张永强

（中铁十八局集团有限公司，广西 南宁 530000）

一、工程概况

本工程为江南污水处理厂的一期工程。其位于广西某市白沙大道以南、亭江路以西。此工程被列为该城市建设“136”工程的重点项目之一。本工程的占地面积达到41.54公顷，设计排水工艺采用倒置A2/O法，设计排水规模为日处理城市污水24万吨。设计目标为：将本城市的污水通过江南污水干线输送到此污水处理厂，经过此污水处理厂处理达标后，排入邕江。

地质情况：①人工填土层。此层多为建筑地基，是由碎砖、木桩、混凝土基础及一部分塘泥组成，比较松散，填土的厚度均在3.0～5.0m之间；②黏土层。此层的上部为粉质黏土，饱和，可塑，局部夹少量薄层粉土，厚度0.4～2.4m，锥尖阻力一般为0.66MPa；中部为淤泥质黏土，饱和，流塑，局部夹粉土、粉砂，为广西地区典型的软土层，厚度9.4～17.6m，锥尖阻力一般为0.55MPa；下部为粉质黏土，很湿，软塑，夹砂质黏土，厚度6.3～13.0m，锥尖阻力一般为0.72～0.98MPa；③砂层。该层为粉砂，饱和，中密～密实，夹少量黏性土，含云母，厚度6.2～11.6m，锥尖阻力一般为19.28MPa。砂层下部为粉质黏土，平均层厚14.76m。

二、埋塑截渗墙应用的重要性

在实际施工过程中，经常遇到施工场地的地下水位高的现象，因此使施工进度受到很大影响。在降低地下水位施工时，常常会出现地下水位的范围比较大，或者施工时间比较长，从而损耗大量的人力、物力。可见，正确选择降水方案非常重要，直接影响了工程质量、工程的工期、投入的成本。为了保证江南处理厂生产目标和工程质量的实现，严格控制施工组织按创优规划进行，并在实际施工中选择先进的埋塑截渗墙技术，加强科技攻关的开展，优质、高效、安全、按期地完成了此项施工任务，并获得了圆满成功。

三、工程难点

江南污水处理厂一期工程设计日处理污水量24万吨，是目前广西最大，全国也为数不多的大型污水处理厂。此工程处理工艺采用倒置A2/O法，土建设计主要考虑地下和半地下式结构工程，生产设备80%为国外设备，对土建施工、大型机械设备安装和工艺电气管线敷设提出了巨大挑战。各工序、各工种、各种组织和管理工作的密切协作与配合是成功完成此污水处理厂建设的关键保证。

1.技术复杂，总体性、系统性要求高，工期紧，工程量大

该工程处理工艺采用倒置A2/O法，大量设备和各种管线错综复杂，互相交叉，采用更环保的地下式结构工程对在市区内施工提出了较高要求。为配合该市申请2007年联合国人居环境奖，按期完工也成为此工程的一个硬性要求。

2.周边建筑密，地下管线多，施工环境要求高

该工程紧临该市交通量最大的市快速环道，两侧又有已经建成的金湾花城和南国花园小区，各种市政设施和污水厂的配套设施已经建成，施工区域受限制较大。紧邻市区和居民区，施工过程严格控制噪音和废水废气的环保处理，夜间施工受到一定限制。

3.工程地质条件复杂

江南污水处理厂地处亚热带季风气候区域，降水多，地下水位较高，压力大，且厂址原为既有鱼塘，土层结构差，施工难度较大。

四、埋塑截渗墙降水方案设计

由于本污水处理厂施工场地的地下水量较大而且其地下水埋深又比较浅，再加上大部分的建筑物以及构筑物多为地下结构，因此，在实际施工的过程中首先要有效地控制地下水水位。考虑周围环境以及工程施工的实际情况，并为了确保工程施工的顺利开展，降水方案决定遵循三点原则，（一）将场地地下水位降至基础或者构筑物的底板以下；（二）最大程度地降低施工费用；（三）降水方法需简单并且有利于施工开展，并且满足工期的需要。

