刘涛，李铁军

（1.重庆水务集团股份有限公司，重庆，400015；2.中国市政工程中南设计研究总院有限公司，武汉 430000）

1 引言

重庆市某污水处理厂是重庆市主城排水工程的一个重要组成部分，主要负责处理江北区、渝北区和两江新区的城市生活污水【1】；该污水处理厂于2018 年完成提标改造，改造后出水水质达一级A 标准，可减轻长江污染负荷，并进一步保障重庆市及下游地区的生活饮用水及工农业生产用水水质。

2 工程概况

该污水处理厂设计规模为4×105m3/d，新（改）建构筑物主要包括A-A2/O 生化池、中间提升泵房、高效沉淀池、均质滤料滤池、反冲洗泵房、加药间等。

3 主要设计条件

3.1 地质条件

地形地貌：场地现标高为215.65～188.53m，高差27.10m；场地属浅丘剥蚀地貌，经切坡回填，场地平坦；地质构造：场区构造位置属南温泉背斜东翼，据场地周边调查及钻孔揭露，岩层呈单斜产出，其倾向为75°，倾角为42°，场内主要发育2 组裂隙；地层结构：场内揭露地层岩性主要为第四系全新统素填土、残坡积层粉质黏土及侏罗系下统自流井组泥岩夹砂岩；场地地下水：雨季时，该孔隙水对深基础施工有较大的影响，应做好排水及防止土层垮塌的工作。据判定该孔隙水及场地土层对混凝土物无腐蚀性。

3.2 不良地质作用及地质灾害

场地北侧存在近期切坡形成的岩质边坡，坡角陡；场地西侧因回填形成的填土边坡未发现变形破坏，处于基本稳定状态，拟建范围内未发现采空区、泥石流、滑坡等不良地质作用。

4 污水处理厂结构设计要点

由于污水厂现状场地高差达30m，厂区平面布置须考虑厂前区与规划道路顺接，同时，整个场地土层分布不均匀甚至局部缺失，为减小中风化岩层的爆破开挖量，须统筹考虑整个厂区的水力高程、构筑物布置、土石方平衡，并根据场地的走势，确定厂区道路的布置。

4.1 厂区边坡工程

厂区设计标高为204.00～205.50m，根据原始地面高程，按上述设计高程平整场地后，将在拟建厂区东南形成2 道人工填方边坡。

首先，厂区东南侧边坡，按设计标高整平后，将在厂区与周边形成填方边坡。该段总长约为160m，为填方边坡，坡高0.0～4.0m，采用坡率法放坡，填方坡度为1∶2.0，坡面采用浆砌块石网格内植草护坡，坡脚采用C20 毛石混凝土护脚挡墙（见图1），坡顶设截水沟，坡底设排水沟。

图1 A1～A2 段边坡结构剖面图

其次，厂区东南侧转角处边坡，按设计标高整平后，将在厂区与周边形成填方边坡。该边坡总长约为65m，为填方边坡，坡高0.0～6.0m，受红线限制，本段没有放坡空间，采用C30扶壁式挡土墙支护，坡顶设截水沟，坡底设排水沟（见图2）。

图2 坡顶截水沟及坡底排水沟大样图

4.2 主要构（建）筑物结构选型

4.2.1 A-A2/O 生化池的结构设计

A-A2/O 生化池采用半地下式现浇钢筋混凝土板式结构，平面尺寸为13.95m×117.20m，净高H=7.00m，生物处理池内水压较高，壁板采用C30 钢筋混凝土结构，池壁壁厚400～700mm，底板采用C30 钢筋混凝土结构，底板厚400～800mm；沿长度方向设变形缝5 道，橡胶止水带止水【2】。

4.2.2 中间提升泵房的结构设计

中间提升泵房采用现浇钢筋混凝土板式结构，平面尺寸15.9m×27.9m，净高H=4.55m，壁板采用C30 钢筋混凝土结构，壁厚400mm，底板采用C30 钢筋混凝土结构，底板厚度500mm。

4.2.3 高效沉淀池的结构设计

高效沉淀池为半地下式现浇钢筋混凝土板式结构，平面尺寸为37.5m×26.9m，净高H=6.5m。壁板采用C30 钢筋混凝土结构，壁板厚400～600mm，底板采用C30 钢筋混凝土结构，底板厚700mm。上部加盖铝板，面积为780m2。

4.2.4 均质滤料滤池的结构设计

均质滤料滤池为现浇钢筋混凝土板式结构，平面尺寸53.68m×97.61m，净高H=4.60m，壁板采用C30 钢筋混凝土结构，壁厚350mm，底板采用C30 钢筋混凝土结构，底板厚度500mm。

4.2.5 反冲洗泵房及加药间的结构设计

反冲洗泵房上部为现浇钢筋混凝土梁、板、柱框架结构。建筑面积为742.48m2。加药间为地下式现浇钢筋混凝土板式结构，上部为现浇钢筋混凝土梁、板、柱框架结构；加药间建筑面积351.62m2。

4.3 构筑物抗渗设计

蓄水构筑物对结构的防水性能有较高的要求，在构筑物的混凝土中，要求加入一定比例的外加剂，用于补偿混凝土的收缩变形，同时减少混凝土中的水泥用量，以避免在温度、干缩等作用下引起的开裂。同时提高结构的密实度和抗裂、抗渗性能。

4.4 构筑物抗浮设计

厂区地下水主要为松散土体孔隙水和基岩裂隙水。抗浮设计水位按厂区设计地坪标高考虑。

构筑物根据其埋深和池内水位变幅情况的不同，分别采用自重抗浮、盲沟管理抗浮、部分采用桩基的采用抗拔桩抗浮。抗浮稳定系数1.05。

4.5 变形缝设计

设计有变形缝时，可按变形缝分段浇筑。除变形缝外，池壁其余部分不允许留垂直施工缝。当需要设置水平施工缝时，可设在底板腋角以上300～500mm 处或顶板腋角以下300～500mm，其余部位不宜设置水平施工缝。水池施工缝的施工应严格执行GB 5014—2008《给水排水构筑物工程施工及验收规范》第6.2.13～6.2.15 条的规定。钢板止水板型号为-400×3mm。

4.6 其他施工要求

受力钢筋接头宜采用机械连接或焊接。直径≥16mm 的钢筋不应采用绑扎搭接接头，直径≥22mm 的钢筋应采用机械连接，钢筋截断率不大于25%。机械连接接头等级不小于二级。钢筋锚固长度不小于40d。水池底板、壁板钢筋网片间应设撑铁，撑铁形式详见图3。水池垫层施工完后，水池底板以下的管道验收合格后再进行下一道工序的施工。悬挑构件必须待构件强度达到100%方可拆除底模。跨度≥4.0m 的梁、跨度≥3.6m的楼板均应按施工规范的要求起拱。

图 3 钢筋大样图（1∶40）

5 结语

本文依托于重庆市某大型污水处理厂提标工程，介绍了山地城市大型污水处理厂的结构设计要点。一般情况下，山地城市地基持力层承载力较高，其污水处理厂主要构筑物结构不仅需达到结构强度要求，同时需具备抗浮性能、抗渗性能，并采取防变形措施。防止发生池体开裂现象及上浮现象。