超大型復(fù)雜地下地埋式污水廠工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究

摘要：超大型復(fù)雜地下地埋式污水廠工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)具有綜合性污水處理的功能，借助完善的基礎(chǔ)設(shè)施、專業(yè)的污水處理設(shè)備，為人們提供高質(zhì)量便捷服務(wù)。隨著城市建設(shè)速度的增加，城市居民生活品質(zhì)顯著提高，對環(huán)境保護(hù)日益重視，地埋式污水廠可以有效處理污水問題，降低環(huán)境污染，有利于環(huán)境保護(hù)。為了提高超大型復(fù)雜地埋式污水廠工程的建筑質(zhì)量，綜合工程實(shí)例以及經(jīng)驗(yàn)，對地埋式污水廠的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了重點(diǎn)論述，通過BIM等技術(shù)對工程結(jié)構(gòu)、池體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及相關(guān)因素進(jìn)行了重點(diǎn)分析，探究了關(guān)鍵技術(shù)以及手段，希望可以有效提高建筑安全防護(hù)綜合能力，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)品質(zhì)。

關(guān)鍵詞：全地埋式污水處理廠池體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)境保護(hù)

ResearchonEngineeringStructuralDesignofSupersizedComplexUndergroundBuriedSewageTreatmentPlant

LIYijunLIBinCHENShangfei

CentralandSouthChinaMunicipalEngineeringDesignandResearchInstituteCo.，Ltd.，Wuhan，HubeiProvince，430010China

Abstract：Thestructuraldesignofasupersizedcomplexundergroundsewagetreatmentplanthasthefunctionofcomprehensivesewagetreatment.Withthehelpofcompleteinfrastructureandprofessionalsewagetreatmentequipment，itprovidespeoplewithhigh-qualityandconvenientservices.Withtheincreaseofurbanconstructionspeed，thequaGWMbA7iQcLzEao6cMBZtoqB4POVQMBCEaPEjKX9CvEQ=lityoflifeofurbanresidentshassignificantlyimproved，andmoreandmoreattentionhasbeenpaidtoenvironmentalprotection.Buriedsewageplantscaneffectivelytreatsewageproblems，reduceenvironmentalpollution，andbeconducivetoenvironmentalprotection.Inordertoimprovetheconstructionqua9C+vJgVV3DI6eecTYidFJ91UtoammSmyu05W4u9gO1M=lityofsupersizedcomplexburiedsewagetreatmentplantprojects，combinedwithengineeringexamplesandexperience，thispaperfocusesonthestructuraldesignofburiedsewagetreatmentplants.ThroughBIMandothertechnologies，theengineeringstructure，poolstructuredesign，andrelatedfactorsareanalyzedindetail，andkeytechnologiesandmeansareexplored.Itishopedthatthecomprehensiveabilityofbuildingsafetyprotectioncanbeeffectivelyimproved，andthequalityofbuildingstructuraldesigncanbeimproved.

KeyWords：Buriedsewagetreatmentplant;Poolstructuredesign;Environmentalprotection

超大型復(fù)雜地埋式污水廠工程項(xiàng)目可以有效提高土地資源的綜合利用效率，實(shí)現(xiàn)污水的綜合處理，具有顯著的社會(huì)、生態(tài)以及經(jīng)濟(jì)效益。超大型復(fù)雜地埋式污水廠工程在設(shè)計(jì)中具有難度高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及工藝煩瑣的特征，為了提高整體質(zhì)量，必須要充分分析超大型復(fù)雜地埋式污水廠工程的技術(shù)特征以及建筑結(jié)構(gòu)，根據(jù)實(shí)際狀況綜合分析。

1超大型復(fù)雜地埋式污水廠工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1.1施工復(fù)雜程度高

在地下地埋式污水廠的施工中，地下開挖深度較大，基坑開挖深度較大。同時(shí)在施工中受到地下水、地基結(jié)構(gòu)等因素的影響，導(dǎo)致深基坑具有顯著的風(fēng)險(xiǎn)性特征，為了提高施工安全性，要綜合實(shí)際狀況做好支護(hù)優(yōu)化，保障施工安全性。而在此項(xiàng)目中地埋式污水廠工程結(jié)構(gòu)不同，對于池體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格，因此在施工中要做好安全支護(hù)管理。進(jìn)行池體結(jié)構(gòu)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要綜合不同狀況之下的支護(hù)結(jié)構(gòu)的承載能力，綜合實(shí)際狀況科學(xué)設(shè)計(jì)[1]。

