建筑施工手册系列之构筑物工程 21-2 水塔

'21-2水塔21-2-1水塔的种类及特点水塔的种类及特点见表21-10。表21-10序号种类适用范围及优缺点简图1砖筒身砖加筋水箱水塔适用于水箱容量为30m3、50m3的小型水塔。其优点是施工方便，设备简单，节约三大材料，便于因地制宜，就地取材2钢筋混凝土水塔塔身和水箱全部采用钢筋混凝土浇筑，一般常见于水箱容量较大或水塔高度较高者。其优点是抗震性能好。虽然施工比较复杂，但采用滑模施工的方法，可大大提高施工速度 3砖筒身钢筋混凝土水箱水塔适用于水箱容量30~200m3，高度28m以下。由于筒身用砖砌筑，故具有施工方便、材料易取、节约三大材料等优点，在我国各地应用较普遍。常采用国标：S846（一）~（六），即30m3、50m3、80m3、100m3、150m3、200m3六种4钢木支架及钢木水箱水塔用金属做支架及水箱，可在工厂预制，现场安装，适用于施工期限短的工地，但用钢较多。用木材做支架及水箱，一般用在盛产木材的地区及临时性工程中，此种水塔使用期限短，易渗水、漏水，要经常维修5钢筋混凝土支架钢筋混凝土水箱水塔塔身由4根、6根或8根钢筋混凝土柱组成框架式的空间结构。水箱由钢筋混凝土做成。这种水塔具有结构轻巧、坚固耐用、节约材料等优点 6装配式水塔装配式水塔由钢丝网水泥水箱、装配式预应力钢筋混凝土抽空杆件支架及板式基础组成，除基础现浇外，水箱和支架杆件均为预制吊装。这种水塔具有节约材料、缩短工期、便于机械化施工等优点7钢筋混凝土倒锥壳水塔塔身为钢筋混凝土（可采用滑模施工），倒锥壳钢筋混凝土水箱就地预制，利用液压提升设备提升到设计高度后，用钢梁固定，再进行防水处理。这种水塔具有结构紧凑、造型美观、施工期短等优点8烟囱水塔利用烟囱作为水塔的塔身，将水箱套在烟囱筒身上，水箱常用钢筋混凝土制作。这种水塔由于不需另做塔身，所以，节约了材料，减少了投资，并具有一定的保温效果21-2-2水箱的构造及适用范围水箱的构造及适用范围见表21-11。 水箱的构造及适用范围表21-11序号名称构造特点构造简图适用范围1钢筋混凝土平底水箱混凝土强度等级为C20，护壁为M5砂浆砌MU7.5砖，池顶做保温层、防水层，池内抹防水层适用于30m3、50m3等容量较小的水箱2钢筋混凝土壳形底水箱钢筋混凝土水箱，砖护壁，池顶及池内做防水层。池底做成壳形，池底斜坡部分加木板空气保温层适用于100m3、150m3、200m3等容量较大的水箱，可节约池底钢筋混凝土用量3砖加筋水箱池底为C20钢筋混凝土，池壁为M7.5水泥砂浆砌MU7.5砖，每180mm高，在砖内外放置φ6钢筋两根，护壁为M5砂浆砌MU7.5砖，池壁与护壁间填锯末或矿渣棉保温，池顶为砖薄壳，上做保温层及防水层适用于30m3、50m3的小型水箱4钢丝网水泥水箱钢丝网水泥水箱由数层叠置的钢丝网（φ0.91，10mm×10mm方格），在网间放置φ4~5低碳冷拔钢丝作为骨架，然后用32.5级普通硅酸盐水泥（水灰比0.38~0.45，灰砂比1：1.5~1.8）的水泥砂浆抹上而成。钢丝网搭头100mm，且相互错开。池顶及壁上部厚25mm，壁下部厚37mm，适用于100m3以下的小型水箱。水箱可在地面上做好，支架完成后再吊装就位 池底厚30mm5钢筋混凝土倒锥壳水箱水箱为C25钢筋混凝土，采用木模就地预制，浇灌混凝土时，要注意安好提升用的预埋吊环、吊篮脚手螺栓，并处理好水箱和塔身间的支模和脱模，确保不粘结，其缝隙要做好防水处理，保证不渗水图示为150m3倒锥壳水箱，此种水箱结构紧凑，造型优美，节约材料，便于机械化施工21-2-3水塔施工方法21-2-3-1外脚手架施工用外脚手架进行水塔施工，系在筒身外部搭设双排脚手架。操作人员在外架的脚手板上操作。水箱部分施工时可用挑脚手架或放里立杆的脚手架，如图21-32。图21-32水塔外脚手架施工这种施工方法，一般适用于砖或钢筋混凝土水塔的建造。垂直运输由塔外上料架上料。外脚手架可搭设成正方形或多边形。正方形每边立杆一般为6根；六角形每边里排立杆一般为3~4根，外排立杆一般为5~6根。 在布置水塔外脚手架时，要考虑顶部水箱直径的大小。一般从接近水箱底面处开始搭设挑脚手或将里立杆外移，立杆离水箱壁的距离保持50cm左右，以便水箱施工。21-2-3-2里脚手架施工用里脚手架进行水塔施工，系在塔身内搭设里脚手架，工人站在塔内平台上进行操作。塔身施工完成后，利用里脚手架支水箱底模板，并在筒身上挑出三角形托架，进行下环梁的支模。水箱底、下环梁施工完后，再在水塔内搭里脚手架或由水箱下面搭设挑脚手架，进行水箱壁、护壁及水箱顶的施工。这种方法适用于砖筒身水塔的施工，上料架可设在筒身内，也可在筒身外搭设井架或在架顶挑横杆上料，施工安全可靠，水箱封底也较方便，比外脚手架节约脚手架，所以，应用较为普遍。一般常见的布置形式及方法见表21-12。