地埋水箱的结构设计原理与安装要点解析

地埋水箱的结构设计原理与安装要点解析

一、结构设计原理

地埋水箱的核心设计逻辑是 **“地下承压、模块化集成、防腐耐用”**，通过材料选择、力学结构和功能分区实现安全稳定储水。

1. 主体结构组成

箱体框架：

采用热镀锌钢板、不锈钢（如 SUS304/316）或复合防腐材料焊接或螺栓拼接成模块化单元，通过横竖支撑梁（如槽钢、工字钢）形成网格状骨架，增强整体抗压能力。

设计承压原理：箱体侧壁和底部需承受土壤侧压力和地面荷载（如车辆碾压），通过增加钢板厚度、优化支撑间距（通常≤1.5 米）分散应力，避免变形。

内部支撑系统：

水箱内部设置竖向立柱和横向支撑（如 H 型钢、角钢），形成 “井” 字形结构，抵抗水静压和土壤挤压，防止侧壁向内凹陷。

防腐层设计：

内外表面覆涂环氧树脂、搪瓷或聚乙烯（PE）涂层，或采用不锈钢材质，阻断水体、土壤与金属的直接接触，防止电化学腐蚀。

2. 功能分区与附件

进水 / 出水口：

进水口设置浮球阀或液位控制器，实现自动补水；出水口连接供水管道，通常配置止回阀防止回流。

溢流 / 排污口：

溢流口用于防止水箱超水位，排污口连接底部斜坡（坡度≥3%），便于定期排空清洗，避免沉积物滞留。

检修口与爬梯：

顶部设圆形或方形检修孔（直径≥700mm），配备密封盖和爬梯，方便人员进入内部维护，检修孔位置需避开支撑梁。

通风与液位监测：

安装呼吸阀平衡内外气压，防止水箱变形；配置液位计（如超声波液位计）实时监测水位，数据可接入控制系统。

二、安装要点解析

地埋水箱的安装需遵循 **“场地预处理→模块化拼装→防腐处理→回填测试”** 流程，确保密封性和稳定性。

1. 场地勘察与基坑开挖

地质评估：

检测土壤承载力（通常要求≥100kPa），若为软土地基需进行换填（如砂卵石、混凝土垫层）或打桩处理，避免水箱沉降导致渗漏。

基坑尺寸：

基坑长宽比水箱尺寸各大 500-1000mm，深度根据水箱高度确定，底部预留 100-150mm 垫层空间（采用 C15-C20 混凝土或砂卵石夯实）。

排水设计：

基坑周边设置排水沟或集水井，配备排水泵，防止施工期间雨水浸泡地基。

2. 模块化拼装与焊接

组件预组装：

在基坑外完成水箱板材切割、支撑梁焊接，按编号逐块吊装至基坑内拼装，确保板材拼接缝对齐，螺栓连接需加密封胶垫（如三元乙丙橡胶）。

焊接工艺要求：

不锈钢水箱采用氩弧焊，热镀锌钢板采用二氧化碳气体保护焊，焊缝需满焊并进行渗油试验（涂抹煤油观察渗漏）或气压检测，确保无泄漏。

防腐补涂：

焊接部位、螺栓连接处需打磨除锈，补涂与原箱体一致的防腐涂料，干燥后进行电火花检测（电压≥5000V），确保防腐层无破损。

3. 附件安装与系统调试

管道连接：

进出水管采用法兰连接，管道与水箱接口处需设置柔性橡胶软接头，减少振动导致的渗漏；消防水箱需按规范配置稳压泵、泄压阀等设备。

液位与控制系统：

安装液位传感器并接入控制柜，设定高低水位报警值，联动水泵自动启停；消防水箱需与火灾报警系统联动，确保紧急情况下快速供水。

4. 回填与压力测试

闭水试验：

水箱拼装完成后注满水，静置 48 小时观察水位变化及焊缝、接口处是否渗漏，渗漏率需≤0.05L/(m²・h)。

分层回填：

闭水试验合格后进行回填，采用素土或砂质土分层夯实（每层厚度≤300mm），避免使用石块、建筑垃圾等硬物，回填高度与地面齐平。

地面处理：

地表恢复为混凝土路面或绿化，若为通车路面需按荷载要求浇筑钢筋混凝土层（厚度≥200mm），并设置明显标识防止机械碾压。

三、关键注意事项

抗浮设计：

地下水位较高区域需核算水箱浮力（浮力 = 水密度 × 水箱体积 × 重力加速度），通过增加配重（如混凝土压顶）或设置抗浮锚杆固定水箱，避免雨季上浮。

施工安全：

基坑深度超过 1.5 米时需设置临边防护栏，作业人员佩戴安全帽和安全带；焊接时做好通风，避免有害气体积聚。

合规性要求：

生活饮用水水箱需符合《生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准》（GB/T 17219），消防水箱需通过当地消防验收，提供结构计算书和检测报告。