陈哲礼
(甘肃省武威市凉州区金羊水利管理所,甘肃 武威 733000)
在本次农村饮水安全工程中,调蓄水池工程是重点建设内容,因其常常在工程施工中要涉及深基坑、高边坡、大体积混凝土、混凝土后浇带、特殊部位的防水砂浆等重大施工问题,需密切关注并认真加以解决。作为甘肃省武威市凉州区2020年农村饮水安全巩固提升工程(金羊灌区)调蓄水池工程甲方现场代表,作者有幸参与了调蓄水池工程全过程的施工管理,现将人饮工程调蓄水池工程施工管理中涉及的重难点问题梳理如下,以供同类工程参与者参考。
首先需要明确的是,调蓄水池工程属于城市给排水工程,其基坑施工适应于住房城乡建设部所颁布的相关规定;其次,是否需要编制专项施工方案并进行专家论证,要看其是否属于“危险性较大工程”(简称“危大”)。按照《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》(住房城乡建设部令第37号)和《住房城乡建设部办公厅关于实施<危险性较大的分部分项工程安全管理规定>有关问题的通知》(建办质[2018]31号)规定:对于任何类型的“危大工程”,在对土方进行开挖等施工作业时,要对开挖深度进行合理把握,如果开挖的实际深度超过了3 m,就需要按照要求进行施工方案编制,如果实际开挖深度没有超过3 m,这样就不属于“危大工程”,就没有进行施工方案编制的必要。最后,如果实际开挖的深度超过了5 m,即使最终的深度没有达到5 m,但是由于影响土方开挖等的施工作业因素非常多,就需要综合考虑地质结构、自然环境等的复杂影响。施工部门需要按照国家及行业标准编制专门的施工方案,而且还需要组织经验丰富的技术人员进行各种类型的技术层面论证,确保施工层面的层层审核确定,这样才能在最后实施作业。在施工方案达成共识后,施工方需要严格按照施工方案要求进行相关操作,严禁对施工方案进行私自调整等,从而确保施工作业规范有序进行。
实践证明,调蓄水池基坑工程在实际施工中,面临着非常多的风险,最为常见的两类是基坑坍塌与淹埋,如何防止出现这两种类型的施工安全事故就变得非常重要。因此在具体施工当中必须要做好以下防范工作:一是基坑放坡问题。在进行放坡作业时,需要从坡度及坡高两方面切入,根据施工的具体需要,随时进行局部支护等。同时,在进行放坡设计、组织具体施工时,应当对雨水带来的影响进行充分考虑,综合自然地质结构等,对边坡的坡度及高度进行有效管控,结合以往的经验来看,选择坡率法进行边坡控制就显得尤为重要。在土质边坡坡率的控制上,应当认识到土质均匀等的重要性,实际操作上可以参考《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2013)。二是基坑边坡稳定措施:在开挖边坡过程中,要遵循既定的设计标准进行操作;要根据基坑周围的实际情况,采取相应的防护措施,避免雨水等可能影响施工安全的因素进入到基坑当中;综合以往的施工经验,在基坑周边区域是不允许堆放任何材料、土方等的,而且重型机械设备也需要与基层有一定的距离,避免给基坑带来过大的压力,要确保对基坑进行全面的保护,在基坑施工的周边区域,要设置明显的警示标语或者其他的提醒内容,从而为基坑施工提供良好的环境支持;在基坑施工中,要对池底等进行密切观察,一旦发现失稳的情况,应当及时采取防控措施,确保边坡始终处于稳定状态。对于较干燥地区,遇到沙土地基时,应在边坡开挖成形后用水泥砂浆或细石混凝土抹面、挂网喷浆或混凝土稳定边坡。三是对于地下水埋藏较浅的地区,地下水影响工程施工时,要采取措施防止发生基坑淹埋:应根据地质和水文条件、基坑周边环境要求,选用截水、降水、回灌或组合方法进行降水,以确保地下水位始终保持在低于施工面0.5 m以下;降水深度超过3 m(含3 m)的基坑(槽)工程就属于“危大工程”,必须要编制专项施工方案,超过5 m(含5 m),则降水方案必须要通过专家论证。四是基坑开挖完成后,应进行基坑承载力分析并采取应对措施。
