欧阳金福

摘要：随着城市化建设的高速发展，我国很多地区的基础设施建设日益完善，但是由于各方面因素的影响，城镇化环境问题仍然是一个亟待解决的现象，其中污水处理就是非常关键的一方面。从城镇经济方面来看，污水处理厂是解决污水问题的重要手段。地下污水处理厂具有结构复杂的特点，与地上污水处理厂结构有所不同，其需要承受池内水荷载与池外土压力的同时作用。本文主要对地下污水处理厂的结构设计要点进行分析，并提出相应的设计策略。

关键词：污水处理厂;结构设计;设计要点;要点分析

引言

污水处理厂可以说是影响惠民工程，其对于城市内部环境的改善具有重要意义，随着污水处理厂的逐渐增多，人们对于用地指标等要求也有了新的变化。在这种环境下，地下污水厂应运而生，由于地下污水厂埋置与地下，能够实现污水的地下集中处理，在上面设置成公园、小广场等休闲场所，与周边环境建立有效的结合，不仅可以节约土地资源，还能够在很大程度上满足区域范围内的绿化浇灌的条件，提高水资源的利用率。虽然，地下污水处理厂的资金投入较高，但是从综合用地及环境等方面总额和考虑，其还是具有很大的优势的，在应用中也受到人们的青睐。

1、地下污水處理厂设计特点

地下污水处理厂与常见的地上污水处理厂具有一定的区别，不管是在建筑物结构上，还是在辅助建筑的设置上都有很大区别，由于污水厂所有结构都处于地下部分，以天然优势或者人工挖掘的方法建立起较为封闭的地下空间，工作人员能够在地下空间内进行日常的污水处理及处理厂的操作、维护、巡查等活动。地下污水厂主要的设计特点就是地下空间处于封闭的结构形式，为了满足正常的运行需求，需要工作人员的经常介入，这就对污水处理厂结构设计提出更高的要求，在进行这方面设计的时候要充分考虑地下空间的环境控制，比如：湿度、温度、氧含量等重要指标，另外还应该具备消防、安全逃生等辅助措施。从当前来看，地下污水处理厂具有经济性、技术性等特点，对应各专业的要求也与常见的污水处理厂设计存在差别。

2、结构设计原则

污水处理厂建设的主要目的在于缓解地区的污水问题，在结构设计的过程中应该重视其所具有的生态效益，在保证处理效果的同时，最大限度的降低能源消耗，从工程建设的个方面入手，做好成本预算工作，争取以最小的付出获取最大的收益，从而提高污水处理厂的整体水平。地下污水处理厂的结构设计应该根据每个地区的环境特点，采取针对性的措施，这样才能取得最好的处理效果。污水处理厂结构设计具有以下几点原则：第一，污水处理厂的结构设计要满足工艺要求，保证结构的稳定性、安全性、经济性，在达到受力均匀的条件下节省建设成本。第二，地下污水处理厂应该加强运行设备自动化的选择，努力降低人员压力，减少处理成本。第三，根据城市污水处理的具体情况选择相应的规模，比如：小型污水处理厂、大中型污水处理厂。结合实际情况设计合理的工艺方案，比如：小型污水处理长较多采用SBR法或氧化沟法等，只有保证工艺方案的科学有效，才能提高污水处理厂的污水处理效果。第四，污水处理厂结构设计中充分考虑本地区地质条件、水文条件、构筑物大小，选择适合的结构形式。第六，结构设计中严格按照规范标准要求及区域范围内污水处理指标，合理分析结构的受力情况，对可能存在的变形、抗裂等进行合理的验算，从根本上保证结构的稳定安全。

3、地下污水处理厂结构设计要点

3.1地基基础设计

地基基础是保证地下污水处理厂整体结构稳定的首要条件，地基基础如果存在问题，那么结构的稳定性、安全性也将受到影响，会出现不均匀沉降，倾斜等情况。在地下污水处理厂地基基础设计的时候，应注意选取合理的地基处理方案。在选择地基处理方案上，应注意在施工方案中可能会遇到的止水帷幕、深基坑支护设计、锚索及锚杆等设施的应用及其他技术的选择。

