抗渗防裂施工技术在全地埋式污水处理厂中的应用

近年来，随着我国城市化发展，生活、工业污水排放量增加，导致污水处理厂负荷加大，需修建污水处理厂来解决各类污水处置问题。然而，传统的污水处理厂存在占地面积大、运行噪声扰民、散发臭气等环境问题，不符合我国现代化建设理念，因此全地埋式污水处理厂成为人们关注的 热点。

1   工程概况

成都某污水处理厂是一个集生活污水和工业废水一体化处理的全地埋式污水处理厂，配套管网总规模为80?000m3/d，占地面积55800m2，建筑结构类型为钢筋混凝土框架结构，总建设面积60?459.08m2 ，地上部分建筑面积3300m2 ，地下部分建筑面积57159.08m2 。由于该项目为全地埋式污水处理厂，地下水位较高且邻沱江，其中沱江正常水位为海拔415m，而项目基坑基底标高为海拔410m，若产生污水泄漏极有可能造成环境污染事件，故该项目质量管理中，对于“水”的防治是重中之重。

2   全地埋式污水处理厂构筑物渗漏 原因

2.1   伸缩缝渗水

为防止污水处理厂构筑物因气候变化产生结构裂缝，通常选择在沿构筑物长度方向设置一道或多道伸缩缝。伸缩缝处渗水的主要原因有：止水带埋设存在偏差、止水带与混凝土结合不密实、止水带成品保护不到位等。在伸缩缝施工时，若止水带安装固定不牢靠，进行混凝浇筑、振捣会使止水带位置发生偏移，容易产生蜂窝缺陷，导致止水带与混凝土间存在缝隙。在伸缩缝施工完成后，要及时清理钢筋、钉子、浮浆等，做好对止水带的成品保护工作，防止施工过程中因碰撞割伤止水带。

2.2   对拉螺杆处渗水

对拉螺杆处渗水的主要原因有：对拉螺杆固定不牢靠、松动，节点防水不到位，止水环尺寸过小或止水环未满焊等。因此，对拉螺杆施工应注意加固、清孔、填塞和防水这4个质量控制要点。对拉螺杆安装前，应提前计划好对拉螺杆的布设数量和间距，在模板上避开钢筋的位置开孔，采用附带止水片的三段式止水螺杆进行安装固定。安装对拉螺杆时，模板内侧两边必须放置塑料堵头。待混凝土浇筑终凝后，拆除螺杆两端可周转使用部分和模板，取出螺杆两端的塑料堵头，清孔润湿后使用微膨胀干硬性防水砂浆填塞抹平，外侧表面涂抹一层水泥基防水涂料。

2.3   施工缝处渗水

全地埋式污水处理厂构筑物体积较大，大体积混凝土和高厚混凝土池壁施工较多，部分构筑物池壁高度可达9m，通常采取留置施工缝来保证上述区域的混凝土施工质量。施工缝处渗水的主要原因有：施工缝留置位置不合理，施工缝中杂物未清理，未设置止水钢板，凿毛处理不规范等。为了避免施工缝处渗水，在设置施工缝时应选取在构件受力较小的截面处，按图纸要求设置止水钢板。在二次浇筑前，应按照规范要求进行凿毛，及时清理水泥碎块、砂石、薄膜等杂物，并在浇筑前保持接缝表面湿润，待涂抹一层与混凝土强度一致的水泥砂浆后进行浇筑。混凝土振捣应严格按照要求进行，避免漏振或过度振捣，导致混凝土出现蜂窝、麻面、裂纹等缺陷。

2.4   预埋件处渗水

全地埋式污水处理厂中的进出水管道和污水处理设备繁多，在施工过程中，需要预先留设孔洞和管线，为进出水管道和水处理设备的安装做好准备。预埋件处渗水的主要原因有：预埋件固定不牢固或振动松动，止水环未满焊，混凝土振捣不到位，未做好成品保护导致套管或管道破裂等。

因此，为了避免预埋件部位渗水，预埋件安装前，要保证止水环满焊并进行除锈处理，使表面光滑。安装预埋件时，要严格控制测量、定位，避免预埋件受到冲击，确保预埋件安装准确牢靠。在浇筑预埋件部位的混凝土时，要确保混凝土缓慢下料、振捣充分密实，避免预埋件处出现蜂窝及孔洞。

