復雜山區市政水廠設計中的關鍵問題處理研究

摘要：復雜山區地形起伏相對較大，并且地質情況相對較為復雜，所以如何高效、高質量地構建復雜山區市政水廠工程成為重點解決的一個問題。另外，由于復雜山區的限制，導致市政水廠設計存在較多關鍵性問題，只有對關鍵性問題有著一定了解，且有針對性進行解決，才能保證復雜山區市政水廠設計的可靠性，協助后期施工作業的展開。基于此，主要從3個方面進行分析。首先闡述復雜山區市政水廠設計要求，其次總結復雜山區市政水廠設計中的一些關鍵性問題，最后提出處理措施。目的是提升復雜山區市政水廠設計效果，促使該項工程可以高效、高質完成。

關鍵詞：復雜山區市政水廠設計效果施工工藝

ResearchonKeyIssuesintheDesignofMunicipalWaterPlantsinComplexMountainousAreas

FANGYuLONGHui

ChinaMunicipalEngineeringCentralandSouthDesignandResearchInstituteCo.，Ltd.，Wuhan，HubeiProvince，430010China

Abstract：Thecomplexterraininmountainousareasisrelatively?;undulating，andthegeologicalconditionsarerelativelycomplex.Therefore，howtoefficientlyandhigh-qualityconstructmunicipalwatertreatmentprojectsincomplexmountainousareashasbecomeakeyproblemtobesolved.Inaddition，duetothelimitationsofcomplexmountainousareas，therearemanycriticalissuesinthedesignofmunicipalwaterplants.Onlybysolvingtheseissueswithacertainunderstandingandtargetedsolutionscanthereliabilityofthedesignofmunicipalwaterplants incomplexmountainousareasbeguaranteedandthesubsequentconstructionoperationsbeassisted.Basedonthis，thisanalysisismainlyconductedfromthreeaspects.Firstly，elaborateonthedesignrequirementsforcomplexmountainousmunicipalwaterplants.Secondly，summarizesomekeyissuesinthedesignofcomplexmountainousmunicipalwaterplants.Finally，proposetreatmentmeasures.Itaimstoimprovethedesigneffectofcomplexmountainousmunicipalwaterplantsandpromotetheefficientandhigh-qualitycompletionoftheproject.

KeyWords：Complexmountainousareas;Municipalwaterplants;Designeffect;Constructiontechnology

復雜山區與其他地區有著很大不同，不僅地質環境較為復雜，地勢高低差較大，所以在市政水廠設計期間，需要結合實際情況，選擇合理的施工工藝，減少施工問題產生的可能性。另外，在復雜山區市政水廠設計期間，需要考慮的內容諸多，掌握關鍵性問題，并且做好相應的處理，提升復雜山區市政水廠設計方案的可靠性，促使工程建設有序進行。

1復雜山區市政水廠設計要求

復雜山區市政水廠設計要點較高，所以在設計期間，設計人員需要對要求有一定了解，根據要求展開設計工作，這樣可以有效保證復雜山區市政水廠設計方案的合理性[1]。復雜山區市政水廠設計要求詳細內容如下。

復雜山區環境十分復雜，所有如果按照傳統施工方式是不可取的，并且無法避免大范圍開挖、填方等施工，并且在復雜山區市政水廠設計期間，經常遇到高邊坡、高擋墻，以及土方計算存在誤差等情況，這樣都會影響復雜山區市政水廠設計效果。對此，在復雜山區市政水廠設計期間，一定要保證土方平衡計算的準確性，將誤差控制在合理范圍內。

通常情況下，復雜山區以巖性土為主，這樣在復雜山區市政水廠設計期間，需要結合實際情況，利用深基坑、沉井等方式，以此解決傳統施工技術存在的不足。

由于復雜山區地勢起伏較大，所以施工空間相對較為有限，這樣給長距離輸水管道安裝也增加一定難度。對此，就需要針對這方面進行處置，避免影響復雜山區市政水廠設計方案的可靠性。