1.2施工面積大

超大型復(fù)雜地埋式污水廠施工范圍廣泛，橫跨區(qū)域較大，在施工中具有基坑工程體量較大的特征，綜合污水處理的特征，則要做好工期控制。在施工中要重點(diǎn)分析天氣、施工環(huán)境等多種因素，做好風(fēng)險(xiǎn)控制以及管理。在施工中綜合施工項(xiàng)目特征以及實(shí)際需求，做好分期開挖施工，優(yōu)化池體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，對不同區(qū)域進(jìn)行功能劃分，確定具體施工順序、流程以及工藝進(jìn)行優(yōu)化。在分期開挖施工中要綜合實(shí)際狀況合理配置，此種方式具有一定靈活性，可以有效降低地基開挖對現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響。同時(shí)，在地埋式污水廠項(xiàng)目中涉及多種施工工種的交叉施工，因此要根據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)行協(xié)調(diào)優(yōu)化，保障施工質(zhì)量。

超大型復(fù)雜地下地埋式污水廠工程池體結(jié)構(gòu)的支撐體系設(shè)計(jì)中，要綜合BIM技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，通過三維立體的方式進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，綜合不同的分區(qū)結(jié)構(gòu)了解其進(jìn)度、成本以及相關(guān)內(nèi)容，在池體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中可以應(yīng)用現(xiàn)代工藝進(jìn)行處理，有利于提高施工綜合效率。在項(xiàng)目施工中，要綜合功能以及設(shè)備的實(shí)際需求，合理地設(shè)置柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及梁系結(jié)構(gòu)，綜合多種因素進(jìn)行系統(tǒng)處理。在設(shè)計(jì)中利用BIM等方式進(jìn)行處理，計(jì)算分析內(nèi)力等實(shí)際狀況，綜合計(jì)算的結(jié)果、參數(shù)等進(jìn)行結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，做好界面的優(yōu)化設(shè)計(jì)，充分提高建筑結(jié)構(gòu)的安全性、科學(xué)性以及合理性[2]。

1.3工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜

在施工中，大型地下空間地埋式污水廠為了保障質(zhì)量，要做好工程以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)的綜合控制，分析池體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，如果在施工中出現(xiàn)砂層過厚則會(huì)導(dǎo)致其出現(xiàn)滲透等問題，為了提高施工質(zhì)量要綜合實(shí)際狀況施工工藝，通過止水帷幕等方式進(jìn)行處理，提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，避免出滲漏等問題。

2污水廠工程設(shè)計(jì)方案

綜合超大型復(fù)雜地埋式污水廠工程特征，做好方案設(shè)計(jì)，優(yōu)化設(shè)計(jì)內(nèi)容，聯(lián)合BIM等技術(shù)進(jìn)行規(guī)范化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)智慧化管理，有利于提高施工綜合效率。某項(xiàng)目為廣場地埋式污水廠工程，所在區(qū)域地勢平坦，主要覆蓋層為填土層，粉質(zhì)黏土層，具有土層厚度不均以及巖土參數(shù)變化較大的特征。

2.1基坑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

超大型復(fù)雜地埋式污水廠工程要根據(jù)項(xiàng)目需求進(jìn)行地質(zhì)結(jié)構(gòu)的調(diào)查分析。對此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要重點(diǎn)做好基坑支護(hù)方案的優(yōu)化，確定池體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)保障符合項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求。超大型復(fù)雜地埋式污水廠工程規(guī)模大。各污水處理單元之間的空間關(guān)系相對較為復(fù)雜；同時(shí)在地下地埋式污水廠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中涉及諸多的地下管道，不同類型的管道呈現(xiàn)密集交錯(cuò)的分布狀態(tài)。在設(shè)計(jì)中要綜合考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可實(shí)施性，根據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，了解施工關(guān)鍵技術(shù)以及方案，協(xié)調(diào)管理，做好管線的改遷，降低對周邊環(huán)境產(chǎn)生的擾動(dòng)[3]。

2.3主體工程結(jié)構(gòu)設(shè)置方案

此工程涉及諸多的項(xiàng)目、內(nèi)容，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，必須要結(jié)合地埋式污水廠的功能以及實(shí)際狀況進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，在滿足基礎(chǔ)功能的同時(shí)，提高其整體的安全性。地埋式污水廠的主體位置的范圍大，涉及諸多的設(shè)備，因此，在結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)中，要分析建筑結(jié)構(gòu)的空間規(guī)劃以及應(yīng)用功能。綜合建筑結(jié)構(gòu)的總體設(shè)置需求，在池體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要綜合區(qū)域功能、對空間進(jìn)行綜合設(shè)置，則可以提高空間結(jié)構(gòu)的合理性，合理空間布局，滿足不同工藝處理需求；做好設(shè)備配置管理，滿足污水處理需求。在設(shè)計(jì)中，要將設(shè)備用房設(shè)置在特定區(qū)域，做好管線布置以及優(yōu)化，主要的結(jié)構(gòu)體系為“徑向主梁結(jié)構(gòu)+環(huán)向次梁”的結(jié)構(gòu)，優(yōu)化整個(gè)受力體系，做好結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)置，將主要的設(shè)備管道在主梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)置，根據(jù)BIM系統(tǒng)進(jìn)行空間、結(jié)構(gòu)的優(yōu)化處理，則可以提高空間的整體利用效率[4]。

