饮水工程用取水箱制作安装方法与流程

本发明属于饮水工程施工技术领域，具体涉及一种饮水工程用取水箱制 作安装方法。

背景技术：

我国大多城市存在生活饮用水源地不达标及水源不足现象。为保证取水 品质，把取水口设置在水域离岸较远水质不易受影响处，例如从江河的中心 取水，再在江河底下通过大口径钢管制成的取水管引水至泵房接口，引水输 送至各大泵站、水厂进行处理，可是水域底部往往存在很多淤泥，为了防止 淤泥进入取水管，一般在取水口处设置安装取水箱，排除取水点周边淤泥， 取水箱的进水口高于淤泥层，从而保证饮水质量。

取水箱一般采用钢筋混凝土结构，因其体积较大，所以多采用围堰法现 场浇筑，即先在取水点周围设立围堰，围堰施工完成后，把围堰范围内的水 抽干，然后再开挖基础施工，现场进行绑筋、支模、浇注等施工，最后建成 取水箱。这种施工方法工期长，成本高，受环境影响大，多数应选择在水域 的枯水期施工作业。因此，需要研究出一种能够降低施工难度同时保证施工 质量的切实可行的取水箱制作安装施工方法。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种饮水工程用取水箱制作安装 方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：取水箱构造单元制作，即制作由取水箱分解成的构造单元，确 定每个构造单元的吊点，并对制作完成的构造单元进行分组编号备用；把工 程所设计的取水箱分解成多个构造单元，构造单元的数量根据起吊设备载重 情况来确定，绘制每个构造单元的图纸，根据设计确定构造单元的吊点，按 构造单元的图纸进行放样、下料和制作；

步骤二：取水箱基坑开挖，包括在水域取水点放线标出取水箱安装位置 的控制点，并在控制点设置水下浮标，采用抓斗式挖泥船水上挖泥清淤作业， 从水下挖出的淤泥转移到泥驳，由泥驳将淤泥运到指定点弃泥，测量基坑底 面高程和横断面尺寸，符合要求后，以抓斗式挖泥船挖泥至河床基层中风化 岩，采用船舶潜孔钻机进行水下钻爆破孔，成孔后立即进行装药，采用爆破 网络联接形式进行水下爆破，并清理爆破后渣石；

步骤三：铺设基坑垫层，包括基坑开挖完成后，铺设不小于20cm厚碎石， 找平后形成基坑垫层；

步骤四：取水箱安装，包括将步骤一制作的取水箱的构造单元先用汽车 吊吊装到运输船上，以运输船运至安装区域，再用起重船顺序吊起构造单元 放入水下就位，并实现与取水管正确对接，上下两层拼接以螺栓紧固，然后 取水箱的进水口安装钢格栅；

步骤五：水下砼浇筑，包括采取导管冲球法施工工艺，导管架设在浮箱 上，浮箱与船舶以系缆连接，船舶就位，采用水上浮筒平台，漏斗在水面1 米以上，泵管连接岸上砼泵车和导管船舶，混凝土罐车和泵车准备就绪，开 始在取水箱底部水下浇筑混凝土固定；

其中，步骤一与步骤二、步骤一与步骤三无先后。

优选地，在步骤一中，若取水箱沿竖直方向分解成多层构造单元，构造 单元制作时，先制作最下层构造单元，然后在最下层构造单元上面制作第二 层构造单元，如此依次向上以能保证各层对接的精度，在步骤四中各层采用 公母榫拼接。

优选地，在步骤二中，采用GPS定位全站仪辅助跟踪测深仪测量底标高， 用GPS或者全站仪对操作船的船位进行测量，指导校正船位。

优选地，在步骤三中，采用导管法进行施工，由潜水员指挥控制碎石导 管精准填充并调整取水箱基坑底部的高程，完成碎石导管投料后，潜水员使 用水下钢尺进行找平直至碎石垫层达到设计要求。

进一步地，在步骤三中，采用船舶配合潜水员水下刮平方式整平基坑， 在船舶上悬吊一根槽钢或者重轨垂入水中，作为刮尺，利用钢绳来控制刮尺 高程，水下由潜水员在水平方向推动刮尺，达到整平基坑目的。

优选地，在步骤四中，在构造单元吊放至基坑内高于安装位置1m时暂停 下放，检查着床情况，在取水箱的安装位置的控制点安装测量标杆，以全站 仪精确定位安装坐标无误后继续下放到位，控制取水箱安装的平整度。

