重慶市某大型污水處理廠提標(biāo)改造工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

劉濤，李鐵軍

（1.重慶水務(wù)集團股份有限公司，重慶，400015；2.中國市政工程中南設(shè)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(zé)處理江北區(qū)、渝北區(qū)和兩江新區(qū)的城市生活污水【1】；該污水處理廠于2018 年完成提標(biāo)改造，改造后出水水質(zhì)達一級A 標(biāo)準，可減輕長江污染負荷，并進一步保障重慶市及下游地區(qū)的生活飲用水及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水水質(zhì)。

2 工程概況

該污水處理廠設(shè)計規(guī)模為4×105m3/d，新（改）建構(gòu)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(zhì)濾料濾池、反沖洗泵房、加藥間等。

3 主要設(shè)計條件

3.1 地質(zhì)條件

地形地貌：場地現(xiàn)標(biāo)高為215.65～188.53m，高差27.10m；場地屬淺丘剝蝕地貌，經(jīng)切坡回填，場地平坦；地質(zhì)構(gòu)造：場區(qū)構(gòu)造位置屬南溫泉背斜東翼，據(jù)場地周邊調(diào)查及鉆孔揭露，巖層呈單斜產(chǎn)出，其傾向為75°，傾角為42°，場內(nèi)主要發(fā)育2 組裂隙；地層結(jié)構(gòu)：場內(nèi)揭露地層巖性主要為第四系全新統(tǒng)素填土、殘坡積層粉質(zhì)黏土及侏羅系下統(tǒng)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(chǔ)施工有較大的影響，應(yīng)做好排水及防止土層垮塌的工作。據(jù)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(zhì)作用及地質(zhì)災(zāi)害

場地北側(cè)存在近期切坡形成的巖質(zhì)邊坡，坡角陡；場地西側(cè)因回填形成的填土邊坡未發(fā)現(xiàn)變形破壞，處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，擬建范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)采空區(qū)、泥石流、滑坡等不良地質(zhì)作用。

4 污水處理廠結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

由于污水廠現(xiàn)狀場地高差達30m，廠區(qū)平面布置須考慮廠前區(qū)與規(guī)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(fēng)化巖層的爆破開挖量，須統(tǒng)籌考慮整個廠區(qū)的水力高程、構(gòu)筑物布置、土石方平衡，并根據(jù)場地的走勢，確定廠區(qū)道路的布置。

4.1 廠區(qū)邊坡工程

廠區(qū)設(shè)計標(biāo)高為204.00～205.50m，根據(jù)原始地面高程，按上述設(shè)計高程平整場地后，將在擬建廠區(qū)東南形成2 道人工填方邊坡。

首先，廠區(qū)東南側(cè)邊坡，按設(shè)計標(biāo)高整平后，將在廠區(qū)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(wǎng)格內(nèi)植草護坡，坡腳采用C20 毛石混凝土護腳擋墻（見圖1），坡頂設(shè)截水溝，坡底設(shè)排水溝。

圖1 A1～A2 段邊坡結(jié)構(gòu)剖面圖

其次，廠區(qū)東南側(cè)轉(zhuǎn)角處邊坡，按設(shè)計標(biāo)高整平后，將在廠區(qū)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(shè)截水溝，坡底設(shè)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(gòu)（建）筑物結(jié)構(gòu)選型

4.2.1 A-A2/O 生化池的結(jié)構(gòu)設(shè)計

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

4.2.2 中間提升泵房的結(jié)構(gòu)設(shè)計

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

4.2.3 高效沉淀池的結(jié)構(gòu)設(shè)計

高效沉淀池為半地下式現(xiàn)澆鋼筋混凝土板式結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)，壁板厚400～600mm，底板采用C30 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，底板厚700mm。上部加蓋鋁板，面積為780m2。

4.2.4 均質(zhì)濾料濾池的結(jié)構(gòu)設(shè)計

均質(zhì)濾料濾池為現(xiàn)澆鋼筋混凝土板式結(jié)構(gòu)，平面尺寸53.68m×97.61m，凈高H=4.60m，壁板采用C30 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，壁厚350mm，底板采用C30 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，底板厚度500mm。

4.2.5 反沖洗泵房及加藥間的結(jié)構(gòu)設(shè)計

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

4.3 構(gòu)筑物抗?jié)B設(shè)計

蓄水構(gòu)筑物對結(jié)構(gòu)的防水性能有較高的要求，在構(gòu)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(jié)構(gòu)的密實度和抗裂、抗?jié)B性能。

4.4 構(gòu)筑物抗浮設(shè)計

廠區(qū)地下水主要為松散土體孔隙水和基巖裂隙水?？垢≡O(shè)計水位按廠區(qū)設(shè)計地坪標(biāo)高考慮。

構(gòu)筑物根據(jù)其埋深和池內(nèi)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?？垢》€(wěn)定系數(shù)1.05。

4.5 變形縫設(shè)計

設(shè)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(dāng)需要設(shè)置水平施工縫時，可設(shè)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(shè)置水平施工縫。水池施工縫的施工應(yīng)嚴格執(zhí)行GB 5014—2008《給水排水構(gòu)筑物工程施工及驗收規(guī)范》第6.2.13～6.2.15 條的規(guī)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(yīng)采用綁扎搭接接頭，直徑≥22mm 的鋼筋應(yīng)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(wǎng)片間應(yīng)設(shè)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(gòu)件必須待構(gòu)件強度達到100%方可拆除底模?？缍取?.0m 的梁、跨度≥3.6m的樓板均應(yīng)按施工規(guī)范的要求起拱。

圖 3 鋼筋大樣圖（1∶40）

5 結(jié)語

本文依托于重慶市某大型污水處理廠提標(biāo)工程，介紹了山地城市大型污水處理廠的結(jié)構(gòu)設(shè)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(gòu)筑物結(jié)構(gòu)不僅需達到結(jié)構(gòu)強度要求，同時需具備抗浮性能、抗?jié)B性能，并采取防變形措施。防止發(fā)生池體開裂現(xiàn)象及上浮現(xiàn)象。