1、1珍珠山净水场改造工程纪实摘要本文结合作者工程设计及施工现场监理的实践，论述了以有限的资金通过对老水厂挖潜改造的去缓解日趋紧张的城市供水需求的现实性及可行性。 关键词静态混合、旋流式水力反应、平流式沉淀、普通快滤池 中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号： 一、方案的确定 位于丹东市北部珍珠山顶的珍珠山净水场始建于 1942 年，源水取自于鸭绿江上游的爱河水源，日供水能力 1 万吨，其工艺流程为： 艾河水源取水调整池跌落混合槽投药混合隔板反应槽反应续凝平流沉淀池沉淀普通快滤池过滤清水池加氯消毒市区管网 爱河水源（一泵站）是日伪时期遗留下的取水构筑物，取水方式为鸭绿江河床渗渠取水，
2、由于河床改道，年久失修，其渗渠滤料层己被冲毁，丧失了渗渠的滤水功能。同时在 5 个集水井均设取水副管，4 号、3号集水井设取水“天窗” ，实质上，艾河水源渗渠取水系统己由取渗渠渗滤水改为取河床表水。泵房内设有 4 台 DK400 型水泵，源水通过一条500 输水管道被送入珍珠山净水场净化。 珍珠山净水场原有一座调整池，一组（两格）平流沉淀池，一组2（四个）普通快滤池。其中，平流沉淀池的前 2/5 部分巳被间隔成隔板反应池。根据现有水处理构筑物的条件，决定在调整池前端进水管处设置静态混合器；将调整池改为水力旋流式反应池；将原平流沉淀池内的隔板反应部分拆除，恢复其原有的平流沉淀池；扩建普通快滤池，
3、增设两座 V=2000 m3 的清水池。同时，校核完善艾河水源取水能力及泵站投升能力，校核完善艾河水源珍珠山净水场的源水输送能力及珍珠山净水场市区管网的净水配送能力。最终选定： 艾河水源泵站取水投升静态混合器加药混合水力旋流工反应池反应平流式沉淀池沉淀普通快滤池清水池市区管网 作为本项改造工程的主方案。整个工艺流程按日处理水量 4 万吨配套进行改造。 二、水处理工艺工程设计构思 1、艾河水源 利用艾河水源原有的取水设施，经校核可以满足日取水量 4-5 万吨的取水能力。利用艾河水源泵站内原有的 4 台 DK400 型水泵，同时，再增加两台。 2、艾河水源元宝山净水场源水输送管线 经校核，利用原有
4、 DN500mm 源水输送管线，同时再增设一条 DN600mm源水输送管道，可以满足源水输送能力。 3、投药系统 利用原有投药间。混凝剂：硫酸铝；助凝剂：石灰。 34、混合 在原调整池前的 DN500mm、DN600mm 源水输送管道上分设 2 台静态混合器，并在静态混合器前的 DN500mm、DN600mm 源水输送管道上分设两个投药点。 5、反应 将原有调整池改为旋流式水力反应池，经验算，基本可以满足反应要求。 6、沉淀 将原有平流沉淀池内被混合反应部分所占用的空间拆除，恢复其原有平流沉淀池的全部沉淀能力，并将沉淀池出口溢流堰适当抬高，经验算，可以满足沉淀要求。 7、普通快滤池过滤系统 滤
5、池面积及平面布局的确定 考虑到本项工程为老水厂挖潜改造项目，净水场原有“混合反应沉淀”部分的功能较差，所以取滤池的设计流速 V=7 米/秒。由此需增设单池面积为 27.32 m2 的新滤池 6 个，加上原有 4 个单池面积为 20 m2 的旧滤池，共有 10 个滤池布置成对称双行排列。滤池土建配套设计建筑尺寸调整后的实际滤速 V=7.23 米/小时。 滤池配水系统 滤池的配水系统采用滤球式中阻力配水系统。每个滤池根据池型置放甲型滤板 12 块，其规格为 1200mm1200 mm200 mm,甲型滤板共 16个滤斗。置放乙型滤板 8 块，其规格为 1200mm900 mm200 mm，乙型4滤
6、板共 12 个滤斗。每个滤斗底层放置 5 枚 78 mm 陶瓷球，上层放置 9枚 38 mm 陶瓷球。 洗砂排水槽 采用三角形标准断面。经计算，其横断面尺寸 X=0.23m，池内 3 根长4.94m 的洗砂排水槽按中心距 ao=1.84 m 均匀分布。新、旧滤池洗砂排水槽顶沿标高相同。 滤池各种管渠的操作系统 滤池所有闸阀均采用 Z744T10 型液压阀，立式安装。每个滤池的各闸阀均分别汇总到一个操作台上，由铜质四向阀手动控制。操作台的材质采用乳白色天然大理石。 反冲洗高位水池 净水场内原有一座 V=120 m3 的反冲洗高位水池，根据现有地形，经计算，再增设一座 V=120 m3 的反冲洗高
7、位水池即可满足要求。新池与原池池底标高相同。 滤池表面冲洗系统 原有滤池在过去的运行过程中，每次新滤料更换不久，其表层砂粒即为悬浮物所粘附，砂粒径由原来的 0.5mm1.2 mm 增大到1.5mm2.5 mm。砂粒表面呈油黑状，砂粒之间形成一层毯子状硬壳，严重得影响了滤池的运行效果，缩短了滤料的更换周期。经分析，问题产生的主要原因是砂滤层的冲洗强度及膨胀率不够。为此，在滤池改造过程中增设了滤池表面冲洗系统。经计算，新设滤池每池共铺设 10 根 50 mm 不锈钢穿孔管，每根穿孔管 100 个 4 mm 孔眼，孔眼分布采用双排，5距中垂线 45 度角向下交错排列，单排孔间距 100 mm。原有滤
