整體澆注濾板可調式濾頭在濾池施工中的研究

華耀沛

（河南省水利第一工程局，河南 鄭州 450000）

0 引言

水處理相關工藝流程是水質得到保證的關鍵流程之一，該流程的相關過濾裝置也是重點關注的焦點，其中，整體式澆注濾板是一項關鍵的過濾裝置,在水質過濾過程中起到了非常關鍵的作用，然而因為某些濾板使用時間較長，所以，造成某些濾板及可調型濾頭均產生了一定問題，為了保證水質，需要加強對于整體式澆注濾板的可調型濾頭在濾池內部的改造，并且根據實際情況科學地運用到水資源的凈化進程之中。濾池屬于水廠的凈水工藝流程中的一個關鍵的環節，現階段濾池的總體布局多使用V型濾池（圖1）。V型濾池是于70年代開發并投入實際應用的專利設備，因為其截污量較大、沖刷效應較好的優點，所以在各大、中規模的水廠均獲得了廣泛的使用。V型濾池的主要功能為過濾，反沖洗是可以讓濾池獲得恢復過濾效果的重要過程，該系統的配水裝置是主要部件。特別是氣水型反沖工藝流程，對于系統中配水布氣相關裝置的性能有更嚴格的要求。其配水布氣過程的均勻狀況不但直接關系到濾池的最終反沖洗效果，并且關系到系統的總體運行效率及維護成本。在氣水反沖洗工藝流程中，配水布氣的均勻程度的重要指標為濾頭的平整度，其關鍵作用是把控濾桿中進氣孔及濾縫水平度。

1 整體式澆注濾板可調型式濾頭使用過程中的問題和改進措施

1.1 整體式澆注濾板可調式濾頭在濾池中應用存在的問題

水廠在水資源凈化處理的進程中，因為水體對于濾板的沖擊作用和水中包含的部分雜質可能對濾板產生化學侵蝕效應，可以導致濾板使用過程中出現嚴重的損壞及腐蝕，尤其當濾板和濾池間產生縫隙，既對濾板產生明顯的破壞，還可能使一定量未經處理的水外流，降低水質[1]。此外，濾頭中的濾料流失對于水資源凈化處理最終效果影響也比較明顯，濾料流失不但削弱了濾頭的過濾效果，還會導致部分砂石雜質進入其中，假如濾料中混入的雜質逐漸聚集，便會將濾頭堵塞，喪失過濾能力，嚴重制約過濾周期的長短，進而導致濾池的日常維護作業頻率增加及消耗成本增加，濾池的整體運營成本也隨之提高，影響了濾池的穩定的運行和水質的安全性。

圖1 V型濾池

1.2 改善措施研究

1.2.1 做好濾板、濾頭的養護處理

濾板、濾頭在水資源過濾進程中的功能非常關鍵，同時也是非常容易出現問題的部分，因此需要安排專職的檢修員工的對相關設備進行保養，使檢修人員樹立責任心，增加專業知識的相關培訓工作，做好相關過濾裝置的管理工作。

1.2.2 加強可調式濾頭的防漏處理

濾頭裝置在過濾操作進程中可能因為各類不同因素的作用導致其防漏效果減弱，進而使該裝置發生漏料及雜質混入的問題，為了盡量避免上述情況的發生，需要針對濾頭實施防漏處理，濾頭裝置需要實施定期更新或者清潔處理，避免雜質混入慮頭，如果發生濾料明顯流失要及時填充，濾頭更換時必須注意和濾板的相關過濾系統保持同步性和協調性[2]，升級過程中不但要保證濾頭的平穩性同時還要符合過濾作業的根本需求，保證用水過程的安全性。

1.2.3 加強濾板的穩固性和密閉性

整體澆注濾板（圖2）所具備的整體性及密閉性比較優良，但在實際應用中會與濾池的池壁間出現間隙，相關技術人員為了避免此類問題的產生，必須針對整體澆注式濾板施加相應的固定裝置，且在澆筑作業之前把濾池的池壁與新建的濾板接觸的區域實施拉毛作業，預防由于濾池池壁不平整造成的濾板和池壁間出現縫隙。在濾板澆筑過程中需要使用精度較好的模板，并且加強相關模板品質的管控，作業之前必須對模板的精度進行校正，保證模板的平整度和精度。

