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污水物理处理粗格栅沉井

发布时间:2018-9-12 14:06:10  中国污水处理工程网

  申请日2011.09.08

  公开(公告)日2012.06.06

  IPC分类号E02D23/00; B01D35/00

  摘要

  本实用新型涉及地下工程结构技术领域,具体地说是一种用于污水物理处理的粗格栅沉井,粗格栅沉井由三层钢筋混凝土结构构成内部为空腔结构所述的第一层结构为梯形,梯形左右两侧设有若干连接管道,在梯形的上部设有相对应的第二层的长方形结构,在第二层长方形结构的上部设有相对应的第三层长方形结构,粗格栅沉井中间设有横向隔墙,隔墙将粗格栅沉井分隔为独立运行的两组池体,粗格栅沉井内设有八个小格,八个小格大小不均,重心偏移,其施工方法包括前期准备和三层分批制作,本实用新型结构简单、牢固,污水过滤效率高,应用范围广,无需搭设导管与导管平台、潜水员水下作业,浇筑混凝土直观可见且质量可控,节约投资、提高功效、降低风险。

  权利要求书

  1.一种用于污水物理处理的粗格栅沉井,其特征在于所述的粗格栅沉井由三层 钢筋混凝土结构构成内部为空腔结构所述的第一层结构为梯形,梯形左右两 侧设有若干连接管道,在梯形的上部设有相对应的第二层的长方形结构,在 第二层长方形结构的上部设有相对应的第三层长方形结构,所述的粗格栅沉 井中间设有横向隔墙,所述的隔墙将粗格栅沉井分隔为独立运行的两组池体, 所述的粗格栅沉井内设有八个小格,所述的八个小格大小不均,重心偏移。

  2.如权利要求1所述的一种用于污水物理处理的粗格栅沉井,其特征在于所述 的粗格栅沉井尺寸为48.2m×28.4m×22.2m,标高1.4m~-2.6m的池壁为 1.3m、标高-2.6m~-12.3m的池壁为1.6m,沉井池壁刃脚高4m,隔墙刃脚高 2.5m,整个沉井长宽比2∶1。

  3.如权利要求1所述的一种用于污水物理处理的粗格栅沉井,其特征在于所述 的第一层梯混凝土结构高度为11米。

  4.如权利要求1所述的一种用于污水物理处理的粗格栅沉井,其特征在于所述 的第二层长方形混凝土结构高度为9米。

  5.如权利要求1所述的一种用于污水物理处理的粗格栅沉井,其特征在于所述 的第三层长方形混凝土结构高度为2.2米。

  6.如权利要求1所述的一种用于污水物理处理的粗格栅沉井,其特征在于所述 的第三层长方形混凝土结构后侧右上部设有通气窗。

  7.如权利要求1所述的一种用于污水物理处理的粗格栅沉井,其特征在于两组 池体的管道结构为每组池体左侧设有一进水口管道,右侧设有二根出水口管 道。

  说明书

  一种用于污水物理处理的粗格栅沉井

  [技术领域]

  本实用新型涉及地下工程结构技术领域,具体地说是一种用于污水物理处理的粗格栅沉井。

  [背景技术]

  污水物理处理是利用物理作用分离污水中呈悬浮状态的固体污染物质,是污水处理基本方法。生活污水和工业废水含有大量的漂浮物与悬浮物质,污水处理法的处理对象就是这些漂浮物与悬浮物质。粗格栅的功能:截留较大的悬浮或漂浮物,减轻后续处理构筑物的负荷,保护后续处理构筑物或者水泵几组。

  在地下沉井工程施工中,下沉深度大、地下水丰富时,一般采用不排水下沉结合水下封底。即采用不排水下沉施工方法,将沉井下沉至设计规范允许范围内;进行水下封底。这种方式水下封底时沉井内部注水深度大,须下潜水员下铺抛石;封底混凝土浇筑时须搭设导管导轨架,前期准备工作量大,施工技术性与风险性高,施工质量不易控制,并浪费大量的人财物。

  国内专利申请号201010545965.0公开了一种陆地超大规模沉井下沉施工方法,在沉井的隔舱水面上设置浮箱工作平台,将高压水枪和泥浆泵悬挂在浮箱平台下方,使高压水枪位于水中,通过高压水枪冲刷土体形成泥浆后排到沉井外,掏空沉井底部的土体后,在沉井自身重力作用下下沉,该专利采用了半排水下沉,解决了前期需要搭建庞大平台支架的问题,节约了投资,但依然没有解决工作效率低的问题。

  [发明内容]

  本实用新型的目的在于克服现有技术的不足,提供一种用于污水物理处理 的粗格栅沉井及其施工方法。

  为了实现上述目的,设计一种用于污水物理处理的粗格栅沉井,其特征在于所述的粗格栅沉井由三层钢筋混凝土结构构成内部为空腔结构所述的第一层结构为梯形,梯形左右两侧设有若干连接管道,在梯形的上部设有相对应的第二层的长方形结构,在第二层长方形结构的上部设有相对应的第三层长方形结构,所述的粗格栅沉井中间设有横向隔墙,所述的隔墙将粗格栅沉井分隔为独立运行的两组池体,所述的粗格栅沉井内设有八个小格,所述的八个小格大小不均,重心偏移。

