全地埋式污水處理廠滲水風險分析及防范措施

汪浩，譚一夫，游云鵬，劉依林，方濤

（中鐵上海工程局集團華南市政建設有限公司，廣州 510700）

1 引言

污水處理是綠色環保型城市不可或缺的組成部分，同時為減少污水處理廠的占地面積，常常采用全地埋式污水處理廠。城市全地埋式污水處理廠最大的技術問題就是廠區的防滲水和暴雨季節地表水的灌入問題。為解決好上述關鍵問題，需要從結構形式、 地質條件以及地表地下水富集情況等進行工程特點分析，并結合滲水風險分析，提出切實可行的污水處理廠滲水防治措施。

2 項目概況

2.1 工程概況

以某全地埋式污水處理廠為工程背景，該污水處理廠設計處理規模2.5 萬t/d，用地約27 000 m2，主要包括建（構）筑工程、設備工程、配套道路及景觀工程等，當前設計±0.00 標高為66.00 m，地下室底板標高為47.70～50.00 m。

2.2 地質及水文

根據鉆探揭露，場地內分布的地層自上而下有人工填土（Qml）、第四系沖洪積層（Qal+pl）、第四系殘積層（Qel）及侏羅系塘廈組泥質粉砂巖（J1-2t）[1]。各地層的主要巖性特征自上而下如表1 所示。

表1 場地內地層分布情況

場地地下水主要受大氣降水的垂向滲入補給和周邊地下水的側向徑流補給，孔隙水排泄通過滲流和蒸發方式排泄，徑流方向受到地形的影響，大體由北流向南，屬于地下水徑流排泄區。水位變化因季節而異，穩定水位埋深0.00～11.70 m，標高49.07～56.55 m。

場地地下水位受大氣降水量的大小控制而變化幅度較大，根據地區經驗及場地的現場地形條件，場地地下水位年變幅為1～3 m。

3 風險分析

3.1 地表水豐富

場地北側約500 m 為甘坑水庫，西北側約650 m 為九公坑水庫。東側坡下為山廈河，從北往南貫穿平湖街道的北部地區，具暴漲暴落特點，場地東側段河流現已改造，寬度約4 m。場區內東北角見有地表水塘，西南側存在多個人工小水塘。暴雨季節，水庫、水塘等的地表水可能涌入廠區，造成廠區洪澇風險[2]。

3.2 地下水位高

場地地下水位受大氣降水量的大小控制而變化幅度較大，根據地區經驗及場地的現場地形條件，場地地下水位年變幅為1～3 m。加之局部巖體破碎、節理裂隙發育，導致巖體各部位富水程度與滲透性也不盡相同。水位變化因季節而異，穩定水位埋深0.00～11.70 m，標高49.07～56.55 m，對污水廠區水穩定和滲漏影響較大。

4 防治措施

4.1 施工階段防水

施工階段主要從地表水控制和開挖過程排水控制兩方面進行滲水處理與防治。

4.1.1 地表水控制方法

地表水控制主要包括以下3 大內容[3]。

1）北側錨噴支護上設泄水管，坡頂及基坑四周環路外側設300 mm×300 mm（凈空）排水溝，阻止地表水流入坑內。

2）排水溝內水體匯集至集水井，再用水泵排出坑外，集水井每隔25 m 設置一座，尺寸為800 mm×800 mm×1 000 mm。截（排）水溝及集水井大樣如圖1 所示。

圖1 截（排）水溝及集水井大樣（單位：mm）

3）所有排水溝匯集水排入市政管網前均經三級沉淀池沉淀，明溝、集水井、沉淀池使用時保持排水通暢并隨時清理淤積物。

4.1.2 開挖過程中排水措施

基坑開挖過程中的排水措施包括[4]：

1）基坑開挖過程中坑內土體中地下水的排水，采用坑內集水井抽水和排水溝明排的方式排出坑內地下水，在開挖的同時放入污水泵抽水，隨開挖深度的增加，逐漸增加集水井的深度；