用里脚手架施工水塔的布置形式及方法表21-12序号布置形式施工方法材料简图说明1上料架设在塔内，筒身水箱分别搭里脚手架里脚手架及起重架分别支在已做完的钢筋混凝土地面及水箱底板上。水箱里脚手架上可设上料吊杆1-筒壁井形上料架2-筒壁里脚手架3-三角托架4-水箱里脚手架5-上料吊杆6-钢丝绳2上料架设在塔外，筒身水箱分别搭里脚手架筒身及水箱分别搭设里脚手架，筒身、水箱底施工完后，再在水箱里搭设里脚手架，进行水箱壁及护壁施工。上料架搭在塔外，可搭单井架或双井架运送1-筒壁里脚手架2-三角托架3-水箱里脚手架4-上料井架5-缆风绳6-跳板 21-2-3-3提升式吊篮脚手施工提升式吊篮脚手施工水塔，是先在筒身内架设好金属井架，利用井架做高空支架，将吊篮脚手悬挂到井架上，吊篮在塔身外，工人站在外吊篮脚手上操作。每施工完一步架，用两个2t倒链将吊篮提升一步，再继续进行施工。水箱底下环梁处留搓，最后进行池底混凝土施工。其上料架利用金属井架内设吊笼上料。因此，上料及操作平台可以用一个井架。这种施工方法适用于建造砖筒身水塔，具有施工方便、工人操作安全平稳、施工用地小、易于管理等优点。1．组装和施工顺序提升吊篮脚手的组装示意如图21-33。其施工顺序为：基础施工→搭设一圈外脚手架→筒身砌砖高4m→筒内设置塔架垫木、搭设井架到需要高度→安装套架及吊篮→挂倒链提升吊篮→筒身砌砖→环梁支模浇筑混凝土→池壁及护壁施工→降低井架→封顶→落吊篮→拆部分井字架→池底支模及浇筑混凝土（由池顶设临时拔杆运料）→拆除模板→拆井架。 图21-33提升吊篮脚手的组装1-塔架；2-提升架；3-挑梁；4-拉杆；5-吊杆；6-栏杆；7-脚手板；8-接料台；9-吊笼；10-倒链；11-上料钢丝绳；12-地滑轮；13-塔架垫木；14-顶滑轮；15-φ6固定架子；16-筒身；17-环梁模板；18-环梁；19-池底留搓；20-4m高脚手架；21-安全网；22-滑道；23-缆风绳2．设备及构造（1）塔架平面尺寸115cm×115cm，四角一般用∟63×63×6角钢分段连接，每段高度2m。螺栓用φ16，连接板用6~8mm厚钢板，底座用4根∟100×10角钢组成，斜杆及水平撑杆用∟50×5角钢组成。（2）提升架平面尺寸为120cm×120cm，四角用∟75× 8角钢连接，高度为2m，水平撑杆及斜杆用∟63×6角钢。提升架四角用8个直径10cm固定滑轮，使用时卡在井架四角不许移动。提升架下端挑出8根［8槽钢，用φ14拉绳（或拉杆）与提升架上端连接。挑梁及拉绳与提升架用卡环连接。每根挑梁槽钢上挂下两根φ12吊杆。吊杆可沿挑梁滑移，用以调整直径大小，满足水箱施工的需要。（3）操作平台矩形、扇形脚手板，其数量各半。扇形板两端固定在吊杆上；矩形板一头固定，一头搭在扇形板上，可滑动以调节直径。平台四周设置活动栏杆和安全网。（4）上料系统根据塔架平面尺寸及上料滑道确定吊笼平面尺寸，并在塔架上铺接料平台。接料平台可用两根［8槽钢做横梁，吊挂固定在提升架上，随升随用。3．搭设和拆除（1）架设塔架先安好底座，按分段（每段2m）竖立角钢，并以水平支撑连接牢固。当砌筑高度超过外脚手架（4m）后，即用φ6钢筋与筒壁固定，一次架设到需要高度，然后拉好缆风绳。（2）吊篮安装利用4m高的外脚手在塔架上安好提升架，在提升架下端安置挑梁槽钢及拉杆，再安放吊篮吊杆，铺设操作平台，要注意脚手板的固定和搭接。安装栏杆及安全网，铺设好接料平台，挂好倒链即可提升，每次提升以1.2m为宜。（3）塔架及吊篮拆除其拆除程序是：操作平台板→吊杆→接料平台→［8槽钢挑梁、吊篮拉绳→提升架→塔架拆除。其中拆塔架以上工序均利用塔架上增加滑轮分件由筒外卸下。拆塔架则利用本身架子作支架，在筒身内逐节卸下。21-2-3-4提模施工提模施工水塔，是先在筒身内架设好提升架，在架上挂好内吊盘作操作平台。内外模板均各由四扇金属板组成。内模由绞车提升（随吊盘上升），外模由4个3t倒链提升。筒身、下环梁、池壁施工完后，再施工水箱底。这种施工方法，适于建造钢筋混凝土筒身的水塔。上料吊笼设在金属提升井架内。这种方法的优点是：可以加快施工进度，提高工效，而且操作比较安全，设备比较容易解决。 1．施工方法总的搭设方法如图21-34。其施工顺序为：挖基础土方→提升架基础→组、立提升架→基础施工→安装吊盘及钢模→筒身提模法施工→环梁支木模浇灌混凝土→砌护壁及水箱壁提模施工→封顶→拆上部提升塔→封底→拆下部提升塔→落吊盘、安装管路、铁梯等。整个施工过程除环梁处支木模外，其余均是提模施工。外模由四扇钢模组成，上部用4颗松紧螺丝，下部用φ12.5钢丝绳捆紧，用1颗松紧螺丝控制，四扇钢模由4台倒链拉动提升。内模同样由四扇钢模组成，接头共由8颗松紧螺丝控制。内模由绞车提升（随吊盘上升）。内、外模每次提升一定高度后（模板高宜为75cm，夹住下部混凝土5cm，浇筑混凝土70cm）；将提升塔内小料斗提至超过吊盘位置，然后挂线坠找正中心及水平，调整内外模松紧螺丝，并将螺丝紧好，即可浇筑混凝土。 