  所述的粗格栅沉井尺寸为48.2m×28.4m×22.2m,标高1.4m~-2.6m的池壁为1.3m、标高-2.6m~-12.3m的池壁为1.6m,沉井池壁刃脚高4m,隔墙刃脚高2.5m,整个沉井长宽比2∶1,所述的第一层梯混凝土结构高度为11米,所述的第二层长方形混凝土结构高度为9米,所述的第三层长方形混凝土结构高度为2.2米,所述的第三层长方形混凝土结构后侧右上部设有通气窗。

  一种用于污水物理处理的粗格栅沉井的施工方法,其特征在于所述的施工方法步骤如下:前期准备→测量放线→沉井基坑开挖→垫层制作→第一节脚手架搭设、钢筋安装、模板安装→混凝土浇筑、养护→模板拆除→第二节脚手架搭设、钢筋安装、模板安装→凝土浇筑、养护→模板、脚手架拆除→排水下沉→第三节脚手架搭设、钢筋安装、模板安装→凝土浇筑养护、模板、脚手架拆除→排水下沉→分格封底、底板制作→内部结构制作→顶板制作。

  所述的沉井基坑开挖至起沉标高1.400m,深度4m,基坑按1∶1放坡,沉井基坑底面设0.3×0.3m碎石盲沟,在四个角处设4个集水井已排明水,底面 浮泥清除干净并保持平整和疏干状态;基坑开挖采用机械挖土和人工修整相结合,开挖至距坑底标高30cm时采用人工修坡、平底,防止扰动基地土层,坑底如遇淤泥或松软土质彻底清除并采用砂性土回填、整平夯实。

  所述的垫层制作步骤如下:

  A.计算粗格栅沉井第一次浇注和第二次浇注自重;

  B.计算沉井刃脚踏面总面积与平均刃脚踏面下表面的压力;

  C.计算垫层的承载力与下卧层土壤的承载力;

  D.计算砼垫层厚度;

  E.砂垫层铺筑;基坑开挖结束后,经验收合格,及时铺筑砂垫层,砂垫层厚度1.5m,满足沉井第一、二节制作对地基承载力的要求,为了保证砂垫层质量,砂垫层采用中粗砂,按每层30cm分层铺筑,按15%的含水量边洒水边用平板振动振实,使其达到中密,用环刀法测试干容重,不容重不小于1.56t/m3,铺填第二层前必须要下层达到要求,方可进行第二层铺设,为防止雨水及泥水等因素对砂垫层质量产生影响,在铺筑砂垫层前在基坑底部设置盲沟将水集至集水井后由水泵抽出,施工期间连续抽水,严禁砂垫层浸泡在水中。根据计算确定刃脚垫层采用C20素砼垫层,宽度3.0m,厚度200mm,砂垫层算用厚度为1.5m;

  F.C20素砼垫层浇筑:为了扩大沉井刃脚的支承面积,减轻对局部砂垫层的压力,在砂垫层上浇筑C20素砼垫层,垫层宽度3.0m,厚度0.2m。砼采用 预拌商品砼,采用平板振动器振实。

  所述的第一节脚手架是直接在沉井外的素砼垫层上搭设的,在沉井制作期间,由于沉井可能出现不同程度的沉降,内、外脚手与井壁脱离,距离约30cm,脚手架立杆、横向水平杆、纵向水平杆、剪刀撑、斜撑杆等均选用Φ48×3.0毫米扣件式脚手架钢管,按双排脚手架施工。

  所述的模板安装方法如下:沉井刃脚支设在砖砌体支座上,刃脚底模用水平尺进行校平,使之保持在同一水平面上,井壁模板的施工顺序是:支设内模→绑扎钢筋→支设外模,井壁采用14的圆钢作为对拉螺栓,间距600×600mm,井壁模板采用定型竹胶膜,井的内模分节安装,井内模保持垂直,外模跟着内模支立。

  所述的钢筋安装中Φ12以下钢筋采用绑扎搭接,在绑扎钢筋时,井壁双层筋1.5×1.5m设Φ16扒距筋控制间距,封底架设在1.5×1.0m间距设置的Φ22马凳铁上,保护层由75#水泥砂浆垫块控制,所有垫块的平面尺寸为50×50mm,垫块中须埋入20#铅丝。

  所述的混凝土浇筑方法如下:

  A.沉井结构为大小不均中心偏移的8个格,为防止在混凝土浇筑工程中沉井的偏沉,每次浇筑前,先计算出沉井的几何中心,采用两台汽车泵从几何中心处对称均匀的浇筑,防止沉井因浇筑的荷载不均产生不均匀沉降,混凝土每浇筑一层,均采用振动棒振捣,施工中控制前后两层之间的浇筑时间,并控制每次浇筑的高度在0.5m~0.7m内;

