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摘要：自来水厂的清水池改建工程是一项具有专业性的特殊工程，主要施工内容包括扩大清水池、管道埋地、管道割接等工艺。其中清水池扩容是施工重点，有助于调节自来水厂的蓄水、供水能力，保障城市供水安全等作用。本文通过对清水池改扩建工程的施工重点、难点进行工艺分析，总结了一些清水池改扩建工程的施工经验。
关键词：清水池；管道割接；改扩建工程
1 水厂清水池改扩建工程概述
1.1水厂清水池改扩建工程的意义
城市水厂是城市供水系统的重要组成部分，城市主要饮用水从水源地经过管网系统输送至水厂后，在清水池中进行水质处理，直接关系到城市居民日常饮水用水的民生问题。此外，城市水厂的清水池蓄水还关系到城市消防用水的供应，对城市消防管网内水压有一定要求。目前城市中供水多采取直接入网，由市政管道进行供水，而且高层住宅在城市建筑中占比日益增大，城市水厂可供调蓄的储水量相对降低，以天津市为例，每年7月中上旬城市水厂均超负荷供水，而城市水厂的夜间补水量及补水速率难以满足清水池水位要求，多数水厂日均运转时间接近24小时，略显弹性不足。因此对城市水厂的清水池进行扩容改造工程有利于提高夜间补水效率，提高水厂储水量，减轻用水高峰期水资源调度压力。
1.2水厂清水池改扩建工程的依据
水厂清水池的改扩建工程需要依照住建部2018年修订颁布的国家给排水标准设计文件《室外给水设计规范》（GB 50013—2018，以下简称《水规》）中相关规定执行，其中7.5“调蓄构筑物”一章中详细规定了清水池容积的相关要求，但7.5中并无强条，仅有7.5.1条“清水池的有效容积在满足消毒时间、管网无调节构筑物、在缺乏资料时可按水厂最高日设计水量的10%~20% 确定”对清水池改扩建提出了一定要求，且指标为总容积，除此之外还提出“小水厂可按照最高上限设定容积”，这对清水池的改扩建工程提供了新的部门规章依据。
此外，清水池改扩建也面临着与原有供水管、转输管的割接问题，相应的标准依据在《水规》7.3、7.4中有体现，也均非强条。
2 清水池改扩建工程经验总结
2.1 施工准备阶段
2.1.1组织准备
施工单位应保证工程组织机构的完整性和专业性，在进场前做好施工方案，完成办公及宿舍、材料库、露天堆场等临时设施筹建，各类机械设备提前一天进场，施工材料如水泥、砂石等提前提前3~4天运至现场并进行进场检验工作。
2.1.2技术准备
开工前应三方会审图纸，对开挖区地下各类管线进行精确的掌握，如区内有岩石层分布应提前办理相关手续。开挖前应按照高程图控制点每隔50~100米合理设置加密点，并严格按照GB 50013—2018《水规》执行工程及验收标准。
2.1.3设备准备
测量设备应包括精度较高的水平仪、全站仪等，工程机械应包括挖掘机、自卸车、打夯机、搅拌机等主要土方工程设备。
2.1.4人员组织
施工人员应工种齐全且技术全面，至少应由机械工、支模工、钢筋工、瓦工等组成。
2.2 施工阶段
2.2.1开槽挖方
（1）技术交底
组织施工技术人员向施工人员技术交底并熟悉施工图，要详细交待开挖区域地下管道、各类构筑物的分布情况。
（2）测量放线
施工现场定位放线图应详细标注临时水准点及控制桩，经监理工程师认证批准后方可进行沟槽开挖作业。
（3）挖土方
清水池改扩建工程适宜采取后退式开挖方法，下挖标高适宜与基底保持一定距离，土方余量可采取人工清理方法来控制标高精度。如开挖过程中遇到渗水、涌水情况，应通知设计人员现场检查并设计排水方案，并对地基进行加固。
（4）基础铺设
沟槽底部应采取细砂或黄图铺设至设计标高，密度夯实至90%以上再组织施工人员进行人工平整。
2.2.2下井砌筑
（1）材料准备
用于砌筑清水池的砖体、砌块、水泥、砂子均应三证齐全，严把质量检验关口，其抽样化验结果应符合清水池设计要求，砌筑工程时其它材料及布管应堆放在沟槽一侧。
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（2）砌筑
以井中心位置为原点划好尺寸并采用100-150mmC25砼浇筑，确定在井基础中心线后进行正式砌筑。砌块要牢固座浆，上下错缝并留足抹灰工序的厚度余量。
（3）抹灰
井内壁、井外壁可采取一层打底抹灰、一层罩面抹灰，两次抹灰要与井壁粘结密实、无渗漏、空鼓现象。
（4）井圈井盖安装
井圈、井盖部分安装要牢固座浆，板缝用三角灰填充密实后抹光，井圈、井盖要与设计标高保持一致。
3 清水池进出水管割接工程经验总结
清水池改扩建工程主要难点在于清水池进出水管割接，因扩建工程影响水厂可能减产或者停产，而且水管割接的实施难度相对较大。
3.1 施工准备阶段
3.1.1调整水力设计
如果清水池为新增建设，其往往与进水管、泵房距离较远，因此在施工图设计布局阶段在布管方面可以优先远端清水池进水，避免新池供水压力不足、供水时间长、水力不畅等问题。
