蓄水池基本簡(jiǎn)介

蓄水池是用人工材料修建、具有防滲作用的蓄水設(shè)施。

根據(jù)其地形和土質(zhì)條件可以修建在地上或地下，即分為開(kāi)敝式和封閉式兩大類，按形狀特點(diǎn)又可分為圓形和矩形兩種，因建筑材料不同可分為:磚池、漿砌石池、混凝土池等。蓄水池布置原則和水窖基本相同。

蓄水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除應(yīng)符合前述蓄水工程設(shè)計(jì)要求外，尚應(yīng)考慮下列要求:

1.荷載組合:不考慮地震荷載，只考慮蓄水池自重、水壓力和土壓力。對(duì)開(kāi)敞式蓄水池，荷載組合為池內(nèi)滿水，池外無(wú)土;對(duì)封閉式水池，荷載組合為池內(nèi)無(wú)水，池外有土。計(jì)算時(shí)，漿砌石砌體及混凝土的容重取為2.4t/m。地下式水池，池壁外面回填土要求夯實(shí)，計(jì)算土壓力時(shí)填土容重取為1.8t/m，內(nèi)摩擦角取為30°。

2.應(yīng)按地質(zhì)條件推求容許地基承載力，如地基的實(shí)際承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求或地基會(huì)產(chǎn)生不均勻沉陷，則必須先采取有效的地基處理措施才可修建蓄水池。蓄水池底板的基礎(chǔ)要求有足夠的承載力、平整密實(shí)，否則須采用碎石(或粗砂)鋪平并夯實(shí)。

3.蓄水池應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，或按五級(jí)建筑物根據(jù)有關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。水池池底及邊墻可采用漿砌石、素混凝土或鋼筋混凝土。最冷月平均溫度高于5℃的地區(qū)也可采用磚砌，但應(yīng)采用水泥砂漿抹面。池底采用漿砌石時(shí)，應(yīng)座漿砌筑，水池砂漿標(biāo)號(hào)不低于M10，厚度不小于25cm。采用混凝土?xí)r，標(biāo)號(hào)不宜低于C15，厚度不小于10cm。土基應(yīng)進(jìn)行翻夯處理，深度不小于40cm。池墻尺寸應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)或按規(guī)范要求計(jì)算確定。

4.蓄水池的基礎(chǔ)是非常重要的，尤其是濕陷性黃土地區(qū)，如有輕微滲漏，危及工程安全。因而在濕陷性黃土上修建的蓄水池應(yīng)優(yōu)先考慮采用整體式鋼筋混凝土或素混凝土蓄水池。地基土為弱濕陷性黃土?xí)r，池底應(yīng)進(jìn)行翻夯處理，翻夯深度不小于50cm;如基土為中、強(qiáng)濕陷性黃土?xí)r，應(yīng)加大翻夯深度，采取浸水預(yù)沉等措施處理。

5.蓄水池內(nèi)宜設(shè)置爬梯，池底應(yīng)設(shè)排污管，封閉式水池應(yīng)設(shè)清淤檢修孔，開(kāi)敞式水池應(yīng)設(shè)護(hù)欄，護(hù)欄應(yīng)有足夠強(qiáng)度，高度不低于1.1m。

1.開(kāi)敞式圓形蓄水池

開(kāi)敞式蓄水池池體由池底和池墻兩部分組成。它多是季節(jié)性蓄水池，不具備防凍、防蒸發(fā)功效。圓形池結(jié)構(gòu)受力條件好，在相同蓄水量條件下所用建筑材料較省，投資較少。開(kāi)敞式圓形漿砌石水池地基承載力按10 t/m設(shè)計(jì)，池底板為C15混凝土，厚度10cm，池壁為M7.5漿砌石，其厚度根據(jù)荷載條件按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)或有關(guān)規(guī)范確定，表2列出開(kāi)敞式圓形漿砌石水池主要尺寸、工程量及材料用量表，供參考。

2.開(kāi)敞式矩形蓄水池

矩形蓄水池的池體組成、附屬設(shè)施、墻體結(jié)構(gòu)與圓形蓄水池基本相同，不同的只是根據(jù)地形條件將圓形變?yōu)榫匦瘟T了。但矩形蓄水池的結(jié)構(gòu)受力條件不如圓形池好，拐角處是薄弱環(huán)節(jié)，需采取防范加固措施。當(dāng)蓄水量在60m以內(nèi)時(shí)，其形狀近似正方形布設(shè)，當(dāng)蓄水池長(zhǎng)寬比超過(guò)3時(shí)，在中間需布設(shè)隔墻，以防側(cè)壓力過(guò)大使邊墻失去穩(wěn)定性，這樣將一池分二，在隔墻上部留水口，可有效地沉淀泥沙。圖3-12為開(kāi)敞式矩形蓄水池結(jié)構(gòu)圖，其池底為C19混凝土，厚20cm，立柱為C19鋼筋混凝土，池壁為24cm厚砌磚，采用M10水泥砂漿抹面防滲，厚3cm，池體頂蓋用混凝土空心板。

