市政自來水廠廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)探究

季晨龍

【摘要】本文通過對(duì)廣州市北部水廠的污水處理廠進(jìn)行研究，現(xiàn)就有關(guān)于水池在具體設(shè)計(jì)過程中需要關(guān)注的重點(diǎn)和與之相關(guān)的具體措施展開了深入的考察和研究。

【關(guān)鍵詞】污水廠;水池結(jié)構(gòu);池體設(shè)計(jì);荷載取值;耐久性

本文以界首市污水處理廠工程為例，來探索、研究設(shè)計(jì)污水處理廠在水池結(jié)構(gòu)時(shí)，需要考慮的一些要點(diǎn)。

1、工程概況

界首市靳寨就業(yè)創(chuàng)業(yè)園污水處理廠工程總規(guī)模為1.5萬m/d，但需要最近建設(shè)的規(guī)模為0.75萬m/d。該處理廠主要工作內(nèi)容如下：將該園區(qū)的工業(yè)廢水和其附近的城區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生活用污水進(jìn)行集中處理。該水廠預(yù)計(jì)采用的處理工藝是進(jìn)行組合處理，具體組合工藝如下：粗格柵和進(jìn)水泵房+細(xì)格柵和旋流沉砂池+調(diào)節(jié)池（事故池）+氣浮池+水解酸化池 +A/O生化池+二沉池+砂濾池+二氧化氯消毒的組合處理工藝，同時(shí)處理后的水質(zhì)必須達(dá)到城鎮(zhèn)污水排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，然后再將尾水排入淮河。對(duì)于污泥也要采用“機(jī)械濃縮+板框壓濾脫水”的先進(jìn)處理方法來進(jìn)行處理，直至達(dá)到60%的含水率才能運(yùn)出。

2、污水處理工藝設(shè)計(jì)原則及工藝流程

2.1污水處理工藝設(shè)計(jì)原則

在對(duì)處理工藝進(jìn)行選擇時(shí)，要從幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：當(dāng)?shù)厮|(zhì)、出水要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)、具體需要的土地面積、實(shí)際工程規(guī)模的大小等等多方面，只能通過對(duì)這些因素的考慮并且所使用的工藝都能合適的條件下，才能使得工程成本較低，而且對(duì)水廠的運(yùn)營還非常有利，最關(guān)鍵的是能排放出符合標(biāo)準(zhǔn)的水。

2.2污水處理工藝流程

界首市污水處理廠工程主體使用A/O處理工藝，流程如下圖。

3、水池結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

3.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)符合的規(guī)定

在對(duì)水池進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，強(qiáng)度驗(yàn)算適用于各種結(jié)構(gòu)的類別和形式的水池。而對(duì)于結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是不是需要驗(yàn)算，因?yàn)樗鞘艿綄?shí)際的工程的地質(zhì)、荷載以及水文地質(zhì)條件決定的。若水池的結(jié)構(gòu)是鋼筋混凝土的，就必須要為它進(jìn)行抗裂度與裂縫寬度的驗(yàn)算。

3.2各種荷載

水池的主要荷載就是水壓。它的計(jì)算必須要在滿水狀態(tài)時(shí)進(jìn)行計(jì)算所得為準(zhǔn)，主要原因是為了防止失誤作業(yè)導(dǎo)致水池滿水，還有就是為了防止工藝上發(fā)生變更而超過原計(jì)劃的水位。

另一個(gè)就是土壓力。在水池的外面有需要進(jìn)行填土操作的，這樣進(jìn)行填充的土在外側(cè)就會(huì)對(duì)水池壁產(chǎn)生壓力，這種壓力一般都是采用朗肯理論計(jì)算的。可是，在實(shí)際操作中，這種壓力也會(huì)發(fā)生根據(jù)用來進(jìn)行回填的土質(zhì)情況發(fā)生變化的，通過實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，用朗肯理論來計(jì)算土壓力的是比較安全的。

3.3截面設(shè)計(jì)的關(guān)鍵性問題

3.3.1強(qiáng)度設(shè)計(jì)的安全系數(shù)

（1）水池頂蓋強(qiáng)度設(shè)計(jì)的附加安全系數(shù)。頂蓋的荷載由自身重量、覆蓋土方重量、活載重量等構(gòu)成，而比重最大的就是自身重量和覆蓋土方重量。該系數(shù)取1.0較為適宜。

