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摘要：本文主要以贵州某水厂工程为例，对土建工程的施工设计探讨。分析了设计的必备条件，提出相应设计方法。
关键词：水系工程结构设计工艺设计 施工总结
1 . 土建工程概况
1 . 1工程规模
贵州某水系工程包括一座产水量750T/h的XB- 型水旋澄清池; 一座建筑面积近400m2的三层控制楼, 两个泵站总面积约 420m2, 一个沉淀池(原鱼池 )。水旋澄清池和控制楼位于坝前 1000m, 河东岸, 距岸边 200m处的台地上, 1#泵站位于鱼池西侧河堤岸上, 2#泵站位于鱼池东北角上。
1 . 2工程地质情况
该工程位于贵州省东北部，武陵山脉南段，处于东经1080、51＇～1090、21＇,北纬270、25＇～270、53＇之间。市区三面环水，地形南高、北高、中间低，逐渐向锦江河谷倾斜。由勘测报告可知, 水旋澄清池和 1#泵站地基为弱风化的红色砂岩, 地表风化的沙砾石层厚约 0 ~ 1. 2m, 红色砂岩抗压强度为 40MPa(干) ~20 MPa(湿) , 地基承载力很高。 2#泵站地基 為粉沙土层, 地基承载力15T /m2。
1 . 3自然条件：
该地区属于中亚热带湿润气候，热量丰富，雨量充沛，日照时间长，常出现伏旱。年均气温16.9 C；最冷为1月份，平均气温5.2 C；最热为7月份，平均气温27.9 C。年均降雨量为1320.75mm，年均相对湿度为78。主导风向为东北风，频率为12，夏季以南风为多，冬季以东北风为多，年静风率为59％。
2 . 建筑结构设计
2 . 1结构计算说明
（1）水荷载: 按工艺设计, 水旋澄清池处理水的最大含泥量为100Kg /m3, 计算内水压力时, 相应的水容重取 106 t /m3。
（2）温度荷栽: 考虑到气温和水温存在的误差, 同时考虑发电厂的设计和运行情况, 按池壁内外 5! 的温度差计算温度应力, 对池壁进行内力计算。
（3）其它荷载: 包括结构和设备自重及活荷载, 规范规定的其它相关荷载等。
（4）结构计算: 包括地基承载力计算、 池壁内力计算及配筋计算, 同时还对结构进行了抗裂计算。
（5）抗震校核: 本地区基本地震烈度为 7度, 设计烈度 8度, 本水池按 8度校核。
2 . 2结构设计说明
水旋澄清池: 水旋澄清池为圆柱型钢筋混凝土结构, 内径 14 .5m, 净高 8m, 池壁厚 400mm, 池地板厚 200 ( 400) mm, 池壁外侧设计加气块保温层, 厚度 400mm; 保温层外侧砌护 360mm砖墙。水旋池顶部设计 5 . 9m高砖混结构圆型房屋, 屋顶结构为轻型钢屋架, 镀锌材板金属屋顶。
3 . 工艺设计
3 . 1方案选择
根据可行性研究报告选定的方案, 要求设计一座产水量 750T /h的水旋澄清池。对比分析后确认 XB-圆柱型水旋澄清池, 适用于该地区河流所具有的夏季高浑浊度、 高泥沙含量及冬季低温度, 低浑浊度的地表水水质净化处理工艺, 其出水浊度根据需要可控制在 200mg /L以内。一般采用聚丙烯酰胺作助凝剂, 三氯化铁或硫酸铝作混凝剂, 也可以根据市场情况作调整。药剂在水旋澄清池进水管喷嘴前端先后设投药管加药。
3 . 2工艺设备
水旋澄清池内安装的工艺设备有进、 出水管, 混合室、 反应室, 分离室,出水槽, 刮泥机等。混合室、 反应室、 出水槽均为钢板制作, 分离室内的蜂窝斜板为波形塑料板制作, 中心传动刮泥机型号为 CG- 145DT。
反应室为圆筒形结构, 平均直径约 1 . 5m, 高度 6m, 用 6mm厚钢板焊成型; 混凝室为上小下大的锥形, 上口直径 4600mm, 下口直径 12000mm, 由8mm厚钢板制作。分离室上部清水区装置蜂窝斜管以缩小澄清池直径, 下部泥渣沉降区设置相应的斜板, 混凝室底部泥渣浓缩区考虑了分离室和混凝室的全部产泥渣量。中心传动刮泥机将泥渣由中心排泥管排出。在出水渠上设置量水薄堰作为计量设备。
3 . 3 水处理工艺流程