调蓄水池对于整体性和防渗要求较高,因此,施工时要在确保达到设计要求前提下,通过模板和钢筋优化布设来达到这一要求:一是池体各部位模板安装位置正确,拼缝紧密,螺栓、垫块安装稳固,池壁、池底、池顶预埋件、预留孔洞、穿墙套管等不得遗漏,避免应该预留的孔洞未预留导致的二次施工破坏池体的整体性。二是具备施工条件时,调蓄水池池壁与顶板应尽量连续施工。但是,在具体施工中,我们应当认识到模板安装的重要性,池壁内模立柱是不可以被同时用作顶板模板立柱的,顶板支架的横向连杆也是不允许和池壁模板的杆件处于连接状态的。在进行池壁模板安装时,可以先将其放到一边,在完成了钢筋捆绑后,再进行另一边模板的分层安装,但是要按照标准做好操作口的预留工作。三是在进行池壁模板操作时,要防范模板出现横向位移等特殊情况,提前制定相应的防控措施。四是池壁内外水平钢筋安装时,应优先采用机械连接或焊接连接的方式进行锚固。采用焊接方式时,必须采用接触对焊,单面焊不小于10 d,双面焊不小于5 d(d为钢筋直径),并应除掉接头的毛刺及卷边。五是池壁内、外侧钢筋在下料时可预留池顶下层、上层钢筋长度,待钢筋布设至池顶后直接弯折后作为池顶板布筋,使池壁与池顶板成为一个连接整体。
调蓄水池工程对于混凝土的抗冻、抗渗、抗裂有较高要求,且大多属于大体积混凝土。对此,混凝土施工必须从原材料以及外加剂选择、配合比设计,混凝土搅拌与运输、混凝土的分仓布置,预留施工缝及后浇带的位置要求、浇筑顺序、浇筑速度、振捣方式、养护等环节加以控制,以确保实现设计使用功能,其要点如下:一是调蓄水池一般混凝土用量较大,大体积混凝土因其水泥水化热的大量聚集,易使混凝土内外形成较大温差而产生温差应力,因此,调蓄水池宜选用不低于42.5RJ级的普通硅酸盐水泥。同时,严格控制混凝土颗粒集配及其含泥量,选用合适的缓凝、减水等外加剂,改善混凝土性能,减少散热量。二是混凝土施工要严格按照《给水排水构筑物工程施工及验收规范》(GB 50141-2008)、《混凝土结构工程施工规范》(GB 50666-2011)等规范规定和设计要求执行。三是调蓄水池混凝土浇筑前应将铁蹄、墙管和吊件等预埋件按图预先埋设牢固,防止浇筑混凝土时松动,安装附属设备预留孔洞应事先留出,不得事后巧凿;混凝土浇筑后的12 h以内,要安排专人对混凝土加以覆盖保湿养护,可采用塑料薄膜、土工织物、草帘或上述措施组合进行。也可采用洒水养护:洒水养护宜在混凝土裸露表面覆盖草帘后进行,且洒水养护要保证混凝土表面处于湿润状态,养护时间不应少于14 d,直至达到规范或设计规定的强度(当日最低温度低于5℃时,不应采用洒水养护)。四是调蓄水池属于较大型的混凝土构件,在进行施工操作时,必须要重视保温保湿养护作业,保温保湿养护的持续时间不得少于14 d(亦可采用蓄水或涂刷薄膜养生液养护),确保混凝土拆模时,混凝土的表面温度与中心温度之间、表面温度与环境温度之间的温差不超过20℃,以有效防止混凝土开裂。同时,拆模后,混凝土表面应加以覆盖,防止阳光暴晒或寒潮袭击。五是如果在施工操作中,混凝土的强度在没有超过1.2 MPa的时候,按照标准要求是不能在混凝土上面随意进行踩踏或者堆放其他施工材料设备的。
