李宗勋
乌鲁木齐昆仑环保集团有限公司 新疆 乌鲁木齐 830000
摘要：市政污水处理厂建设不但对解决城市用水紧张问题具有重要意义，还对保障城市生产生活用水质量具有重要意义。作为水池结构设计人员，需要全面分析其中存在的问题，并对相应的解决策略进行有效提升，保障水池结构的总体质量，提升市政污水处理厂的运行效率。
关键词：污水处理厂；水池结构；设计要点；措施分析
一、选择市政污水处理厂水池
水池结构种类多，应用范围广。池体的构成要素有3个：顶板、底板和池壁。依据形状，可将水池分为圆形水池和矩形水池等；依据材质，可将水池分为钢筋砼水池、钢质水池以及砖砌水池等；依据使用条件，可将水池分为敞口式和封闭式；依据埋深，可将水池分为全地上、半地上以及全地下。工艺专业人员通常依据设备参数明确水池容积，土建专业人员通常依据建筑场地、结构受力特征以及工艺要求等决定水池的选型。依据场地适应性，比起圆形水池，矩形水池优势较大，场地利用效率高，对空间更具节约作用，施工工艺相对简单，特别是当多个水池组合或上部加盖房屋的情形下，更为的理想的要属矩形水池。
二、选择市政污水处理厂水池截面
对于敞口水池而言，池壁的截面厚度一般取水池高度的1/8-1/12，对于带顶板的水池，池壁的截面厚度一般取水池高度的1/10-1/15。这个经验取值也应随着水池的平面分隔情况和水池挡水高度有少许变化。这样取值是为了避免墙厚太厚，钢筋无法发挥其自身强度或者墙厚太薄而需要配筋太大。底板的取值一般为墙厚的1.2倍，这样可使底板成为侧壁的嵌固端。顶板的取值若无特殊荷载，可按照跨度的1/25-1/30取值。但一般情况下，除了悬挑走道板及局部跨度较小的顶板以外，水池顶板厚度≮150mm。
三、污水处理厂水池荷载及各组合工况
（一）对于水池内壁而言，要综合考虑工艺流程，在相邻两个水池之间是否存在液位差的情况，如果内壁下方有过水洞，内壁两侧液位保持一致或相差不大，此时内壁仅起分隔作用，可按照构造配筋；若存在一侧水满再进入另一侧的情况，此内壁仍需按照挡水墙设计。
（二）纯地上水池，水池外壁只受到内部水压力的工况。
（三）半地上水池和纯地下水池，在施工完水池后，周围土体回填之前，水池外壁只受到内部水压的工况，此时池壁只内侧钢筋受力。
（四）半地上水池和纯地下水池，在正常使用过程中，受到内部水压力和外部土体压力共同作用，此时水池外壁内外侧钢筋受力情况随内外侧压力值而变化。
（五）半地上水池和纯地下水池，在正常使用过程中，遇到需要检修设备而排空池内水的情况下，水池外壁受到外部土体压力作用，此时池壁只外侧钢筋受力。
四、探讨污水池结构设计问题
（一）市政污水处理厂水池表面材料施工设计问题
由于工业园区污水处理都带有重金属污染和化学腐蚀性污染，因而在防水和防渗的要求上非常严格。在以往的污水池结构设计中，通常是对不均匀沉降带来的裂缝问题进行防治，只考虑了结构稳定性和稳固性。但在污水池实际使用过程中，污水的腐蚀性对水池构筑物材料的侵蚀会造成表面细小裂缝，使腐蚀介质渗透到结构内部，甚至导致结构破坏。在设计中对水池表面材料的施工工艺设计不到位，没有采取涂刷材料及二级结构防腐措施，从而减少了污水池使用寿命。
（二）市政污水处理厂水池抗上浮问题
水池在承受地下水，包括上层滞水浮力时，应对抗浮稳定进行验算。在工程实践中，水池上浮的主要原因是在设计中未对最低水位线进行合理控制，如池内地下水位比最低水位线高时，很容易造成水池上浮。