优选地，在步骤五中，浇筑取水箱底部混凝土时需均匀缓慢下料，防止 取水箱受混凝土压力不匀，取水箱局部受力大于其他部位从而使得取水箱发 生偏移。

优选地，在步骤五中，浇筑过程中，潜水员要到水下检查探摸，如果发 现有淤泥和杂质及时清理干净，确保混凝土结合达到要求强度。

优选地，在步骤五中，浇筑时每隔3小时观测浇筑混凝土高程，确保浇 筑高度符合设计要求。

优选地，该方法还包括步骤六：周边抛石作业，包括抛填块石和抛铺铅 丝石笼，在岸边陆地设石料中转场，块石采用挖掘机装船，在基槽位置，以 船载挖掘机直接抛填块石；在船上设置抛笼架及推送轨道，将石装入编织好 的钢丝网内，进行封口形成铅丝石笼，在抛填块石后把铅丝石笼推入推送轨 道，沿推送轨道推入抛笼架抛铺铅丝石笼；抛填块石和抛铺铅丝石笼时要沿 定位线移动船体，确保块石和铅丝石笼入水位置；探查确保铅丝石笼水平度 和标高符合设计要求。

本发明的饮水工程用取水箱制作安装方法，采用了水中清泥、取水箱分 块在岸上预制，然后运输至取水点水面位置，进行下沉就位与拼装的方法， 无须设立围堰，节省施工时间，减小施工成本。且取水箱分块预制后再吊入 水下拼装，减轻了单次吊运重量，减小了对起重船的起重要求。

附图说明

图1为某项目饮水工程用取水箱制作安装方法实施例流程图；

图2为取水箱安装实施例立面正视图；

图3为取水箱与取水管连接实施例俯视图；

图4为取水箱安装实施例立面左视图。

图中：1-取水箱，101-构造单元；2-取水管；3-基坑垫层；4-混凝土；5- 周边抛石。

具体实施方式

为了更进一步阐述本发明为解决技术问题所采取的技术手段及功效，以 下结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细描述，需要说明的是所提供 的附图是示意性的，相互间并没有完全按照尺寸或者比例绘制，因此附图和 具体实施例并不作为本发明要求的保护范围限定。

如图1所示的某项目饮水工程用取水箱制作安装方法可选实施例流程， 包括以下步骤：

步骤一：取水箱构造单元制作，包括把取水箱分解成多个构造单元，该 项目把取水箱分解为上下两层，每层又对应分解成与取水管条数相等数量的 构造单元，上下两层构造单元之间采用公母榫拼接方式；绘制分解的每个构 造单元的图纸，根据构造单元设计确定吊点，按构造单元的图纸进行放样、 下料、制作，先制作下层构造单元，然后在构造单元上面制作上层构造单元， 以能保证两层更好的对接，并对制作完成的构造单元进行分组编号备用；构 造单元预制场地选择位于靠近江边区域的岸上，土质为原状土，对预制场地 进行硬化，硬化规格厚度不得少于0.3m，长度与宽度的规格根据取水箱尺寸， 结构制作活动需要面积确定；

步骤二：取水箱基坑开挖，包括在水域取水点放线标出取水箱安装位置 的控制点，并在控制点设置水下浮标，采用抓斗式挖泥船水上挖泥清淤作业， 从水下挖出的淤泥转移到泥驳，由泥驳将淤泥运到指定点弃泥，测量基坑底 面高程和横断面尺寸，符合要求后，以抓斗式挖泥船挖泥至河床基层中风化 岩，采用船舶潜孔钻机进行水下钻爆破孔，成孔后立即进行装药，采用爆破 网络联接形式进行水下爆破，并清理爆破后渣石；采用GPS定位全站仪辅助 跟踪测深仪测量底标高，用GPS或者全站仪对操作船的船位进行测量，指导 校正船位；

步骤三：铺设基坑垫层，包括在基坑开挖完成后，铺设不小于20cm厚碎 石，找平后形成基坑垫层；垫层碎石粒径选择为20-40mm，采用导管法进行 施工，由潜水员指挥控制碎石导管精准填充并调整取水箱基坑底部的高程， 完成碎石导管投料后，潜水员使用水下钢尺进行找平直至碎石垫层达到设计 要求；采用船舶配合潜水员水下刮平方式整平基坑，在船舶上悬吊一根槽钢 或者重轨垂入水中，作为刮尺，利用钢绳来控制刮尺高程，水下由潜水员在 水平方向推动刮尺，达到整平基坑目的；

