超大型復雜地下地埋式污水廠工程結構設計研究

摘要：超大型復雜地下地埋式污水廠工程結構設計建筑結構具有綜合性污水處理的功能，借助完善的基礎設施、專業的污水處理設備，為人們提供高質量便捷服務。隨著城市建設速度的增加，城市居民生活品質顯著提高，對環境保護日益重視，地埋式污水廠可以有效處理污水問題，降低環境污染，有利于環境保護。為了提高超大型復雜地埋式污水廠工程的建筑質量，綜合工程實例以及經驗，對地埋式污水廠的建筑結構設計進行了重點論述，通過BIM等技術對工程結構、池體結構設計以及相關因素進行了重點分析，探究了關鍵技術以及手段，希望可以有效提高建筑安全防護綜合能力，提高建筑結構設計品質。

關鍵詞：全地埋式污水處理廠池體結構設計環境保護

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

超大型復雜地埋式污水廠工程項目可以有效提高土地資源的綜合利用效率，實現污水的綜合處理，具有顯著的社會、生態以及經濟效益。超大型復雜地埋式污水廠工程在設計中具有難度高、結構復雜以及工藝煩瑣的特征，為了提高整體質量，必須要充分分析超大型復雜地埋式污水廠工程的技術特征以及建筑結構，根據實際狀況綜合分析。

1超大型復雜地埋式污水廠工程結構設計要點

1.1施工復雜程度高

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。同時在施工中受到地下水、地基結構等因素的影響，導致深基坑具有顯著的風險性特征，為了提高施工安全性，要綜合實際狀況做好支護優化，保障施工安全性。而在此項目中地埋式污水廠工程結構不同，對于池體結構設計要求嚴格，因此在施工中要做好安全支護管理。進行池體結構的圍護結構設計中，要綜合不同狀況之下的支護結構的承載能力，綜合實際狀況科學設計[1]。

1.2施工面積大

超大型復雜地埋式污水廠施工范圍廣泛，橫跨區域較大，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。在施工中要重點分析天氣、施工環境等多種因素，做好風險控制以及管理。在施工中綜合施工項目特征以及實際需求，做好分期開挖施工，優化池體結構設計要點，對不同區域進行功能劃分，確定具體施工順序、流程以及工藝進行優化。在分期開挖施工中要綜合實際狀況合理配置，此種方式具有一定靈活性，可以有效降低地基開挖對現有建筑結構產生的影響。同時，在地埋式污水廠項目中涉及多種施工工種的交叉施工，因此要根據實際狀況進行協調優化，保障施工質量。

超大型復雜地下地埋式污水廠工程池體結構的支撐體系設計中，要綜合BIM技術進行優化，通過三維立體的方式進行動態分析，綜合不同的分區結構了解其進度、成本以及相關內容，在池體結構設計中可以應用現代工藝進行處理，有利于提高施工綜合效率。在項目施工中，要綜合功能以及設備的實際需求，合理地設置柱網結構以及梁系結構，綜合多種因素進行系統處理。在設計中利用BIM等方式進行處理，計算分析內力等實際狀況，綜合計算的結果、參數等進行結構的優化，做好界面的優化設計，充分提高建筑結構的安全性、科學性以及合理性[2]。

1.3工程地質結構復雜

在施工中，大型地下空間地埋式污水廠為了保障質量，要做好工程以及圍護結構的綜合控制，分析池體結構設計要點，如果在施工中出現砂層過厚則會導致其出現滲透等問題，為了提高施工質量要綜合實際狀況施工工藝，通過止水帷幕等方式進行處理，提高圍護結構的穩固性，避免出滲漏等問題。

2污水廠工程設計方案

綜合超大型復雜地埋式污水廠工程特征，做好方案設計，優化設計內容，聯合BIM等技術進行規范化設計，實現智慧化管理，有利于提高施工綜合效率。某項目為廣場地埋式污水廠工程，所在區域地勢平坦，主要覆蓋層為填土層，粉質黏土層，具有土層厚度不均以及巖土參數變化較大的特征。

2.1基坑結構設計方案

超大型復雜地埋式污水廠工程要根據項目需求進行地質結構的調查分析。對此，在結構設計中要重點做好基坑支護方案的優化，確定池體結構設計要點保障符合項目設計要求。超大型復雜地埋式污水廠工程規模大。各污水處理單元之間的空間關系相對較為復雜；同時在地下地埋式污水廠結構設計中涉及諸多的地下管道，不同類型的管道呈現密集交錯的分布狀態。在設計中要綜合考慮結構設計的可實施性，根據實際狀況進行動態分析，了解施工關鍵技術以及方案，協調管理，做好管線的改遷，降低對周邊環境產生的擾動[3]。

2.3主體工程結構設置方案

此工程涉及諸多的項目、內容，結構復雜，必須要結合地埋式污水廠的功能以及實際狀況進行結構優化，在滿足基礎功能的同時，提高其整體的安全性。地埋式污水廠的主體位置的范圍大，涉及諸多的設備，因此，在結構體系的設計中，要分析建筑結構的空間規劃以及應用功能。綜合建筑結構的總體設置需求，在池體結構設計中要綜合區域功能、對空間進行綜合設置，則可以提高空間結構的合理性，合理空間布局，滿足不同工藝處理需求；做好設備配置管理，滿足污水處理需求。在設計中，要將設備用房設置在特定區域，做好管線布置以及優化，主要的結構體系為“徑向主梁結構+環向次梁”的結構，優化整個受力體系，做好結構系統的設置，將主要的設備管道在主梁結構進行合理的設置，根據BIM系統進行空間、結構的優化處理，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模相對較大，對空間要求嚴格。為了提高整體的功能性，在設計中應用大框度的結構方式進行系統設計，以滿足污水處理工藝操作、設備設施配置的基礎需求。基礎地基設計要綜合建筑結構進行分析，優化主體框架結構，整體的框架結構的軸力相對較大，因此，在設計中要重點分析基地的承載能力。對此，可以應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生的影響，提高整體的承載能力。

