大型污水處理廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討

朱文博

摘 要：目前從我國(guó)的實(shí)際情況來(lái)看，水資源匱乏的現(xiàn)象日益明顯，在進(jìn)行水源開(kāi)發(fā)的同時(shí)，如何對(duì)污水進(jìn)行良好的處理受到了人們普遍的關(guān)注。本文在研究的過(guò)程中將污水處理作為切入點(diǎn)，對(duì)大型污水池立場(chǎng)水池結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了較為詳細(xì)的探討，并結(jié)合目前出現(xiàn)的問(wèn)題提出了幾點(diǎn)應(yīng)對(duì)措施，希望能給相關(guān)的設(shè)計(jì)人員提供一定的幫助。

關(guān)鍵詞：大型污水處理廠；水池結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)探討

引言

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷加快，幾乎在每個(gè)城市都有污水處理廠用來(lái)處理城市污水，這種方法能夠在一定程度上環(huán)境水資源匱乏的問(wèn)題。而污水處理廠水池結(jié)構(gòu)的好壞對(duì)于污水處理的合理性也有著一定的影響，所以在正式開(kāi)始實(shí)施城市污水處理之前，應(yīng)當(dāng)提前做好水池的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)污水及其污染源能夠做到充分的理解，確保水資源在得到處理之后還能夠繼續(xù)使用，以下將結(jié)合筆者的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，注重探討大型污水處理廠的水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)以及設(shè)計(jì)方法。

一、大型污水處理廠水池結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

無(wú)論是哪一座城市，在新建污水處理廠的過(guò)程中都必須要保證其能夠發(fā)揮有效的作用，在確保污水處理合理性的同時(shí)，要盡可能的融入一些現(xiàn)代化的技術(shù)手段，有效的增加污水處理的技術(shù)含量，真正的實(shí)現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。通過(guò)對(duì)目前絕大多數(shù)的污水處理廠的設(shè)計(jì)研究發(fā)現(xiàn)，幾乎所有的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都將重點(diǎn)放在了水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，通過(guò)相關(guān)的計(jì)算軟件以及計(jì)算方法對(duì)水池結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、抗裂度、防腐性以及裂縫寬度進(jìn)行了全方位計(jì)算與優(yōu)化，從而有效的保證了這些水池的質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)性。通過(guò)筆者的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，將水池結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作可以簡(jiǎn)單的概括為防腐、防滲、防裂。

二、目前污水處理廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

從目前國(guó)內(nèi)很多污水處理廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上來(lái)看，普遍的一個(gè)問(wèn)題就是防滲系數(shù)比較低，直接導(dǎo)致了結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性能不好。而另外一個(gè)問(wèn)題就是在水池表面材料設(shè)計(jì)上也存在著一定的問(wèn)題，這些問(wèn)題都十分嚴(yán)重的困擾著污水處理池的正常使用，應(yīng)當(dāng)在后期的工作中采取辦法加以解決。

1、水池防滲系數(shù)較低，抗?jié)B性能不足

通常情況下，污水處理廠水池結(jié)構(gòu)所使用的材料一般都是由鋼筋混凝土所制成的，目前混凝土的相關(guān)理論已經(jīng)比較完善，所以從理論上來(lái)說(shuō)，強(qiáng)度是能夠良好的保證的。只需要在施工的過(guò)程中做好必要的施工控制，并適當(dāng)?shù)膶⒒炷恋目節(jié)B系數(shù)加以考慮，通常情況下，水池結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性能都不會(huì)存在問(wèn)題。但是通過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)很多設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的過(guò)程中往往都將重點(diǎn)放在了對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行的運(yùn)算上，忽略了防滲系數(shù)的作用，所以直接導(dǎo)致污水吹池的防滲性能比較低，嚴(yán)重情況下，甚至無(wú)法進(jìn)行正常的使用。

2、不重視水池表面材料的施工設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的水池結(jié)構(gòu)施工工作往往都將工作的重點(diǎn)放在了水池結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、不均勻沉降以及裂縫等問(wèn)題上，并沒(méi)有對(duì)水池結(jié)構(gòu)表面材料的設(shè)計(jì)給予足夠的重視，導(dǎo)致了在施工的過(guò)程中經(jīng)常會(huì)涂刷一些質(zhì)量較差的原材料。隨著其使用年限的不斷增加，逐漸的產(chǎn)生了腐蝕的現(xiàn)象，不但降低了水池的性能，同時(shí)也縮短了水池的使用年限。

三、大型污水處理廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

1、結(jié)合實(shí)際資料進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和校核驗(yàn)算

設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中往往手中的資料只有勘查單位所提供的勘查設(shè)計(jì)資料，雖然這份資料的真實(shí)性是由相關(guān)的勘查單位進(jìn)行負(fù)責(zé)的，但是出于自身責(zé)任的角度，筆者也建議項(xiàng)目的設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人員應(yīng)道深入到現(xiàn)場(chǎng)當(dāng)中，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行深入的了解。在對(duì)其進(jìn)行了解之后，就應(yīng)當(dāng)根據(jù)地質(zhì)條件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和校核驗(yàn)算工作。應(yīng)當(dāng)對(duì)以下幾個(gè)方面給予充分的重視。

首先就是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的驗(yàn)算。無(wú)論水池結(jié)構(gòu)的形式是怎樣的，都要對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的驗(yàn)算。設(shè)計(jì)人員在驗(yàn)算開(kāi)始之前一定要仔細(xì)閱讀當(dāng)?shù)氐墓こ痰刭|(zhì)勘查資料以及水文地質(zhì)報(bào)告，結(jié)合實(shí)際的情況選擇適當(dāng)?shù)暮奢d組合辦法對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)算。