3.2防裂、防水、防腐蚀设计

地下污水处理厂建设中混凝土是较为常见的一种材料，其对于污水厂结构的防水、防裂、防腐蚀具有一定影响。通常情况下，混凝土采用普通的硅酸盐水泥，在制作中加入缓凝效果良好的减水剂，尽量降低水泥用量，严格控制水胶比，这样可以降低处理厂混凝土结构裂缝的产生。其次，根据实际情况合理设置后浇带、分隔缝等，选用耐久性、防水性强的混凝土材料，对施工中混凝土塌落度等采用科学的检测方法，进行合理的控制，降低温差收缩与干缩带来的不利影响。另外，在建筑物池壁与土接触的地方可以涂刷沥青起到隔离的效果，避免土壤中的有害物质对混凝土产生侵蚀。以此同时，构筑物污水接触的内部表面，也应该采用水机基渗透结晶防水涂料做好防水和防腐蚀处理。

3.3抗浮稳定性设计

地下污水处理厂除了混凝土的防水、防裂、防腐蚀问题外，对地下水位较高的地下水池，其抗浮是个重大问题。抗浮不满足要求会导致水池倾斜，开裂等事故发生。水池抗浮计算，要求抵抗力应只计入永久作用，可变作用和侧壁上的摩擦力不应计入。抵抗力应采用标准值，设计稳定性抵抗力系数Ks应不小于1.05，即抵抗力/上浮力不小于1.05。当抗浮不满足要求时，可通过以下方法来解决抗浮问题。底板、池壁加厚、加大底板外挑、设置抗拔桩、设置抗浮锚杆、池内配重、池底配重、池顶覆土、设置盲沟、集水井，来观察及降低地下水位等，可选取其中一种或多种方法来满足抗浮设计。

3.4伸缩缝设计

地下空间主体结构平面尺寸通常较长，根据给水排水工程构筑物结构设计规范要求，需在适当位置设置伸缩缝，当地基为土基时，伸缩缝设置的最大间距为30米，当地基为岩基时，伸缩缝设置的最大间距为20米，变形缝位置，应满足工艺布置要求。结构的变形缝，应充分考虑地下温度变化、混凝土收缩等问题，可以采取以下措施避免混凝土结构裂缝的产生，首先，池顶板、底板采用裂缝宽度性能好的变形钢筋，池顶、底板钢筋采取双层双向拉通原则。其次，加强混凝土振捣和养护，提高混凝土在全湿润的条件下硬化与蓄水要求。

3.5总平面布置

地下污水处理厂的总平面布置是结构设计的一个重要内容，在进行厂址选择的时候应该根据当地的具体情况，从整体上来看，厂区呈现阶梯状有助于污水的有效处理。如果污水处理厂所面临的地理环境能够满足这些方面的要求，设计人员可以采取放坡的方法，减少挡墙的设计，在节约成本的同时提高运行效率。另外，污水处理厂可以在地面上进行绿化处理，结合相应的标准要求提高污水处理厂的绿化效果。在进行厂址选择的时候，尽量避开居民区、学校等地方，由于污水处理厂长期具有大量的污水处理工作，对于水厂周围的地下水等条件容易长生一些影响，并且污水自身具有污染性，对周围环境、空气造成困扰。与此同时，在水处理过程中产生各种噪音，对周边居民的正常生活、工作、学习带来影响。因此，在进行厂址选择的时候，应该坚持因地制宜的原则，能够综合方面考虑，选择适合污水处理厂建设的地方，尽量远离城市居民区。

结语

综上所述，污水处理厂的建设是不容忽视的一个问题，其结构设计的好坏对污水处理厂的运行效果具有直接影响。通过对污水处理厂结构设计要点进行分析，讨论污水处理厂在结构设计时应该重点关注的话题，力求提高结构设计质量，降低工程成本费用，提高工程项目的社会效益、经济效益、生态效益。

参考文献：

[1]刘绪为，李彤，徐洁，李金河.国内地下式污水处理厂的设计要点[J].城市环境与城市生态，2014，（06）：35-38.

[2]柯婧.城镇小型污水处理厂工艺设计研究[D].长安大学，2015.