2復雜山區市政水廠設計常見關鍵性問題

在復雜山區市政水廠設計期間，常見的關鍵性問題有很多，如總平面、土方平衡、巖層沉井下沉、長距離輸水管道頂管等問題，下面就針對這幾項內容，展開了分析和闡述。

2.1總平面問題

總平面是復雜山區市政水廠設計中常見的一項關鍵性問題，并且在總平面設計期間，需要對自然條件并進行綜合使用，并且展開建筑物、構筑物的建設，這樣可以避免土地資源的消耗，提升資源的利用效率[2]。就目前情況來說，總平面設計期間，土方開挖量相對較大，需要的資金也相對較多，并且如果施工區域坡度較大，這樣影響建筑物、構筑物等設置增加難度，增加復雜山區市政水廠工程建設成本，不利于實現良好的施工效益。

2.2土方平衡問題

土方開挖不僅需要考慮場地問題，還需要考慮成本、施工效益等方面。然而，在復雜山區市政水廠設計期間，方格網法是土方平衡計算中常用的一種方式，主要因為該方式相對較為簡單，計算結果具有直觀的特點。但是，在利用方格網展開土方平衡計算期間，經常會受到復雜山區環境的影響，導致計算結果存在較大誤差，影響復雜山區市政水廠設計方案的精準性。

2.3巖層沉井下沉問題

沉井結構在復雜山區市政水廠中有著廣泛的應用，主要因為沉井結構的整體性較好、穩定性也較強，可以很好地提升市政水廠整體結構的剛度。但是，在復雜山區市政水廠設計期間，經常因為沉井結構相對較深，這時如果結構內力過大，就會造成一定損壞，嚴重影響復雜山區市政水廠工程建設質量。

2.4長距離輸水管道頂管問題

通常情況，復雜山區市政水廠與用水區域水之間距離相對較遠，所以，為了滿足用水需求，往往設置長距離輸水管道，進行水資源輸送[3]。但是，普通地區相比，長距離管道頂管設計期間，經常會受到地質環境的影響，并且施工作業空間也存在局限性，所以設計難度相對較大。另外，管道沿著半山坡設計期間，需要沿著山坡進行開挖，但是如果斜坡角度相對較大，斜坡的平衡性很容易受到影響，這時受到雨水的影響，很容易產生地質災害，如山體滑坡、崩塌、泥石流等。

3復雜山區市政水廠設計關鍵性問題處理措施

為保證復雜山區市政水廠設計方案的合理性、可靠性，提升工程建設質量，就需要對上述所總結的問題進行處理，利用合理、有效的手段進行優化，消除這些問題所帶來的影響和隱患，對各項設計環節進行嚴格把控，減少問題產生的可能性。那么，在復雜山區市政水廠設計關鍵性問題處理期間，可以從以下幾項內容展開。

3.1總平面優化設計

總平面設計優化是復雜山區市政水廠設計關鍵問題處理的重點，做好該方面，可以有效提升設計方案的合理性。在總平面設計優化期間，可以從以下幾個方面展開。

（1）在總平面設計期間，需要對地形坡度、施工工藝，以及施工區域道路、工程占地面積、土方量等方面進行綜合考慮，并且在滿足這幾項內容以后，需要對總平面布置和豎向布置進行考慮，目的是保證總平面設計的合理性。另外，在總平面設計期間，如果情況較為特殊，也可以以臺階式方式為主，形成多級性，并且需要保證總平面設計方案的統一性。值得注意的是，臺階式方式布置方向與施工流程有所關聯，這樣可以形成自上而下的臺階順序，并且臺階數量需要根據實際情況設置，一般情況下不能過多，主要因為臺階過多影響工程施工物資運輸，后期維護難度也會增加[4]。

（2）對于施工區域臺階設置來說，結合實際情況，設置成邊坡或者擋土墻，其中邊坡的成本相對較低，但是占地面積相對較大。如果復雜山區市政水廠工程地勢環境不是十分嚴峻，這時可以選用當擋土墻，主要該方式不僅施工較為簡單，也可以減少占地面積，但成本較高。所以，需要結合實際情況，對兩種方式進行綜合對比，從而選擇經濟比最佳的施工方式。