步骤四：取水箱安装，包括将步骤一制作的取水箱的分解构造单元先用 汽车吊吊装到运输船上，以运输船运至安装区域，再用起重船以先下层、后 上层的顺序吊起构造单元放入水下就位，在取水箱的下层构造单元吊放至离 基坑底部高1m时暂停下放，由潜水员检查着床情况，在取水箱的安装位置的 控制点安装测量标杆，以全站仪精确定位安装坐标后继续把下层构造单元下 放到位，然后同样依次吊装上层构造单元；控制安装的平整度，并实现与取 水管正确对接，上下两层拼接以螺栓紧固，然后在取水箱的进水口安装钢格 栅；

步骤五：水下砼浇筑，包括采取导管冲球法施工工艺，导管架设在浮箱 上，浮箱与船舶以系缆连接，船舶就位，采用水上浮筒平台，漏斗在水面1 米以上，泵管连接岸上砼泵车和导管船舶，混凝土罐车和泵车准备就绪，开 始在取水箱底部水下浇筑混凝土固定；浇筑取水箱底部混凝土时需均匀缓慢 下料，防止局部混凝土高度较其他位置高，造成取水箱局部所受的压力大而 发生位移或者偏移；浇筑过程中，潜水员要到水下检查探摸是否有淤泥和杂 质，如果有及时清理干净，确保混凝土完好结合达到整体强度；浇筑时每隔3 小时观测水位高程；

步骤六：周边抛石作业，周边抛石可使得取水箱更加稳固，增强抗压能 力，防止发生移动，还能扩大取水口与水域底部淤泥距离，增进取水质量； 周边抛石作业包括抛填块石和抛铺铅丝石笼，在岸边陆地设石料中转场，块 石采用挖掘机装船，在基槽位置，以船载挖掘机直接抛填块石；在船上设置 抛笼架及推送轨道，将石装入编织好的钢丝网内，装笼石块一般不大于100kg， 以便人员操作，进行封口形成铅丝石笼，在抛填块石后把铅丝石笼推入推送 轨道，沿推送轨道推入抛笼架抛铺铅丝石笼；抛填块石和抛铺铅丝石笼时要 沿定位线移动船体，确保块石和铅丝石笼入水位置；然后安排潜水员下水探 查确保铅丝石笼水平度和标高符合设计要求。

其中，上述步骤一与步骤二、步骤一与步骤三的施工顺序没有先后之分， 可以根据施工进度需要进行合理安排。

如图2所示的取水箱安装实施例，该实施例有四条取水管2，把取水箱1 分解成上、下两层各四个构造单元101，共八个构造单元101，构造单元101 按照箭头指示的水流方向并排安装在基坑垫层3上组合成为取水箱1，在取水 箱1的底部浇筑有混凝土4，混凝土4使取水箱1与基坑垫层3结合为一体， 再以周边抛石5围绕加固。

如图3所示的取水箱与取水管连接可选实施例，该实施例与图2的实施 一样有四条取水管2，把取水箱1分解成四个构造单元101，四个构造单元101 按照箭头指示的水流方向并排组合，从该俯视图中可见中间两个构造单元101 为方形，前、后构造单元101是方形与三角形的结合形状，组合后形成一个 俯视近似长梭形的取水箱1，这种形状可减少水流对水箱的压力，取水管2与 取水箱1侧边所留的孔安装对接。

如图4所示的取水箱安装实施例，取水箱1安装在基坑垫层3上，取水 管2与取水箱1侧边所留的孔安装对接，取水箱1的下层构造单元底面有通 孔，在取水箱1内底面浇筑混凝土4，混凝土4通过通孔与基坑垫层3接触并 结合为一体，固定住取水箱1，再以周边抛石5围绕取水箱1进一步加固，周 边抛石5的上端面不低于水域原底面，以对淤泥形成一定的物理隔离。

当然，本发明还可有其它多种实施例，例如对取水管迎着水流方向的构 造单元，可把迎着水流方向的外部形状制作成船尖状流线形，以降低取水管 的迎水压力，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域技术人员可根 据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都属于本发 明的权利要求的保护范围。