叠合式反应沉淀清水池

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叠合式反应沉淀清水池 总体情况

　　在净水厂工程中，反应池、沉淀池、清水池都是必不可少的功能性构筑物。几十年来，我国在水厂工程设计中，大都将各类水池以单体装置，由管渠串联使用。从而造成占地面积大、材料用量多，基本建设资金增高的局面。 　　由于近20多年来住宅开发、公用事业、道路等基础设施的建设，占地项目越来越多，造成城市土地严重缺乏。当今一个重要课题是，既要满足工程项目建设规模的要求，又能最大限度地节省土地资源。解决这样的问题办法是多方面的，但向空间发展确是一条良好的出路。有些可叠合的构筑物就可叠合设置。目前，将折板反应池、平流沉淀池、清水池3池叠合设置无论从工艺流程上还是结构布置上均是可行的。作者在温州市新阳岙水厂工程设计中已有成功的实践，目前国内部分地区也已有先例。这种叠合的结构形式应在水厂工程建设中得以广泛的推广和应用。 　　从地基条件上讲，我国北方大部地区普遍地基承载力高、压缩变形小，无须人工处理可直接利用天然地基。这就更具备了推广和使用这种结构的有利条件。 　　近20年来，随着市场经济的开展，国有土地推向市场，可利用土地也越来越少，使原有地价不断升高，从而使基本建设造价逐渐上升。以天津市北郊为例，过去几万元1亩，目前所建工程的区域地价已高达20万元/亩，并不含动迁赔偿等。1997年建造的河北省保定市郊农田地价，不含赔偿达12万元/亩；1995年建造的河北省邯郸市郊水厂地价20万元/亩，(含动迁、赔偿)。；1997年建造的温州市新阳岙水厂，厂址选择在山坡上，由于动迁坟墓赔偿等在内，地价也高达20万元/亩。随着时间的推移，地价还会不断升高。因此必须充分认识这个问题，尽可能采用优化设计。 　　“三池合一”的结构形式还能节省大量基本建设原材料，有以下几方面是显而易见的。由于水池上下重叠设置，可省去一池的底板；省去一池的砼垫层；省去清水池顶盖复土；由于平流池在清水池之上，其水位可比单体设计时提高0.5m左右，从而在工艺流程上可提高滤站、清水池、送水泵房、回流泵房等若干构筑物及连接管线的标高，进而可减小上述各构筑物的土石方开挖与回填，并能减小构筑物的土压荷载；有利清水池在地下水作用下的抗浮；有利电力能源的节省。

■ 结构布置与设计

　　“三池合一”叠合设置，其布置特点是上下分2层，折板反应池与平流沉淀池同设在上层，清水池设在反应池和平流池的下层。由于反应池与平流池结构形式不同，受力特点不同，为使其受力明确并使设计简单化，可在反应池与平流池之间(包括下层的清水池在内)设一伸缩缝断开；使反应池与其下层的清水池形成一个独立的结构单元。至于平流池和其下层的清水池的组合段在长度方向预留伸缩缝的位置可依基底岩性等因素而定。 　　结构设计中荷载为常规，但应注意采用多种荷载组合设计：(1)正常使用组合；(2)清水池、反应池、平流池分别检修时组合；(3)试压组合(包括上、下层同时或分别试压)。 　　内力计算：反应池与清水池组合的独立单元，可依其多格、多墙、多支撑的特点，取分块式或整体式计算方法。重点是平流池与清水池叠合段，依受力特点和其结构形式，设计中可截取单位长度(1m)按横向框架计算内力。 　　配筋计算时可依内力包络图，取出单个杆件，选其内力组合的最大值进行配筋计算。

■ 设计体会

　　叠合式水池有其自身的使用特点和受力特点，有2个问题应引起注意。 　　1.充分注意反应池、平流沉淀池的底板裂缝控制问题。由于反应池、平流池位于清水池之上，一但底板开裂过宽或产生通缝，将产生未经过滤的水直接漏入清水池的危险。为此，在设计中不但要注意横向(受力方向)裂缝的开展，同时也要充分注意纵向(非受力方向)由于温缩、干缩而产生的裂缝。设计中要适当提高中间层板的厚度和纵向构造配筋率，以满足温干缩时纵向拉应力的要求。 　　2.注意控制伸缩缝的间距，防止由于池段超长而使池壁、中间层板和底板产生过大的次应力。除反应池与平流池结合处必设伸缩缝外，平流池与清水池的组合段的伸缩缝间距，建议取土基与岩基的内插值使用。原因是，第1：反应池与平流池置于地面以上，属地上建筑；第2：由于先期施工的清水池施工周期较长，当在施工反应池时，其下层清水池砼温干缩已完成60%-70%左右，而后浇的沉淀池池壁砼温缩、干缩将受到先期浇筑清水池砼强劲的约束。对于上层平流池池壁和内隔墙将形成上端自由伸缩，而下端有不亚于岩基的约束，从而导致池壁和内隔墙产生竖向裂缝。

■ 工程造价节省举例

　　温州市新阳岙水厂工程，生产规模20万t，厂址位于温州市郊的山区。工程已建成通水，运行情况良好，工程设计中由于将折板反应池、平流沉淀池、清水池叠合设置，节省了大量资金，现分项说明如下：节省占地11亩，折合人民币220万元；平流池水位抬高0.5m，相应滤池、清水池管线等提高0.5m，可节省土石方开挖5000方左右，可节省人民币35万元；节省钢筋砼1200m3，折合人民币132万元；省掉素砼垫层450m3，折合人民币18万元；节省清水池顶盖填土3000m3，折合人民币13.5万元。总计节省资金418.5万元。

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