其次就是抗裂度或裂縫寬度的驗(yàn)算。這點(diǎn)主要是對(duì)于鋼筋混凝土而言的，采用這種材料進(jìn)行設(shè)計(jì)的水池，都要檢驗(yàn)其抗裂度或裂縫寬度是否符合相關(guān)規(guī)范的要求。

最后一點(diǎn)就是要進(jìn)行抗裂度驗(yàn)算，如果選用的水池結(jié)構(gòu)屬于預(yù)應(yīng)力混凝土的話，就要對(duì)其進(jìn)行抗裂度檢驗(yàn)。

2.荷載組合

為了能夠在最大程度上保證水池結(jié)構(gòu)的安全性以及適用性，應(yīng)當(dāng)將其有可能出現(xiàn)的多種荷載情況進(jìn)行組合。要組合的過(guò)程中要做到不缺不漏，有效的達(dá)到安全使用的相關(guān)要求。筆者在設(shè)計(jì)的過(guò)程中主要使用到了以下幾種荷載組合情況。

①基本組合：水壓+自重。無(wú)論是何種結(jié)構(gòu)的水池，這個(gè)荷載組合是必須進(jìn)行考慮的，因?yàn)槠渲械膬蓚€(gè)荷載是所有水池在正常使用狀態(tài)下都必須承受的。同時(shí)如果設(shè)計(jì)的水池比較小的娿，其側(cè)面的土壓以及溫度荷載都是可以忽略不計(jì)的額，所以可以單一的采用這種荷載組合方式進(jìn)行驗(yàn)算。

②溫度組合：水壓+自重+溫差。這種組合方式與第一種相比，最大的不同就是考慮了溫差的影響。當(dāng)項(xiàng)目所在地是在北方的一些城市的話，應(yīng)當(dāng)采取該荷載組合方式。

③應(yīng)性組合：水壓+自重+溫差+濕差。這種組合方式在組合的過(guò)程中也有效的將周圍環(huán)境濕度的變化考慮在了其中。但是從以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)上來(lái)看，這種荷載考慮在晨暮溫差較大的地區(qū)，則容易使水池表面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)龜裂的現(xiàn)象。

3、污水池裂縫產(chǎn)生原因及結(jié)構(gòu)對(duì)策

通過(guò)之前的很多工程實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，我國(guó)范圍內(nèi)的很多大型污染廠水池結(jié)構(gòu)在使用的過(guò)程中經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生一些豎向裂縫，使得水池的污水處理效果受到了極大的影響。從目前掌握的情況來(lái)看，出現(xiàn)的豎向裂縫還可以更加細(xì)化為兩種即貫穿性裂縫以及水池表面的龜裂裂縫。前者產(chǎn)生的原因是由于混凝土的收縮作用而產(chǎn)生的。而后者產(chǎn)生的原因則是水池外幣由于受到盈利的影響而產(chǎn)生的。這兩種裂縫一旦產(chǎn)生，往往會(huì)隨著使用時(shí)間的不斷加長(zhǎng)逐漸的蔓延到整個(gè)水池，不但影響了水池的整體美觀，又影響到了其防滲性。為了有效的避免裂縫的產(chǎn)生，筆者建議相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)采取以下幾種措施進(jìn)行預(yù)防。

①預(yù)制的裝配式走道板以及現(xiàn)澆走道板必須設(shè)置合理的伸縮縫，一般來(lái)說(shuō)設(shè)置考慮為每隔3m～4m設(shè)置一道。

②對(duì)于一些無(wú)頂蓋的矩形水池來(lái)說(shuō)，應(yīng)當(dāng)在水池的每個(gè)側(cè)邊都設(shè)置2根以上的水平鋼筋，這種方式能夠有效的防止由于頂部開(kāi)裂而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)破壞。

③如果污水處理池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選擇了矩形設(shè)計(jì)形式的話，則必須對(duì)水平方向的配筋率進(jìn)行較為嚴(yán)格的控制，一般來(lái)說(shuō)不應(yīng)當(dāng)小于0.15%。

4、污水處理池結(jié)構(gòu)表面材料的施工設(shè)計(jì)方法

相對(duì)來(lái)說(shuō)目前城市的污染水平比較嚴(yán)重，所以在對(duì)其進(jìn)行處理的過(guò)程中可能會(huì)對(duì)水池結(jié)構(gòu)自身造成的一定影響，例如處理一些含有微量元素的污染水的時(shí)候，水中的元素就可能會(huì)與混凝土產(chǎn)生不良的化學(xué)反應(yīng)，從而影響水池的使用壽命，通常情況會(huì)選擇在水池周圍涂抹一些質(zhì)量較好的防腐材料，避免污水對(duì)水池結(jié)構(gòu)造成腐蝕。

小結(jié)

本文在論述的過(guò)程中對(duì)污水處理池結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法做了比較詳細(xì)的論述，指出了設(shè)計(jì)的過(guò)程中不僅要對(duì)水池的強(qiáng)度進(jìn)行校核，對(duì)其防滲性、防水性、防腐性以及防裂性也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，采用比較合理的設(shè)計(jì)方法，有效的保護(hù)污水處理廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量，使其污水處理功能能夠得到良好的發(fā)揮。

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