图21-34搭设方法2．施工设备 单筒卷扬机（JJK-2型）2台，1.2kW振捣棒4台（2台备用），3t倒链4台。其余吊盘、模板等分述于下：（1）吊盘吊盘骨架由8榀∟-1金属桁架和4根Q-1角钢撑组成。围绕提升塔用［75框和φ14拉筋，根据筒身内径大小做成圆形工作吊盘，如图21-35。吊盘采用两点提升，由φ12.5钢丝绳提动。图21-35圆形工作吊盘（a）工作吊盘平面；（b）工作吊盘安装与提升示意（2）外模起吊井字架由4根φ200钢管组成，钢管由两根［100槽钢支撑，下部用槽钢支撑在吊盘框上。井字架随吊盘升降。井架四角各挂3t倒链1台以提升外模。井架四角设4根无极绳以承担倒链的作用力，如图21-36。 图21-36外模起吊井字架（3）金属模板内外模均用3mm钢板制作，高度75cm。钢模上下用∟50×50框加固，内模除∟50×50框加固外，每个钢模上下两端共用4个小桁架加固，以增强钢模刚度。内模浮置在吊盘上，将松紧螺丝松开后，随吊盘提升而提升。当松紧螺丝紧好后，吊盘仍可自由落下。外模的周围用φ16钢筋焊制脚手框（间距1.2~1.5m），下铺木板，周围用安全网围住，可站人处理接缝及松紧螺丝，钢模接头的松紧范围为6cm。（4）吊笼吊笼设在提升塔内，规格按井架内孔大小设计，顶部设有安全抱刹。3．注意事项吊盘提升以电话或电铃联系。吊盘升到作业高度后通过卷扬机打死闸，临时保险绳扣将吊盘缚于铁塔上，并把无极绳固定好，方可进行操作。21-2-3-5滑模施工采用滑模工艺施工水塔，是将模板系统、提升系统和操作平台系统三部分组成整体，利用HQ-30型液压千斤顶沿支承杆（爬杆）逐步爬升滑行，连续浇筑混凝土，直至将水箱壁混凝土浇筑完（塔身与水箱同直径、同厚度，否则爬升到水箱底），最后施工水箱底。如图21-37。 图21-37水塔滑模施工这种施工方法，适用于建造钢筋混凝土水塔，上料可由操作平台中间小井架上料，也可在塔外搭设井字架上料。这是一种较先进的施工方法，具有施工速度快、工效高等特点。1．设备和布置方法详见本手册“15滑动模板施工”。2．需要特殊处理的问题（1）将水塔筒身、环梁、水箱改为等直径、等截面，塔身附属物改为用预埋件连接焊接的办法。（2）环梁中加设预埋外伸钢筋，作为连接水箱底和大锥底钢筋之用。（3）护壁改为空心砖砌筑。（4）水箱底和大锥底钢筋混凝土采用在支座环梁下预留孔洞穿工字钢，作为上部施工的工作平台，另行支模施工。21-2-3-6倒锥壳水塔施工倒锥壳水塔是一种新型水塔，具有结构紧凑、造型优美、机械化施工程度高等优点。因此，在我国已大量采用。目前常用的容量一般为100m3、150m3、300m3、500m3几种，如图21-38。 图21-38倒锥壳水塔倒锥壳水塔的施工工艺为：筒身混凝土浇筑→就地预制钢筋混凝土倒锥壳水箱→水箱提升→水箱就位固定→防水处理→顶盖施工→油漆收尾。筒身上料架可设在筒身内部，也可以在外部设立钢井架完成水塔的全部上料工作。钢筋混凝土倒锥壳水塔施工，一般是采用滑模或提升模板工艺，完成筒身钢筋混凝土的施工。在筒身顶端设临时支承架，安装提升设备，将水箱提升到设计规定的位置后，用钢梁支承固定牢固，如图21-39。图21-39倒锥壳水塔提升示意 1．筒身施工方法钢筋混凝土筒身的施工方法有两种：（1）滑模施工方法其装置如图21-40。图21-40筒身滑模装置示意图1、2-［12；3、4-∟63×5；5-［50×5；6-φ219×8；7-操作台三角架；8-吊篮；9-安全网；10-养护水管；11-混凝土吊斗；12-混凝土布料斗；13-布料斗轨道；14-振动器；15-千斤顶；16-顶杆；17-摆杆；18-齿柱；19-转盘；20-放丝盘；21-导向滚筒；22-立筋限位铁；23-围圈；24-钢模板；25-激光靶；26-液压操纵箱 滑模设备的安装顺序为，组装骨架→安装内模及部分操作平台→液压系统的组装及试验→基层钢筋绑扎→安装外模及其他操作台平板、对中装置等→当起滑到一定高度后安装吊篮、安全网及喷水装置。模板滑升前先在底层浇筑80cm高的混凝土，停歇50~60min，才能起滑模板3~6cm，观察下部混凝土出模时的凝结硬度，并浇筑混凝土30cm高，根据下部混凝土硬度，确定其停歇时间，一般为30min；再滑起模板3~6cm，同时，再将混凝土灌满模板（也为30cm），这样，模板的起滑过程才算结束。此后即进入正常滑升状态。每次滑升高度30cm左右，按工序在钢筋绑扎之后，浇筑混凝土之前进行。塔身与进人孔的过渡平台与下部筒身连续施工。上部进人孔筒身因妨碍筒身作业，宜采用支模现浇的方法。当模板顶面滑升到过渡平台标高时，利用塔身上支承钢梁的预留孔，插入横木支托住内模骨架，然后解除它和其余机构的连接螺栓，将外模再滑升40cm，并将螺旋布筋装置的转盘以上的部件全部拆除，以油毡作隔离层，支好一段（30cm）进人孔小筒身模板，就可以继续浇筑混凝土。