3.1.2图纸会审
除施工单位各部门增强沟通、前期进行好图纸会审的实际施工沟通以外，相关材料、设备的选型工作涉及到泵站、水厂的运营管理部门，应向她们积极征求意见，合理选型。
3.2 施工阶段
3.2.1施工时间
清水池施工时水厂供水能力受到影响，一般情况水厂均为双管供水，施工时采取单管供水约减产50%，而施工时间十分有限，一般都设置在晚上10点之后用水量较少的时间段，一般不超过8 小时，如果超过8 小时有可能需发城市布局部停水通知。
3.2.2施工方案
一般情况下进出水管的管道割接工程均为大口径管道，因此管道割接工程开工前有必要再次审查，找出其是否还有优化的余地［1］。
（1）准备工作
进出水主管及待割接管如果是金属管，外壁应采取热镀锌等防腐措施，割除部位应用漆线标记，对其三通长度、走向、预留口标高等数据应精细测量［2］。基坑如未进行至井圈井盖封闭阶段，应采取封面以保证排水期间雨污水对其产生的影响。所涉及的进出水阀门应提前测试渗漏情况并进行相应处理。
（2）排水时间
①设置排水管
一般来说进水管割接作业时通过增设DN600的排水管可提高排水速度，避免出现入流量大于出流量导致池水不能及时排干。如增设DN600的排水管应提前检查下游管段的雨水收集管及检查井，防止流量骤然提升阻碍管道内排水流速。
②清理新建管道
新管道安装前应对内壁彻底擦洗，并采用探测仪进行内部探伤检查，如无擦伤、碰伤现象可进行吹扫，如有伤痕现象可安排厂家进行修补或直接退换。
（3）焊接作业
①人孔、排水管焊接
一般情况下，新建的供水主管可提前焊接需要二次割接部分上的人孔或排水管，便于借个割接工作一次安装到位，节约作业时间。
②新建管道外包现状管道焊接
割接前也可以在进出水现状管道上直接进行新建管道的外包，并直接作单面焊接，在抽水割接作业完成后再进行补焊，节约作业时间。
（4）编写应急预案
施工单位应在割接前组织编写应急预案，将施工作业中可能的突发情况进行预测并制定针对性的应急步骤，以备突发情况出现时及时进行补救措施。
（5）配套自控信号接入
管道在割接前关于新泵房启停泵信号、管道工作压力、出流量、变频频率、水位变化等信号应直接接入调度中控室，管道割接后新池、新泵房应立即由中控室安排投入试运行并记录在线数据，使管道工作状态纳入水厂正常管理机制中，施工单位应与水厂调度中心加强通水前沟通，记录好数据变化，并与调度中心实际需求作对比分析。
4收尾阶段
4.1土方回填
在井砌筑抹灰、管道割接安装并分项验收完成后进行土方回填工作，回填土应送土样进行密实度实验标准，符合设计要求后方可回填。管道胸腔部位的回填土应采用外运砂土从沟槽两侧对称运入后人工回填，不得直接抛填。管顶50cm以内应采用原土回填，回填方法同上。
4.2回填密度
回填土应分层铺填后洒水、湿润后按施工规范及设计要求分层夯实，管道胸腔部分回填密实度应在90%以上，管顶80cm以内回填密实度应在85%以上，如管径50cm以上对应路面部分，回填密度应在95%以上。
5.工程调试
5.1 水泵空载调试
在通水通压测试应对水泵电机进行通电空转调试，若施工现场采取自水厂引出的临时用电，由于其高配高压可能出现瞬时电流过载，容易导致水厂配电室跳闸。因此调试过程中先应以变频泵作为调试水泵，也可先通水、后用工频泵进行调试永久用电割接调试。
5.2做好调试记录
调试一般通水后保压24小时，在此期间应安排监测人员进行值守，每小时对水泵运行情况、出水混浊度、水体余氯等数据进行检测。新建清水池水体余氯应分格测定，保证水体余氯不会因清水储存时间过长而发生余氯量曲线跳弹现象。
结语：对水厂实施清水池改扩建工程后可以提高水厂的水资源调节能力，清水池改扩建工程的施工难点在于进、出水管的割接工程，根据个人施工经验，一般按照以上施工工序可保证管网水质质量，减少水头损失，采取多次割接的施工方法可以有效缩短割接时间，对水厂整体供水系统无明显影响。此外水厂的运营情况、工作时长均得到一定的环节，说明新规规定的10%~20%城市水调蓄能力是科学合理的，根据个人经验，大型水厂保持在15%的水调蓄能力左右，小型水厂保持在20%的水调蓄能力更有助于其健康运转，保障城市供水安全。
参考文献
[1]刘文君，张金松，刘丽君等.清水池设计改进原理和应用[J].给水排水，2004，30（5）：10-12．
[2]吴增敢.水厂建设管道施工技术的应用分析[J].建材与装饰，2017，（33）：34 -35．
论文作者:杨义强
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年12期
论文发表时间:2019/10/8
标签：水厂论文; 水池论文; 管道论文; 工程论文; 改扩建论文; 城市论文; 作业论文; 《建筑学研究前沿》2019年12期论文;