程安全質量監(jiān)督中心站，上海市 200030）

0 引言

隨著國家生態(tài)文明建設的發(fā)展和城市規(guī)模的不斷擴大，污水廠站大批量提標改造，呈現(xiàn)出單體規(guī)模大、集約化程度高、勞動力密集等特點[1]。對池體構筑物而言，池壁施工質量影響池體整體功能的發(fā)揮。

自20 世紀90 年代中期，上海地區(qū)已有企業(yè)自發(fā)探索推進裝配式建筑應用。2014 年以后，裝配式技術在上海地區(qū)快速發(fā)展，建筑、交通領域落實裝配式建筑面積和數(shù)量均走在全國前列，目前已經(jīng)出臺了一系列法律規(guī)范。水務工程領域，因水工建筑物一般構件尺寸大、防滲要求高且多為非標準構件，裝配式應用比率仍較低。目前裝配式技術主要用于預制樁、管材、預制塊體、二級擋墻、地下式污水處理廠頂板部分，在供排水廠站主體結構中大規(guī)模應用還很少。本文主要分析了大型污水廠站高大池壁應用預制裝配式技術的優(yōu)點和難點，結合具體工程實例研究總結了預制裝配式施工技術和相應質量控制措施，并針對連接薄弱位置提出了具體的防滲處理方案。

1 高大池壁預制裝配式技術應用分析

1.1 應用預制裝配式技術的優(yōu)點

1.1.1 降低安全風險

供排水廠站多為跨度廣、尺寸大的箱型結構，單體規(guī)模大、層高大，墻體施工密度高，施工過程中鋼筋綁扎和立模都需要搭設高排架，高峰期間同一區(qū)域架子工、鋼筋工、木工交叉作業(yè)，人員高處作業(yè)安全風險大。通過應用預制裝配式技術，可大大減少池壁施工現(xiàn)場作業(yè)量和作業(yè)人數(shù)，減少現(xiàn)場高排架搭設，安全風險大大降低。

1.1.2 提升外觀質量和安全文明施工

池壁墻體線型復雜，高度大，對模板安裝精度和穩(wěn)定性要求高，建成后需達到順暢引流功能，且清水混凝土對外觀質量要求高。通過應用預制裝配式技術，墻體預制構件在生產(chǎn)廠家集中高標準生產(chǎn)，有利于質量控制，提高了墻體的外觀質量。同時，提高現(xiàn)場機械化水平，有利于現(xiàn)場安全文明水平提升。

1.1.3 節(jié)省施工工期

廠家集中批量生產(chǎn)代替了現(xiàn)場傳統(tǒng)施工，節(jié)約了現(xiàn)場進行排架搭設、鋼筋綁扎、模板安裝、混凝土澆筑和養(yǎng)護的時間，提高了工作效率，有利于現(xiàn)場進度控制。

1.2 連接位置防滲處理是關鍵

污水處理構筑物作為薄壁結構，運行過程中受水流作用復雜，防滲要求高，且目前新建污水廠站多為（半）地下式結構，運行后滲漏修復和處理難度大。污水一旦滲漏，對周邊生態(tài)環(huán)境污染大。預制墻體與澆筑底板之間連接節(jié)點防滲問題是影響水池結構預制裝配式技術應用的瓶頸，需重點研究。

2 工程實例

2.1 工程概況

上海某座污水處理廠擴建工程包括新建一座70 萬m3/d 污水處理設施，污水處理采用曝氣沉砂池+AAO 生物反應池+二沉池+高效沉淀池+V 型濾池+紫外消毒（輔助次氯酸鈉）處理工藝，最終達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》一級A 標準。主要建設內容包括新建生物反應池、平流二沉池、雨污水泵房、鼓風機房、中間提升泵房、高效沉淀池、加氯加藥間等建（構）筑物。

2.2 預制裝配式應用區(qū)域

本文對在生物反應池內側高大池壁探索應用預制裝配式技術。AAO 生物反應池共分2 組，單組尺寸214 m×170 m，層高10.1 m，挖深4.1～6.1 m。池壁墻體高度達8～10 m，分為直線段墻體和弧形段墻體，如圖1 所示。采用抗壓強度C35、抗?jié)B等級P8 的混凝土澆筑。