圖2整體澆注濾板

2 可調式濾頭在濾池改進中使用效果研究

整體式澆注型濾板可調式濾頭（圖3）在濾池改進過程中的效果與改造后的濾水能力密切相關，假如可以提升水質的安全等級，提升濾水效率，保證濾水裝置的平穩安全運轉，即表明針對該設施的改造是有必要并且有實際應用價值的。

2.1 執行效果觀察

經過對檢測時段內過濾后的水質的渾濁程度實施觀測發現濾池進水的水量在0～2 220 m3時，過濾速率為15.5 m/h，沉淀后出水的渾濁程度是1.6 NTU，過濾以后水的渾濁程度的平均值是0.2 NTU，平均過濾率為85%，最終過濾效果比較理想。而對改造后的濾池工作情況進行監控研究，濾池在正常的工藝過程及強制濾速的情況之下，過濾后的水質也相對較好，不會產生暴池情況，并且濾速及過濾周期也符合改造后的相關要求，濾料整體雜質的含量也基本滿足相關指標，因此改造后的實際效果相對較好，也可以達到保證水質安全生產的目的。

2.2 檢測濾池過濾效果的方法

需要針對濾池進行過濾效果的水平檢測，在檢測過濾速度恒定的基礎上，檢測過濾總體消耗的時間，在檢測的進程中，需要特別重視過濾后水質的渾濁程度及濾池液位的更變狀態，最大限度地防止濾池內部液體溢出或者過濾后水質渾濁程度大幅上漲[3]，一旦出現異常狀況，必須立即阻止。

圖3 可調式濾頭

2.3 針對整體式澆注濾板可調式濾頭在濾池改造后投入使用進行試驗分析

針對濾池改造以后及濾池改造之前相關的可調式濾頭反沖洗強度的重要參數進行試驗，將得到的試驗數據進行對比分析，相關試驗進行一定周期以后，相關工程技術人員對于濾料層的厚度尺寸、渾濁程度以及所有濾池濾料中的泥砂、石塊等雜質的含量進行相關數據分析，與此同時，相關工程技術人員也需要對相關試驗的所有數據信息進行科學合理的維護及更新，然后針對跑砂、漏砂、漏料狀況進行科學有效的分析及研究。

3 控制策略和方案

3.1 濾板鋼筋安裝控制

對濾板使用的鋼筋規格、種類、編號等進行詳細檢查，并且核對排布順序是否與設計圖紙一致，校核間距、鋼筋保護層厚度誤差是否在合理范圍之內。校驗鋼筋網片綁扎是否牢固，鋼筋是否達到順直、松扣概率是否滿足相關規定。尤其是校驗濾板處的鋼筋與濾梁處的預埋鋼筋連接部位及與濾池的池壁預留鋼筋的連接部位。濾梁的預留鋼筋必須埋入濾板板體內部，并且保證其和濾板鋼筋實施綁扎固定或者焊接固定,一般池壁預留鋼筋和濾板所用鋼筋使用焊接方式固定，因此需要校驗鋼筋焊縫的長度、焊與左欄底部對齊。

3.2 濾板模板安裝控制

3.2.1 濾板裝配模板前

校核濾池內部凈尺寸參數，檢查池壁內部周邊預先設置22 mm～42 mm的凹槽、濾梁上部及池壁周邊預先設置的錨筋和插筋是否符合設計規范的要求。檢驗鋼模和不銹鋼角鋼型支撐部件的尺寸和規格、厚度尺寸等參數與設計規范是否一致。

3.2.2 校核模板的排布狀態

模板的排布狀態通常是沿著濾池長度尺寸的方向依據板長間隔的濾梁，排布位置依據設計圖紙規定確定具體位置，并且在濾梁表面標記基準點位置。根據上述信息按照特定的順序將模板排布在整個濾池內部。

3.2.3 模板拼接完畢之后

校核單格型池體模板的平整程度，保證其誤差在±2.5 mm的范圍內。

3.3 濾梁二次水泥混凝土灌注過程控制

3.3.1 孔洞定位尺寸及標高控制

校核布氣系統裝置預先設置的孔洞的定位尺寸和標準高度，復核相關預先設置的洞口相關管道固定結果是否牢固可靠。

3.3.2 二次模板截面尺寸及標高控制

校核濾梁二次水泥混凝土模板的橫截面尺寸和標準高度，檢驗濾梁既有的水泥混凝土截面處理狀況，該截面務必保持潔凈。

3.3.3 待澆筑水泥混凝土表面澆水過程控制

在水泥混凝土澆筑前，相關工程技術人員需要檢查待澆筑水泥混凝土表面澆水濕潤情況，必須保證表面清潔干凈，不得存在明水。在二次水泥混凝土澆筑振搗及找平作業過程中，需要配備專門技術人員全程跟蹤指導，著重校核濾梁表面壓光水平度，要求濾梁平整度偏差保持在±2.5 mm的范圍內。