塔身滑模施工完毕，模板要拆除，大件用拔杆吊放下，小件用绳索放下，其拆除顺序为：对中装置、内模、内模支架→利用液压设备将骨架提升脱空后，拆除液压系统、电路系统的设备和元件、水平调整装置→外模、吊篮、操作平台→骨架。为使拆除作业达到安全和方便，对平台事前应做必要的固定与加固。（2）提模施工方法提模施工的装置如图21-41。 图21-41塔身提模施工装置1-钢管井架；2-上吊盘；3-下吊盘；4、5-内吊盘连接件；6-操作平台铺板；7-内吊篮底板；8-滑轮；9-钢丝绳；10-倒链；11-操作平台吊绳；12-花篮螺丝；13-栏杆；14-外吊篮铺板；15-内吊篮框架；16-外模板；17-模板挂件；18-外模钢丝绳箍；19-内模楞木；20-筒体预埋环筋；21-缆风绳主要设备为钢管井架、钢模板、倒链、吊篮等。其施工方法为：组装钢管井架先在筒身内组装钢管井架，井架要设立在牢靠的基础上，每接高10节，要加一道缆风，以保证其稳定性。施工用料由井架内设的吊笼进行垂直运输。吊篮组装吊篮可根据塔身直径收缩，上、下两层吊盘间的距离为2m，通过联杆将上、下吊盘组成整体。如操作平台面积较大时，可在四周加辐射梁，吊盘骨架均用M16螺栓固定。操作平台铺板要严密，周边需设安全网。模板组装先支内模，依靠吊盘骨架进行固定，然后支外模，用钢绳箍紧，调整模板圆度，保证筒壁断面厚度。混凝土浇筑混凝土浇筑应沿四周对称进行，分层振捣密实。待混凝土达到一定强度后，即可松动模板内外紧箍顶楔，使模板与混凝土脱离。吊盘提升、用挂在井架上的倒链将吊篮提升到下一个浇筑高度，清刷、调整、固定模板，循环施工。 2．水箱制作钢筋混凝土筒身施工完毕后，以筒身为基准，围绕筒身就地预制钢筋混凝土倒锥壳水箱。水箱一般分两次支模和浇筑混凝土。第一次支模主要完成下部支承环梁、水箱倒锥壳下部和中间直径最大处的中部环梁，然后绑扎钢筋，在中部环梁上预留出水箱顶部的钢筋接头，浇筑混凝土并达到一定的强度后，再支水箱顶部和上环梁的模板，绑扎顶部和上环梁的钢筋，然后浇筑混凝土。如图21-42。图21-42水箱两次支模及浇筑混凝土示意第一次支模时，可以使用撑杆及木模板，支在水箱下部；也可以填土夯实后做成砖胎模。第二次支模时，应在水箱内部架设支撑杆、木模板，完成水箱顶及上环梁的钢筋绑扎和混凝土浇筑。支模和浇筑混凝土时，应注意将所有吊杆的预埋件留好；上、下环梁内侧与钢筋混凝土筒壁间的缝隙，可用松散材料填塞严实，拆模后予以清除。水箱拆模后，内部要按设计要求做好防水处理，外部要做好抹灰或装修。在寒冷地区，应按要求喷涂保温层，然后再焊好顶部的防护栏杆，如图21-43。图21-43倒锥壳水箱 3．水箱提升倒锥壳水箱常用的提升方法见表21-13。倒锥壳水箱提升方法表21-13提升方法提升原理及主要设备操作方法适用范围和优缺点千斤顶提升法利用YQ-50千斤顶，接通油路后，将支架上钢圈顶升一个行程，带动丝杆及吊杆上升，从而使水箱提升千斤顶完成一个行程后，拧紧下钢圈上的丝杆螺母，使水箱固定在新的高度，然后回油再进行下一个行程，反复循环至水箱上升到设计高度适用于较大的水箱，操作比较平稳、安全，便于施工，但速度相对较慢提升机提升法一般采用电动穿心式提升机，提升机驱动丝杆上升，到一定高度后，倒换丝杆和吊杆，并陆续提升到设计高度就位固定将提升机安设在筒身顶端支架上，经检查无问题后，开动提升机，丝杆逐渐上升，通过吊杆把水箱逐步提升一般用于较小水箱的施工；但设备安装、使用较为麻烦倒置穿心千斤顶提升法利用滑模使用的HQ-35千斤顶，倒置装在吊杆上，接通油路后，倒置千斤顶固定，吊杆上升，带动水箱上升可将一个或几个千斤顶串连倒置在筒身顶架上，接通油路后，吊杆上升一个行程，再重复上述过程，使水箱提升到需要高度适用于大型水箱的提升，一套设备，可以两用，操作方便．安全可靠，速度较快卷扬机提升法在筒顶安装吊架，悬挂滑轮组，通过滑轮组用钢丝绳与水箱下环梁的吊孔固定，利用JJM100kN慢速卷扬机将水箱提升到需要高度固定钢丝绳一端固定在下环梁吊孔上，另一端通过滑轮固定在铁扁担上，开动卷扬机后，动滑轮组往下移动，钢丝绳由铁扁担通过吊架滑轮将水箱提升适用于重量较小的水箱，机具设备容易解决，起吊速度快，但应力不易掌握平衡，需有经验的起重工指挥（1）千斤顶提升法液压系统：用工作压力为40MPa的高压油泵作动力，用φ11×2无缝钢管作高压输油管，接至操作台上的分配器，分配器上设有高压油表，并分别与6个普通手动YQ-50千斤顶接通。安在千斤顶堵丝上的三通油嘴，一侧反安着针形阀（高压时处于关闭状态），并用小胶管与集油器联通，再经回油总管与油管联通，就形成机械供油的液压回路。通过下面简化计算，可以正确地估计该系统的功能。