就此拟选出两个降水方案：（一）井点降水：通常的施工方法是在建筑物或者构筑物四周打一些降水井孔，用水泵进行强行抽水以实现降低水位的目的。但此种方法比较复杂，需要在施工场地埋设大量的施工排水管网，而且需要机械打孔成降水井，且成孔孔深需达到22m，经计算，如果实现所有构筑物的地下水位的降水施工，其凿井费预计达到130万之余，再加上一些材料费（排水管网等）、人工费等，整个水厂施工完成后，仅降水费将超过500万元。可见，此方案工期较长而且耗资较大，并且存在施工场地内纵横交错的排水管与总图设计中的上下水管道、电缆等相互严重影响的情况，因此被否定。（二）埋塑截渗墙自流降水方案：由于污水处理厂地面高程与四道砂河的高程相差16m多，污水处理厂建成后，其排水需要通过直径为2m的排水管道自流进入四道砂河。

本方案有效利用了施工场地的高差和工艺排水管，其目的是将水厂外围的地下水进行截流使其不能渗漏进场地范围内，并控制场地内的地下水的水量，同时把场地范围内的地下水科学地集中，并使其流入排水管道，以实现自流排放进入四道砂河，最终使场地内地下水问题得以解决。基于以上方案的思路，需要对污水处理厂的工艺设计以及施工周围的地质情况进行分析研究，认为可以满足以上的施工要求。

排水管设置在污水处理厂内的出口处且埋深约8m，其中少数构筑物（吸水井、生活泵房等）的埋深为7m，而大部分的构筑物埋深约近4m，这些埋深设计实现了将地下水自流入排水管道同时通过管道将地下水引降至低于底板标高以下的目的。另外，根据对场地土层的分析，第②、③层为砂砾、碎石层，具有较强的透水性，②、③透水层的总厚度大约有4m，正是利用滤管通过透水层将水过滤并集中引入排水管道的出口。而第④层为渗透性较低的粉土、粉质黏土，相对来说可以视为不透水层，可以利用④层的不透水的特性通过埋塑截渗墙将场外的地下水拦截。

根据以上分析将方案具体如下：在污水处理厂的四周的围墙外2m的位置，埋设埋塑截渗墙，墙宽200mm，从地表以下1m起设墙深7m，总长1800m，往下穿过②、③层位置并深入第④不透水土层中1m。防渗墙由防渗土工布（013～014mm厚）和填实的黏土组成，如图1所示。

图1 滤管布置示意

为了使地下水能够集中到排水管道的入口并引入管内，在排水管的入口的侧位的第④土层内埋设了2条滤管，滤管的标准为D400，长度为80m。将滤管与地下水的排水管入口检查井（施工时作为集水井）相连接。一方面，可以将第②、③强透水土层过滤出的水集汇到检查井并通过检查井引至排水管入口，再通过排水管由出口引入四道砂河，这样通过不断的自流排放，使场内地下水位下降并至构筑物的底板以下。通常施工时，先对污水处理厂外的D2000排水管进行施工，然后再埋设滤管并设置检查井以及埋塑截渗墙，当工期紧张时，也可在科学合理的安排下同时进行施工。在设计埋塑截渗墙时，要注意三个关键点：（一）成槽，要确保槽壁不塌，成槽的深度为7m，即成槽具备足够的深度和宽度；（二）要平展并垂直地将土工布铺设入槽中；（三）在槽中土工布的两侧进行黏土回填，回填土要确保密实。以上三条可以使埋塑截渗墙的防渗性能发挥出更好的功效。在进行成槽施工时，需要辅以铺塑机来实现，适用于一般的土层和砂砾层。

在具体的排水方案提出后，要先根据水厂的地质情况局部做试验，通过试验证明以上施工设计能够达到设计要求。在进行开槽施工时，利用泥浆护壁以保护槽壁，使其不塌。铺塑机的速度通常为30m/h，开槽深度能达到7m，并且能够自动连续地进行开槽和铺塑，在铺塑没有遇到障碍时其铺塑长度不受限制。铺塑机的效率很高，其铺塑质量也良好，塑膜垂直平展，填土密实。实际施工应用表明：埋塑截渗墙的成本造价比较低，以此工程为例：当埋塑深度为7m、成槽宽度为200mm时，每米埋塑截渗墙的造价均约500元，而造价中的材料费很低，只占到埋塑截渗墙的造价的1/10；主要费用是施工费和机械台班费。以本污水处理厂为例：埋塑截渗墙长度按1800m计，总造价90万，再加上滤管的材料费用10万左右，污水处理厂埋塑截渗墙工程的排水费大约100万，相比于井点降水方案的预算500万而言，节省下可观的投资成本。采用埋塑截渗墙的施工方案，不仅从施工程序上得以简化，施工工期短，同时节省了大量的投资成本，同时施工效果能够很好满足设计要求。

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