污水处理厂混凝土构筑物防渗技术探讨

【摘 要】对于污水处理厂来说，其混凝土构筑物的防渗和抗裂技术的施工至关重要，先进合理的防渗技术可以保证污水处理池体不渗水、不漏水。一般的污水处理厂具有单体容积大、混凝土浇筑量大以及平面的尺寸大等特征，所以全面仔细和高质量混凝土施工是基本的防渗保证。本文将以龙华污水处理厂二期扩建工程的混凝土构筑物防渗技术为例从龙华污水处理厂二期扩建工程防渗抗压等级指标、混凝土构筑物的防渗技术两个方面加以探讨。

【关键词】防渗抗压；混凝土构筑物；扩建工程；生化池；二沉池

1 龙华污水处理厂二期扩建工程防渗抗压等级指标

1.1 龙华污水处理厂二期扩建工程概况

龙华污水处理厂位于深圳市观澜街道与龙华街道交界的福民村和清湖村，其一期工程位于南侧，于2007年建成投产。此次引用的实例为二期扩建工程，设计规模达到25万m3/d，龙华污水厂远期进水来源是市政道路的污水管道，近期进水来源主要为龙华河截流的污水，服务范围包括民治街道、龙华街道以及大浪街道。拟建的工程包括细格栅间及曝气沉沙池、粗格栅间及进水泵房、二沉池、配水排泥井、高效纤维滤池、反冲洗泵房、改良A2/O生化池及污泥泵房等。龙华污水处理厂排放水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》中规定的一级标准。

1.2 混凝土构筑物防渗抗压等级

粗格栅间、细格栅间、纤维滤池、反冲洗泵房、生物池、二沉池抗渗等级为S8；原液池、加甲醇间、补水泵房、原液池、鼓风机房、污泥调节池的抗渗等级为S6。

二沉池的壁厚为50厘米，抗渗等级为S8，抗压等级为C30，加强带的混凝土抗渗等级为S8，抗压等级为C36。生化池隔墙厚度为40厘米，边墙厚度为60厘米，混凝土的抗渗等级为S8，抗压等级为C30。在加强带，混凝土的抗渗等级为S8，抗压等级为C36。

1.3 污水处理的工艺流程

污水处理厂的污水处理包括污水处理、污泥处理、消毒工序、除臭工艺。各工艺流程的具体操作如下：

污水处理 预处理+二沉淀＋改良A2/O生化池＋高效纤维滤池深度处理（即化学除磷）

污泥处理 脱水工艺使用离心浓缩脱水一体机，并将泥饼外运至垃圾场

水质消毒 采用紫外线消毒法

除臭 在水质处理中，常会有多个构筑物会发出恶臭的气味，这里设计上是采用生物除臭法进行除臭，高效环保

2 混凝土构筑物的防渗技术

2.1 几种主要的混凝土构筑物的建造

2.1.1 粗格栅

粗格栅渠3道，栅前水深1.78米，进水渠宽度为20米，栅条间隙为20毫米。

2.1.2 进水泵房

水泵采用进口潜污泵7台，库存一台，泵间设置6台。一般地，在用水高峰期投入5台，闲置2台；在旱季投入4台，闲置3台。潜污泵参数为U=380V、P=170KW。

2.1.3 细格栅和沉砂池

细格栅渠6道，栅前水深0.96米，采用转鼓式细格栅，间隙为6毫米。沉砂池与其共同建造，主要设备是吸砂泵、罗茨鼓风机、砂水分离器和链条式刮砂机。格栅可以根据时间周期和前后的水位差自动控制清理渣滓，并且与输送机联动便于外运。

2.1.4 改良A2/O生物池

用混凝土在生物池顶部加盖，并种植绿化，安装设备吊装孔、观察孔、检修孔等孔洞。池内的混合液保持循环流动，水下搅拌器在厌氧区和缺氧区不停地运转，污泥即处于悬浮状态。好氧区用鼓风机送风。

2.1.5 二沉池

龙华污水处理厂二期扩建工程采用的是周边进水周边出水圆形二沉池，沉淀时间一般为4.2小时，水深4.5，主要设备包括排泥管、套筒式排泥阀、吸泥机以及电动旋转撇渣器。

2.2生化池和二沉池中“加强带”的抗渗作用

生化池和二沉池在污水处理过程中至关重要，所以，必须做好相应的防渗工作，在设计建造时，都要使用高标准、高抗渗等级的混凝土，加强带较非加强带而言，对压强的要求较高，所以，在构筑物的建造时，为了有效防渗，在加强带应选用抗压等级较高的混凝土。

2.3 混凝土构筑物裂缝成因和控制

污水处理厂的混凝土构筑物出现裂缝而造成渗透是一个普遍存在的质量问题，也是迫切需要解决的一个问题。

2.3.1 构筑物出现裂缝的原因

在一些外在因素的作用下，混凝土构筑物出现损伤，形成微小的裂纹，这些裂纹一旦在大小和数量上超出了污水处理结构对裂缝的相关规定，污水中的介质和腐蚀性气体就会渗入，造成进一步的破坏，影响混凝土结构物的使用年限。能够引起渗漏的裂缝有好几种，下面分别列举：