在进水管喷嘴前加药后的原水, 由喷嘴沿切线方向射入混合室底部快速混合筒里, 药剂和原水急剧混合后旋流向上, 由混合室顶部的旋流配水口导入混凝室上部; 混凝室上小下大, 水流旋转速度在其中由快变慢, 混凝室上部装置 25 % 25目的镀锌铁丝反应网, 旋转水流与铁丝网接触后, 在水体内形成大量的微旋涡, 从而使药物在旋转运动中获得良好反应, 充分凝聚、 接触、 吸附; 水流由混凝室下部自下而上进入分离室, 混合后的泥渣在混凝室及分离室底部浓缩、 沉淀, 由刮泥机导入排泥坑, 打开排泥阀定期排放。分离室下部装设斜板, 上部设蜂窝斜管, 以缩小澄清池直径, 降低出水浊度。澄清水经过分离室清水区辐射状集水槽汇流, 经出水管路排入沉淀池。
3 . 4工艺数据
（1）原水在澄清池总停留时间为 0 . 8~ 1. 2小时; 快速混合室停留时间为 30~ 40秒。
（2）混凝室的反应及絮凝沉降区部分按设计流量停留 15~ 20分钟的体积设计; 混合室及反应室泥渣浓缩区体积设计与所加助凝剂品种有关, 一般按原水 100%泥渣量浓缩 1小时所需体积设计; 泥渣回流量按产水量的 20~ 30%设计。
（3）进水管喷嘴水流喷出速度采用 2 . 5m / s左右, 混合室上部旋流配水出口流速采用 0. 10m / s , 混凝室锥壁为 (与水平角度 ) 500- 550。
4 . 施工总结
（1）控制楼基础设计开挖至 1164. 95m, 因遇沙土层, 实际开挖至1163. 45m, 比设计深挖了约 1. 5m, 采用 C10毛石混凝土浇筑至设计标高。
（2） 控制楼二层加药平台及搅拌器取消, 将溶药箱布置在一层,1.00m标高楼板相应部位预留 1600 % 800mm 加药孔口, 加药口四周设梁及预埋件。
（3） 水旋池环形走道板跟部厚度由 120mm变为 150mm, 配筋不变;圈梁断面由 240 % 180mm变为 240% 300mm。
（4）控制楼北侧阳台采用预埋及焊接& 12型钢, 阳台板为 70mm厚预制板。考虑到如果进行二期工程, 可直接将工字梁加长铺板以形成走道,结构形式与控制楼南侧走道相同。
5结束语
由于贵州地貌属于中国西部高原山地，境内地势西高东低，自中部向北、东、南三面倾斜，平均海拔在1100米左右。因此水厂大多都是位于地形复杂的偏僻山区。工程施工中细小变更较多, 设计复杂。所以，笔者多根据年来的工作经验和知识来对水厂的施工设计、施工总结进行了肤浅的论述，希望能给相关人士参考，为国家建设做出一点贡献。
关键词：水系工程结构设计工艺设计 施工总结
1 . 土建工程概况
1 . 1工程规模
贵州某水系工程包括一座产水量750T/h的XB- 型水旋澄清池; 一座建筑面积近400m2的三层控制楼, 两个泵站总面积约 420m2, 一个沉淀池(原鱼池 )。水旋澄清池和控制楼位于坝前 1000m, 河东岸, 距岸边 200m处的台地上, 1#泵站位于鱼池西侧河堤岸上, 2#泵站位于鱼池东北角上。
1 . 2工程地质情况
该工程位于贵州省东北部，武陵山脉南段，处于东经1080、51＇～1090、21＇,北纬270、25＇～270、53＇之间。市区三面环水，地形南高、北高、中间低，逐渐向锦江河谷倾斜。由勘测报告可知, 水旋澄清池和 1#泵站地基为弱风化的红色砂岩, 地表风化的沙砾石层厚约 0 ~ 1. 2m, 红色砂岩抗压强度为 40MPa(干) ~20 MPa(湿) , 地基承载力很高。 2#泵站地基 為粉沙土层, 地基承载力15T /m2。
1 . 3自然条件：
该地区属于中亚热带湿润气候，热量丰富，雨量充沛，日照时间长，常出现伏旱。年均气温16.9 C；最冷为1月份，平均气温5.2 C；最热为7月份，平均气温27.9 C。年均降雨量为1320.75mm，年均相对湿度为78。主导风向为东北风，频率为12，夏季以南风为多，冬季以东北风为多，年静风率为59％。
2 . 建筑结构设计
2 . 1结构计算说明
（1）水荷载: 按工艺设计, 水旋澄清池处理水的最大含泥量为100Kg /m3, 计算内水压力时, 相应的水容重取 106 t /m3。
（2）温度荷栽: 考虑到气温和水温存在的误差, 同时考虑发电厂的设计和运行情况, 按池壁内外 5! 的温度差计算温度应力, 对池壁进行内力计算。
（3）其它荷载: 包括结构和设备自重及活荷载, 规范规定的其它相关荷载等。
（4）结构计算: 包括地基承载力计算、 池壁内力计算及配筋计算, 同时还对结构进行了抗裂计算。
（5）抗震校核: 本地区基本地震烈度为 7度, 设计烈度 8度, 本水池按 8度校核。
