V型滤池滤板和滤头安装关键技术研究

张晓平

上海市自来水市南有限公司，上海 200002

引言

V型滤池是气水冲洗快滤池的一种，因其进水槽形状呈V字形而得名，也叫均粒滤料滤池（其滤料采用了均质砂滤料），它是法国得利满（Degremont）公司研究、开发的采用气水反冲洗技术的池型，目前我国的大中型净水厂较多应用此种池型。

V型滤池有反冲洗频率低，效果好，反冲洗用水量少，滤后水水质好等多重优点，是近年来主流的滤池型式。V型滤池的反冲洗采用气水反冲+表面扫洗的方式，反冲洗配水配气的均匀性是决定反冲效果的关键因素，配水配气均匀性取决于中滤板和滤头的安装质量以及滤板安装的平整程度。

本文以上海市某20万m3/d新建水厂的滤池反冲洗系统安装施工为例，细致研究了V型滤池施工过程中滤头滤板制作安装的关键技术，提出需关注的问题和解决办法，避免返工现象，确保工程质量。

1 滤板和滤头安装关键技术

目前国内滤头和滤板安装大致可分成两种方式：

（1）预制滤板安装。滤板采用预制，滤头安装在分块的滤板上，这种方式预制滤板的制作平整度及安装质量是决定配水配气系统施工质量的关键。

（2）现浇滤板安装。滤板为现浇，现浇滤板安装有高度可调的长柄滤头，可以有效保证滤头安装高度的误差在允许的范围内。

目前国内较多采用预制滤板安装，预制滤板的安装步骤见图1。

图1 滤板的安装施工程序

滤板和滤头的安装需遵循严格的安装步骤，每一步均需认真完成，否则会影响到后续工作的进展。本文对预制滤板的安装关键要点进行了研究总结。

1.1 滤板安装前滤池主体结构精度的检查

滤池部分关键部位的施工精度对滤板和滤头安装成功与否至关重要。在滤板和滤头安装前，需仔细检查，如主体结构未满足精度要求，需及时整改，否则待滤板安装后再返工耗时耗力。

(1) 滤板滤头底部配水配气孔施工精度非常关键

V型滤池配水配气系统运行的好坏与配水配气渠道下部的配水配气孔的施工精度关系密切。为保证配气配水系统的正常运行，配水配气孔施工过程必须严格把关，孔的尺寸及高度必须保证严格按照图纸施工。配气孔预埋件与池体混凝土必须保证结合紧密，否则会出现漏气的现象。图2为本工程在施工过程中发生的由于配气孔高程误差导致配气不均匀的现象，在均匀性试验过程中给予发现，最终检查出配气管高程相差10mm，远高于2mm的精度要求。