3.封閉式圓形蓄水池

封閉式蓄水池池體大部分設(shè)在地面以下，它增加了防凍保溫功效，保溫防凍層厚度設(shè)計(jì)要根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蚯闆r和最大凍土層深度確定，保證池水不發(fā)生結(jié)冰和凍脹破壞。封閉式蓄水池結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，投資加大，其池頂多采用薄殼型混凝土拱板或肋拱，以減輕荷載和節(jié)省投資。甘肅省封閉式圓柱形混凝土蓄水池池深徑比取值范圍為1.2~1.8，其蓄水池底部為反拱，池底鋪三七灰土厚30cm，其上再澆筑混凝土厚10cm，池壁為現(xiàn)澆混凝土，厚10cm，混凝土表面抹一層水泥砂漿加強(qiáng)防滲。蓋板為鐵絲網(wǎng)預(yù)制混凝土，標(biāo)號(hào)C18。池頸為砌磚水泥砂漿抹面。其技術(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表。

表2 甘肅省圓柱形蓄水池技術(shù)數(shù)據(jù)表

4.封閉式矩形蓄水池

矩形蓄水池適應(yīng)性強(qiáng)，可根地形、蓄水量要求采用不同的規(guī)格尺寸和結(jié)構(gòu)形式，蓄水量變化幅度大。封閉式矩形蓄水池池底為M7.5水泥砂漿砌石，厚40cm，其上澆筑C19混凝土，厚15cm，池壁為混凝土，厚15cm，頂蓋采用混凝土空心板，上鋪爐渣保溫層，厚1.0m，覆土層厚度30cm，并設(shè)有爬梯及有關(guān)附屬設(shè)施。

盡管蓄水池的結(jié)構(gòu)形式有開(kāi)敞式和封閉式，形狀有圓形和矩形之分，但施工程序基本相同，下面只就開(kāi)敞式圓形(漿砌石)蓄水池和封閉式矩形(磚砌墻)蓄水池施工建造予以介紹。

1.開(kāi)敞式圓形蓄水池(漿砌石墻)

施工程序分為:地基處理、池墻砌筑、池底建造、防滲處理、附屬設(shè)施安裝施工等部分。

(1)基礎(chǔ)處理。施工前應(yīng)首先了解地質(zhì)資料和土壤的承載力，并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行坑探試驗(yàn)。如土基承載力不夠時(shí)，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)提出對(duì)地基的要求，采取加固措施，如擴(kuò)大基礎(chǔ)，換基夯實(shí)等措施。

(2)池墻砌筑

①按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求放線，嚴(yán)格掌握垂直度、坡度和高程。

②池墻砌筑時(shí)要沿周邊分層整體砌石，不可分段分塊單獨(dú)施工，以保證池墻的整體性。

③池墻采用的各種材料質(zhì)量應(yīng)滿足有關(guān)規(guī)范要求，漿砌石應(yīng)采用座漿砌筑，不得先干砌再灌縫。砌筑應(yīng)做到石料安砌平整、穩(wěn)當(dāng)，上下層砌石應(yīng)錯(cuò)縫，砌縫應(yīng)用砂漿填充密實(shí)。石料砌筑前，應(yīng)先濕潤(rùn)表面。

④池墻砌筑時(shí)，要預(yù)埋(預(yù)留)進(jìn)、出水管(孔)，出水管處要做好防滲處理。防滲止水環(huán)要根據(jù)出水管材料或設(shè)計(jì)要求選用和施工。

⑤池墻內(nèi)壁用M10號(hào)水泥砂漿抹面3cm厚，砂漿中加入防滲劑(粉)，其用量為水泥用量的3%~5%。

(3)池底建造。池底施工程序分底土處理、漿砌塊石、混凝土澆筑等環(huán)節(jié)。

①底土處理。凡是土質(zhì)基礎(chǔ)一般都要經(jīng)過(guò)換基土，夯實(shí)碾壓后才能進(jìn)行建筑物施工。首先在池旁設(shè)高程基準(zhǔn)點(diǎn)，根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸開(kāi)挖池底土體，并碾壓夯實(shí)底部原狀土。回填土可按設(shè)計(jì)施工要求采用3:7灰土，1:10水泥土或原狀上，采用分層填土碾壓、夯實(shí)。原土翻夯應(yīng)分層夯實(shí)，每層鋪松土應(yīng)不大于20cm。夯實(shí)深度和密實(shí)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。夯實(shí)后表面應(yīng)整平?；靥钔梁恳税幢?-7的規(guī)定取值。表3列出了野外用手鑒別土的含水量值。

