市政自来水厂厂水池结构设计要点探究

季晨龙

【摘要】本文通过对广州市北部水厂的污水处理厂进行研究，现就有关于水池在具体设计过程中需要关注的重点和与之相关的具体措施展开了深入的考察和研究。

【关键词】污水厂;水池结构;池体设计;荷载取值;耐久性

本文以界首市污水处理厂工程为例，来探索、研究设计污水处理厂在水池结构时，需要考虑的一些要点。

1、工程概况

界首市靳寨就业创业园污水处理厂工程总规模为1.5万m/d，但需要最近建设的规模为0.75万m/d。该处理厂主要工作内容如下：将该园区的工业废水和其附近的城区乡镇的生活用污水进行集中处理。该水厂预计采用的处理工艺是进行组合处理，具体组合工艺如下：粗格栅和进水泵房+细格栅和旋流沉砂池+调节池（事故池）+气浮池+水解酸化池 +A/O生化池+二沉池+砂滤池+二氧化氯消毒的组合处理工艺，同时处理后的水质必须达到城镇污水排放一级标准，然后再将尾水排入淮河。对于污泥也要采用“机械浓缩+板框压滤脱水”的先進处理方法来进行处理，直至达到60%的含水率才能运出。

2、污水处理工艺设计原则及工艺流程

2.1污水处理工艺设计原则

在对处理工艺进行选择时，要从几个方面进行考虑：当地水质、出水要达到的标准、具体需要的土地面积、实际工程规模的大小等等多方面，只能通过对这些因素的考虑并且所使用的工艺都能合适的条件下，才能使得工程成本较低，而且对水厂的运营还非常有利，最关键的是能排放出符合标准的水。

2.2污水处理工艺流程

界首市污水处理厂工程主体使用A/O处理工艺，流程如下图。

3、水池结构的设计

3.1结构设计应符合的规定

在对水池进行结构设计时，强度验算适用于各种结构的类别和形式的水池。而对于结构的稳定性是不是需要验算，因为它是受到实际的工程的地质、荷载以及水文地质条件决定的。若水池的结构是钢筋混凝土的，就必须要为它进行抗裂度与裂缝宽度的验算。

3.2各种荷载

水池的主要荷载就是水压。它的计算必须要在满水状态时进行计算所得为准，主要原因是为了防止失误作业导致水池满水，还有就是为了防止工艺上发生变更而超过原计划的水位。

另一个就是土压力。在水池的外面有需要进行填土操作的，这样进行填充的土在外侧就会对水池壁产生压力，这种压力一般都是采用朗肯理论计算的。可是，在实际操作中，这种压力也会发生根据用来进行回填的土质情况发生变化的，通过实际经验的总结，用朗肯理论来计算土压力的是比较安全的。

3.3截面设计的关键性问题

3.3.1强度设计的安全系数

（1）水池顶盖强度设计的附加安全系数。顶盖的荷载由自身重量、覆盖土方重量、活载重量等构成，而比重最大的就是自身重量和覆盖土方重量。该系数取1.0较为适宜。

（2）池壁强度设计的附加安全系数。一般情况下池壁需要承受多数来自土压与水压，水压以满池计算。土压运用朗肯理论计算，数值稍大。所以，系数取0.9即可。

（3）底板强度设计的附加系数。池底通常只计算水压及均布荷载。系数取0.9，即可。

3.3.2关于裂缝问题的探讨

通过对完工水池进行观察，有关裂缝情况大多数都是竖向的。一种是由于混凝土收缩问题引起的;另外一种是在水池外侧的表面出现的裂缝。这种主要是由于现浇走道板引起的，所以，要在具体施工中对这个问题进行考虑，留出伸缩缝。

3.3.3构造配筋

对于池壁构造配筋，为了对其进行区别，采用圆形与矩形水池。因为温差度与湿差度对地面式的矩形水池池壁有非常大的影响，而且极为敏感，防止贯穿裂缝产生，池壁最小构造配筋率水平方向的每侧都必须高于0.16%为好。一些无顶盖的水池，很多时候池壁顶部也开裂，可以把2根Υ16的水平方向的钢筋放置在顶部的每侧。而圆形水池池壁环向的构造配筋率是最小的，它外侧的最小构造配筋率应该大于0.36%，内侧的不应该比0.16%低。水池的底板的最小构造配筋率，因为其无顶盖，是敞口水池，所以它底板的上层钢筋的构造配筋率可以小一点，但必须高于0.16%，而下层配筋率和有顶盖的水池的底板配筋率也要高于0.1%。

3.3.4经济配筋率

上部自由下部固定的矩形水池，最大配筋率在0.8%上下。而其他矩形水池最大配筋率可达到1.0%即可。

4、工程实例

界首市污水处理厂的工程中各类水池的设计都是运用了上述的理论。下面就拿该工程中的A/O池作为例子来加以说明。A/O池的首先在进行结构设计时，就把节约、便携、安全作为基本原则。然后再对准备建设的地点进行考察，主要是对该地的地质条件、水文资料和施工环境进行优化结构设计，再进行施工方案的确定。结构的设计必须要遵守国家的法律法规和行业相关标准，并且保证所设计的结构在建设和使用过程中能达到各种正常的要求。如在稳定性、承载力、抗浮性等承载能力极限要求。另外，设计时要进行抗震设计，必须对其采取抗震构造措施。其结构是钢筋砼，一般是地上水池，或者是半地下水池。对于水池壁的厚度则参考各种因素的影响力进行选择。一般情况至600mm不等，实际还在参考具本的图纸。构件处于小偏心受拉时，需要在抗裂度方面满足要求。构件处于受弯、大偏心受拉或大偏心受压时，要对裂缝宽度进行控制，裂缝宽度不得超过：0.2mm;构件钢筋砼保护层厚度：梁、柱：40mm，顶板及壁板35mm。也有一部分较长的水池，该项工程针对于容易发生开裂的部位进行设置引发缝，用于由于温度发生变化导致结构变形的处理，并且在其位置处设置止水带，为了避免渗漏的发生。

结语：

通过论述，污水处理厂水池结构的设计，在满足承载力需求的同时，还要在防腐方面达到标准，需要在对水池进行设计时，把各种影响因素做好充分的考虑，选择最科学、最合理、最环保的设计方案。

参考文献：

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[3]冯涛.市政污水厂水池结构设计的分析应用[J].中华建设，2014（3）：128-129.