全地埋式污水處理廠滲水風(fēng)險(xiǎn)分析及防范措施

汪浩，譚一夫，游云鵬，劉依林，方濤

（中鐵上海工程局集團(tuán)華南市政建設(shè)有限公司，廣州 510700）

1 引言

污水處理是綠色環(huán)保型城市不可或缺的組成部分，同時(shí)為減少污水處理廠的占地面積，常常采用全地埋式污水處理廠。城市全地埋式污水處理廠最大的技術(shù)問題就是廠區(qū)的防滲水和暴雨季節(jié)地表水的灌入問題。為解決好上述關(guān)鍵問題，需要從結(jié)構(gòu)形式、 地質(zhì)條件以及地表地下水富集情況等進(jìn)行工程特點(diǎn)分析，并結(jié)合滲水風(fēng)險(xiǎn)分析，提出切實(shí)可行的污水處理廠滲水防治措施。

2 項(xiàng)目概況

2.1 工程概況

以某全地埋式污水處理廠為工程背景，該污水處理廠設(shè)計(jì)處理規(guī)模2.5 萬t/d，用地約27 000 m2，主要包括建（構(gòu)）筑工程、設(shè)備工程、配套道路及景觀工程等，當(dāng)前設(shè)計(jì)±0.00 標(biāo)高為66.00 m，地下室底板標(biāo)高為47.70～50.00 m。

2.2 地質(zhì)及水文

根據(jù)鉆探揭露，場地內(nèi)分布的地層自上而下有人工填土（Qml）、第四系沖洪積層（Qal+pl）、第四系殘積層（Qel）及侏羅系塘廈組泥質(zhì)粉砂巖（J1-2t）[1]。各地層的主要巖性特征自上而下如表1 所示。

表1 場地內(nèi)地層分布情況

場地地下水主要受大氣降水的垂向滲入補(bǔ)給和周邊地下水的側(cè)向徑流補(bǔ)給，孔隙水排泄通過滲流和蒸發(fā)方式排泄，徑流方向受到地形的影響，大體由北流向南，屬于地下水徑流排泄區(qū)。水位變化因季節(jié)而異，穩(wěn)定水位埋深0.00～11.70 m，標(biāo)高49.07～56.55 m。

場地地下水位受大氣降水量的大小控制而變化幅度較大，根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗(yàn)及場地的現(xiàn)場地形條件，場地地下水位年變幅為1～3 m。

3 風(fēng)險(xiǎn)分析

3.1 地表水豐富

場地北側(cè)約500 m 為甘坑水庫，西北側(cè)約650 m 為九公坑水庫。東側(cè)坡下為山廈河，從北往南貫穿平湖街道的北部地區(qū)，具暴漲暴落特點(diǎn)，場地東側(cè)段河流現(xiàn)已改造，寬度約4 m。場區(qū)內(nèi)東北角見有地表水塘，西南側(cè)存在多個(gè)人工小水塘。暴雨季節(jié)，水庫、水塘等的地表水可能涌入廠區(qū)，造成廠區(qū)洪澇風(fēng)險(xiǎn)[2]。

3.2 地下水位高

場地地下水位受大氣降水量的大小控制而變化幅度較大，根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗(yàn)及場地的現(xiàn)場地形條件，場地地下水位年變幅為1～3 m。加之局部巖體破碎、節(jié)理裂隙發(fā)育，導(dǎo)致巖體各部位富水程度與滲透性也不盡相同。水位變化因季節(jié)而異，穩(wěn)定水位埋深0.00～11.70 m，標(biāo)高49.07～56.55 m，對(duì)污水廠區(qū)水穩(wěn)定和滲漏影響較大。

4 防治措施

4.1 施工階段防水

施工階段主要從地表水控制和開挖過程排水控制兩方面進(jìn)行滲水處理與防治。

4.1.1 地表水控制方法

地表水控制主要包括以下3 大內(nèi)容[3]。

1）北側(cè)錨噴支護(hù)上設(shè)泄水管，坡頂及基坑四周環(huán)路外側(cè)設(shè)300 mm×300 mm（凈空）排水溝，阻止地表水流入坑內(nèi)。

2）排水溝內(nèi)水體匯集至集水井，再用水泵排出坑外，集水井每隔25 m 設(shè)置一座，尺寸為800 mm×800 mm×1 000 mm。截（排）水溝及集水井大樣如圖1 所示。

圖1 截（排）水溝及集水井大樣（單位：mm）

3）所有排水溝匯集水排入市政管網(wǎng)前均經(jīng)三級(jí)沉淀池沉淀，明溝、集水井、沉淀池使用時(shí)保持排水通暢并隨時(shí)清理淤積物。