表3 回填土料適宜含水量范圍

表4 野外用手鑒別土的含水量表

注:摘自《小型水利手冊(cè)》，陜西省水利學(xué)校編。

人工夯實(shí)，每層鋪土厚0.15m，夯打時(shí)應(yīng)重合1/3，打夯時(shí)，各處遍數(shù)要相同，不能漏打和少打，邊墻處更應(yīng)夯打密實(shí)。干容重要求達(dá)到1.5~1.6g/cm。機(jī)械碾壓時(shí)，鋪土厚度0.20~0.25m，碾壓遍數(shù)根據(jù)壓重和振動(dòng)力確定。

②漿砌塊石。地基經(jīng)回填碾壓夯實(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)高度時(shí)，即可進(jìn)行池底砌石，當(dāng)砌石厚度在30cm以內(nèi)時(shí)，一次砌筑完成，砌石厚度大于30cm時(shí)，可根據(jù)石料情況分層砌筑。漿砌石同樣應(yīng)采用座漿砌筑，然后進(jìn)行灌漿，用碎石填充石縫，務(wù)必灌漿密實(shí)，砌石穩(wěn)固。

③混凝土澆筑。在漿砌石基礎(chǔ)上澆筑混凝土，標(biāo)號(hào)不低于C15，厚度不小于10cm，依次推進(jìn)，形成整體，一次灌筑完成，并要及時(shí)收面三遍，表面要求密實(shí)、平整、光滑。

④池墻、池底防滲。池底混凝土澆筑好后，要用清水洗凈清除塵土后即可進(jìn)行防滲處理，防滲措施多種多樣。可采用425號(hào)水泥加防滲劑用水稀釋成糊狀刷面，也可噴射防滲乳膠。

⑤附屬設(shè)施安全施工。蓄水池的附屬設(shè)施包括沉沙池、進(jìn)水管、溢水管、出水管等。其結(jié)構(gòu)形式和施工工藝相差不大，將在下節(jié)中予以介紹。

2.封閉式矩形蓄水池(磚砌墻)

施工程序可分為:池體開(kāi)挖、池墻砌筑、池底澆筑、防滲處理、頂蓋預(yù)制安裝和附屬設(shè)施安裝施工等。

(1)池體開(kāi)挖。要根據(jù)當(dāng)?shù)赝临|(zhì)條件確定開(kāi)挖邊墻坡度。垂直開(kāi)挖，即使是特別密實(shí)的土體，也只允許挖深2m左右，當(dāng)池體深度大于2m時(shí)，開(kāi)挖時(shí)都要有坡度，以確保土體穩(wěn)定(表5)。

表5 基坑開(kāi)挖邊坡坡度參考表

在確定池體開(kāi)挖尺寸時(shí)，要根據(jù)土質(zhì)、池深選定邊坡坡度，然后根據(jù)池底尺寸確定開(kāi)挖線。開(kāi)挖過(guò)程要施工放線，嚴(yán)格掌握坡度，池深開(kāi)挖要計(jì)算池底回填夯實(shí)部分和基礎(chǔ)厚度，要求一次按設(shè)計(jì)要求挖夠深度，并進(jìn)行墻基開(kāi)挖。

(2)池墻砌筑。按設(shè)計(jì)要求挖好池體后，首先對(duì)墻基和池基進(jìn)行加固處理，然后磚砌池墻。磚砌矩形池受力條件不如圓形池、要加設(shè)鋼筋混凝土柱和上下圈梁(圓形蓄水池可不設(shè))。磚砌墻體時(shí)，磚要充分吸水。沿四周分層整體砌筑，坐漿要飽滿，墻四周空隙處要及時(shí)分層填土夯實(shí)。墻角混凝土柱與邊墻要做好接茬。先砌墻，后澆筑混凝土柱。圈梁和柱的混凝土要按設(shè)計(jì)要求施工。

(3)池底澆筑和防滲處理。施工程度同開(kāi)敞式圓形蓄水池。

(4)池蓋混凝土預(yù)制安裝。池蓋混凝土可就地澆筑或預(yù)制板安裝，矩形蓄水池因?qū)挾容^小，一般選用混凝土空心板預(yù)制板件安裝，施工簡(jiǎn)便。板上鋪保溫防凍材料，四周用24磚墻漿砌，池體外露部分和池蓋保溫層四周填土夯實(shí)，以增強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和提高保溫防凍效果。

(5)附屬設(shè)施安裝施工。附屬設(shè)施包括沉沙池、進(jìn)水管、檢查洞(室)及扒梯、出水管等。扒梯在安裝出水管的側(cè)墻上按設(shè)計(jì)要求布設(shè)，砌墻時(shí)將彎制好鋼筋砌于墻體內(nèi)。頂蓋預(yù)留孔口，四周砌墻，比保溫層稍高，頂上設(shè)混凝土板，在頂蓋混凝土板安裝后即可進(jìn)行扒梯施工。