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重庆涪陵污水处理厂结构设计要点

来 源:中华水网   发布时间:2013-12-05 移动版

  结合污水厂的设计原则,介绍了重庆涪陵山区污水处理厂的结构设计要求,并就厂区高程设计、地基处理、排水设计等技术问题结合工程实际情况进行了阐述。涪陵地处重庆市域的“长江发展主轴”、“319国道渝怀铁路发展主轴”和“乌江发展主轴”3条经济发展轴线上,是重庆市中部区域性中心城市,长江上游与乌江流域重要的交通枢纽和物流中心,三峡库区具有山水园林特色的新兴工业城市,规划远期城市人口规模达到50万。鉴于其良好的地理位置及区域优势,国内外许多知名企业及开发商纷纷投资入驻,但该区目前排水系统建设滞后,待大量工业及生活污水直排进入涞滩河并汇人长江,将造成不可接受的环境污染,会严重制约涪陵李渡新区的进一步发展。因此,建设涪陵李渡新区污水处理厂势在必行。

  1污水处理厂设计原则

  重庆涪陵污水处理厂的设计贯彻国家关于环境保护的基本国策,执行国家的有关政策、法规、规范及标准,服从于保护三峡库区水体水质和生态环境的总体目标。在城市总体规划的指导下,从涪陵区的实际情况出发,采取全面规划、分期实施的原则,既考虑近期建设又考虑远期发展,使工程建设与城市的发展相协调,既保护环境,又最大程度地发挥工程效益。在设计过程中,遵循如下设计原则。(1)在污水厂征地范围内,厂区总平面布置力求经济、合理,并充分利用土地。在便于施工、便于安装和便于维护的前提下,尽量减少近期工程用地,扩大绿化面积,使厂区环境和周围环境协调一致,并为将来发展留有余地。(2)厂区竖向设计力求减少厂区挖填方量和节省污水提升费用。(3)确保工程的可靠性及有效性,提高自动化水平,降低运行费用,减少日常维护检修工作量,

  改善工人操作条件。(4)结构设计应遵循有关的设计规范和规程,根据构(建)筑物使用要求和受力特点,选择合理的结构形式和计算方法;根据承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求,分别进行承载力、稳定、变形、抗裂度、裂缝宽度等方面的计算和验算。(5)厂区挡土墙设计结合现场地质勘察资料、厂外道路标高、厂前区与水处理区构(建)筑物的布置情况,选用合理的结构形式,降低工程造价。

  2污水处理厂结构设计要点

  由于污水厂选址位于涞滩河北侧,现状场地高差达30 m,厂区平面布置须考虑厂前区与规划道路顺接,同时整个场地土层分布不均匀甚至局部缺失,为减小中风化岩层的爆破开挖量,须协调整个厂区的水力高程、构筑物布置、土石方平衡,

  并根据场地的走势,确定厂区道路的布置。与以往的污水厂设计不同,结构专业从项目的最初阶段就已经与工艺专业深入配合,从管道进厂的高程分析到构(建)筑物的平面布置,结合地勘资料进行多方面的经济性比较,优化设计,减小工程造价。

  2.1厂区高程设计

  该工程厂区布置设计采用阶梯型,即厂前区为填方区,高程较高。该区域集中设置了厂区建筑物,通过厂区道路与处理区连接并与规划道路接顺。既减少了施工中的土石方工程量,又合理利用了污水扬程,同时避免处理区产生的异味、杂质对管理区的影响。在处理区,利用现状的土层、岩层分布对构筑物的布置进行综合考虑,既有效利用水力高程,又综合考虑厂区土石方的平衡。土石方平衡方面,利用计算机模型进行厂区土方平衡分析。在厂区范围内,每隔10 m确定该点的高程,按污水厂的平面布置,将这些数据输入计算机,根据工艺设计条件,经过多方案的计算比较,确定处理区的合理高程,同时计算挖土石方量和填土石方量,平衡高程数值,在满足工艺的设计条件下,最大限度地减小了工程土石方量。

  2.2构(建)筑物的地基处理

  对位于厂前区即填方区的建筑物,如综合楼、加药间,为避免填方区域填方厚度不均匀、压实不均匀等客观现象可能产生的不均匀沉降,均考虑采用钻孔灌注桩作为建筑物的基础,桩基持力层为中风化岩层。对位于处理区的改良氧化沟、调节池等体量较大的水处理构筑物,由于现状场地北高南低的走势,其下部持力层分布不均匀,部分为强风化砂岩层,部分为中风化砂岩层。考虑到强风化砂岩层虽然承载力足够,但在施工期间难免泡水软化,机械开挖过程中不可避免造成底板下的强风化岩层中裂隙的发展,在今后使用过程中可能会出现局部空洞,对构筑物产生不利影响。故设计中要求对于池体下持力层为强风化砂岩层的区域,其挖除并回填素混凝土,确保构筑物整体荷载均匀地传至中风化砂岩层。对于该工程中的构筑物,凡基础持力层为中风化砂岩层的单体,为避免由于材料的线膨胀系数不同而造成构筑物底板与中风化砂岩层地基产生不协调变形从而出现附加应力,使得底板出现微裂缝并随着时间的推移进一步发展。在上述单体的素混凝土垫层与中风化砂岩持力层之间设置150 m m厚碎石褥垫层的滑动层构造(见图1),避免了上述情况发生的可能性。

  

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  2.3构筑物的抗浮及厂区排水设计

  由于厂区选址临近现状涞滩河(位于厂区东南侧),且整体地势北高南低的特点,为节省工程造价,须合理经济设计。该工程中大型构筑物如调节池、改良氧化沟、二沉池、接触消毒池等均不采取永久性抗浮措施。通过计算确定构筑物正常使用阶段放空检修时的最高地下水位值,在构筑物位置处设计永久性警示牌,注明其放空要求以及计算所得的放空期间最高地下水位值;并在构筑物四周设置地下水位观察井,放空期间密切关注地下水位情况,确保放空期间构筑物满足抗浮要求。通过上述的管理措施来实现构筑物的抗浮设计。由于该工程中构筑物放空检修的频率非常低,所以抗浮管理设计具备可实施性、经济性。因为在类似的山区工程中,出现过由于连续降雨,导致大型构筑物在使用期间基坑内水位过高,在水头压力差的作用下,跨度较大的底板顶部出现超规范的裂缝进而影响到构筑物的正常使用,所以在本次工程设计中,对于持力层为中风化岩层的调节池、改良氧化沟、二沉池、加氯接触池,在池体靠近涞滩河一侧的中风化岩层中设置盲沟(见图2)。整个厂区的盲沟贯通成网络状,盲沟中回填级配碎石,以确保基坑内积水能及时被排出,避免上述情况的发生。同时为避免地势较高位置处黏土层流失在盲沟处淤积拥堵排水通道,设计时在盲沟处还设置了两层土工布包裹,实际使用过程中起到了良好的排水效果。

  

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