3.3.4 水泥混凝土養護天數控制

水泥混凝土保濕養護時間不得少于8 d。

4 作業過程的難點

整體澆注型的濾板主要是由濾板、濾板支撐構件組成的。濾板的厚度通常會設計為102 mm，水泥混凝土的強度等級需要保證不小于C25的一次成型的鋼筋水泥混凝土現澆板；濾板支撐通常是依靠濾梁或者池壁，濾梁寬度通常是122 mm，池壁和濾板連接位置通常做出凹型槽，凹型槽的寬度通常是22 mm～42 mm。濾板和濾梁之間利用濾梁內部的預埋的鋼筋相連接，池壁和濾板之間是采用濾板板筋和池壁預留的鋼筋進行焊接。土建作業順序為先完成濾梁構件，并對其進行找平，再構建濾板模板，然后進行鋼筋綁扎及鋼筋混凝土澆筑工作。

4.1 濾座標準高度把控難度較大

現階段濾模普遍使用3.5 mm的鋼模，剛度性能存在不足，板中段擾度過大，不益于濾座的標準高度的把控。

4.2 濾梁、濾柱頂部預埋固定鋼筋標準高度把控難度較大

為了達到濾板和支撐架部件穩固連接的目的，通常考慮將濾柱的鋼筋預埋到濾板內部，鋼筋水平段不得小于305 mm。濾梁和濾板之間需要使用φ13 mm的鋼筋進行預埋，把預埋鋼筋植入濾板內部，預埋鋼筋的平直段長度必須大于305 mm。濾梁預埋鋼筋、濾柱埋入鋼筋頂部平直段標準高度把控難度較大。

4.3 配水孔、均氣孔標準高度把控難度較大

相同濾池的配氣孔需要在相同的平面之上，并且孔的兩側不應該存在任何形式的阻礙，配氣孔能否保持水平是布氣均勻程度的關鍵；均氣孔位置如果有差距，會造成布氣不均勻。配氣孔在鋼筋混凝土灌注前使用U-PVC管預埋操作，均氣孔由于數量較大，并且所處的位置靠近濾板底部，因此在濾梁二次灌注期間預留操作。

4.4 濾梁作為構件模板的支撐部件，找平困難較大

為了達到保證反沖洗過程的濾板下方任意位置的壓力均衡的目的，并且使濾板下方壓入的空氣能夠迅速構成氣墊層結構，濾板和濾池底部之間存在一個適度的空間，通常設計為0.87 m～0.97 m。在相對狹小的空間進行模板支撐或者拆除作業困難較大。為了攻克支模操作空間狹小的難點，一般將模板與不銹鋼件放置在濾梁上面。濾板模板的平整程度的誤差為±2.2 mm，保證模板平整程度的關鍵是模板支撐的濾梁表面需要保持平整光潔，但是現澆水泥混凝土表面平整度精度一般能達到8.5 mm，裝修部分地面平整程度的誤差為5.2 mm，為此，控制在±2.2 mm難度較大。

4.5 濾池池壁和濾板連接用鋼筋預埋尺寸精度控制難度較大

一般情況下，濾池池壁和濾板加強筋通常使用焊接方式進行連接，在濾池池壁水泥混凝土進行澆筑過程中，根據濾板預埋的鋼筋相關規格及合理間距進行預埋作業。

5 結語

綜上所述，對整體澆注式濾板可調節濾頭在實際使用中出現的問題、改造方案及對改造后運行效果進行研究和分析，確定該方案能夠保證整體澆注式濾板的密閉性、對于提升用水安全有顯著的效果。在濾池內部推行濾頭升級改進的模式對提升水質的過濾效率較為重要，由于改造后不僅提升了濾水系統的平穩性同時還提升了用水的安全性，并且在某種角度改進濾水工藝方法，節約水廠的生產成本，更加適合水廠實際的凈水過濾作業需求，未來可調式濾頭的應用也會越來越廣泛。