2 . 2结构设计说明
水旋澄清池: 水旋澄清池为圆柱型钢筋混凝土结构, 内径 14 .5m, 净高 8m, 池壁厚 400mm, 池地板厚 200 ( 400) mm, 池壁外侧设计加气块保温层, 厚度 400mm; 保温层外侧砌护 360mm砖墙。水旋池顶部设计 5 . 9m高砖混结构圆型房屋, 屋顶结构为轻型钢屋架, 镀锌材板金属屋顶。
3 . 工艺设计
3 . 1方案选择
根据可行性研究报告选定的方案, 要求设计一座产水量 750T /h的水旋澄清池。对比分析后确认 XB-圆柱型水旋澄清池, 适用于该地区河流所具有的夏季高浑浊度、 高泥沙含量及冬季低温度, 低浑浊度的地表水水质净化处理工艺, 其出水浊度根据需要可控制在 200mg /L以内。一般采用聚丙烯酰胺作助凝剂, 三氯化铁或硫酸铝作混凝剂, 也可以根据市场情况作调整。药剂在水旋澄清池进水管喷嘴前端先后设投药管加药。
3 . 2工艺设备
水旋澄清池内安装的工艺设备有进、 出水管, 混合室、 反应室, 分离室,出水槽, 刮泥机等。混合室、 反应室、 出水槽均为钢板制作, 分离室内的蜂窝斜板为波形塑料板制作, 中心传动刮泥机型号为 CG- 145DT。
反应室为圆筒形结构, 平均直径约 1 . 5m, 高度 6m, 用 6mm厚钢板焊成型; 混凝室为上小下大的锥形, 上口直径 4600mm, 下口直径 12000mm, 由8mm厚钢板制作。分离室上部清水区装置蜂窝斜管以缩小澄清池直径, 下部泥渣沉降区设置相应的斜板, 混凝室底部泥渣浓缩区考虑了分离室和混凝室的全部产泥渣量。中心传动刮泥机将泥渣由中心排泥管排出。在出水渠上设置量水薄堰作为计量设备。
3 . 3 水处理工艺流程
在进水管喷嘴前加药后的原水, 由喷嘴沿切线方向射入混合室底部快速混合筒里, 药剂和原水急剧混合后旋流向上, 由混合室顶部的旋流配水口导入混凝室上部; 混凝室上小下大, 水流旋转速度在其中由快变慢, 混凝室上部装置 25 % 25目的镀锌铁丝反应网, 旋转水流与铁丝网接触后, 在水体内形成大量的微旋涡, 从而使药物在旋转运动中获得良好反应, 充分凝聚、 接触、 吸附; 水流由混凝室下部自下而上进入分离室, 混合后的泥渣在混凝室及分离室底部浓缩、 沉淀, 由刮泥机导入排泥坑, 打开排泥阀定期排放。分离室下部装设斜板, 上部设蜂窝斜管, 以缩小澄清池直径, 降低出水浊度。澄清水经过分离室清水区辐射状集水槽汇流, 经出水管路排入沉淀池。
3 . 4工艺数据
（1）原水在澄清池总停留时间为 0 . 8~ 1. 2小时; 快速混合室停留时间为 30~ 40秒。
（2）混凝室的反应及絮凝沉降区部分按设计流量停留 15~ 20分钟的体积设计; 混合室及反应室泥渣浓缩区体积设计与所加助凝剂品种有关, 一般按原水 100%泥渣量浓缩 1小时所需体积设计; 泥渣回流量按产水量的 20~ 30%设计。
（3）进水管喷嘴水流喷出速度采用 2 . 5m / s左右, 混合室上部旋流配水出口流速采用 0. 10m / s , 混凝室锥壁为 (与水平角度 ) 500- 550。
4 . 施工总结
（1）控制楼基础设计开挖至 1164. 95m, 因遇沙土层, 实际开挖至1163. 45m, 比设计深挖了约 1. 5m, 采用 C10毛石混凝土浇筑至设计标高。
（2） 控制楼二层加药平台及搅拌器取消, 将溶药箱布置在一层,1.00m标高楼板相应部位预留 1600 % 800mm 加药孔口, 加药口四周设梁及预埋件。
（3） 水旋池环形走道板跟部厚度由 120mm变为 150mm, 配筋不变;圈梁断面由 240 % 180mm变为 240% 300mm。
（4）控制楼北侧阳台采用预埋及焊接& 12型钢, 阳台板为 70mm厚预制板。考虑到如果进行二期工程, 可直接将工字梁加长铺板以形成走道,结构形式与控制楼南侧走道相同。
5结束语
由于贵州地貌属于中国西部高原山地，境内地势西高东低，自中部向北、东、南三面倾斜，平均海拔在1100米左右。因此水厂大多都是位于地形复杂的偏僻山区。工程施工中细小变更较多, 设计复杂。所以，笔者多根据年来的工作经验和知识来对水厂的施工设计、施工总结进行了肤浅的论述，希望能给相关人士参考，为国家建设做出一点贡献。