地下污水處理廠結構設計要點分析

歐陽金福

摘要：隨著城市化建設的高速發展，我國很多地區的基礎設施建設日益完善，但是由于各方面因素的影響，城鎮化環境問題仍然是一個亟待解決的現象，其中污水處理就是非常關鍵的一方面。從城鎮經濟方面來看，污水處理廠是解決污水問題的重要手段。地下污水處理廠具有結構復雜的特點，與地上污水處理廠結構有所不同，其需要承受池內水荷載與池外土壓力的同時作用。本文主要對地下污水處理廠的結構設計要點進行分析，并提出相應的設計策略。

關鍵詞：污水處理廠;結構設計;設計要點;要點分析

引言

污水處理廠可以說是影響惠民工程，其對于城市內部環境的改善具有重要意義，隨著污水處理廠的逐漸增多，人們對于用地指標等要求也有了新的變化。在這種環境下，地下污水廠應運而生，由于地下污水廠埋置與地下，能夠實現污水的地下集中處理，在上面設置成公園、小廣場等休閑場所，與周邊環境建立有效的結合，不僅可以節約土地資源，還能夠在很大程度上滿足區域范圍內的綠化澆灌的條件，提高水資源的利用率。雖然，地下污水處理廠的資金投入較高，但是從綜合用地及環境等方面總額和考慮，其還是具有很大的優勢的，在應用中也受到人們的青睞。

1、地下污水處理廠設計特點

地下污水處理廠與常見的地上污水處理廠具有一定的區別，不管是在建筑物結構上，還是在輔助建筑的設置上都有很大區別，由于污水廠所有結構都處于地下部分，以天然優勢或者人工挖掘的方法建立起較為封閉的地下空間，工作人員能夠在地下空間內進行日常的污水處理及處理廠的操作、維護、巡查等活動。地下污水廠主要的設計特點就是地下空間處于封閉的結構形式，為了滿足正常的運行需求，需要工作人員的經常介入，這就對污水處理廠結構設計提出更高的要求，在進行這方面設計的時候要充分考慮地下空間的環境控制，比如：濕度、溫度、氧含量等重要指標，另外還應該具備消防、安全逃生等輔助措施。從當前來看，地下污水處理廠具有經濟性、技術性等特點，對應各專業的要求也與常見的污水處理廠設計存在差別。

2、結構設計原則

污水處理廠建設的主要目的在于緩解地區的污水問題，在結構設計的過程中應該重視其所具有的生態效益，在保證處理效果的同時，最大限度的降低能源消耗，從工程建設的個方面入手，做好成本預算工作，爭取以最小的付出獲取最大的收益，從而提高污水處理廠的整體水平。地下污水處理廠的結構設計應該根據每個地區的環境特點，采取針對性的措施，這樣才能取得最好的處理效果。污水處理廠結構設計具有以下幾點原則：第一，污水處理廠的結構設計要滿足工藝要求，保證結構的穩定性、安全性、經濟性，在達到受力均勻的條件下節省建設成本。第二，地下污水處理廠應該加強運行設備自動化的選擇，努力降低人員壓力，減少處理成本。第三，根據城市污水處理的具體情況選擇相應的規模，比如：小型污水處理廠、大中型污水處理廠。結合實際情況設計合理的工藝方案，比如：小型污水處理長較多采用SBR法或氧化溝法等，只有保證工藝方案的科學有效，才能提高污水處理廠的污水處理效果。第四，污水處理廠結構設計中充分考慮本地區地質條件、水文條件、構筑物大小，選擇適合的結構形式。第六，結構設計中嚴格按照規范標準要求及區域范圍內污水處理指標，合理分析結構的受力情況，對可能存在的變形、抗裂等進行合理的驗算，從根本上保證結構的穩定安全。

3、地下污水處理廠結構設計要點

3.1地基基礎設計

地基基礎是保證地下污水處理廠整體結構穩定的首要條件，地基基礎如果存在問題，那么結構的穩定性、安全性也將受到影響，會出現不均勻沉降，傾斜等情況。在地下污水處理廠地基基礎設計的時候，應注意選取合理的地基處理方案。在選擇地基處理方案上，應注意在施工方案中可能會遇到的止水帷幕、深基坑支護設計、錨索及錨桿等設施的應用及其他技術的選擇。