2.5   混凝土裂缝渗水

混凝土裂缝渗水是全地埋式污水处理厂构筑物渗漏的主要原因。混凝土材料质量不合格，混凝土配合比不当，施工缝留置不合理，混凝土施工不规范等都会导致混凝土开裂渗漏。

因此为了提高混凝土构筑物的抗渗防裂性能，可以通过调配混凝土配合比，选取适宜的混凝土施工工艺，强化混凝土施工质量过程控制，加强混凝土养护和成品保护工作等措施，减少混凝土裂缝的产生，提升全地埋式污水处理厂整体的施工质量。

3   全地埋式污水处理厂构筑物抗渗防裂控制要点

污水水体中含有无机物、有机物和微生物等物质，会影响混凝土结构的抗渗防裂性能，因此全地埋式污水处理厂构筑物的抗渗防裂要求远高于一般工程项目。在此类构筑物的设计及施工过程中，严格控制生产施工阶段、混凝土成型养护阶段和后期使用阶段的混凝土强度、抗渗性能和防腐指标等，以保证污水处理厂长期稳定运行。

3.1   混凝土质量控制

为了满足全地埋式污水处理厂的抗渗防裂要求，采用水化热较低的普通硅酸盐水泥，选用非碱性活性骨料，其中粗骨料采用表面粗糙、质地坚硬、级配良好、孔隙率和含砂率小的碎石，粒径5~31.5mm，含泥量不大于1%，细骨料选用颗粒较粗、空隙较小、含泥量较低的中砂，含泥量不大于3%，细度模数宜大于2.3，并通过掺加优质粉煤灰和矿渣粉，改善混凝土的性能，提高混凝土的抗渗能力。在制备混凝土前，预先进行常规配合比试验，控制混凝土水化热、泌水率、可泵性等技术参数，满足和易性、力学性能和耐久性技术要求，以保障混凝土后期使用阶段的抗渗防裂性能。

3.2   混凝土施工工艺

全地埋式污水处理厂的构筑物体积较大，混凝土浇筑大多是大体积混凝土施工，应选取合适的浇筑工艺和养护措施，严格控制混凝土施工过程中水化热、温度、分层分区、振捣、保湿养护等影响因素，避免出现温差裂缝和收缩裂缝，影响混凝土的抗渗防裂性能。

（1）混凝土浇筑。 该水厂项目箱体底板涉及大体积混凝土工程范围，图中阴影部位为大体积混凝土范围，筏板厚度在1.2~1.3m。另外箱体负2层周边墙体厚度为1.2m，也属于大体积混凝土范围。大体积混凝土浇筑时，混凝土水化作用会释放大量热量，在混凝土表面的热量容易消散，而内部热量不能及时散放，引起温度急剧升高，形成内外温差梯度，产生温度应力，导致混凝土出现温差裂缝。因此，采用混凝土后浇带技术，并结合分段分层的浇筑方案，以减小混凝土施工初期的内外温差，避免出现温差裂缝。

（2）混凝土养护。 混凝土养护对其质量的影响至关重要，当混凝土浇筑、振捣完毕后，应安排专人进行维护，及时采取保湿养护措施，避免混凝土因大量水分蒸发而引起体积收缩。当混凝土内部的收缩拉应力大于其抗拉强度时，则会形成收缩裂缝，影响混凝土的抗渗防裂性能。该水厂项目在混凝土初凝后8~12h开始进行养护，养护时间不小于14d，先在混凝土表面覆盖一层塑料薄膜，再覆盖草袋进行蓄水保温养护，在保持混凝土面层湿润的同时使混凝土表面升温，减少了内外温差，避免产生温差裂缝和收缩裂缝，保障了混凝土的施工质量。

（3）温度控制。 大体积混凝土在浇筑及养护过程中要随时监测各部位因水泥水化作用导致温度变化的情况，以及时采取喷雾、浇水、覆盖等有效控温措施，避免混凝土因内外温差过大而产生温差裂缝或环境温度较高导致混凝土水分快速蒸发而产生收缩裂缝。为了确保混凝土浇筑、养护过程中内外温度差在25℃以内，降温速率不超过2℃/d，项目在各污水处理单元的池底、池壁、筏形基础等位置共布设了181个温度监测点位，根据各位置混凝土的厚度，分别在距混凝土表面以下50mm处、中心部位、距底面以上50mm处布置测温线，测点间距不宜大于500mm，同时使用裸露的感温探头测试环境温度，以确保混凝土结构内部、表层和环境温度在规定范围内。