图2 配气管高程误差过大导致曝气不均匀

（2）滤梁的施工质量会影响滤板的水平进而影响配气系统的均匀性。

滤梁在滤池主体结构浇筑完毕后进行二次浇筑完成，滤梁是滤板的支撑结构，因此滤梁的平整度会严重影响滤板的水平度。因此在滤梁施工中必须保证：

a）浇筑过程中保证边界完整，不出现跑模现象。

b)保证滤梁上部的水平度，根据本工程经验，滤梁上部的高差应控制在3mm以内，如果误差过大，可以在滤梁上部抹水泥砂浆时进行修正。

(3) 滤梁上预埋螺杆的精度控制

滤梁上弯钩螺杆预埋应精确，否则会影响滤板安装到位，还会影响到螺杆上压块的安装，滤板上滤头间间距较小，精度不高时螺杆上压块会碰到滤头。

图3 滤板下滤梁及其预埋螺栓

1.2 预制滤板的制作

预制滤板的制作需关注以下三方面的问题：

（1）预制滤板浇筑

在滤板浇筑的过程，应保证钢模具良好的透气性，否则会影响混凝土养护过程中的气体排出，最终导致滤板表面产生气泡或者麻面。

（2）预制滤板脱模

预制滤板脱模是保证滤板质量的重要一步。脱模时，要避免滤板表面被拉伤的现象出现，否则会影响滤板的平整度。

滤板脱模时出现拉伤等现象，常见原因可分为以下几个方面：

a）滤板上的脱模剂被破坏，这一般是因为混凝土振捣时间过长引起的。

b）混凝土养护时间不够，强度不足，导致脱模时被拉伤。

c）脱模剂的选择、配比、涂抹没有按照规定进行。

（3）预制滤板养护

滤板的养护过程往往被忽视，但养护不当，有可能会使滤板出现破损、弯曲和龟裂等现象。为保证滤板质量，在养护过程中应注意：滤板堆放场地应平整，滤板堆放时不应倾斜放置；滤板搬运时应注意滤板保护，防止滤板破损；滤板运输时保证安全，防止掉落和过度震动损伤滤板。

1.3 滤板的就位和调平

本工程1座V型滤池设有8格，每格又分为2小格，采用预制滤板拼接构造。共设计有480块预制滤板，每块尺寸1130×1075×120mm，单块重量约250kg。

滤板安装时，不能从室外实施直接吊装。每格滤池平面尺寸为11000×8150mm，深度为4.25m，滤池之间只有1.95m宽悬挑走道平台，作业空间狭窄，作业环境比较危险。同时由于每块板重量比较大，导致滤板安装极为困难，特别是人工操作存在较大的安全风险。V型滤池构造示意图见图4所示。

图4 V型滤池剖面示意图

滤板安装的工作量大，工期紧张，滤池平面尺寸大，深度比较深，安装危险性大，安装期间滤板保护要求高，需要寻找一种简便的安装方法。

本工程经过认真研究，根据卷扬机提升和轮子滑动的原理组合制作一个简易方便的安装机具，可直接进入池内将滤板安装到位。

图5 垂直运输装置图

图6 槽钢滑道示意图

安装机具由两部分组成，垂直运输装置和运输装置的滑道。垂直运输装置如图5所示，主要负责将走道板上的滤板运输吊装至滤池内指定位置。几何尺寸的确定：由于每块滤板的尺寸为1130×1075mm，滤梁之间的中心距离为1095mm，为了使滤板能够顺利地运进装置内部，且有利于滤池内工人安装操作，在滤板1075mm的尺寸基础上一边加大200mm，最终成型的长度确定为1475mm；为了保证整个架体的稳定性，又能减小架体移动到滑道中央位置时弯矩较小，架体宽度选为1300mm；滤板运输装置(加垫胶皮的双轮车)的高度为700mm，加上挂钩和绳索的高度，整个架体的高度为1100mm。经过滤板荷载和力的传递公式计算值确定，用60mm×60mm方钢焊接成一个四方架体，在短边上顺长边方向焊接两根70×45×6mm的角钢，在四个立柱和水平杆用60×60×8.5mm钢做斜撑，成45°角焊接成一体，并且在每个与斜撑焊接的部位加上劲板。

运输装置的滑道如图6所示。单个滤池的几何尺寸为每格滤池平面尺寸为11000×8150mm，经研究，在短方向铺设槽钢做滑道。由于钢材本身具有变形特性，当水平长度达到一定的程度后，受垂直外力作用会出现弯曲，同时还要有人在滑道上行走推动安装机具。为了提高滑道的刚度，保证滤板运输平稳安全，根据滤池本身的平面特点，我们在短方向的中间部位设立了一个支点，每根槽钢的悬空长度变为4075mm，提高了其稳定性，降低了挠度；每块滤板的荷载约250公斤，加上起重装置和槽钢本身的荷载，总计荷载量对槽钢滑道而言较小。经过认真计算，在滤池顶部架设2根l6号槽钢做滑道。