3.2防裂、防水、防腐蝕設計

地下污水處理廠建設中混凝土是較為常見的一種材料，其對于污水廠結構的防水、防裂、防腐蝕具有一定影響。通常情況下，混凝土采用普通的硅酸鹽水泥，在制作中加入緩凝效果良好的減水劑，盡量降低水泥用量，嚴格控制水膠比，這樣可以降低處理廠混凝土結構裂縫的產生。其次，根據實際情況合理設置后澆帶、分隔縫等，選用耐久性、防水性強的混凝土材料，對施工中混凝土塌落度等采用科學的檢測方法，進行合理的控制，降低溫差收縮與干縮帶來的不利影響。另外，在建筑物池壁與土接觸的地方可以涂刷瀝青起到隔離的效果，避免土壤中的有害物質對混凝土產生侵蝕。以此同時，構筑物污水接觸的內部表面，也應該采用水機基滲透結晶防水涂料做好防水和防腐蝕處理。

3.3抗浮穩定性設計

地下污水處理廠除了混凝土的防水、防裂、防腐蝕問題外，對地下水位較高的地下水池，其抗浮是個重大問題?？垢〔粷M足要求會導致水池傾斜，開裂等事故發生。水池抗浮計算，要求抵抗力應只計入永久作用，可變作用和側壁上的摩擦力不應計入。抵抗力應采用標準值，設計穩定性抵抗力系數Ks應不小于1.05，即抵抗力/上浮力不小于1.05。當抗浮不滿足要求時，可通過以下方法來解決抗浮問題。底板、池壁加厚、加大底板外挑、設置抗拔樁、設置抗浮錨桿、池內配重、池底配重、池頂覆土、設置盲溝、集水井，來觀察及降低地下水位等，可選取其中一種或多種方法來滿足抗浮設計。

3.4伸縮縫設計

地下空間主體結構平面尺寸通常較長，根據給水排水工程構筑物結構設計規范要求，需在適當位置設置伸縮縫，當地基為土基時，伸縮縫設置的最大間距為30米，當地基為巖基時，伸縮縫設置的最大間距為20米，變形縫位置，應滿足工藝布置要求。結構的變形縫，應充分考慮地下溫度變化、混凝土收縮等問題，可以采取以下措施避免混凝土結構裂縫的產生，首先，池頂板、底板采用裂縫寬度性能好的變形鋼筋，池頂、底板鋼筋采取雙層雙向拉通原則。其次，加強混凝土振搗和養護，提高混凝土在全濕潤的條件下硬化與蓄水要求。

3.5總平面布置

地下污水處理廠的總平面布置是結構設計的一個重要內容，在進行廠址選擇的時候應該根據當地的具體情況，從整體上來看，廠區呈現階梯狀有助于污水的有效處理。如果污水處理廠所面臨的地理環境能夠滿足這些方面的要求，設計人員可以采取放坡的方法，減少擋墻的設計，在節約成本的同時提高運行效率。另外，污水處理廠可以在地面上進行綠化處理，結合相應的標準要求提高污水處理廠的綠化效果。在進行廠址選擇的時候，盡量避開居民區、學校等地方，由于污水處理廠長期具有大量的污水處理工作，對于水廠周圍的地下水等條件容易長生一些影響，并且污水自身具有污染性，對周圍環境、空氣造成困擾。與此同時，在水處理過程中產生各種噪音，對周邊居民的正常生活、工作、學習帶來影響。因此，在進行廠址選擇的時候，應該堅持因地制宜的原則，能夠綜合方面考慮，選擇適合污水處理廠建設的地方，盡量遠離城市居民區。

結語

綜上所述，污水處理廠的建設是不容忽視的一個問題，其結構設計的好壞對污水處理廠的運行效果具有直接影響。通過對污水處理廠結構設計要點進行分析，討論污水處理廠在結構設計時應該重點關注的話題，力求提高結構設計質量，降低工程成本費用，提高工程項目的社會效益、經濟效益、生態效益。

參考文獻：

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