要求最大工作压力：p＝起重工作压力＋油路压力损失＋千斤顶摩擦损失，即：（21-1）式中p——最大工作压力（N/mm2）； N——水箱自重（N）；F——千斤顶活塞面积（cm2）；v——管中液体流速（m/s）；d——油管内径（mm）；L——直油管长度（m）；△p——千斤顶摩擦损失（N/mm2）。（注：当用YQ-50千斤顶时，p＜40N/mm2F＝63.62cm2，v＝0.65m/sd＝7mm△p＝2N/mm2，L按湖南二冶倒锥壳水塔施工方案采用40m）。计算要求流量Q：按照丝杆一个行程内的操作时间3min计算。Q=6FH/t（21-2）式中Q——要求流量（mL/min）；（注：YQ-50千斤顶Q＜4000mL/min）F——千斤顶活塞面积（cm2）；H——千斤顶活塞行程（cm）；（注：YQ-50千斤顶的H用16cm）t——时间（min）。（注：YQ-50千斤顶的t按3min）提升装置：提升水箱的支架装置，主要是由上、下钢圈梁及支承架组成，如图21-44。支承架是一个正六角锥台钢结构，下面用螺栓与筒身固定，上部支承着下钢圈梁，也用螺栓固定；上、下钢圈梁之间，均布着若干个YQ-50千斤顶，每个千斤顶两侧对称地布置4根丝杆及串联着的吊杆。倒六角锥台支承架，计算时要考虑负荷集中的情况出现，并在使用前进行36h的实荷试压，经检查合格，安全可靠，才能正式使用。 图21-44提升支架示意图（a）平面；（b）剖面1-支腿；2-压杆；3-拉杆；4-系杆；5-螺栓；6-千斤顶；7-筒身；8-上钢圈梁；9-下钢圈梁；10-支承架；11-丝杆孔；12-连接板丝杆及吊杆：丝杆规格T40×6-2全长3m，丝纹长2.7m，有效提升行程2m，45号钢材；标准吊杆长2m，异长吊杆为1m及2.4m长的各少许，均用45号钢，φ25圆钢制成，吊杆之间的联结器，用圆钢车制后铣开，再套以钢管组成。水箱提升时，吊杆应全部受力，安全储备系数为3.53，换杆时，3/4组吊杆受力，安全储备系数为2.65。由于水箱吊点多，是多点（6×4＝24）受力的超静定结构，力的分布较为复杂，接杆、摘杆、操作误差都会造成吊杆内力的变化，甚至可能出现较大的荷载集中，形成双点抬吊，有危及施工安全的可能性。因此，应使用电阻应变仪进行监视观察，严格掌握吊杆内力的变化情况。支架安装及拆除：支承架是螺栓连接的钢结构，一般单件重10kg左右，少数几件重200kg，均可利用拔杆吊装。拔杆安装在40m井架上。该井架在滑模施工后整体外移，再作为提升施工时人员上下及垂直运输的设施。安装的顺序：支腿、系杆（拉、压、撑）、下钢圈梁，经垫平调整并扭紧螺栓后，才安千斤顶、上钢圈梁、限位螺丝丝杆、吊杆，最后安装油路。油路在使用前经受50N/mm2 的高压检验，支架也经36h的静压，在观察了支承架、水箱吊点和筒身等部位无异常现象后，才进入正式吊装。吊篮脚手是为安装钢销梁与施工支架环梁而设置的，要待水箱提到离开地面1.2m以上才能安装。拆除时先拆油路，再拆丝杆、上钢圈梁、千斤顶、下钢圈梁、系杆、支腿，均用拔杆吊至地面。在水压试验完毕后，将吊篮脚手架用滑轮整体下落，然后解体拆出。（2）倒置穿心千斤顶提升法确定吊杆及千斤顶数量：首先要确定总荷载，包括水箱的全部重量、吊杆的全部重量、水箱下悬挂的脚手架及钢梁重量等。吊杆一般采用φ25的HPB235圆钢，经冷拉调直，用对焊连接，其长度按水箱提升的高度确定。吊杆的容许应力[σ]＝155N/mm2，则需要的吊杆数（21-3）式中n——需用的吊杆数（根）；F——每根吊杆的断面积（mm2）；[σ]——吊杆的容许应力（N/mm2），HPB235圆钢取155N/mm2；Q——总荷载（N）。考虑到千斤顶同步上升性能较差，工作时各吊杆内力不均衡及初升时水箱与筒壁摩擦阻力的影响，为保证施工安全，一般应乘2.5~3的安全系数。如采用HQ-35千斤顶时，每台千斤顶的容许承载力取15kN（即安全系数K=2），这样在每个吊杆上可设2~3台千斤顶，成串布置，如图21-45。 图21-45每根吊杆上用3台千斤顶倒置串联每串3台千斤顶用4根φ16螺栓连成一体，用两根1m长φ8×18的高压胶管串联，并固定在提升支架的钢环梁上，如图21-46。图21-463台千斤顶串联示意1-φ25吊杆；2-千斤顶；3-φ16螺栓；4-高压胶管；5-针形阀；6-槽钢垫铁；7-提升钢支架；8-钢环梁和槽钢支柱；9-木楞铺板；10-角钢辐射拉杆液压系统：将n个千斤顶按3个（或2个）一串联，分为n/3（或n/2）串，用1台排油量为30L/min的齿轮油泵带动，考虑油箱容量较小时，可在外部另设1台容量为50L的副油箱。液压管路采用分组串联混合法。若干串千斤顶为一组，分成若干组，每串千斤顶的最上面一台，在油嘴处安1个针形阀，以便调节该串每台千斤顶的进油量。提升支架：设置在钢筋混凝土筒身的顶端，由型钢支柱、槽钢环梁、角钢支撑等焊接而成，上铺木板组成操作平台。如图21-47。 图21-47提升支架垂直运输：可在外部搭设钢管井架，一角上部设置1根起重10kN的摇头拔杆，以解决机具设备和材料的垂直运输。