市政污水處理廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)探究

陳亞沛 趙輝

摘要：污水處理廠是處理廢水的重要途徑，并且在凈化環(huán)境方面發(fā)揮著重要作用。目前，我國(guó)早已將污水處理廠的建設(shè)，列為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中的重點(diǎn)項(xiàng)目。因此，對(duì)污水處理廠水池結(jié)構(gòu)的建設(shè)安全和質(zhì)量受到全社會(huì)的關(guān)注?；诖?，本文重點(diǎn)分析了污水處理水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題及設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并提出相關(guān)優(yōu)化措施。

關(guān)鍵詞：市政;污水處理廠;水池結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)要點(diǎn);探究

引言

隨著城市污染問(wèn)題的加劇，水污染已成為影響生活環(huán)境的重大問(wèn)題之一。因此，對(duì)現(xiàn)有水資源的科學(xué)開(kāi)發(fā)以及污水進(jìn)行處理再利用，已成為全世界應(yīng)對(duì)水資源問(wèn)題的主要解決方案，并建立大批的污水處理廠，以有效解決水污染環(huán)境問(wèn)題。而在設(shè)計(jì)污水處理的過(guò)程中，水池結(jié)構(gòu)是污水處理廠設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。只能處理水池的經(jīng)過(guò)合理的設(shè)計(jì)，才能幫助污水處理廠更有效地發(fā)揮污水處理作用。

1污水處理廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題

1.1關(guān)于水池底板抗浮問(wèn)題

污水處理廠通常位于河流附近，這些地段地下水位很高。在設(shè)計(jì)地埋水池時(shí)，要考慮地下水位的影響，避免使池底因地下水位上升而浮起。因此，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)池底設(shè)計(jì)進(jìn)行了全面分析，以防止使用過(guò)程中出現(xiàn)上浮問(wèn)題。一般情況下，水池底板抗浮能力不足有兩種原因，一種原因是在設(shè)計(jì)水池時(shí)，要根據(jù)地質(zhì)調(diào)查報(bào)告中的水位取值確定。由于水池自重較輕，但其位置卻在河床以下，導(dǎo)致水池內(nèi)的地下水位會(huì)發(fā)生變化，而地質(zhì)勘察單位無(wú)法探明這一情況。造成污水處理池底部力抗浮力不足。另一種原因是，由于池體的平面尺寸較大，難以滿足水池設(shè)計(jì)中的抗浮要求，在長(zhǎng)時(shí)間使用情況下，會(huì)使水池底板開(kāi)裂[1]。

1.2關(guān)于污水處理池的防漏問(wèn)題

進(jìn)行污水處理時(shí)，水池內(nèi)基本是充滿水的。在這種情況下，如果在施工中沒(méi)有嚴(yán)格控制鋼筋混凝土的施工要求，很可能就會(huì)造成結(jié)構(gòu)裂縫造成滲漏事故。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其產(chǎn)生裂縫的原因經(jīng)分析后總共有以下幾種，首先是在施工中由于混凝土收縮而產(chǎn)生的內(nèi)部拉應(yīng)力，降低了混凝土結(jié)構(gòu)整體的抗拉強(qiáng)度，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)裂縫。其次，振動(dòng)不均勻，在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成蜂窩狀結(jié)構(gòu)，使慢慢滲入，產(chǎn)生滲漏現(xiàn)象。另外是由于設(shè)計(jì)的混凝土施工縫施工不當(dāng)引起的漏水問(wèn)題。

1.3污水池面材設(shè)計(jì)不當(dāng)

如果在設(shè)計(jì)污水池結(jié)構(gòu)時(shí)只注重結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，而減少了對(duì)污水池表面防水材料的設(shè)計(jì)。導(dǎo)致在長(zhǎng)期的使用中，水池表面嚴(yán)重受蝕，極易產(chǎn)生污水滲漏的現(xiàn)象，并逐步形成許多裂縫，破壞池的結(jié)構(gòu)。因此，在水池設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)注意污水池表面材料選擇和防滲設(shè)計(jì)，采取科學(xué)的措施防止水池發(fā)生滲漏事故。

