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1、探讨污水处理厂中水池结构设计要点随着我国经济建设的不断发展，我国城市化和城镇化也将随之加快发展步 伐。人类环保意识的普及和对环境要求的不断提高，环境污染问题已经引起了社 会和国家的高度关注，如何合理处理污水，对水资源进行合理开发及可持续利用， 已经成为各级政府广泛关注的重要议题。本文主要阐述了有关污水处理厂中水池 结构设计要点。标签：污水处理厂；水池结构；设计要点随着人们生活水平日益提高，对物质生活和精神生活的追求日趋完美，所以 人们对环境的要求也越来越高。我国的工业化和城市化建筑也在不断地发展，但 是随着城市化建设的加快，城市人口的迅速增长，导致了城市的环境污染变得十 分严重，其中城市产生的
2、污染就是重要的来源之一，针对我国污水处理厂中水池 结构设计要点进行深入的研究和探讨。一、污水处理厂水池结构设计特点新建污水处理厂必须达到安全适用、质量可靠、技术先进、经济合理的优化 要求，而对于设计人员来说，如何对其核心结构构筑物污水池进行优化设计，是 设计人员最重要的任务。污水池结构设计除了要做一般水池需要的荷载组合计 算、强度计算、抗裂度计算、裂缝宽度演算等水池结构计算外，还需要考虑其污 染源的特殊要求，增加防腐设计、抗渗设计、抗压设计、防水设计等要素。特别 是针对工业园区的污水处理，由于其带有重金属污染的特性，在防水和防渗性能 要求上则更为严格，如何避免污水池污水渗漏引发地下水二次污染，
3、延长水池使 用寿命，已经成为最新的独立课题。二、污水处理厂水池结构设计存在问题1. 防渗透要求偏低，抗渗系数严重不足，使用年限达不到设计要求。污水处 理厂中的水池结构一般为钢筋混凝土结构，但是很多设计师在结构设计中片面的 弓鱼调混凝土结构的抗压强度，但是却忽略了抗渗系数的应用，在实际使用过程中， 由于污水池常年近满水位运行，加上温度和湿度差异造成的内部应力，表面产生 了龟裂，影响使用。2. 缺少应对污水池表面材料的施工工艺设计。在过去的水池结构设计中，只 考虑结构设计的稳定性和稳固性，减少不均匀沉降带来的裂缝等情形，但是在实 际应用中，由于污水腐蚀及渗透等因素造成表面细裂缝生成，进而腐蚀结构内
4、部， 在设计时缺少对于水池表面涂刷材料的施工工艺设计及二级结构防腐措施。三、污水处理厂水池结构的设计要点1. 水池结构的设计要符合相关的规定。水池的各种结构的类别以及形式的数 尺都要进行相应的强度检验测算。按照工程的地质条件、荷载条件以及水文地质 条件来决定验算结构的稳定性。2. 应结合当地地质条件进行结构设计和校核验算，以满足国家规范要求。（1）结构强度的演算：无论是哪种结构类别和结构形式的水池都必须进行 结构强度的演算。设计师在进行结构计算之前，必须参考相应的工程地质勘察资 料和当地水文地质报告，针对项目本身的荷载条件进行强度演算及校核验算。特 别是对于处于不同岩层结构上的水池，更需要对起
5、地基基础及结构稳定性进一步 验算，避免由于地质问题带来的结构问题，造成重复建设及维修困难。（2）抗裂度或裂缝宽度的验算：如果是采用钢筋混凝土的污水池，需要进 行抗裂度或裂缝宽度的验算。如果荷载作用下，构件截面为轴心受拉或小偏心受 拉的受力状态时，要进行抗裂度的验算。而荷载作用下构件截面为受弯、大偏心 受压或大偏心受拉的受力状态时，则应进行裂缝宽度的验算。（3）抗裂度验算：如果是采用预应力结构的混凝土污水池还应进行抗裂度 验算。3. 荷载和荷载的组合。水池结构的荷载主要包含水压、土压力、地下水压力 以及湿度和温度荷载；荷载组合包括水压加自重、水压加自重加冬季温差、水压 加自重加湿差以及土压加自重
6、。4. 截面设计的关键点。设计强度的安全系数。其主要包括水池顶盖设计强度 的附加安全系数、池壁设计强度的附加安全系数以及底板设计强度的安全系数； 水池截面产生的裂缝；配筋的构造；经济配筋率。5. 污水池裂缝产生原因及结构对策。根据对已建成污水处理厂水池的调研， 产生的水池裂缝一般为竖向裂缝。这些裂缝有两类：一类是贯穿性裂缝，主要由 污水池构造主体的混凝土收缩，自身材料应力引起；一类是表面龟裂，主要出现 于池壁外侧，而后逐步扩张延展至整个界面。而且基本上所有的外挑现浇走道板 都产生裂缝，因此在结构设计时，必须考虑以下结构对策：（1）预制的装配式走 道板和现浇走道板必须设置伸缩缝，一般设置考虑为每