地埋式污水廠施工中的工程規(guī)模相對較大，對空間要求嚴(yán)格。為了提高整體的功能性，在設(shè)計(jì)中應(yīng)用大框度的結(jié)構(gòu)方式進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以滿足污水處理工藝操作、設(shè)備設(shè)施配置的基礎(chǔ)需求?；A(chǔ)地基設(shè)計(jì)要綜合建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，優(yōu)化主體框架結(jié)構(gòu)，整體的框架結(jié)構(gòu)的軸力相對較大，因此，在設(shè)計(jì)中要重點(diǎn)分析基地的承載能力。對此，可以應(yīng)用階段抗拔樁作為承壓樁，這樣則可以有效降低底部端部產(chǎn)生的影響，提高整體的承載能力。

2.4科學(xué)計(jì)算溫度應(yīng)力

超大型復(fù)雜地下地埋式污水廠工程施工要綜合結(jié)構(gòu)縫隙等諸多因素，分析結(jié)構(gòu)特征，綜合建筑功能需求，做好結(jié)構(gòu)的劃分，基于BIM等技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的優(yōu)化處理。在超大型復(fù)雜地下地埋式污水廠工程的設(shè)計(jì)中，要綜合溫差等因素，降低外力作用對結(jié)構(gòu)的軸向拉應(yīng)力產(chǎn)生的影響。一般狀態(tài)之下，溫差越小對建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響也就越小。在溫差相對較小的狀態(tài)下進(jìn)行施工，可以有效提高結(jié)構(gòu)的安全性。在設(shè)計(jì)中，綜合溫度應(yīng)力進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，做好樓板的加固以及優(yōu)化處理，在兩側(cè)的位置設(shè)置鋼筋，提高整體穩(wěn)固性。

3污水廠工程結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

3.1基于BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)工程規(guī)模最優(yōu)化處理

通過BIM技術(shù)進(jìn)行項(xiàng)目優(yōu)化，輸入項(xiàng)目的基礎(chǔ)信息、工程量、施工區(qū)域以及工期等相關(guān)參數(shù)信息，優(yōu)化工程規(guī)模，確定施工方案。在項(xiàng)目施工中為了滿足管線改遷等問題，則要根據(jù)池體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及污水廠的特征，做好施工場地的劃分，保障滿足項(xiàng)目建設(shè)發(fā)展的空間需求。在設(shè)計(jì)中，為了滿足污水處理的實(shí)際需求，要保障工程規(guī)模直徑參數(shù)控制規(guī)定的范圍中，優(yōu)化空間環(huán)境，預(yù)留地面施工、管線優(yōu)化的空間[5]。

超大型復(fù)雜地埋式污水廠工程的基坑項(xiàng)目較大，具有平面不規(guī)則的特征，同時(shí)豎向的錯(cuò)層相對較多，在施工中過于復(fù)雜。因此，要通過BIM技術(shù)進(jìn)行項(xiàng)目分析，對項(xiàng)目的各個(gè)單項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，確定工期、質(zhì)量以及成本等多種因素。了解不同區(qū)段的工程條件，做好統(tǒng)籌管理，優(yōu)化施工方案，實(shí)現(xiàn)分區(qū)域的科學(xué)施工。

在項(xiàng)目中，為了有效提高綜合質(zhì)量，則要根據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)行同步施工，綜合不同區(qū)域基坑的平面結(jié)構(gòu)，分析支撐體系設(shè)置、受力狀態(tài)、變形等多種因素，在各個(gè)區(qū)域中通過基坑分隔樁的方式進(jìn)行處理，這樣可以提高支撐能力。在池體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，做好分隔樁的兩側(cè)支撐的平面優(yōu)化，保障其與豎向的標(biāo)高互相對應(yīng)，充分增強(qiáng)基坑分隔樁的整體承受能力，提高結(jié)構(gòu)的平衡性。在設(shè)計(jì)中，將一個(gè)基坑劃分為幾個(gè)相對較為獨(dú)立的系統(tǒng)，根據(jù)不同區(qū)域進(jìn)行規(guī)范化施工，則可以有效解決基坑受力變形等實(shí)際問題，充分提高了施工綜合質(zhì)量。