圖1 生物反應池高大池壁示意圖

2.3 預制裝配式方案優(yōu)化

對于直線段墻體，如果采用全預制板形式，構件最大重量將達31.2 t，需采用大型機械設備吊裝。吊裝作業(yè)高度高、跨度大，屬于超過一定規(guī)模的危大工程，安全質量控制難度大大提升，故將全預制板優(yōu)化為預制雙面疊合墻[2]施工?；⌒味谓?jīng)技術經(jīng)濟比較，仍采用現(xiàn)澆混凝土施工。

其中，預制直線段和弧形現(xiàn)澆段連接節(jié)點、預制墻體與現(xiàn)澆底板連接節(jié)點處理是施工過程中的薄弱環(huán)節(jié)，是影響整體防滲性能的關鍵。

3 高大池壁施工技術

3.1 直線段預制雙面疊合墻施工

3.1.1 預制墻體與現(xiàn)澆底板連接位置防滲處理

池壁墻體作為懸臂式結構，墻根部受力較大，從技術方案上對預制墻體與現(xiàn)澆底板連接位置進行以下優(yōu)化設計：墻根部由底板向上現(xiàn)澆（1 m 高）墻體，并澆筑0.5m 超高性能混凝土（UHPC）連接預制雙面疊合墻和現(xiàn)澆墻根部。

3.1.2 施工技術

單塊預制雙面疊合墻高8.4 m，墻厚0.5 m，幅長1.5～1.65 m，單塊疊合墻最大重量約7.1 t，如圖2所示。施工流程為：墻根部位現(xiàn)澆混凝土施工（隨底板一起澆筑）→疊合板吊裝和固定→UHPC 濕接頭澆筑和養(yǎng)護→雙皮墻腔內混凝土澆筑。

圖2 直線段預制雙皮疊合墻模型

（1）墻根部位現(xiàn)澆混凝土施工

墻根部受兩側水壓力差作用，承受彎矩較大，故墻根部采用與底板同時澆筑的方法，使首道施工縫預留位置位于底板以上1 m 處。

（2）疊合墻吊裝和固定

考慮到預制雙面疊合墻高度高且厚度薄，吊裝過程中易發(fā)生撓曲，故在墻體腔內底部和頂部采用Q355B 鋼板（400 mm×80 mm×6 mm）桁架筋加強，如圖3 所示。吊裝過程中，在雙面疊合墻底部安裝鋼筋保護支架，對吊裝過程中底部鋼筋進行保護。安裝就位后，對鋼筋位置和垂直度進行復核，并采用雙面斜撐對疊合墻進行臨時固定。

圖3 疊合墻現(xiàn)場吊裝

預制雙面疊合墻底部，采用4 根預埋的8# 槽鋼作為底部支點，滿足底部支撐強度的同時，方便后期采用鋼墊片調節(jié)標高，如圖4 所示。

圖4 預制雙面疊合墻底部支撐示意圖

（3）UHPC 濕接頭澆筑和養(yǎng)護

在現(xiàn)澆墻根與預制隔墻連接部位采用預留插筋+后澆濕接頭連接，后澆濕接頭UHPC，高度0.5 m，截面寬度等同墻厚。運用UHPC 攪拌與泵送智能化一體機進行現(xiàn)場混凝土拌制和澆筑施工。正式澆筑前，應根據(jù)材料配合比進行試拌。根據(jù)攪拌出料的表觀、和易性、擴展度試驗等，確認施工配合比、用水量等具體施工參數(shù)。

（4）預制雙面疊合墻腔內混凝土澆筑

因墻體高度較高，采用高拋法分兩次進行澆筑，如圖5 所示。先于預制雙面疊合墻底部空腔內澆搗10～20 cm 與混凝土同強度的水泥砂漿，防止?jié)仓炷習r骨料自由下落產(chǎn)生彈跳。沿長度方向往返澆筑，并采用高頻振搗棒先低后高，呈梅花形振搗。

圖5 雙面疊合墻腔內混凝土澆筑示意圖

3.2 弧形段現(xiàn)澆混凝土施工

3.2.1 弧形現(xiàn)澆段與預制直線段連接位置防滲處理

預制直線段墻體與弧形段墻體連接位置防滲處理方案為：在連接處內插鋼筋籠形成暗柱的形式加強該節(jié)點的受力性能，如圖6 所示。鋼筋籠主筋為6?18，箍筋為?18@150，鋼筋籠長度8.4 m。節(jié)點處混凝土隨該位置混凝土連續(xù)整澆，以保證該節(jié)點的整體性和防水性能。

