张家口生化池施工方案.doc

张家口生化池施工方案
一、工程概况
1.1 项目背景与设计参数
本工程为张家口市某工业园区污水处理配套设施，设计处理规模为800m³/d，采用A/O生物接触氧化工艺，服务范围覆盖园区内生活及生产废水处理需求。池体为钢筋混凝土结构，平面尺寸32m×20m，有效水深5.5m，总高度7.2m，分为厌氧区（400m³）、缺氧区（600m³）和好氧区（1000m³）三个功能单元。设计出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准，其中COD≤50mg/L、氨氮≤5mg/L、总磷≤0.5mg/L。
1.2 场地工程条件
地质条件：场地位于张家口坝下低中山盆地边缘，地基持力层为第四纪冲洪积粉质黏土，承载力特征值180kPa，地下水位埋深2.5-3.0m。地质勘察显示场地存在两条区域性大断裂带影响，需采取地基加固措施。地层分布自上而下依次为：①素填土（厚0.5-1.2m）、②粉质黏土（厚3.5-5.8m，含钙质结核）、③砂岩（中风化，埋深6.0-8.5m）。
气候条件：属温带大陆性季风气候，年均降水量420mm，其中6-9月占全年70%；冬季极端低温-25℃，土壤最大冻结深度1.2m；春季风速可达15m/s，需采取防风、防冻措施。2024年气象数据显示，9月曾出现连续18天阴雨天气，最大日降水量达56mm，对基坑开挖和混凝土施工影响显著。
1.3 工程技术特点
· 结构特殊性：池体采用整体式钢筋混凝土结构，抗渗等级P6，抗冻等级F200，需满足-25℃低温环境下的耐久性要求。
· 工艺复杂性：包含曝气系统（盘式曝气器，布置密度2个/m²）、搅拌系统（潜水推流器4台，功率2.2kW）、污泥回流系统（回流比100%）等专业设备安装，精度要求高。
· 环境敏感性：场地西侧50m为洋河支流，施工需严格控制扬尘、噪声及废水排放，避免对水体造成污染。
二、施工总体部署
2.1 施工分区与流程
施工分区：划分为三个作业区，Ⅰ区（厌氧/缺氧池）、Ⅱ区（好氧池）、Ⅲ区（设备间及管廊），采用平行作业方式推进，关键线路为：基坑支护→底板施工→池壁浇筑→设备安装→满水试验。
施工流程：
graph TD
A[施工准备] --> B[场地平整/降水]
B --> C[基坑开挖/支护]
C --> D[地基处理]
D --> E[底板钢筋混凝土施工]
E --> F[池壁/柱钢筋混凝土施工]
F --> G[顶板模板/钢筋施工]
G --> H[设备基础浇筑]
H --> I[管道安装]
I --> J[设备安装]
J --> K[满水试验]
K --> L[土方回填]
L --> M[系统调试]
2.2 资源配置计划
人力资源：高峰期投入管理人员15人（其中持证安全员3人）、技术工人65人（含焊工8人、防水工6人、起重工4人），配置BIM技术员2名负责施工全过程建模与碰撞检查。
机械设备：
· 土方机械：220型挖掘机2台、30t自卸汽车5辆、PC200破碎机1台
· 混凝土设备：HBT60输送泵1台、布料机2台、插入式振捣器8套（Φ50/Φ30各4套）
· 起重设备：25t汽车吊1台、5t叉车1台
· 专业设备：轻型井点降水系统2套（真空泵4台）、钢筋直螺纹滚丝机2台、HDPE膜焊接机1台
材料供应：
· 钢材：HRB400EΦ12-Φ25，总用量约85t，进场需提供力学性能报告并见证取样送检
· 混凝土：C30/P6抗渗混凝土（总量约680m³），掺加引气剂（掺量0.01%）和防冻剂（冬季施工）
· 防水材料：1.5mm厚HDPE土工膜（接缝剥离强度≥30N/cm）、水泥基渗透结晶型防水涂料（用量1.5kg/㎡）
2.3 进度计划控制
关键节点控制：
· 基坑开挖及支护：30日历天（含降水系统布设）
· 主体结构施工：90日历天（分区分段流水作业）
· 设备安装及调试：45日历天（含单机及联动试车）
· 总工期：180日历天（含冬休期20天）
进度保障措施：