8、池每池铺设7 根 50 mm 不锈钢穿孔管，每根穿孔管 95 个 4 mm 孔眼，孔眼布置与新设滤池相同。 滤池表面冲洗泵采用 IS200150400A 型离心泵。 6、消毒系统 采用液氯消毒，设新、旧滤池两个投氯点，采用 IJ2 型转子加氯机三台，两台运行，一台备用。 加氯间设通风换气设施。 7、清水池 利用原有 V=4000 m3（两格）清水池，增设一座 V=4000 m3（两格）清水池，清水池总容积 V=8000 m3。 8、清水配水管线 将原有 DN500 mm 配水管道按原路由抽换成 DN700 mm 配水管道。 三、普通快滤池厂房屋顶建筑工程设计 本项工程普通快滤池厂房跨度为 18
9、.12m，长度为 30.68 m。给水工艺设计方案要求厂房内不设柱，室内顶棚平整，防止因室内湿度大而腐蚀屋架。原建筑设计采用先张法预制有粘结预应力混凝土薄拱肋板屋盖，但由于快滤池厂房所处位置地形复杂，施工场地窄小，工期要求紧，薄拱肋板屋盖现场预制、吊装、运输都很困难，所以将设计修改为采用后张法无粘结预应力混凝土改浇薄拱肋板屋盖。混凝土强度等级 C40，上弦板拱曲线：Y=4FL2(L-X)X,屋盖间 8 个中隔板为预制构件，下弦板总面积：18.12m30.68m,下弦共 27 条混凝土拉杆、每条拉杆内设 2 条 7s56无粘结预应力钢丝束和 414 非预应力级钢筋，两端设 2cm 厚承压钢板，板
10、后者 5 片钢筋网。 无粘结预应力工艺特点与有粘结的同类结构相比，省去了现场预留孔道、穿筋、灌浆等复杂的施工工序，减少了下弦拉杆的厚度、自重轻、节省混凝土，无粘结筋张拉后就可折模，施工方便速度快。 无粘结预应力钢筋：U7s5 高强钢丝束。 锚具：三夹片筒式单孔 XM 锚具。 千斤顶：YC180 剪置内卡式千斤顶。 电动油泵：STDB 手提油泵。 施工工艺过程，施工程序： 支拱底模板布置非预应力钢筋安放无粘结预应力钢丝束浇筑拱底混凝土安装中隔板支拱顶模板布置拱顶钢筋浇筑拱顶混凝土养生张拉锚固无粘结预应力钢丝束拆模端头锚具的封闭 无粘结预应力钢丝束施工时做好下料及修补，铺设预应力张拉，混凝土强度达
11、到 C35 时，可以进行无粘结预应力钢丝束的张拉，张拉采用应力控制，用张拉时无粘结预应力钢丝束的伸长值校核。 无粘结钢丝束的张拉控制应力为=0.7fptk=0.71570=1099MPQ 每根无粘结钢丝不的拉力为：Np=1099138=151.7KN 无粘结钢筋丝束的计算伸长值为：L=NpLAsEs=15170018120/138210105=99.6mm 为减少无粘钢丝束的松弛损失，张拉程序为：000.251.0 一端卸荷锚固 1.05 持续 2 逐根增长。 7测量混凝土外部两端头无粘结钢丝束的长度。完成张拉后，再量一次长度，精确到 mm。两个长度差就是无粘结钢丝束的张拉伸长值，校核是否在允
12、许的伸长值范围内，即-5%+10%倍的计算伸长值，本项目计算伸长值范围是：94.6109.6mm。54 根无粘结钢丝束张拉完成即可拆除模板和支撑。 质量标准：在浇筑混凝土之前，组织建设、设计、施工单位的质量管理人员，认真地对无粘结钢丝束的安装情况进行质量检查。具体要求有：布置无粘结钢丝束时，高度误差不超过10mm，承压板安装时，直偏差不超过 3mm，无粘结钢丝束张拉时，张拉应力不准超过 0.75fptk。 后张法无粘结预应力混凝土薄拱肋板屋盖。即满足了大跨度无支柱的建筑要求，又满足了室内湿度大，板底裂缝要求严格的工艺限制。并解决了现场不具备吊装和预制条件，只能现场浇筑的施工技术问题。 珍珠山净
13、水场改造工程耗资 650 万元。自 1993 年竣工投产后，日供水综合能力由 1 万吨扩大到 4.6 万吨，汛期用水高峰时达 5 万吨，各项指标均取得了预想的效果。特别是 1995 年，丹东地区发生了百年一遇的特大洪水，珍珠山净水场经受住了洪水期高浊度水处理的考验，最高日（1995 年 10 月 17 日）供水量达 54878 吨，配水水质达到了国家生活饮用水水质标准。 三、结束语 笔者通过对珍珠山净水场挖潜改造的尝试，感触到：对老水场进行挖潜改造，是以有限的资金去缓解日趋紧张的城市供水需求的有效途径。8本项工程获 “辽宁省一九九五年至一九九六年度优秀工程勘察设计评选三等奖” 。“丹东市一九九六年度优秀工程勘察设计评选一等奖” 。 作者简介： 刘长敏、男、1957 年生、高级工程师