井架面向水箱一侧，用手扳葫芦吊挂1个吊挂桥，以满足筒身滑模、水箱提升、机具设备安装、操作和检修时通行的需要，操作人员可通过井架内的爬梯，由吊挂桥到达筒身顶面及液压操作平台。如图21-48。图21-48垂直运输1-筒身；2-吊脚手架；3-水箱；4-吊杆；5-水箱提升系统；6-钢管井架；7-吊挂桥；8-拔杆；9-手扳葫芦 当筒身直径较大时，也可在筒身内搭设钢管内井架，垂直吊运机具设备、材料和上下操作人员，此时，可在水箱顶盖上设一木台灵拔杆，以解决水箱就位后垂直吊运环板、人孔井筒和气窗顶盖等施工材料和机具，以及下放拆除的吊杆、液压设备和提升支架等。当水箱提升到离地面2m高度后，围绕筒身挂设钢管脚手吊篮，与水箱同时上升，水箱就位后，即可在吊篮里浇筑环板混凝土和涂刷筒身外壁的乳胶漆。水箱的提升：水箱提升的工艺是：吊杆定位→液压设备就位→水箱初升→水箱正常提升→挂设吊篮、台灵→水箱提升就位→安装临时支承钢梁→浇筑环板混凝土→养护拆模→提升机具及设备拆除。提升前先进行吊杆定位，调节吊杆的初始内力。吊杆定位时应确保吊杆、提升支架和筒身同心。定位后要检查每根吊杆的松紧程度，可将液压操纵台内的溢流阀压力调到1MPa，通过千斤顶将每根吊杆拉直，进行预紧，用电阻应变仪监测并记录初始数值，使每根吊杆内力基本相符，用水平仪在每根吊杆上抄好水平标记线。水箱初升时，将溢流阀压力调到5MPa，开动油泵，千斤顶的卡头带动吊杆使水箱慢慢升起，至离地面20cm左右，暂停提升4h，对提升支架、液压管路系统及水箱结构本身、吊杆的对焊和底部绑条焊接头位置进行全面检查。与此同时，撤除水箱底部支垫的木板、木方及缝隙处的砂子和垫木。经全面检查确认安全可靠后，就可以进行水箱的正常提升。此时应经常观测，调整水箱的水平度及检查吊杆、液压设备、支承结构的受力情况，用电阻应变仪记录吊杆内力的变化数值。对产生松弛的吊杆，应通过调节千斤顶使之继续受力拉紧，并保持每根吊杆的受力基本一致。水箱每升高3m，将拉上的吊杆用气焊切除一次，切除时在切口处先套上铁皮挡板，以免钢水流入千斤顶穿心孔内。当水箱底部上升到筒身顶面时，必须严格控制水箱的水平度，使水箱底上升到各钢梁预留孔口的上皮时处于同一高度，然后将钢梁全部插入预留孔洞就位，用钢板找垫平整，再进行回油，使水箱底部紧压在钢梁上。最后进行环板配筋、支模浇筑混凝土，使水箱永久固定。（3）卷扬机提升法 在不用液压提升设备的情况下，可利用卷扬机来提升水箱。这种方法的优点是提升过程中不需要换杆，提升时间短，可以一次完成。提升系统：先在筒体顶端安放一个用槽钢组成的吊架，吊架对正水箱下环梁上的吊孔，然后将钢丝绳的一端固定在水箱下环梁的吊孔上（钢丝绳的松紧程度可用松紧螺丝调节），预留孔的数量和钢丝绳的直径，应根据水箱重量，并考虑一定的安全因素后确定。钢丝绳的另一端，通过吊架上的滑轮，固定在吊架下面的铁扁担上。铁扁担为圆形，上面固定钢丝绳，下面挂相适应重量的滑轮组（动滑轮），在筒体下面的地锚上安放定滑轮。开动卷扬机，卷扬机上的钢丝绳使动滑轮组往下移动，滑轮连接的铁扁担与铁扁担上固定的钢丝绳，通过吊架的滑轮，缓缓地把水箱由地面提升到设计标高。如图21-49。图21-49卷扬机提升示意1-地锚；2-水箱；3-动滑轮组；4-圆形铁扁担；5-吊架；6-钢丝绳；7-吊绳；8-水箱下环梁吊孔；9-垫木；10-滑轮主要机具：以提升150t的水箱为例，需要慢速100kN卷扬机两台，H100×8W滑轮组2组，H16×1K开口导向滑轮4个，φ 32钢丝绳若干米，吊架滑轮20只，φ32钢丝轧头50个，吊架1个（重1.5t），铁扁担1个，M48×1.1m长杆螺丝若干根。施工注意事项：吊架和绳具应进行强度核算。滑轮组之间应保持足够的有效距离，使水箱能一次提升到设计高度。安装吊架时，应用经纬仪测量找正，吊架滑轮中心线与水箱下环梁吊孔中心必须对正。在水箱提升前，用松紧螺丝上下调整每根连接下环梁的钢丝绳，使其受力均匀，以保持铁扁担的平衡，从而保证水箱在提升过程中的平稳。提升前应先将水箱吊离地面一定高度，检查各部受力情况是否均匀，水箱是否水平，待全部符合要求后，再开始提升。在提升过程中，两台卷扬机必须保持同步，操作人员必须集中精力操作，其他有关起重要求应符合起重吊装安全操作规程。下部滑轮组固定的地锚，最好在地下基础施工时就把地锚与基础、筒体联成一体，以减少临时地锚的工作，确保提升时的安全。水箱提升到设计标高后，由［12号槽钢组成的8个钢销与筒体内的钢圈环用螺丝连接。然后松开卷扬机绳，使水箱坐落在8个钢销上，水箱的提升工作便全部完成。如图21-50。图21-50水箱就位固定1-水箱；2-筒体；3-固定销［12；4-圈梁∟90×9；5-圈梁二次浇筑21-2-4水塔施工要点21-2-4-1水箱底及护壁下环梁支模方法在水塔施工中，水箱底及大锥底的支模法，常用的有如下几种： 1．