· 冬季施工：当室外温度低于-5℃时，混凝土采用综合蓄热法养护（热水拌合+掺加防冻剂+覆盖电热毯+阻燃棉被），确保入模温度≥10℃
· 雨季施工：基坑周边设置500m临时排水沟，配备2台Φ150污水泵强排；混凝土浇筑前关注天气预报，避开中雨以上天气
三、主要施工方法与技术措施
3.1 地基处理与基坑工程
降水方案：采用轻型井点降水系统，沿基坑周边布设60口降水井，井深8m，间距1.5m，配备Φ100mm井点管，真空泵真空度保持在60kPa以上，将地下水位降至基底以下0.5m。降水持续至主体结构完成，期间每日监测水位变化，记录数据形成《降水监测日报》。
基坑支护：
· 边坡处理：采用"钢板桩+内支撑"支护体系，拉森Ⅲ型钢板桩长9m，打入深度6.5m，间距0.4m；设置两道内支撑（Φ609×16钢管），水平间距3m，竖向间距2.5m
· 坡面防护：对放坡段（1:1.2）采用挂网喷浆防护（Φ6@200×200钢筋网，50mm厚C20细石混凝土），坡顶设置2m宽截水沟和1.2m高防护栏杆
地基加固：
· 垫层施工：基底铺设300mm厚级配砂石（粒径5-31.5mm），分层碾压（每层虚铺250mm），压实系数≥0.97，采用环刀法取样检测
· 复合地基：好氧池区域采用CFG桩处理，桩径500mm，桩长9m，桩间距1.2m×1.2m，梅花形布置，单桩承载力特征值≥220kN，桩顶铺设300mm厚褥垫层（砂石比3:7）
3.2 钢筋混凝土工程
模板工程：
· 体系设计：采用18mm厚酚醛覆膜竹胶板（周转次数≥5次），50×100mm方木背楞（间距300mm），Φ48×3.5mm钢管支撑（立杆间距600×600mm，扫地杆距地200mm）
· 特殊部位处理：池壁施工缝设置300mm宽止水钢板（厚3mm），阴阳角采用50mm半径圆弧模板；预埋件采用螺栓固定，与模板间隙用海绵条填塞，防止漏浆
钢筋工程：
· 连接工艺：直径≥16mm钢筋采用直螺纹连接（Ⅰ级接头），丝头加工长度1/2套筒长度+1P，拧紧后外露丝扣≤2P；直径＜16mm采用绑扎搭接（搭接长度40d，接头面积百分率≤25%）
· 保护层控制：底板采用50mm厚C30预制垫块（间距1m×1m），池壁采用带扎丝塑料垫块（间距500mm×500mm），确保迎水面保护层厚度50mm
混凝土工程：
· 配合比优化：水泥采用P.O42.5R水泥，掺加粉煤灰（掺量20%）和矿粉（掺量15%），砂率38%，坍落度控制在180±20mm（罐车出站前检测）
· 浇筑工艺：
o 底板：分2段连续浇筑，采用"斜面分层法"（坡度1:6），振捣棒插入间距≤400mm，振捣时间15-20s
o 池壁：分层浇筑（每层高度500mm），采用串筒下料，防止混凝土离析；施工缝处需凿毛并清理浮渣，浇筑前铺50mm厚同配比无石子砂浆
· 养护措施：
o 常温：覆盖土工布洒水养护14d，保持表面湿润
o 冬季：采用"电热毯+阻燃棉被"养护，确保混凝土中心温度与表面温差≤25℃，降温速率≤2℃/d
3.3 防水施工工艺
多道防水体系：
1. 结构自防水：C30/P6混凝土，掺加聚丙烯纤维（0.9kg/m³），连续浇筑，避免冷缝
2. 内防水：池内壁涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料，分2遍施工（干膜厚度≥1.0mm），涂刷方向垂直交叉
3. 外防水：底板及外壁外侧铺设1.5mm厚HDPE土工膜，采用双轨热熔焊接（搭接宽度100mm），焊缝气压检测（0.25MPa，保压30s无压降）
特殊部位处理：
· 变形缝：设置中埋式橡胶止水带（宽300mm）+外贴式止水带（宽400mm），缝内填充聚乙烯泡沫棒+密封膏
· 穿墙管：采用刚性防水套管（比管道大2号），套管中部焊3mm厚止水环（宽50mm），管与套管间隙用遇水膨胀止水条+石棉水泥填塞
3.4 设备安装工程
曝气系统安装：
· 曝气支管安装：采用UPVC管（DN63），水平度偏差≤2mm/m，支管间距误差≤5mm