3.2做好三維計(jì)算，進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化

在設(shè)計(jì)中，深基坑主要應(yīng)用Ф1.2m、Ф1.5m鉆孔樁實(shí)現(xiàn)支護(hù)，淺部的填土層則主要應(yīng)用雙重管旋轉(zhuǎn)噴樁進(jìn)行處理，應(yīng)用的主要鋼筋結(jié)構(gòu)為水平桁架系統(tǒng)，設(shè)置了3道混凝土支撐結(jié)構(gòu)。基于BIM系統(tǒng)進(jìn)行三維計(jì)算獲得沉降參數(shù)，綜合沉降變化、變形狀態(tài)以及具體的支持結(jié)構(gòu)布置進(jìn)行優(yōu)化，保障維護(hù)結(jié)構(gòu)、變形等符合基坑控制以及管理的基本需求。

在地埋式污水廠的基坑設(shè)計(jì)中，根據(jù)實(shí)際狀況設(shè)置豎向的支撐結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)中，要將首道支撐制定結(jié)構(gòu)設(shè)置在頂板結(jié)構(gòu)上方的牛腿之上，然后將第二道的鋼支撐結(jié)構(gòu)通過斜拋撐型的結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，進(jìn)行基坑開挖，并且要做好土方的回筑施工。通過此種方式進(jìn)行處理，利用BIM的方式進(jìn)行優(yōu)化，可以有效提高施工質(zhì)量，解決施工中存在的分隔樁破除等相關(guān)問題[6]。

3.3應(yīng)用現(xiàn)代化支撐系統(tǒng)

地埋式污水廠基坑項(xiàng)目復(fù)雜，施工范圍大，在施工中為了提高整體支撐能力，必須要綜合實(shí)際狀況應(yīng)用現(xiàn)代化支撐系統(tǒng)。在施工中綜合項(xiàng)目所在區(qū)域，降低對周邊環(huán)境產(chǎn)生的擾動(dòng)性影響，因此可以應(yīng)用毫秒微差的方式進(jìn)行爆破處理，拆除在分區(qū)存在的支撐結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)逐層的分區(qū)處理。在建筑結(jié)構(gòu)的回筑施工中，通過此種方式進(jìn)行處理，可以有效提高施工效率，節(jié)省施工成本。

4結(jié)語

超大型復(fù)雜地下地埋式污水廠工程施工復(fù)雜，在施工中要重點(diǎn)做好基坑工程以及主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析，綜合項(xiàng)目特征以及實(shí)際狀況，優(yōu)化地質(zhì)結(jié)構(gòu)、條件等諸多因素，做好環(huán)境優(yōu)化以及分析，增強(qiáng)污水處理能力；根據(jù)空間結(jié)構(gòu)劃分，重點(diǎn)做好管線的遷改以及優(yōu)化處理，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)籌安排以及科學(xué)配置，在施工中可以通過BIM等技術(shù)手段進(jìn)行方案優(yōu)化，通過區(qū)域分塊的方式進(jìn)行規(guī)范化施工，做好主體結(jié)構(gòu)以及基坑等要點(diǎn)的設(shè)計(jì)分析，保障整體符合項(xiàng)目特征，應(yīng)用新技術(shù)以及材質(zhì)，有效降低對周邊環(huán)境以及建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的擾動(dòng)性影響。

參考文獻(xiàn)

[1]鄭尚坤，吳鍵，韓震震，等.BIM技術(shù)在大型全地埋式污水處理廠工程施工中的應(yīng)用[J].建筑科技，2024，8（1）：31-33，42.

[2]羅彬，李旺，李林桑，等.全地埋式水廠主體防滲漏技術(shù)要點(diǎn)淺析[J].建筑結(jié)構(gòu)，2023，53（S2）：2641-2646.

[3]王英.綜合開發(fā)全地埋式污水廠建設(shè)模式探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2023（25）：172-174.

[4]馮天喜，王雷，張濤鋒，等.地埋式污水處理廠MBR工藝調(diào)試及運(yùn)行研究[J].中國資源綜合利用，2023，41（8）：193-198.

[5]張丹丹.西安市某半地埋式污水處理廠節(jié)能降耗分析[J].節(jié)能與環(huán)保，2023（8）：89-91.

[6]葉益昌，周加育，宋遙，等.地埋式污水廠電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電工技術(shù)，2023（12）：15-17.