（2）池壁強(qiáng)度設(shè)計(jì)的附加安全系數(shù)。一般情況下池壁需要承受多數(shù)來自土壓與水壓，水壓以滿池計(jì)算。土壓運(yùn)用朗肯理論計(jì)算，數(shù)值稍大。所以，系數(shù)取0.9即可。

（3）底板強(qiáng)度設(shè)計(jì)的附加系數(shù)。池底通常只計(jì)算水壓及均布荷載。系數(shù)取0.9，即可。

3.3.2關(guān)于裂縫問題的探討

通過對(duì)完工水池進(jìn)行觀察，有關(guān)裂縫情況大多數(shù)都是豎向的。一種是由于混凝土收縮問題引起的;另外一種是在水池外側(cè)的表面出現(xiàn)的裂縫。這種主要是由于現(xiàn)澆走道板引起的，所以，要在具體施工中對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行考慮，留出伸縮縫。

3.3.3構(gòu)造配筋

對(duì)于池壁構(gòu)造配筋，為了對(duì)其進(jìn)行區(qū)別，采用圓形與矩形水池。因?yàn)闇夭疃扰c濕差度對(duì)地面式的矩形水池池壁有非常大的影響，而且極為敏感，防止貫穿裂縫產(chǎn)生，池壁最小構(gòu)造配筋率水平方向的每側(cè)都必須高于0.16%為好。一些無頂蓋的水池，很多時(shí)候池壁頂部也開裂，可以把2根Υ16的水平方向的鋼筋放置在頂部的每側(cè)。而圓形水池池壁環(huán)向的構(gòu)造配筋率是最小的，它外側(cè)的最小構(gòu)造配筋率應(yīng)該大于0.36%，內(nèi)側(cè)的不應(yīng)該比0.16%低。水池的底板的最小構(gòu)造配筋率，因?yàn)槠錈o頂蓋，是敞口水池，所以它底板的上層鋼筋的構(gòu)造配筋率可以小一點(diǎn)，但必須高于0.16%，而下層配筋率和有頂蓋的水池的底板配筋率也要高于0.1%。

3.3.4經(jīng)濟(jì)配筋率

上部自由下部固定的矩形水池，最大配筋率在0.8%上下。而其他矩形水池最大配筋率可達(dá)到1.0%即可。

4、工程實(shí)例

界首市污水處理廠的工程中各類水池的設(shè)計(jì)都是運(yùn)用了上述的理論。下面就拿該工程中的A/O池作為例子來加以說明。A/O池的首先在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，就把節(jié)約、便攜、安全作為基本原則。然后再對(duì)準(zhǔn)備建設(shè)的地點(diǎn)進(jìn)行考察，主要是對(duì)該地的地質(zhì)條件、水文資料和施工環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，再進(jìn)行施工方案的確定。結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須要遵守國家的法律法規(guī)和行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并且保證所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)在建設(shè)和使用過程中能達(dá)到各種正常的要求。如在穩(wěn)定性、承載力、抗浮性等承載能力極限要求。另外，設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，必須對(duì)其采取抗震構(gòu)造措施。其結(jié)構(gòu)是鋼筋砼，一般是地上水池，或者是半地下水池。對(duì)于水池壁的厚度則參考各種因素的影響力進(jìn)行選擇。一般情況至600mm不等，實(shí)際還在參考具本的圖紙。構(gòu)件處于小偏心受拉時(shí)，需要在抗裂度方面滿足要求。構(gòu)件處于受彎、大偏心受拉或大偏心受壓時(shí)，要對(duì)裂縫寬度進(jìn)行控制，裂縫寬度不得超過：0.2mm;構(gòu)件鋼筋砼保護(hù)層厚度：梁、柱：40mm，頂板及壁板35mm。也有一部分較長的水池，該項(xiàng)工程針對(duì)于容易發(fā)生開裂的部位進(jìn)行設(shè)置引發(fā)縫，用于由于溫度發(fā)生變化導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形的處理，并且在其位置處設(shè)置止水帶，為了避免滲漏的發(fā)生。

結(jié)語：

通過論述，污水處理廠水池結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，在滿足承載力需求的同時(shí)，還要在防腐方面達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，需要在對(duì)水池進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，把各種影響因素做好充分的考慮，選擇最科學(xué)、最合理、最環(huán)保的設(shè)計(jì)方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB50032-2016，室外給水排水和燃?xì)鉄崃こ炭拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]孟繁家.有關(guān)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)抗震理念闡述[J].林業(yè)科技情報(bào)，2014（2）：54-55.

[3]馮濤.市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析應(yīng)用[J].中華建設(shè)，2014（3）：128-129.