调蓄水池工程混凝土后浇带一般为贯通池底与池壁至池顶的一条宽约1 m的混凝土带,是为了消除调蓄水池已经完成浇筑的一期混凝土因温度和应力产生的裂缝和沉陷。调蓄水池混凝土后浇带施工有以下几个要点:一是后浇带施工必须严格按照一期混凝土养护42 d后进行,确保调蓄水池因温度和应力产生的收缩和变形全部消除。二是后浇带施工前必须完全将后浇带范围内遗留的水、杂物、建筑垃圾等清除干净,且其混凝土强度应高于池体混凝土强度一个等级或需在混凝土中掺加具有补偿收缩功能的外加剂。三是在后浇带当中会安置一定数量的止水带,应当确保止水带始终处于稳固状态,要确保位置选择精准,避免出现孔洞等情况,绝不允许在止水带上进行穿孔等,要确保中心线始终与变形缝中心线保持对正状态;调蓄水池止水带若为塑料或橡胶,其卫生指标应符合现行国家标准《食品安全国家标准 食品接触用橡胶材料及制品》(GB 4806.11-2016)相关要求。四是后浇带施工时,为防止发生上下层混凝土离析,可在池体底板后浇带浇筑完成、该部分混凝土初凝开始后,进行池壁后浇带施工。
一般情况下,现代混凝土工程施工不同程度都采用了钢膜或整块竹胶板或其他新材料,以提升混凝土表面的平整度和外观质量,效果较好。但在调蓄水池,因其为大容量储水构件,往往其内壁需通过防水砂浆施工来提升防渗能力:一是进行调蓄水池池壁模板安置时,可有意识地在内壁采用木模或有粗糙面的竹模,提高池体内壁混凝土表面粗糙度,以方便后续防水砂浆施工,提高防水砂浆和池壁混凝土的粘合力。二是池体内壁防水砂浆配置时,必须严格按照防水砂浆设计的配合比进行,且必须保证配置砂浆时使用的砂清洁,无土包和超粒径的颗粒,否则,土包和超粒径颗粒就成为渗水的隐患点,处理难度极大。三是为保证防水砂浆施工质量,若池内壁混凝土过于平整和光滑,可先对内壁进行凿毛处理或喷射素混凝土后再进行。四是池内壁防水砂浆施工时,应在进行下一个掌子面施工前,对前一个区域完工的防水砂浆用人工抹板再按压一遍,以消除砂浆气包或失水产生的裂纹。
农村饮水安全工程调蓄水池虽然一般位于农村偏僻地块,但也应该高度重视安全管理问题。一是要防止投毒事件发生:对暴露于野外的闸阀井、进水口、出水口、溢流孔等,既要从设计方面防止从这些部位发生投毒的可能性,同时,也要在实践中对于这些关键部位通过上锁、专人管理、布设监控等方式作出详细安排,确保各个管控点均有具体安全措施。二是要防止发生人员坠落:既要在可能发生坠落的管理区域从设施设置上进行防止,也要通过设置工程管理防护栏、封闭裸露设施等方式,防止发生人员坠落。三是防止发生调蓄水池蓄水时池满溢流造成周围设施发生水害:合理设置进水口、出水口和溢流孔位置,实现与外部设施有效衔接,确保水流顺畅,特别是溢流孔的设置要合理,确保发生溢流时水流能引流至安全区域;要设置调蓄水池水位监控报警装置,确保在第一时间得到预警。
因调蓄水池大多暴露于室外且需要防止发生冻害,因此,其池顶往往需要覆盖土体进行防冻,其施工有以下几个要点:一是在完成了满水试验后,在进行池顶覆土回填等操作中,需要确保均匀地进行操作,避免出现超填的现象。二是在进行池顶覆土操作的过程中,大力夯打是不允许的,选择运土机械时,应当尽量避免使用覆盖式机械。三是覆土时,可将调蓄水池水位仪、流量计等管线一并安设,避免完工后再次开挖。四是覆土至设计高度后,其顶面可通过喷射一层素混凝土或铺设砂砾石形成抑尘面。