通过该种机具安装，在保证安全的前提下，可缩短工期，降低成本，保证质量。

1.4 滤板缝的填充处理

滤板之间缝隙的填充有多种方法，常见的两种方法是：

（1）高弹性沥青。高弹性沥青是沥青和聚丁二烯—苯乙烯的混合物，浇筑过程需要较高的温度（160℃左右），同时为保证与混凝土的良好粘结，混凝土界面应预先做好清洁和干燥工作。

（2）双组份聚硫密封胶。双组份聚硫密封胶是由液态聚硫橡胶和多种辅料配置而成，施工前需去除混凝土表面的尘土、附着物等杂物，保证混凝土表面的干燥、平整。

由于高弹性沥青需要较高的浇筑温度，施工较为麻烦，本工程采用了双组份聚硫密封胶作为密封材料，为确保滤板填充的结构强度和密封性，消除发生翻板的隐患，对滤板填充进行优化如图7所示。

图7 滤板和池壁间、滤板和滤板间填充密封方式

1.5 滤头的安装

滤头安装应注意以下问题：

（1）滤头安装应保证滤头配气孔的高度一致，配气管高度方向误差小于1mm。

（2）滤头的预埋端应与混凝土结合牢靠，避免在预埋端和混凝土间产生漏气现象。

图8 滤板安装后照片

图9 滤板和滤头闭水布气试验

1.6 滤头滤板安装效果检查

滤头和滤板安装好之后，应通过闭水布气试验检查施工质量，闭水布气试验的目的是在滤池中水位没过滤头的条件下，检查滤板及滤头的安装质量，主要试验方法如下：

向滤池中充水至水位没过滤头1cm，之后开始气冲，在气冲的同时进行观察，观察滤板间及滤板与池壁间的接缝处有无漏气现象，所有滤头是否均正常曝气，如果发现漏气的接缝或者不曝气的滤头，应仔细查找原因，寻找补救措施。

在本工程的闭水布气试验中，各接缝无漏气现象，也没有发现不曝气滤头，初步证明安装质量达到要求。滤板安装以及试验现场照片如图8和9所示

2 滤池滤板、滤头安装精度

《室外给水设计规范》（GB50013-2006）9.5.35章节要求： V型滤池长柄滤头配气配水系统的设计，应采取有效措施，控制同格滤池所有滤头滤帽或滤柄顶表面在同一水平高程，其误差不得大于±5mm。

《给水排水设计手册第03册—城镇给水》第631页要求：滤板表面应光滑平整，安装时，每块板的水平误差应小于±1mm，整个池内板面的水平误差不得大于±3mm。

根据以上国家规范要求，结合国内其它水厂经验，提出本工程滤板滤头的安装精度要求：

① 单块滤板上下面平整度误差±2mm；② 单块滤板平面尺寸误差±2mm；③ 单块滤板孔中心位置误差±3mm；④ 单小格滤池安装滤板与滤板间错台±2mm；⑤ 单小格滤池滤板安装高程±3mm；⑥ 一格滤池(排水渠左右两小格)滤板安装高程±5mm；⑦ 整座滤池间滤板安装高程±10mm；⑧ 配气管高程误差必须控制在1mm以内。

3 小结

滤池反冲洗效果是影响滤池出水水质的重要因素，而滤头和滤板的安装好坏直接决定了滤池的反冲洗效果。针对滤池特殊的运行工艺要求，为保证反冲洗配水、配气均匀性，滤板和滤头的安装必须严格按照施工图纸以及相关的规范规定执行，确保施工质量。本文结合上海市某20万m3/d新建水厂的滤池反冲洗系统安装施工过程，针对V型滤池预制滤板的施工技术进行了分析，对预制滤板的制作、滤板的就位和调平、滤板缝的填充和滤头的安装等过程的关键要点进行了研究和总结，最后提出实际工程中滤板和滤头的安装精度要求，可以对今后的工程应用提供相应参考。

[1]陈宇畅, 唐三连等. 普通快滤池与 V型滤池的性能比较[J]. 供水技术，2007,1(05):41～43.

[2]杨长生. V型滤池设计总结[J]. 工业水处理，2011, 31(06):90～92.