4.1.2 開挖過程中排水措施

基坑開挖過程中的排水措施包括[4]：

1）基坑開挖過程中坑內(nèi)土體中地下水的排水，采用坑內(nèi)集水井抽水和排水溝明排的方式排出坑內(nèi)地下水，在開挖的同時(shí)放入污水泵抽水，隨開挖深度的增加，逐漸增加集水井的深度；

2）基坑開挖至基底設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，在基礎(chǔ)外側(cè)400 mm 設(shè)排水明溝，尺寸為300 mm×300 mm（凈空），并每隔25 m 設(shè)置集水井，做法同地表集水井。

4.2 池壁內(nèi)防腐防水

池壁內(nèi)防腐防水以高強(qiáng)水泥混凝土為基礎(chǔ)，并增加一定配合比的聚合物、活性細(xì)小型硅粉。硅粉可與高強(qiáng)水泥混凝土發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成水化后的聚合物，可形成致密薄膜和顆粒，顆粒大小比水分子直徑更小，可充分填補(bǔ)高強(qiáng)水泥混凝土混合物中的空隙，進(jìn)而形成骨架- 懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)，同時(shí)薄膜可充當(dāng)防水防腐涂層，進(jìn)一步加強(qiáng)了防腐防水功能。

污水處理廠為工業(yè)電鍍廢水綜合處理廠，處理液中包含強(qiáng)酸、強(qiáng)堿。防腐蝕主要分為以下幾點(diǎn)來設(shè)計(jì)：混凝土防腐：加強(qiáng)帶（后澆帶）為C45，其他混凝土均為C40。

構(gòu)筑物表面防腐，根據(jù)接觸介質(zhì)腐蝕性質(zhì)分為以下4 類：（1）強(qiáng)腐蝕：采用乙烯樹脂玻璃鋼三布一氈一膩?zhàn)右r里（厚度：3.0 mm）；（2）中腐蝕：采用乙烯樹脂玻璃鋼襯里+ 二布一氈一膩?zhàn)右r里（厚度：2 mm）；（3）弱腐蝕：采用乙烯基樹脂玻璃鋼襯里+ 二布一膩?zhàn)右r里（厚度：1 mm）；（4）微腐蝕：根據(jù)規(guī)范按正常環(huán)境設(shè)計(jì)，不做處理。

4.3 箱體頂板防水

箱體頂板防水的好壞，關(guān)系到地下室滲漏水及使用的好壞。地下室的防水一般采用結(jié)構(gòu)體自主防水、多道防水層相結(jié)合的模式，地下室典型的結(jié)構(gòu)防水層體系如圖2 所示。

圖2 典型結(jié)構(gòu)防水體系

4.4 變形縫處理

施工縫和伸縮縫等變形縫處理的好壞，也是影響污水處理廠滲水的關(guān)鍵影響因素。變形縫如若處理不好，在施工和使用過程中，很有可能演變成裂縫，是結(jié)構(gòu)薄弱部位。結(jié)構(gòu)變形縫處理主要包括以下內(nèi)容[5]。

4.4.1 施工縫部位施工

1）施工縫的設(shè)置：除伸縮縫處設(shè)垂直施工縫以外，其他部位不得留置垂直施工縫；壁板水平施工縫采取3 mm×400 mm鋼板止水帶，留置在混凝土墻底板以上500 mm 處，埋入混凝土中200 mm，露出200 mm。

2）施工縫處理：（1）施工縫混凝土表面鑿毛和沖洗干凈，并保持濕潤但無積水；（2）澆筑前，施工縫處先鋪一層與混凝土配合比相同的水泥砂漿，其厚度為15～30 mm；（3）澆筑混凝土?xí)r須細(xì)致?lián)v實(shí)，使新舊混凝土緊密結(jié)合。

4.4.2 伸縮縫施工

伸縮縫采用低發(fā)泡聚乙烯嵌縫板，下部設(shè)置阻火帶，阻火帶下設(shè)鋁合金排水溝，鍍鋅扁鋼壓條固定，不銹鋼排水溝每隔一跨設(shè)置一根DN75 豎管，將排水溝內(nèi)積水引排至負(fù)二層排水溝。

5 結(jié)語

1）該全地埋式污水處理廠具有地下水位高、場地地下水位受大氣降水量的大小控制而變化幅度較大等特點(diǎn)，場地地下水位年變幅為1～3 m，暴雨季節(jié)，水庫、水塘等的地表水可能涌入廠區(qū)，造成廠區(qū)洪澇風(fēng)險(xiǎn)。

2）提出了3 種地表水控制方法，并針對(duì)廠區(qū)地下水受雨季影響大等問題，提出了全地埋式污水處理廠基坑開挖過程中排水設(shè)置基本要求。此外，為防止污水處理廠污水池的腐蝕和滲漏水問題，提出了池壁內(nèi)防腐防水設(shè)計(jì)和處理措施。

3）針對(duì)箱體頂板和變形縫防水問題，提出了典型的結(jié)構(gòu)防水體系和變形縫施工關(guān)鍵防范措施。