2污水處理池設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 底板抗浮設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在設(shè)計(jì)水池抗浮性能中，要優(yōu)先考慮水池自身重量因素。該方案適用于水池較淺，水浮力大的情況。這種類型的水池防浮設(shè)計(jì)有三種，一種是增加水池底板的厚度，同時(shí)擴(kuò)大池壁重量。這種方法雖然能使水池重量增加，但混凝土和鋼材的用量也在增加，極大的增加了施工成本。另一種方法是增加水池的配重，以提升水池的抗浮功能。如果水有頂蓋，可在水池末端、后墻增加配重，這種方法適用于中小型水池。如果水池較大，則不適用。因?yàn)?，此方法?huì)導(dǎo)致部分浮力。最后一種方法，是使用提升樁或錨桿來(lái)提高水池的抗浮能力。目前來(lái)說(shuō)，這種方法是最實(shí)用解決池體的抗浮問(wèn)題，但其缺點(diǎn)是施工成本較高。以上三種方法均被廣泛應(yīng)用于污水處理池的設(shè)計(jì)中，以有效提高水池的抗浮能力[2]。

2.2 防漏設(shè)計(jì)要點(diǎn)

當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)有很多裂縫時(shí)，必然會(huì)引起水池的滲透問(wèn)題。為了有效提高水池的密封性，設(shè)計(jì)人員必須采取有效的設(shè)計(jì)方法來(lái)控制裂縫的現(xiàn)象。首先是在混凝土中摻入混合料以減少水泥用量，以降低化反應(yīng)的熱量，控制結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度以避免混凝土開(kāi)裂。其次是適當(dāng)使用減水劑，以防止混凝土的收縮和變形，使混凝土結(jié)構(gòu)具有更好的抗裂性能。還有就是澆筑過(guò)程中要充分振搗，減少結(jié)構(gòu)出現(xiàn)蜂窩現(xiàn)象，同時(shí)要進(jìn)行混凝土分層澆筑。確保水池底部在同一墊層上，避免出現(xiàn)的不均勻沉降現(xiàn)象[3]。

2.3科學(xué)計(jì)算結(jié)構(gòu)承載力

設(shè)計(jì)人員要科學(xué)計(jì)算水池結(jié)構(gòu)的極限承載力，包括基礎(chǔ)承載力和抗浮力。除了必須驗(yàn)證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性外，還應(yīng)對(duì)水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工條件緊密結(jié)合進(jìn)行綜合評(píng)估，以確定結(jié)構(gòu)的使用安全性能。在進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，設(shè)計(jì)人員必須了解當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)資料，查閱相關(guān)地質(zhì)水文報(bào)告。以合理確定處理池的設(shè)計(jì)的承載力。設(shè)計(jì)人員要合理設(shè)計(jì)水池的基礎(chǔ)，并充分驗(yàn)證基礎(chǔ)的變形量及其穩(wěn)定性，控制水池截面百度，以保證水池的有足夠的強(qiáng)度，以滿足承載能力要求。設(shè)計(jì)人員可通過(guò)簡(jiǎn)化計(jì)算模型，劃分水池構(gòu)件，并選擇合理計(jì)算水池各結(jié)構(gòu)件的不同受力情況。通過(guò)這種方法，計(jì)算結(jié)構(gòu)件之間的相互作用，確定構(gòu)件間的支撐條件，并選擇池壁計(jì)算長(zhǎng)度和受力方式，如單向或雙向力受，通過(guò)分析明確受力組件應(yīng)力傳輸路徑。由于水池受力條件復(fù)雜，要通用科學(xué)的技術(shù)建模分析，利用相關(guān)軟件進(jìn)行數(shù)字模擬。準(zhǔn)確分析條件下水池結(jié)構(gòu)的受力和變形情況，使計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確。在地下水豐富的地區(qū)，除了要注意抗浮計(jì)算外，還要要找到不同荷載組合情況下進(jìn)行局部抗浮計(jì)算。如果抗浮系數(shù)小于1.05 則達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)，必須根據(jù)情況采取抗浮措施，進(jìn)行錨桿或增重處理[4]。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化措施