  B.施工缝砼表面上,每次浇筑完成后,待混凝土初凝后对水瓶施工缝进行凿毛和冲洗处理,并保持湿润但无积水;在下次浇筑前,施工缝处先铺一层与砼配合比相同的水泥砂浆,其厚度宜为15~30mm。

  1.如权利要求3所述的一种用于污水物理处理的粗格栅沉井的施工方法,其特征在于所述的排水下沉方法步骤如下:

  A.垫层凿除:在不排水下沉施工前,凿除砼垫层,要先凿除内部池壁与隔墙交接处和隔墙与隔墙交界处的砼垫层,在凿除内部隔墙的砼垫层,在沉井将砼垫层剪断前,砼垫层下的砂垫层承载力虽有所提高,但其承载力仍步能满足要求,因此沉井有了明显的下沉,为施工安全,此时停止凿除内部砼垫层,撤出沉井内的施工人员,在沉井外部凿除砼垫层,最后沉井将砼垫层剪断,防止会出现突沉的现象;

  B.沉井初始下沉:开始下沉后,整个刃脚都与土壤接触,计算土体对刃脚的承载力;

  C.沉井下沉与稳定系数:沉井第一次下沉为排水下沉,当挖除与沉井内部接触的土体和刃脚下部的土体时,沉井仅有侧壁的摩擦对沉井有向上的摩擦力,计算在此情况下,沉井是否能顺利下沉,计算下沉系数;

  D.排水下沉施工:

  a.出土顺序由内向外:先取内圈井格,再取分批取外圈井格,根据下沉情况掏除底梁下的土,最后形成全刃脚支承的大锅底,使沉井安全下沉;

  b.严格控制刃脚外土塞,为保证沉井受力均匀,内部应力没有集中现象,在刃脚全支承不能满足下沉要求时,需在刃脚处取土,做到均匀、对称、层层剥离,循序渐进;

  c.通过光学仪两种手段对下沉量,四角高差,偏位进行测量,及时了解下沉速度,并进行纠偏,当沉井达到允许偏差值1/4时必须纠偏;

  d.沉井起沉阶段,当素砼垫层敲拆后,沉井重心偏高,沉井井壁的四周无摩擦力,沉井的下沉系数很大,掏挖刃脚下的砖土若不均匀,将会成沉井很大的倾斜,所以在沉井挖土前,沉井的刃脚处先采用全面同时分层掏挖,挖除的土方先集中在各仓底中央,让沉井逐渐下沉部分,使沉井刃脚埋在土层中,降低沉井重心,由于沉井在初期下沉过程中,下沉系数较大,故采取挤土下沉;

  e.无水下沉阶段,排水下沉采用2台冲抓式挖土机对称挖土为主,1台冲抓式挖土机纠偏与辅助挖土,每层挖土深度控制在0.5~1.0m范围,四角最大高差控制在0.3~0.5m范围,做好下沉监测并在四角转帖刻度牌。

  所述的排水下沉方法替换为不排水下沉与沉井干封底结合施工,不排水取土方法如下:

  A.先利用高压水枪冲刷沉井每格内中央土体,使沉井每格中间形成一个稍深的锅底;

  B.在形成的锅底内放置泥浆砂泵,利用高压水枪射出的高压水泥冲刷土层,使其形成一定稠度的泥浆汇流至集泥坑,然后采用吸泥砂泵,将泥砂吸出井外到沉淀处理;

  C.经沉淀池沉淀后,将清水抽入清水池,为高压水枪提供水源;

  D.当局部有较硬土层,采用短螺旋钻破土辅助吸泥砂作业,遇有粘性土层时,使喷嘴接近90°的角度冲刷立面,将立面底部冲成缺口使之塌落;

  E.冲土顺序为先中央后四周,并沿刃脚留出土台,对称分层冲挖,保持沉井受力均匀,不得冲空刃脚面下的土层;

  F.施工时,使高压水枪冲入井底所产生的泥浆量和渗入的水量与水力吸砂泵吸入的泥浆量保持平衡;

  G.吸泥砂泵配套安装潜污泵,并24小时连续作业,以保证下沉平稳,避免下沉过程中的停滞,给再次下沉造成困难,一般采用2PN型吸泥砂泵,流量:40m3/h,扬程:22m,功率10KW,管径:Φ100;WQ20-22潜污泵,流量:20m3/h,扬程:22m,功率10KW,管径:Φ150;

  所述的干封底施工方法如下:

  A.在沉井到位前,对沉井中间4格进行冲刷,使内格土面达到相对干封底高度;

  B.待沉井缓缓下沉到设计规范范围内,对刃脚与池壁冲刷干净,确保封底后不渗水;

  C.沉井中间4格进行干封底;

  D.等混凝土初凝后即对中间4格进行底板制作;

  在4格底板制作完成后,在对剩余的四格对称逐次进行分四次冲取土,干封底、底板制作,在沉井封底与底板制作完成后,沉井是否满足抗浮要求。

  本实用新型与现有技术相比,结构简单、牢固,污水过滤效率高,应用范围广,且无需搭设导管与导管平台、潜水员水下作业,浇筑混凝土直观可见且质量可控,节约投资、提高功效、降低风险。

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