· 曝气盘安装：曝气盘与支管采用螺纹连接，安装后进行气泡检测（曝气均匀，无死角），通气试验压力0.05MPa，保压30min压降≤0.01MPa
搅拌设备安装：
· 潜水推流器安装：底座水平度偏差≤0.5mm/m，搅拌轴垂直度偏差≤1mm/m，试运行时噪声≤85dB（距设备1m处）
· 安装流程：基础验收→设备就位→找平固定→电缆敷设→密封试验→单机试车
管道安装：
· 工艺管道：DN≥300采用螺旋缝焊接钢管（Q235B），焊接连接（坡口形式V型，钝边1-2mm）；DN＜300采用UPVC管，粘接连接
· 管道试压：压力管道试验压力1.0MPa（保压30min），无压管道闭水试验水头2m（保压30min渗漏量≤2L/m·min）
四、质量控制体系
4.1 关键质量控制点
项目
控制指标
检验方法
检验频率
钢筋连接
直螺纹接头抗拉强度≥400MPa
拉伸试验
每500个接头1组
混凝土抗渗
抗渗压力≥0.6MPa，30min无渗漏
抗渗试块（6个/组）
每500m³1组
防水层焊接
剥离强度≥30N/cm，无虚焊、漏焊
气压检测+剥离试验
每100m焊缝1处
设备安装
平面位置偏差≤3mm，标高偏差≤5mm
全站仪+水准仪
逐台检查
满水试验
渗漏量≤2L/㎡·d
水位观测（每8h测1次）
连续观测72h
4.2 检测与验收程序
1. 材料进场验收：钢筋、防水材料等主要材料需提供出厂合格证、出厂检验报告，并按规定进行取样送检（见证取样率100%）。
2. 工序检验：实行"三检制"（自检、互检、交接检），隐蔽工程需经监理工程师验收并签署记录后方可隐蔽。
3. 实体检测：结构完工后进行回弹法检测混凝土强度（每个构件测区≥10个）、超声波检测内部缺陷（重点部位）。
4.3 质量通病防治
· 混凝土裂缝控制：
o 原材料：选用低水化热水泥，控制水泥用量≤300kg/m³
o 施工：控制入模温度（夏季≤30℃，冬季≥10℃），设置后浇带（间距30m），养护期内避免加载
· 钢筋保护层偏差：采用定制化垫块，加强钢筋绑扎过程中的定位检查，浇筑前复查钢筋位置。
· 防水渗漏：阴阳角做圆弧处理（半径50mm），防水层施工前确保基层平整度≤5mm/2m，焊接缝100%检测。
五、安全与环保措施
5.1 安全防护体系
基坑安全：
· 边坡监测：设置12个测斜点、8个沉降观测点，监测频率1次/天（开挖阶段），预警值：坡顶沉降50mm，水平位移30mm
· 临边防护：基坑周边设置1.2m高防护栏杆（两道横杆），刷红白警示漆，悬挂安全警示标志，夜间设红色警示灯
高处作业：
· 脚手架：采用双排落地式脚手架（立杆间距1.2m，步距1.8m），搭设高度超过8m时设置连墙件（两步三跨）
· 作业平台：设置钢制操作平台（铺50mm厚木板，设1.2m高护栏），严禁使用竹跳板
临时用电：
· 采用TN-S接零保护系统，设置总配电箱、分配电箱、开关箱三级配电，实行"一机一闸一漏保"
· 配电箱防护等级IP54，漏电保护器动作电流≤30mA，动作时间≤0.1s
5.2 环境保护措施
扬尘控制：
· 施工道路：采用C20混凝土硬化（厚度200mm），设置洗车平台（含三级沉淀池）
· 物料堆放：水泥、粉煤灰等易扬尘材料采用密闭仓库存储，砂、石堆场设置2m高围挡并覆盖防尘网
· 作业降尘：基坑开挖采用湿法作业，塔吊设置喷雾降尘系统（覆盖半径30m）
废水处理：
· 施工废水：经三级沉淀池（容积50m³）处理后回用（用于洒水降尘），不外排
· 生活污水：设置化粪池（容积30m³），定期由环卫部门清运
噪声控制：
· 选用低噪声设备（如液压破碎锤），高噪声设备设置隔声棚（降噪量≥20dB）
· 夜间施工（22:00-6:00）需办理夜间施工许可，噪声控制在55dB以下（厂界处）
5.3 应急预案
基坑坍塌应急：
· 物资储备：砂袋2000个、Φ48钢管500m、应急照明设备10套
· 响应流程：立即停止作业→疏散人员→坡顶卸载→设置临时支护→监测边坡稳定性
触电事故应急：
· 配备绝缘手套、绝缘靴、高压验电器等应急器材，现场电工持证上岗