（1）塑性收缩裂缝。在混凝土硬化之前没有沉实或不均时产生的，其原因是由于混凝土的流动性过大或是流动性不足。在刚刚浇筑2小时左右的时间内（混凝土的塑性时段），在较大风力或是较高温度的影响下，混凝土表面干燥地较快，混凝土毛细管中产生较大的负压而收缩较快，当这种收缩强度的力大于混凝土本身的强度时，便会出现裂缝。所以，在施工选材和施工过程中就要注意避免产生这种裂缝，在选取原料时，应选用早期强度较高、干缩值较小的硅酸盐水泥，控制好水灰比，加入粉煤灰以减少沉降。在浇筑前进行浇水，使得模板和基层湿透。为了使混凝土密实，要进行振捣，最后在浇筑完毕后，在表面覆盖湿的草垫，以合适频率浇水。在后期使用中，对混凝土表面要进行养护以达到防渗的目的。

（2）干缩裂缝。由毛细管孔隙干燥失水产生的毛细管张力引起的，当混凝土内部的拉应力大于混凝土的抗拉强度时，便产生了干缩裂缝。所以，为了防止产生此类裂缝，在选材时，应选用水化热值低的水泥，采用合理的水灰比，在规定的范围内，尽量降低实际用水量。合理配骨料，加入合适量地活性矿物掺合料和粉煤灰，以降低水化热、离析和泌水。对于浇灌后的混凝土，可以刷养护剂进行养护。

（3）化学反应裂缝。空气中的二氧化碳溶入溶液中形成碳酸，可与孔隙中的Ca(OH)2发生化学反应，生成水和碳酸钙，进而产生碳化收缩现象（水分蒸发会使混凝土收缩），碳化还会破坏混凝土内钢筋的氧化膜引起生锈，严重一些的会导致混凝土的开裂和剥离。同时，钢筋的锈蚀会消弱其与混凝土的围裹性，结构变得较为脆弱，常常还会引发其他形式的裂缝，危害严重。这种情况下，防渗的途径就是通过降低水灰比、适当加厚钢筋保护层、保证混凝土的级配合理。

（4）基础变形产生的裂缝。基础水平方向位移或是竖向不均匀沉降会产生沉陷裂缝，结构将产生应力，当应力超出混凝土的抗拉能力时或是模板刚性不够就会使结构开裂。防渗措施可以采用对土体进行加固，比如强夯法、旋喷法、搅拌法。抗均匀沉降的形式，使得模板支撑较为牢固，且具有足够的刚度和强度。

2.4 常见的防渗处理方法

2.4.1 裂缝的封堵法

为了有效防渗，对于大于0.3毫米的裂缝，要进行封堵，常用的方法为嵌缝法，即先在裂缝处凿槽，清理裂缝周围松动的部分，再加注刚性止水物质，必要的时候可以灌注水凝浆（快干类型），如果混凝土构筑物已经发生渗漏，对于有水的情况，可采用埋注聚氨酯浆的方法。

2.4.2 裂缝表面修补法

这是一种应对比较小的裂缝的有效方法，适用于无承载能力的表面裂缝处理，以前常常用水凝浆涂抹裂缝，以达到修补的目的。目前有一种新型的防腐和防水的涂料（聚合物改性水泥基渗透球状结晶），这种涂料对于静止裂缝修补的效果比较好，有效时间长。

2.5 对大型池底板采用无缝施工法

在底板收缩应力最大的地方设置“加强带”，对于初沉池和二沉池运用无粘结预应力技术，使得底板可以一次性成型，这样做还可以在一定程度上加快施工进度。在混凝土中加注膨胀抗裂剂用以收缩混凝土。

2.6 设置后浇带

由于曝气沉砂池和细格栅是合建的，所以需要将这两个池子连成一个整体，水位的高度差使得在加上荷载时混凝土易产生裂缝而发生渗水。解决的措施可以通过在连接处设置后浇带，混凝土的强度等级配比要和加强带的混凝土强度等级一致。

3 总结：

对于污水处理厂来说，混凝土构筑物的渗水现象是普遍存在的毛病，对于承建企业，在设计、规划、施工、建造时，要积极采用新技术、科学的施工方法来避免裂缝和开裂现象的产生。对于混凝土构筑物裂缝，做到早发现、早修补和早处理，将防渗工作落到实处。

参考文献：

[1]张伟. 钢筋混凝土裂缝购控制[J]山西建筑，2004,30（1）：35-36

[2]王铁梦，工程结构裂缝控制[M]，北京：中国建筑工业出版社，1997

[3]赵志缙，赵帆，高层建筑基础工程施工（第二版）[M]，北京：中国建筑工业出版社，1994