2.4科學計算溫度應力

超大型復雜地下地埋式污水廠工程施工要綜合結構縫隙等諸多因素，分析結構特征，綜合建筑功能需求，做好結構的劃分，基于BIM等技術進行結構的優化處理。在超大型復雜地下地埋式污水廠工程的設計中，要綜合溫差等因素，降低外力作用對結構的軸向拉應力產生的影響。一般狀態之下，溫差越小對建筑結構產生的影響也就越小。在溫差相對較小的狀態下進行施工，可以有效提高結構的安全性。在設計中，綜合溫度應力進行數據分析，做好樓板的加固以及優化處理，在兩側的位置設置鋼筋，提高整體穩固性。

3污水廠工程結構施工技術

3.1基于BIM技術實現工程規模最優化處理

通過BIM技術進行項目優化，輸入項目的基礎信息、工程量、施工區域以及工期等相關參數信息，優化工程規模，確定施工方案。在項目施工中為了滿足管線改遷等問題，則要根據池體結構設計以及污水廠的特征，做好施工場地的劃分，保障滿足項目建設發展的空間需求。在設計中，為了滿足污水處理的實際需求，要保障工程規模直徑參數控制規定的范圍中，優化空間環境，預留地面施工、管線優化的空間[5]。

超大型復雜地埋式污水廠工程的基坑項目較大，具有平面不規則的特征，同時豎向的錯層相對較多，在施工中過于復雜。因此，要通過BIM技術進行項目分析，對項目的各個單項內容進行優化，確定工期、質量以及成本等多種因素。了解不同區段的工程條件，做好統籌管理，優化施工方案，實現分區域的科學施工。

在項目中，為了有效提高綜合質量，則要根據實際狀況進行同步施工，綜合不同區域基坑的平面結構，分析支撐體系設置、受力狀態、變形等多種因素，在各個區域中通過基坑分隔樁的方式進行處理，這樣可以提高支撐能力。在池體結構設計中，做好分隔樁的兩側支撐的平面優化，保障其與豎向的標高互相對應，充分增強基坑分隔樁的整體承受能力，提高結構的平衡性。在設計中，將一個基坑劃分為幾個相對較為獨立的系統，根據不同區域進行規范化施工，則可以有效解決基坑受力變形等實際問題，充分提高了施工綜合質量。

3.2做好三維計算，進行結構優化

在設計中，深基坑主要應用Ф1.2m、Ф1.5m鉆孔樁實現支護，淺部的填土層則主要應用雙重管旋轉噴樁進行處理，應用的主要鋼筋結構為水平桁架系統，設置了3道混凝土支撐結構。基于BIM系統進行三維計算獲得沉降參數，綜合沉降變化、變形狀態以及具體的支持結構布置進行優化，保障維護結構、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計中，根據實際狀況設置豎向的支撐結構。在設計中，要將首道支撐制定結構設置在頂板結構上方的牛腿之上，然后將第二道的鋼支撐結構通過斜拋撐型的結構進行處理，進行基坑開挖，并且要做好土方的回筑施工。通過此種方式進行處理，利用BIM的方式進行優化，可以有效提高施工質量，解決施工中存在的分隔樁破除等相關問題[6]。

3.3應用現代化支撐系統

地埋式污水廠基坑項目復雜，施工范圍大，在施工中為了提高整體支撐能力，必須要綜合實際狀況應用現代化支撐系統。在施工中綜合項目所在區域，降低對周邊環境產生的擾動性影響，因此可以應用毫秒微差的方式進行爆破處理，拆除在分區存在的支撐結構，實現逐層的分區處理。在建筑結構的回筑施工中，通過此種方式進行處理，可以有效提高施工效率，節省施工成本。

4結語

超大型復雜地下地埋式污水廠工程施工復雜，在施工中要重點做好基坑工程以及主體結構的設計分析，綜合項目特征以及實際狀況，優化地質結構、條件等諸多因素，做好環境優化以及分析，增強污水處理能力；根據空間結構劃分，重點做好管線的遷改以及優化處理，實現統籌安排以及科學配置，在施工中可以通過BIM等技術手段進行方案優化，通過區域分塊的方式進行規范化施工，做好主體結構以及基坑等要點的設計分析，保障整體符合項目特征，應用新技術以及材質，有效降低對周邊環境以及建筑結構產生的擾動性影響。

參考文獻

[1]鄭尚坤，吳鍵，韓震震，等.BIM技術在大型全地埋式污水處理廠工程施工中的應用[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要點淺析[J].建筑結構，2023，53（S2）：2641-2646.

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

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

[6]葉益昌，周加育，宋遙，等.地埋式污水廠電氣自動化控制系統設計[J].電工技術，2023（12）：15-17.