7、隔3m4m设置一道。（2） 对于无顶盖的矩形水池，要在水池顶部每个侧边设置2根以上的水平钢筋，以防 止顶部开裂造成的结构破坏。（3）对于矩形水池水平方向的最小构造配筋率每侧 不应小于0.15%。（4）对于圆形水池，外侧的最小构造配筋率不宜小于0.35%， 内侧不宜小于0.15%。（5）对于半埋式水池池壁，全截面总配筋率不宜小于0.3%。（6）无顶盖水池上层最小构造配筋率不宜小于0.15%，下层配筋率及有顶盖的 水池底板配筋率不小于0.1%。总体而言，任一界面的最大配筋率可以达到1%左 右。6. 污水池结构表面材料防腐涂刷施工工艺设计。由于污水的严重污染性，其 一旦渗漏会给地下水造成二次污染，甚
8、至是重金属污染蔓延。因此污水池的表面 防腐及结构的二级防腐防渗措施，应考虑为结构设计的一部分延展应用，必须列 入施工工艺的特别说明中，用以指导施工。（1）采用现浇混凝土施工工艺，按照 施工深度进行分节浇筑，浇筑完毕后及时养护，禁止震动；（2）在半埋式污水池 结构设计时，必须进行底层防腐、防潮和防渗处理，一般而言要做到三层防潮处 理措施；（3）浇筑完毕后，在水池内壁表面进行防水层施工，一般使用环保纳米 材料进行多次涂刷；（4）地面水池的外层，应采用喷涂沥青防水层进行防水，先 涂冷底子油，然后涂刷两道沥青防水材料。7. 水池结构设计预应力分析。预应力产生的应力主要包括张拉应力和预应力 损失组成。从
9、张拉建立起的预应力到有效预应力产生这一过程中所出现的应力减 少称之为预应力损失，预应力损失包括以下几方面：（1）张拉端锚具变形和无粘 结预应力筋内缩引起的预应力损失。由于张拉完毕后，预应力筋锚固到位时，无 粘结预应力筋会产生内缩从而引起预应力损失。因池壁相邻上、下两排环向预应 力筋锚固位置交错布置，并采用千斤顶超张拉，其值可以降低50%采用。其计算 公式参照无粘结预应力混凝土结构技术规程（JGJ92-2004）。（2）（无粘结预应力筋的摩擦损失。对于圆形水池，由于预应力筋是沿池外 壁环型布置的，呈曲线形状，根据其弧度和弧线长度，在张拉时会产生预应力筋 与池壁之间的摩擦引起的摩擦损失，该项损失与
10、摩擦系数成正比。因池壁上、下 两排环向预应力筋锚固位置交错布置，并采用千斤顶张拉，其值也降低50%采用。 其计算公式参照无粘结预应力混凝土结构技术规程（JGJ92-2004）。（3）无粘结预应力筋的应力松弛损失。预应力筋的松弛首先取决于钢筋的 种类及松弛等级。工程中可采用超张拉程序进行张拉，以减少无粘结预应力筋的 松弛损失。无粘结预应力筋的超张拉程序为：0-0.1ocon-1.03ocon （持荷2分 钟）Tocon。（4）混凝土收编徐变引起的预应力损失。15。该损失主要是使用期间，由 于混凝土水分的不断减少，在预压应力作用下，混凝土逐渐收缩变形，从而造成 预应力筋的有效应力降低。该项预应力筋
11、损失也降低50%考虑，并按无粘结预 应力混凝土结构技术规程（JGJ92-2004）计算。（5）当无粘结预应力筋采用分批张拉时，其张拉后批无粘结预应力筋时会 产生混凝土弹性压缩从而影响先批张拉预应力筋的预应力损失降低即。因此，在 预应力施工时，后批张拉预应力筋张拉完毕后，须再对先批张拉的预应力筋进行 补张拉，从而获得更好的预应力效果。综上所述，污水处理厂的水池由于其特殊性，除必须满足结构强度外，还应 保证其防水抗渗以及在长期使用下应具备的水密性，耐腐蚀性，抗冻性等耐久性 能。设计师中应全面考虑各种条件，分析各种因素，因地制宜，采取不同防腐抗 渗措施和方案，扬长避短，做出满足大型污水厂水池结构需要的最优设计方案。参考文献：1张勇.某大型污水处理厂水池结构设计探讨J.中国新技术新产品，2011年07期.孙毓蕾.污水处理厂中水池结构设计要点的分析D.中国新技术新产品， 2012年05期3 宋殿科.水池结构设计的技术经济合理性J.科技情报开发与经济，2013年 02期.4 刘立平，郑良平，李英民，袁斌.地下水池上浮事故的处理对策及应用J. 中国给水排水，2010，（04）.5 宁海燕，张勤，李慧敏.西部小城镇污水厂、垃圾站的经济指标分析J.中 国给水排水，2012（12）.6 杨勇，王玉明，孙翀，肖庆聪.我国城镇污水处理厂建设及运行现状分析 J.给水排水，2011，（08）.