里架支模当筒壁混凝土强度达设计强度的50％后，其模板和松紧调整器应保持不动，作为下环梁外模底端的支点。先将下环梁外模拼装成整体，并使用φ8松紧调整器加以箍紧，设置下环梁支撑木，支撑的下端在筒壁模板带上支牢固，上端承托在下环梁外模的带木上（两块模板接缝处），两端均以钉子固定，每块模板设置3根支撑木，沿环梁均匀分布。下环梁内模采用φ22短钢筋作支撑，每块模板两根，支撑钢筋与环梁内的钢筋绑扎在一起不再取出，如图21-51。图21-51里架支模（一）1-第-次立模浇筑；2-第二次立模浇筑；3-下环梁撑木；4-松紧调整器；5-筒壁已浇筑部分；6-水箱底伞形模板架；7-平台；8-钢筋支撑采用里架支模时，护壁下环梁（大锥底）也可用下述方法进行支模：外模可由24块扁形板拼成一个倒伞形模板。先用4根钢丝绳将伞形骨架箍紧，再在骨架上铺钉模板，其中一半模板待起吊固定好后再铺钉，以减轻重量。在接触筒壁的模板上增加24个小滑轮，以减少摩擦。提升时，除由4根钢丝绳通过大架顶端的滑车架用人工卷扬机起吊外，需再增设4根钢丝绳，各由10kN链滑车吊拉。模板升到要求位置后，将骨架上端用木拉杆，中间用钢丝绳固定在里脚手大架上，下端支撑在筒壁24块托木上（托木是放入角钢中），用48个φ24螺栓，伸过筒壁预留的铁管孔与筒壁固定。如图21-52。 图21-52里架支模（二）1-木拉杆；2、3-拉筋；4-φ24固定螺拴水箱底模板支撑在里架平台上，可与下环梁模板同时支好，池底和下环梁同时浇筑混凝土。如采用提升倒伞形模板进行护壁下环梁支模时，水箱底可另行支模封底。2．挑砖支模这种方法适用于砖砌塔身的施工。其施工方法为：环梁支模先由预留孔中用螺栓将环梁三角架固定，钢丝绳绷紧，在其上支环梁模板。环梁内模可用钢筋支起，上口用卡子固定。环梁模板支完后，进行水箱底支模，先在筒内壁挑出的砖上放好垫木，再放上搁栅（或小桁架），立支柱及池底壳形搁栅，钉池底壳形模板即可，如图21-53。上料应视水箱情况而定，如为带心环的水箱，支水箱底模时留出上料孔，用2根φ6钢筋拉至地面作导轨，材料由中心环往上吊。较小的水箱无中心环时，可将材料吊至水箱底下的平台上，再从外面的爬梯平台往上运送。如果水箱较大、用料较多，则宜在水塔外另设一座上料架上料。 图21-53挑砖支模1-挑三行砖；2-60厚垫木；3-大搁栅；4-横楞；5-立柱；6-池底壳形模板；7-固定螺丝；8-环梁三角架；9-箍紧钢丝绳；10-环梁模板；11-支模钢筋撑；12-卡子3．留孔支模留孔支模系在筒身施工时，在离水箱底适当高度的筒壁上，留出若干个孔洞。在进行水箱底支模时，先将方木（或可伸缩的支模彬架）穿入预留孔洞中，铺上跳板，成为操作或支承水箱底模立柱的平台，即可按以上介绍的几种方法，进行大锥底及水箱底的支模工作。4．预埋铁件支模预埋铁件支模，适合于钢筋混凝土筒身水塔的施工。其方法是在施工筒身时，在离水箱底适当高度的筒壁上，预埋若干铁件，即埋置一些钢牛腿，在进行水箱底支模时，利用钢牛腿作支承点，放上方木或桁架，即可进行水箱底的支模工作。5．水箱底预制钢筋混凝土板支模这种方法系在筒壁施工中预埋上钢牛腿，牛腿上搁置预制的钢筋混凝土圈梁，然后在圈梁上搁置钢筋混凝土预制板当做水箱底模板，上面直接浇筑水箱底混凝土，如图21-54。图21-54预制钢筋混凝土板支模1-C20预制钢筋混凝土板；2-捣制水箱底；3-钢牛腿每1500~2000mm一个，钢板厚10mm；4-预制钢筋混凝土梁；5-塔身预制钢筋混凝土板的厚度，一般为50mm左右，混凝土为C20，板宽为500mm左右，钢筋按计算确定。预制板平面布置的方法，如图21-55。 图21-55预制板平面布置21-2-4-2各种附属设备的检查水塔地板以上的各种附属设备装置繁多复杂，如铁梯、溢水管、避雷针导线等设备的预安固定卡；窗口、门洞、泄水孔等的预留孔，在安装各部位的内外模板时均应详细检查校核。21-2-4-3混凝土浇筑及特殊部位的处理1．混凝土坍落度的选定应严格按照有关技术规范、操作规程以及设计要求执行。在无特殊要求时，对各部位混凝土的坍落度可参考表21-14。混凝土坍落度参考表表21-14简图灌筑顺序部位混凝土坍落度（cm）说明1环基5~71.筒壁过高时需分段浇筑。先浇筑护壁后浇筑池壁。其优点是：不受内模支撑影响，便于施工，如在冬季施工利于防寒2.筒壁、池壁混凝土的坍落度，适用于一般方法施工时采用，不适用于滑模施工2地下室地板10~123筒壁9~114下环梁（大锥底）10~125水池底护壁下环梁8~106护壁10~127水池壁8~118顶盖10~122．各种管道穿过池壁的处理 在水箱施工中，对各种管道穿过混凝土池壁处要认真处理，如果稍有疏忽，就会在这个部位发生渗漏现象。为了保证这些部位的施工质量，在施工时应注意以下几点：（1）水箱壁混凝土浇筑到距离管道下面20~30mm时，将管下混凝土捣实、振平；（2）由管道两侧呈三角形均匀、对称的浇筑混凝土，并逐步扩大三角区，此时振捣棒要斜振；（3）将混凝土继续填平至管道上皮30~50mm，如图21-56。