混凝土浇筑完成后，每天至少测温4次，升温过程每次测试间隔2~6h，降温过程每次测试间隔4~6h。当混凝土里表温差恒定小于25℃，混凝土表面与环境温差恒定小于20℃时，即可停止测温，并逐步拆除保温覆盖层。

3.3   构筑物满水试验

全地埋式污水处理厂构筑物的抗渗要求较高，在结构混凝土的抗压强度、抗渗等级达到设计要求后，需通过满水试验考察构筑物的结构自防水性能，并根据试验结果，采取适宜的渗水处理措施，保证构筑物渗水量不超过2L/（m2·d），最大限度降低污水处理过程中的水环境风险。

满水试验流程可分为试验准备、注水、水位观测、蒸发量测定和渗水量计算这五个阶段。在试验准备阶段，通常要确认构筑物各项指标已达到设计强度，修补混凝土麻面、蜂窝、露筋等质量缺陷，清理构筑物中的混凝土碎块、模板、钢筋等杂物，封堵预留洞口和池壁对拉螺杆孔，安装水位观测标尺、水位测针、蒸发量测量器等设施，保证满水试验工作准备到位。

在注水阶段，应提前规划好各污水处理单元的试验顺序，依次注水，严格控制注水速度，水面上升速度≤2m/d。每个污水处理单元分3次注水，每次注水为设计水深的1/3，注水间隔时间不小于24h，当水面高度超过施工缝时要注意观察施工缝处的渗漏情况，若发现缺陷应立即停止注水。当注水至设计水位24h后，即可测读水位测针的初读数，初读24h后测读水位测针的末读数。每次测定构筑物的水位时还需同时测定蒸发量水位，若构筑物有盖则可不测。最后，根据测得的读数进行计算即可得出构筑物的渗水量，当构筑物渗水量符合标准要求且表面无渗漏时才可视作完成满水试验，否则需要经渗漏处理后再次进行满水试验，直至达标。

3.4   构筑物防水处理

混凝土本身是多孔材料，长期在高污染、高腐蚀性和潮湿环境下，容易被腐蚀进而产生裂缝。因此，为了延长污水处理厂混凝土构筑物的使用寿命，最大限度保证构筑物的抗渗防裂性能，除了强化混凝土的结构自防水性能外，还应采取铺设防水卷材、涂抹防水水泥砂浆和防腐涂料等措施。

全地埋式污水处理厂构筑物防水施工分为池体防水、地下室防水、屋面防水和外墙防水。与传统污水处理厂相比，全地埋式污水处理厂为了符合现代化公园城市的建设理念，需要在构筑物顶部种植绿植，对于地下室顶板和屋面防水要求较高。沱江保护再生水厂项目是全地埋式污水处理厂，地下室顶板和屋面设计要求均为种植屋面，防水等级为一级。所有种植屋面均采用1.5mm厚反应粘强力交叉膜湿铺自粘防水卷材（耐根穿刺型）（在上）和2.0mm厚Ⅱ型聚合物水泥防水涂料（在下）。其他防水施工区域均采用1.5mm厚反应粘强力交叉膜湿铺自粘防水卷材，根据不同的使用功能加设2.0mm厚Ⅱ型聚合物水泥防水涂料、10mm厚石灰砂浆、40mm厚挤塑聚苯板等附加层。

防水层施工前，所有防水材料须符合设计及规范要求，严格执行进场验收、复检制度。防水层施工时，需将混凝土基层修补打磨平整并清理积水、积泥，防水油膏涂抹应充分均匀满足要求，防水卷材的搭接长度、附加层细部做法需严格按照设计图纸、规范施工。防水卷材粘接完成后，应对表面进行碾轧，保证卷材表面平整、粘接牢固。工序完成后，还需做好成品保护，避免防水层被破坏失去防水效果。

4   结束语

构筑物的抗渗防裂性能是衡量全地埋式污水处理厂建设质量的重要指标，而混凝土施工质量是影响构筑物抗渗防裂性能的主要因素。因此，在实际施工中，要控制混凝土原材料的质量和配合比，做好施工缝的留置与处理工作，选择合理的混凝土施工工艺，强化混凝土施工过程控制，加强混凝土养护和成品保护工作等措施，严格落实满水试验和防水处理流程，才能更好地提升混凝土构筑物的抗渗防裂效果，保证全地埋式污水处理厂的施工质量和使用寿命。