3.2土方平衡設計優化

土方平衡是復雜山區市政水廠設計是關鍵問題處理的重點問題，為有效解決該項問題，需要利用標準軟件對復雜山區市政水廠工程施工區域進行模擬，生成工程模型，從而展開精準土方平衡計算。同時，在土方平衡計算期間，需要重點考慮以下幾項內容。

（1）將土方計算軟件作為基礎，對施工區域地形高線、高程點等設置方格網，布置完成以后，需要結合施工區域所設計的標高、坡度坡向控制等方面，展開方格網圖土方平衡計算。

（2）根據原始地形形態，將高程點進行離散處理，并且采取各項數據。同時，需要在離散點高程設置三角網，并且結合復雜山區市政水廠工程施工區域的實際情況，對三角網做好調整，主要是根據情況適當增加三角網面積，或者做出裁剪，將多個三角網進行合并，確保模型與實際情況完全一致，這樣可以有效保證三角網計算的準確性。

（3）將方格網和三角網計算的結果進行比較，如果兩者比較只差是小于5%的話，這時可以判斷方格網計算的準確性較高，反之則認為計算準確性較差，需要對復雜山區市政水廠工程區域重新進行檢查，分析區域坡度和標高是否合理。如果是不合理，需要重新展開設計，重新設計調整以后再進行計算，確保土方平衡計算的精準性。

3.3巖層沉井設計優化

巖層沉井設計通常以排水下沉、不排水下沉等方式為主，在巖層沉井設計期間，如果井壁與周圍巖層之間摩擦相對較小，這時就可以進行沉井下沉，圖1所示[5]。但是，面對復雜的山區環境，傳統施工方式已經不適用了，所以在巖層沉井設計期間，需要計算工作，結合計算公式，公式為：

其中：Ks為下沉系數；G1k為沉井自重；Fw為下浮力參數值；Ff為巖層與井壁摩擦參數值。

同時，在巖層沉井設計期間，如果沉井自重有所增加，這時可以利用鋼板塊或者沙袋展開沉井下沉，并且對于不排水沉井下沉，可以先將井內水抽取一些，這樣也減少浮力，完成沉井下沉。另外，如果井壁與巖層摩擦參數較小，這時在巖層沉井設計期間，可以將井壁設計為階梯形態，圖1所示，確保沉井下沉的效果。

3.4長距離輸水管道頂管設計優化

如果復雜山區市政水廠工程區域地勢較陡，這時在長距離輸水管道頂管設計期間，可以以頂管法為主，首先在施工區域一側進行開挖，開挖到預設位置以及預設大小以后，將頂進設備、套管進行安裝；其次，需要利用頂進設備將套管頂入土層中，并在套管內部進行開挖，再利用頂進設備將套管頂入到土層中[6]；最后，需要反復重復，一直到頂進預設目標長度即可。

4結語

綜上所述，復雜山區市政水廠設計具有一定特殊性，影響因素諸多，還是受到地質環境的限制，所以與常規市政水廠設計相比，設計要求會相對較高一些。對此，為保證復雜山區市政水廠設計效果，必須明確設計中的關鍵問題，本文以總平面、土方平衡、巖層沉井下沉、長距離輸水管道頂管等問題作為背景，提出了相應的處理措施，通過不斷優化，促使這些問題得以有效解決，提升復雜山區市政水廠設計方案的可靠性，為后續建設提供精準指導。

參考文獻

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[2]王寶宗，李秋蓉，徐孝畝.沿海地區村鎮自來水廠改擴建工程設計方案研究[J].市政技術，2023，41（6）：188-192.

[3]李瀟.南昌雙港水廠普通快濾池模型設計及其運行工況的優化研究[D].南昌：華東交通大學，2022.

[4]徐曉然，李魯新，周午陽，等.某給水廠升級改造設計特點分析[C]//中國環境科學學會環境工程分會.中國環境科學學會2021年科學技術年會：環境工程技術創新與應用分會場論文集（二）.廣州市市政工程設計研究總院有限公司，2021：4.

[5]李衛東.廣元水廠建設項目風險管理研究[D].哈爾濱：哈爾濱理工大學，2021.

[6]劉耀龍.復雜山區市政水廠設計中關鍵問題處理探討[J].工程技術研究，2020，5（3）：238-239.