巖土工程技術在城市污水處理工程中的應用

郭傳根，葉建兵

安徽六安工程勘察院，安徽六安 237010

1 概述

隨著我國工業化和城市化建設的快速發展，各地城市建設如火如荼，城區規模越來越大，品味越來越高。城市的擴大、人口的快速增長，城市的污水量也相應提高，為解決城市新建區域的污水處理，減少對河流的水質污染，改善城市環境質量，提高居民生活水平與身體健康水平，新建污水收集系統和處理系統成為許多城市建設領域的一項重要工作。巖土工程勘察作為城市建設中先行工作和基礎性工作，其目的性很明確，就是通過對各種勘察技術手段獲取的建筑場地巖土層分布規律和物理力學性質指標，進行歸納、整理、分析研究，為地基設計和整治利用提供可靠的計算依據。本文通過實例對巖土工程技術在城市污水處理工程中的應用進行分析。

2 工程實例

2.1 工程概況

鳳凰橋污水處理廠位于安徽省六安市淠河南岸，是該市目前最大的污水處理廠，設計日處理污水量達9萬余噸，項目總投資約2.2億元。

2.2 場地工程地質及水文地質條件

勘察場地地貌類型屬淠河一級階地～二級階地前緣，地形起伏較大。地層自上而下分別為：

1）雜填土，主要由粘性土夾碎磚、碎石等建筑垃圾組成，結構松散。層厚0.54m～6.41m；

2）粉質粘土，灰黃色，夾薄層中粗砂，可塑狀態。層厚0.57m～6.43m，地基承載力特征值fak 120kPa；

3）淤泥質粉質粘土，灰黑色，含腐殖質，飽和，軟塑～流塑狀態。層厚0.27m～5.80m，地基承載力特征值fak 70kPa；

4）中粗砂，褐黃色，飽和，稍密。層厚0.34m～5.14m，地基承載力特征值fak 170kPa；

5）淤泥質粉質粘土，青灰色，飽和，軟塑～流塑狀態。層厚0.60m～2.69m，地基承載力特征值fak 80kPa；

6）粘土，棕黃色，硬塑～堅硬狀態。層厚0.30m～11.17m，地基承載力特征值fak 220kPa；

7）強風化砂巖，紫紅色，巖芯呈砂土狀、碎塊狀，中密。層厚0.59m～1.32m，地基承載力特征值fak 350kPa；

8）中等風化砂巖，紫紅色，中細粒結構、層狀構造。巖石堅硬程度為軟巖，巖體基本質量等級Ⅴ級。本層未揭穿，地基承載力特征值fak 800kPa。

場地地下水類型為1）、2）、3）層中賦存的上層滯水和4）層中粗砂中的承壓水。上層滯水水量不大，承壓水補給來源為淠河河水，水量豐富。經取土、水樣試驗，地下水及地下水位以上、以下的土對混凝土具微腐蝕，對砼結構中鋼筋具弱腐蝕性。

2.3 采用的主要勘察技術手段和方法

污水處理廠建（構）筑物主要為氧化溝、二沉池、粗細格柵、沉沙池、泵房、污泥處置設施等，基礎埋深較大，變形敏感，對勘察技術要求較高。擬建場地地層復雜多變，地下水位較高，勘察施工作業困難。針對這一情況，首先編寫勘察綱要，明確工程的主要技術矛盾，需要解決的技術問題。其次，對設計意圖和要求以及建（構）筑物荷載等情況進行細致了解。采取了工程地質測繪、巖芯鉆探取樣、靜力觸探、波速測試、物探、室內土工試驗及現場檢驗等多種勘察技術手段，妥善解決了施工過程中遇到的問題。室內編制報告時，對野外獲取的地質資料結合工程實際進行充分論證和分析，最終提出經濟合理、技術可行的勘察結論及建議。

2.4 勘察解決的主要工程地質問題

1）查明了場地地基巖土體組成及分布，確定了各土層地基承載力，建議采用獨立基礎或筏板基礎，在軟弱土分布地段采用鉆孔灌注樁基礎；2）查明了場地地下水埋藏條件、地下水位及變化幅度，判定水、土對建筑材料的腐蝕性。報告建議設計按國家標準《工業建筑防腐蝕設計規范》中有關規定采取防范措施；3）論證了場地的穩定性，評價場地建設適宜性。通過物探等技術手段未發現斷裂構造帶和其它影響工程穩定性的不良地質作用，擬建場地屬穩定的建筑場地，適宜工程建設；4）提供了深基坑支護方案和設計參數。建議三級基坑采用組合邊坡開挖方式，二級基坑采用高壓旋噴樁加截水帷幕支護結構，工程降水分別采用明排、管井；5）對抗浮進行了評價。污水處理設施埋深大，自重較輕，抗浮設防水位是一項重要的技術經濟指標，提供準確的抗浮設防水位是本次勘察的重點。因勘察場地無長期水位觀測資料，抗浮設防水位按勘察期間最高水位結合地形地貌、地下水補給、排泄條件、歷史最高洪水位等因素綜合確定。綜合各種因素最終確定抗浮設防水位取50年一遇洪水位標高。

3 結論

城市污水處理工程有其獨特的技術特點，勘察時應深入分析、充分了解設計要求，并結合場地工程地質、水文地質條件，采用經濟合理的技術手段，才能做好勘察工作。遵循這一思路，本次勘察比較圓滿地完成了工作任務，提出的各項參數能夠滿足基礎設計的要求，為優化設計創造了條件，節省了工程建設投資。

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