图21-56管道穿过处混凝土的浇筑（4）浇筑混凝土时，不得在管道穿过池壁处停工或接头。3．水箱底与壁接搓处理（1）筒壁环梁处与水箱底连接预留的钢筋，最好在混凝土强度较低时及时拉出混凝土表面；（2）筒壁环梁处与水箱底接搓处的混凝土搓口，宜留毛搓或人工凿毛；（3）浇筑水箱底混凝土前，须先将环梁上预留的混凝土搓口用水清洗干净，并使其湿润；（4）旧搓先用与混凝土同强度等级的砂浆扫一遍，然后再铺新混凝土；（5）接搓处要仔细振捣，使新浇的混凝土与旧搓结合密实；（6）加强混凝土的养护工作，使其经常保持湿润状态。4．水箱壁的混凝土浇筑要点（1）水箱壁混凝土要连续施工，一次浇筑完成，不留施工缝； （2）混凝土下料要均匀，最好由水箱壁上的两个对称点同时、同方向（顺时针或反时针方向）下料，以防模板变形；（3）水箱壁混凝土每层浇筑高度，以300mm左右为宜；（4）必须用插入振捣器仔细振捣密实，并做好混凝土的养护工作。21-2-4-4水箱防水层施工水箱防水层的施工质量，是确保水塔能否保证正常供水的关键。因此施工时应注意以下几点：1．防水材料选择（1）选择水箱防水材料时，应首先考虑选用有卫生防疫检测部门颁发的卫生许可证，满足饮用水水质要求的防水材料；（2）防水层可选用涂料、无机防水材料、渗透结晶型防水材料等；（3）进场的防水材料必须有质量证明文件，并经指定的质量检测部门认证，确保其质量符合技术要求。2．基层表面处理模板拆除后，应将表面清除干净，并立即用钢丝刷将表面打毛，以使其与防水层紧密粘结。如混凝土表面有凹凸不平或因施工不良造成麻面、蜂窝、孔洞时，必须进行妥善处理后方可涂抹防水层。对于凹凸不平深度小于10mm者，可用凿子剔平或剔成慢坡后清洗干净即可；当深度大于10mm时，除按上述处理外，还应做找平层，找平层参照防水层的做法，一层素灰2mm，一层水泥砂浆10mm，交替涂抹至与混凝土表面相平为止，并扫成毛面。对蜂窝、孔洞应先除去松散不牢的石子，并将孔洞四周边沿剔成斜坡，用水洗刷干净后，按照凹凸深度大于10mm的方法处理。对于麻面可将表面洗刷干净后，用1：1水泥砂浆用力压平，抹平后将砂浆表面扫毛。3．防水层施工应根据所用防水材料的品种和有关规定进行操作。4．有关注意事项（1）所有水箱内的阴阳角要抹成圆弧形；（2）穿水箱管道周围，应沿管壁剔凿一深30mm、宽20mm左右的凹槽，然后用密封材料填嵌严密； （3）防水层的接搓宽度应符合该种材料的接缝宽度要求，每层接搓位置应错开。21-2-5安全措施21-2-5-1一般要求1．高空作业人员必须进行体格检查，不合格者不得进行高空作业；2．高空操作人员要系安全带，下面作业人员应戴安全帽；3．每班操作前要仔细检查架杆、架板、升降设备、绳索、滑车、缆风绳、制动设备等是否完好，发现问题应及时修好后方能上人操作；4．一般情况下，六级以上大风不宜进行高空作业。21-2-5-2安全防护设施1．根据水塔高度，在地上划出禁区，非操作人员不得入内；2．在上料塔架底部应搭设防护棚，以防落物伤人；3．在水塔外面根部，应搭宽度大于4m的安全网；4．筒身外的操作平台应设高1.2m的防护栏杆；5．缆风绳必须四面绷紧，如架子较高时，中部应再增设缆风绳，以保证架身稳定；6．垂直运输料具及联系工作，必须有联系讯号，并有专人指挥；7．塔架或脚手架高度超过10m时应设避雷针。21-2-5-3基础施工1．基坑要放坡，土质不好时要设临时支撑；2．基坑底要采取措施防止地面水冲泡；3．基坑弃土要离开坑口四周1.2m以上；4．基础做好后，要立即回填土并分层夯实。21-2-5-4塔身砌砖1．架上料不宜堆过多，要随砌随运；2．架上堆料不得超过该种施工方法所规定的架上每平方米的荷载； 3．要加工的砖，应尽量在下面加工好，必须在架上打砖时，应面向筒身打砖。21-2-5-5绑钢筋及浇筑混凝土1．绑钢筋必须站在牢固的平台上操作；2．浇筑混凝土时，要检查架子是否牢靠，模板是否支撑结实，较大的缝隙是否已经处理等；3．倒混凝土时，不得猛力冲击架子和模板；4．入模高度要保持基本均匀，禁止堆集一处而将模板压偏。21-2-5-6支模和拆模1．支、拆模板必须在牢固的操作平台上进行；2．支、拆模板的工具，不许随便上下抛扔，模板支撑不得由高空扔下；3．拆除水箱底及顶盖底的模板时，可用绳索扯落，操作人员要离开模板可能落下的部位。21-2-5-7架子搭设和拆除1．脚手架杆、架板的质量要符合使用要求，有腐朽、折裂、虫蛀、枯节及易断者均不得使用；2．绑扎必须牢固，大风雨后要检查架子是否变形，发现问题要及时处理或加固；3．拆除脚手架应自上而下进行，禁止数层同时拆除，当拆除某一部分时，应防止其他部分坍落；4．栏杆、梯子应与整体配合拆除，不得先拆；5．承重的立柱、横杆要等它所承担的全部结构拆掉后方可拆除。'