· 急救措施：立即切断电源，对伤者进行初步救治（心肺复苏等），同时拨打120急救电话
六、冬雨季施工专项措施
6.1 冬季施工措施
混凝土工程：
· 原材料加热：采用热水拌合（水温≤80℃），骨料采用暖气加热（温度≥5℃）
· 掺加防冻剂：采用复合型防冻剂（含引气、减水组分），掺量3%（水泥用量）
· 养护措施：采用"电伴热+阻燃棉被"养护，确保混凝土在-10℃环境下强度正常增长
钢筋工程：
· 钢筋加工：当环境温度低于-20℃时，停止钢筋冷弯加工
· 焊接作业：采用闪光对焊时，设置防风棚，焊后自然冷却至常温，严禁浇水冷却
6.2 雨季施工措施
基坑排水：
· 增设排水设施：沿基坑周边设置300mm×400mm排水沟，每50m设置集水井（Φ800mm，深1.5m），配备Φ150污水泵（扬程15m）
· 边坡防护：雨后对边坡进行检查，发现滑坡迹象立即采取反压土方或增设锚杆加固
混凝土施工：
· 配合比调整：雨季适当减少坍落度（160±20mm），增加水泥用量5%
· 雨后处理：雨后重新检测砂石含水率，调整混凝土配合比；已浇筑混凝土表面及时覆盖防雨布
七、验收标准与流程
7.1 验收依据
· 《给水排水构筑物工程施工及验收规范》（GB50141-2008）
· 《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）
· 《地下防水工程质量验收规范》（GB50208-2011）
· 《城镇污水处理厂工程质量验收规范》（GB50334-2017）
7.2 验收内容与标准
1. 结构验收：
o 混凝土强度：回弹值达到设计强度100%，碳化深度≤3mm
o 尺寸偏差：池体轴线偏差≤15mm，截面尺寸偏差+8mm/-5mm
o 外观质量：表面平整，无蜂窝、麻面，裂缝宽度≤0.2mm（非受力裂缝）
2. 功能性试验：
o 满水试验：分3次注水（每次1/3设计水深，间隔24h），浸泡72h后开始测读渗漏量
o 气密性试验：对曝气系统进行充气试验（压力0.05MPa），保压24h压力降≤0.01MPa
3. 设备安装验收：
o 单机试车：设备运行平稳，振动速度≤4.5mm/s，轴承温升≤40℃
o 联动试车：模拟正常运行条件，连续运行72h，处理水量及水质达标
7.3 验收程序
1. 施工单位自检合格后提交验收申请报告及完整的技术资料（含隐蔽工程记录、试验报告等）
2. 监理单位组织初步验收，提出整改意见并督促落实
3. 建设单位组织设计、施工、监理等单位进行竣工验收，验收合格后签署《单位工程竣工验收记录》
八、技术创新与应用
8.1 BIM技术应用
· 三维建模：建立全专业BIM模型（建筑、结构、机电），进行碰撞检查（累计发现碰撞点38处，提前优化管线走向）
· 进度模拟：采用4D进度管理，将施工计划与BIM模型关联，动态跟踪施工进度，关键线路延误预警
· 数字化交付：最终提交包含设备参数、材质证明、检测报告的BIM模型，为后期运维提供数据支持
8.2 绿色施工技术
· 雨水回收：收集雨水（年回收量约800m³）用于洒水降尘、混凝土养护，节水率达30%
· 建筑垃圾资源化：基坑开挖产生的建筑垃圾（约2000m³）经破碎筛分后用于路基填料，再利用率达85%
· 太阳能利用：临建区安装太阳能光伏板（装机容量5kW），满足办公区及生活区用电需求
8.3 新型材料应用
· 自愈合混凝土：在池体关键部位（变形缝两侧各1m范围）掺入微生物菌剂（巴氏芽孢杆菌），当裂缝宽度≤0.5mm时可自行修复
· 耐寒型防水涂料：采用聚脲防水涂料（-40℃仍保持弹性），提高防水层在低温环境下的抗裂性能
· 高强钢筋应用：顶板采用HRB500E钢筋，减少钢筋用量15%，降低结构自重
本方案针对张家口地区特殊的气候和地质条件，通过优化施工工艺、强化质量控制、落实安全环保措施，确保生化池工程达到设计使用年限（50年）要求。施工过程中需严格执行相关规范标准，加强各专业协同配合，确保工程质量、安全、进度目标全面实现。