2）基坑開挖至基底設計標高時，在基礎外側400 mm 設排水明溝，尺寸為300 mm×300 mm（凈空），并每隔25 m 設置集水井，做法同地表集水井。

4.2 池壁內防腐防水

池壁內防腐防水以高強水泥混凝土為基礎，并增加一定配合比的聚合物、活性細小型硅粉。硅粉可與高強水泥混凝土發生化學反應，生成水化后的聚合物，可形成致密薄膜和顆粒，顆粒大小比水分子直徑更小，可充分填補高強水泥混凝土混合物中的空隙，進而形成骨架- 懸浮密實結構，同時薄膜可充當防水防腐涂層，進一步加強了防腐防水功能。

污水處理廠為工業電鍍廢水綜合處理廠，處理液中包含強酸、強堿。防腐蝕主要分為以下幾點來設計：混凝土防腐：加強帶（后澆帶）為C45，其他混凝土均為C40。

構筑物表面防腐，根據接觸介質腐蝕性質分為以下4 類：（1）強腐蝕：采用乙烯樹脂玻璃鋼三布一氈一膩子襯里（厚度：3.0 mm）；（2）中腐蝕：采用乙烯樹脂玻璃鋼襯里+ 二布一氈一膩子襯里（厚度：2 mm）；（3）弱腐蝕：采用乙烯基樹脂玻璃鋼襯里+ 二布一膩子襯里（厚度：1 mm）；（4）微腐蝕：根據規范按正常環境設計，不做處理。

4.3 箱體頂板防水

箱體頂板防水的好壞，關系到地下室滲漏水及使用的好壞。地下室的防水一般采用結構體自主防水、多道防水層相結合的模式，地下室典型的結構防水層體系如圖2 所示。

圖2 典型結構防水體系

4.4 變形縫處理

施工縫和伸縮縫等變形縫處理的好壞，也是影響污水處理廠滲水的關鍵影響因素。變形縫如若處理不好，在施工和使用過程中，很有可能演變成裂縫，是結構薄弱部位。結構變形縫處理主要包括以下內容[5]。

4.4.1 施工縫部位施工

1）施工縫的設置：除伸縮縫處設垂直施工縫以外，其他部位不得留置垂直施工縫；壁板水平施工縫采取3 mm×400 mm鋼板止水帶，留置在混凝土墻底板以上500 mm 處，埋入混凝土中200 mm，露出200 mm。

2）施工縫處理：（1）施工縫混凝土表面鑿毛和沖洗干凈，并保持濕潤但無積水；（2）澆筑前，施工縫處先鋪一層與混凝土配合比相同的水泥砂漿，其厚度為15～30 mm；（3）澆筑混凝土時須細致搗實，使新舊混凝土緊密結合。

4.4.2 伸縮縫施工

伸縮縫采用低發泡聚乙烯嵌縫板，下部設置阻火帶，阻火帶下設鋁合金排水溝，鍍鋅扁鋼壓條固定，不銹鋼排水溝每隔一跨設置一根DN75 豎管，將排水溝內積水引排至負二層排水溝。

5 結語

1）該全地埋式污水處理廠具有地下水位高、場地地下水位受大氣降水量的大小控制而變化幅度較大等特點，場地地下水位年變幅為1～3 m，暴雨季節，水庫、水塘等的地表水可能涌入廠區，造成廠區洪澇風險。

2）提出了3 種地表水控制方法，并針對廠區地下水受雨季影響大等問題，提出了全地埋式污水處理廠基坑開挖過程中排水設置基本要求。此外，為防止污水處理廠污水池的腐蝕和滲漏水問題，提出了池壁內防腐防水設計和處理措施。

3）針對箱體頂板和變形縫防水問題，提出了典型的結構防水體系和變形縫施工關鍵防范措施。