在污水處理池的實(shí)際設(shè)計(jì)中，必須嚴(yán)格控制混凝土的結(jié)構(gòu)變形和裂縫的產(chǎn)生，以確保水池結(jié)構(gòu)滿足使用功能的需求。污水處理池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，混凝土裂縫控制措施包括。1）關(guān)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，首先必須要選擇合適的混凝土材料，明確使用等級(jí)和型號(hào)。特別是在水泥的應(yīng)用中，盡量減少因材料質(zhì)量不合格，對(duì)工程質(zhì)量造成的危害威脅。另外，有效應(yīng)用活性添加劑，以提高水泥使用性能也是非常好的技術(shù)手段，但科學(xué)設(shè)計(jì)使用量，以避免影響水泥強(qiáng)度。2）要嚴(yán)格按照國(guó)家規(guī)定優(yōu)化伸縮縫設(shè)計(jì)，確?；炷潦┕さ膹?qiáng)度。以滿足污水結(jié)構(gòu)對(duì)使用環(huán)境的變化，避免因季節(jié)和溫度變化，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)力產(chǎn)生影響。3）設(shè)計(jì)時(shí)，要合理使用同方向同徑鋼筋，避免產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力裂紋，保證水池結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。4）由于水池結(jié)構(gòu)都有管道穿墻的設(shè)計(jì)。因此，必須要做好管道預(yù)埋處理，保證管套的安裝時(shí)更加方便，并嚴(yán)格控制預(yù)埋管道數(shù)量和具體位置。5）整體設(shè)計(jì)工序完成后，必須通過(guò)模擬計(jì)算檢測(cè)結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生裂紋的強(qiáng)度和寬度，并進(jìn)行詳細(xì)分析。如果計(jì)算結(jié)果顯示裂紋過(guò)大，不符合設(shè)計(jì)要求，則必須及時(shí)工程設(shè)修復(fù)。6）考慮到污水處理池的設(shè)計(jì)形式有所不同，應(yīng)選擇合適的結(jié)構(gòu)加固方式，并對(duì)溫度和載荷敏感的區(qū)域進(jìn)行特別處理。對(duì)于矩形水池結(jié)構(gòu)，池壁會(huì)對(duì)溫度反應(yīng)比較強(qiáng)烈，因此在澆筑混凝土?xí)r，池壁水平方向的配筋率必須大于0.15%。而圓形水池結(jié)構(gòu)，可用預(yù)應(yīng)力混凝土進(jìn)行施工，外圍配筋率控制0.35%，同時(shí)內(nèi)側(cè)要大于0.14%。7）在水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員必須要注重優(yōu)化設(shè)計(jì)，并全面考慮載荷和各方向結(jié)構(gòu)應(yīng)力的影響，使受力計(jì)算更加合理。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，考慮氣候條件、水灰比以及水泥用量、坍落度等因素對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響。不斷優(yōu)化混凝土受力情況，以滿足污水處理池的正常使用功能[5]。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，污水處理池作為污水處理廠的中心結(jié)構(gòu)，在使用中必須具有較高的強(qiáng)度、足夠的抗?jié)B漏性和耐腐蝕性。因此，工程技術(shù)人員在設(shè)計(jì)水池結(jié)構(gòu)時(shí)，要綜合考慮多種因素，采取先進(jìn)的施工技術(shù)，并制定合理的設(shè)計(jì)方案，以確保污水處理廠的正常運(yùn)行。

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