重慶市某大型污水處理廠提標改造工程構筑物結構設計要點

劉濤，李鐵軍

（1.重慶水務集團股份有限公司，重慶，400015；2.中國市政工程中南設計研究總院有限公司，武漢 430000）

1 引言

重慶市某污水處理廠是重慶市主城排水工程的一個重要組成部分，主要負責處理江北區、渝北區和兩江新區的城市生活污水【1】；該污水處理廠于2018 年完成提標改造，改造后出水水質達一級A 標準，可減輕長江污染負荷，并進一步保障重慶市及下游地區的生活飲用水及工農業生產用水水質。

2 工程概況

該污水處理廠設計規模為4×105m3/d，新（改）建構筑物主要包括A-A2/O 生化池、中間提升泵房、高效沉淀池、均質濾料濾池、反沖洗泵房、加藥間等。

3 主要設計條件

3.1 地質條件

地形地貌：場地現標高為215.65～188.53m，高差27.10m；場地屬淺丘剝蝕地貌，經切坡回填，場地平坦；地質構造：場區構造位置屬南溫泉背斜東翼，據場地周邊調查及鉆孔揭露，巖層呈單斜產出，其傾向為75°，傾角為42°，場內主要發育2 組裂隙；地層結構：場內揭露地層巖性主要為第四系全新統素填土、殘坡積層粉質黏土及侏羅系下統自流井組泥巖夾砂巖；場地地下水：雨季時，該孔隙水對深基礎施工有較大的影響，應做好排水及防止土層垮塌的工作。據判定該孔隙水及場地土層對混凝土物無腐蝕性。

3.2 不良地質作用及地質災害

場地北側存在近期切坡形成的巖質邊坡，坡角陡；場地西側因回填形成的填土邊坡未發現變形破壞，處于基本穩定狀態，擬建范圍內未發現采空區、泥石流、滑坡等不良地質作用。

4 污水處理廠結構設計要點

由于污水廠現狀場地高差達30m，廠區平面布置須考慮廠前區與規劃道路順接，同時，整個場地土層分布不均勻甚至局部缺失，為減小中風化巖層的爆破開挖量，須統籌考慮整個廠區的水力高程、構筑物布置、土石方平衡，并根據場地的走勢，確定廠區道路的布置。

4.1 廠區邊坡工程

廠區設計標高為204.00～205.50m，根據原始地面高程，按上述設計高程平整場地后，將在擬建廠區東南形成2 道人工填方邊坡。

首先，廠區東南側邊坡，按設計標高整平后，將在廠區與周邊形成填方邊坡。該段總長約為160m，為填方邊坡，坡高0.0～4.0m，采用坡率法放坡，填方坡度為1∶2.0，坡面采用漿砌塊石網格內植草護坡，坡腳采用C20 毛石混凝土護腳擋墻（見圖1），坡頂設截水溝，坡底設排水溝。

圖1 A1～A2 段邊坡結構剖面圖

其次，廠區東南側轉角處邊坡，按設計標高整平后，將在廠區與周邊形成填方邊坡。該邊坡總長約為65m，為填方邊坡，坡高0.0～6.0m，受紅線限制，本段沒有放坡空間，采用C30扶壁式擋土墻支護，坡頂設截水溝，坡底設排水溝（見圖2）。

圖2 坡頂截水溝及坡底排水溝大樣圖

4.2 主要構（建）筑物結構選型

4.2.1 A-A2/O 生化池的結構設計

A-A2/O 生化池采用半地下式現澆鋼筋混凝土板式結構，平面尺寸為13.95m×117.20m，凈高H=7.00m，生物處理池內水壓較高，壁板采用C30 鋼筋混凝土結構，池壁壁厚400～700mm，底板采用C30 鋼筋混凝土結構，底板厚400～800mm；沿長度方向設變形縫5 道，橡膠止水帶止水【2】。

4.2.2 中間提升泵房的結構設計

中間提升泵房采用現澆鋼筋混凝土板式結構，平面尺寸15.9m×27.9m，凈高H=4.55m，壁板采用C30 鋼筋混凝土結構，壁厚400mm，底板采用C30 鋼筋混凝土結構，底板厚度500mm。

4.2.3 高效沉淀池的結構設計

高效沉淀池為半地下式現澆鋼筋混凝土板式結構，平面尺寸為37.5m×26.9m，凈高H=6.5m。壁板采用C30 鋼筋混凝土結構，壁板厚400～600mm，底板采用C30 鋼筋混凝土結構，底板厚700mm。上部加蓋鋁板，面積為780m2。

4.2.4 均質濾料濾池的結構設計

均質濾料濾池為現澆鋼筋混凝土板式結構，平面尺寸53.68m×97.61m，凈高H=4.60m，壁板采用C30 鋼筋混凝土結構，壁厚350mm，底板采用C30 鋼筋混凝土結構，底板厚度500mm。

4.2.5 反沖洗泵房及加藥間的結構設計

反沖洗泵房上部為現澆鋼筋混凝土梁、板、柱框架結構。建筑面積為742.48m2。加藥間為地下式現澆鋼筋混凝土板式結構，上部為現澆鋼筋混凝土梁、板、柱框架結構；加藥間建筑面積351.62m2。

4.3 構筑物抗滲設計

蓄水構筑物對結構的防水性能有較高的要求，在構筑物的混凝土中，要求加入一定比例的外加劑，用于補償混凝土的收縮變形，同時減少混凝土中的水泥用量，以避免在溫度、干縮等作用下引起的開裂。同時提高結構的密實度和抗裂、抗滲性能。

4.4 構筑物抗浮設計

廠區地下水主要為松散土體孔隙水和基巖裂隙水。抗浮設計水位按廠區設計地坪標高考慮。

構筑物根據其埋深和池內水位變幅情況的不同，分別采用自重抗浮、盲溝管理抗浮、部分采用樁基的采用抗拔樁抗浮。抗浮穩定系數1.05。

4.5 變形縫設計

設計有變形縫時，可按變形縫分段澆筑。除變形縫外，池壁其余部分不允許留垂直施工縫。當需要設置水平施工縫時，可設在底板腋角以上300～500mm 處或頂板腋角以下300～500mm，其余部位不宜設置水平施工縫。水池施工縫的施工應嚴格執行GB 5014—2008《給水排水構筑物工程施工及驗收規范》第6.2.13～6.2.15 條的規定。鋼板止水板型號為-400×3mm。

4.6 其他施工要求

受力鋼筋接頭宜采用機械連接或焊接。直徑≥16mm 的鋼筋不應采用綁扎搭接接頭，直徑≥22mm 的鋼筋應采用機械連接，鋼筋截斷率不大于25%。機械連接接頭等級不小于二級。鋼筋錨固長度不小于40d。水池底板、壁板鋼筋網片間應設撐鐵，撐鐵形式詳見圖3。水池墊層施工完后，水池底板以下的管道驗收合格后再進行下一道工序的施工。懸挑構件必須待構件強度達到100%方可拆除底模。跨度≥4.0m 的梁、跨度≥3.6m的樓板均應按施工規范的要求起拱。

圖 3 鋼筋大樣圖（1∶40）

5 結語

本文依托于重慶市某大型污水處理廠提標工程，介紹了山地城市大型污水處理廠的結構設計要點。一般情況下，山地城市地基持力層承載力較高，其污水處理廠主要構筑物結構不僅需達到結構強度要求，同時需具備抗浮性能、抗滲性能，并采取防變形措施。防止發生池體開裂現象及上浮現象。