圖6 預制直線段墻體與弧形現(xiàn)澆導流墻交接部位示意圖

3.2.2 施工技術

弧形段墻體采用現(xiàn)澆混凝土分兩次施工，鋼筋綁扎、立模和混凝土澆筑需搭設高排架，采用盤扣式腳手架搭設，如圖7 所示。施工流程為：腳手架操作平臺搭設→第一次鋼筋安裝→鋼模板安裝→第一皮混凝土澆筑→混凝土達到強度后拆?！诙武摻畎惭b到頂→鋼模板安裝→第二皮混凝土澆筑。

圖7 弧形墻體分段澆筑示意圖

（1）墻體腳手架操作平臺搭設

池體內腳手架操作平臺應設置作業(yè)通道，且腳手板滿鋪。上部腳手架搭設時，架體應及時與已澆筑的下部墻體形成拉結，墻體兩側腳手架對拉，以增強腳手架的整體穩(wěn)定性，如圖8 所示。

圖8 弧形現(xiàn)澆導流墻操作架示意圖

（2）鋼筋安裝

為保證鋼筋施工中墻體鋼筋的穩(wěn)定性，采取間距2.5 m 的附加筋與受力主筋焊接并形成梯子骨架。在架立鋼筋梯子骨架時，要求豎筋與橫筋焊接牢固，且保證鋼筋梯子位置和墻體鋼筋的穩(wěn)定性。

（3）模板安裝

弧形墻模板采用鋼模。局部采用定型化鋼模板支撐體系，內楞采用方鋼管，垂直方向布置；外楞為雙拼槽鋼，水平方向布置。為保證混凝土的外觀觀感質量，模板與混凝土接觸面需清理干凈，并涂刷脫模劑。由于污水處理廠池壁高度較高，封膜及模板安裝采用登高車輔助人工進行施工。

（4）混凝土澆筑

因墻體結構高度較高，澆筑時應按照長度方向來回澆搗，嚴禁超振和漏振，混凝土要嚴格控制泵送時間，防止時間過長，坍落度發(fā)生改變。澆筑完后要及時澆水養(yǎng)護，并采用薄膜等其他覆蓋材料保濕養(yǎng)護。

4 質量控制要點

4.1 專項方案和驗收標準制定

池壁裝配式施工前應結合現(xiàn)場實際對預制構件體系深化，并制定四新技術施工專項方案和相關驗收標準。

4.2 預制構件驗收

對進場預制構件進行驗收，預制構件外觀質量不應有明顯質量缺陷，且不應有影響結構性能、安裝和使用功能的尺寸偏差。預制構件尺寸偏差如表1所示。預制構件運輸和堆放時，應按設計受力條件支墊并保持穩(wěn)定，并注意對疊合板成品的保護。

4.3 模板安裝驗收

現(xiàn)澆墻體處，模板和支撐架必須滿足設計計算的強度、剛度和穩(wěn)定性，保證受力處有足夠的支承面積。各部位模板安裝位置正確，拼縫緊密、不漏漿。

4.4 混凝土澆筑

混凝土澆筑前進行材料配合比試驗，確定混凝土性能滿足設計和規(guī)范要求。UHPC 預拌過程中，嚴格控制水灰比和坍落擴展度，并確保連續(xù)澆筑，UHPC 需滿足表2 所示要求。對結合面混凝土加強振搗，保證連接位置施工質量?，F(xiàn)澆結構的外觀質量需滿足結構功能和使用要求。采用鉆芯取樣方法，對預制雙皮疊合墻內混凝土的密實性進行檢驗。

5 結語

大型污水廠站池體高大池壁施工質量要求高，安全風險大，結合某具體工程實例，在生物反應池內池壁施工時，通過運用直線段預制雙面疊合墻和弧形段現(xiàn)澆混凝土施工技術，能大大提高整體結構質量和施工效率，降低施工過程中的風險隱患。為保證墻體的防滲性，在直線段預制疊合墻與底板連接位置采用墻根部現(xiàn)澆墻體加UHPC 澆筑連接方式，以及直線預制段與弧形現(xiàn)澆段連接位置采用內插鋼筋籠暗柱形式，增強了預制和現(xiàn)澆節(jié)點處的防滲性能，可為大型污水廠站預制裝配式應用提供借鑒和參考。