其次，在对池柱相连接的底板与顶板的抗浮稳定性检验时，如不合理设置抗浮稳定系数，要会出现上浮现象。此外，因基础设计或施工不当，在地基承载力不足的情况下有可能导致水池上浮。
（三）市政污水处理厂水池防渗漏问题
污水处理水池通常为钢筋混凝土结构，相关设计人员对污水池结构设计考虑不全面，对混凝土结构的抗压强度过于关注，而对抗渗系数设计严重不足，防渗透要求标准值偏低，在实际应用中，污水池运行通常接近满水位，如在温度与湿度的影响下，会应二者差异而使内部应力产生并增加，从而使污水池表面有龟裂现象，造成使用影响，实际使用年限与设计年限出现偏差。
五、浅析水池结构设计中抗裂和抗渗措施
（一）在污水处理厂钢筋混凝土构筑物水池设计中，最常用的抗裂防渗措施是混凝土内掺加具有防渗、防冻、抗裂补偿收缩的高性能混凝土专用外加剂,混凝土配合比设计应经试验确定，并应满足限制膨胀率的要求。
（二）对于超长混凝土结构水池来说，可以设置变形缝。变形缝应从池壁到池底贯通设置，以30mm为宜。在板厚中间设置中埋式橡胶止水带，然后用聚苯板填充封实，再用密封胶密封。
（三）对于超长混凝土结构水池来说，也可以设置后浇带或者膨胀加强带来减小混凝土收缩变形产生的裂缝。温度后浇带可以在两侧混凝土浇筑后两个月，用高一级的膨胀混凝土浇筑；膨胀加强带应在其两侧用密孔钢丝网将带内混凝土与带外混凝土分开，再用高一级的膨胀混凝土浇筑。
（四）混凝土的养护条件也对裂缝的产生有一定的影响。比如混凝土浇捣完毕后，应在12h内加覆盖和连续浇水养护；平均气温低于5℃时，混凝土浇注后，应立即用塑料薄膜和保温材料覆盖，养护期不应小于14d；拆模后，混凝土表面应加覆盖，防止阳光暴晒和寒潮袭击等。
六、分析水池结构设计抗浮措施
在工程设计中，经常会遇到地下水位较高的情况，或者水池埋深较深，水池底板在地下水位线以下的情况，此时的构筑物就需要考虑水浮力荷载。构筑物之所以会产生上浮，是因为地下水浮力大于构筑物自重。因此，考虑抗浮措施的方式一般为，增加水池自身的重量、增加构筑物上方回填材料重量、外扩水池底板以及设置抗拔桩等。在比较水浮力和构筑物自重时，可简化计算过程，将水池顶板和底板厚度，加上侧壁转化相应底板投影面积的厚度，与抗浮高度相比较。
城市进程的加快使得我国水资源污染越来越严重，据相关统计，我国每年排污量约为350亿m3，水体污染已经成为环境破坏的重要因素之一。污水处理是实施水生态保护工程的重要举措，其是指为使污水达到排水某一水体或再次使用的水质要求，并对其进行净化的过程。
结束语
综上述，现如今，我国污水处理技术与发达国家相比，还是处于起步阶段，污水集中处理率仅为16%，同时，全国80%以上直接排放到附近水体的污水并未经过有效收集与处理，从而造成水体污染程度遏制并不明显。随着我国对环境保护越来越重视，目前已经相继出台了逐步完善的环境保护法律与政策来降低污水污染量的增长，并投入建设越来越多的污水处理基建工程，那么，如何对污水处理工程核心结构构筑物污水池进行优化设计就成为污水处理项目建设的关键之一。因此，为了减少污水处理池因结构问题而导致地下水二次污染，有必要对水池结构设计进行深入研究。
参考文献
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