摘要：我国水资源相对匮乏，尤其是工业生产对水资源的污染以及水资源使用不合理造成的浪费，使得我国水资源现状堪忧。本文对大型污水处理厂的水池结构设计进行研究，旨在提高污水处理厂的水资源使用效率，缓解我国水资源短缺的压力。
关键词：水资源；大型污水厂；水池；结构设计
1 大型污水处理厂水池结构设计中存在的问题
近年来，随着人们环保意识的逐步增强，各行各业对于水资源的保护也越来越重视。国家和政府相继出台和颁布了一系列水污染处理和水资源保护的政策法律，将工作重心聚焦于大型污水处理厂的规划建设。其中，水池结构设计作为污水处理的关键部分，对于污水处理效果起到决定性作用，对相关设备的使用寿命也起到重要影响。对大型污水处理厂水池结构的设计工作就显得尤为重要。本文对当前大型污水处理厂水池结构设计中存在的主要问题进行说明，并基于此提出了加强水池结构设计的方式，主要是从水池周边环境的勘察测量、水池载荷的优化和组合设计、水池结构的准确计算核对、水池上浮问题的缓解、水池渗漏的防范和处理、水池结构施工工艺的加强这几大方面进行论述，旨在保证水池结构的稳固，充分发挥出其效用水平，尽可能提高水池的使用寿命，推动我国水资源保护工作的进程。
1.1 防渗系数低，抗渗性能差
污水处理厂的水池大多采用钢筋混凝土进行结构设计，当外界环境的温度、湿度条件发生变化时，会对水池结构产生应力作用，一定程度上造成水池的收缩反应。并且，水池中蓄积的污水具有较强的腐蚀性，长此以往，必然会会对水池结构造成侵蚀，使得水池表面产生裂缝，最终引发污水渗漏。与此同时，水池结构的强度和安全系数也与其抗渗系数密切相关，然而在现实情况中，这一问题并未得到重视，工作人员在水池结构设计中对于抗渗系数的研究还不够深入，不利于水池使用寿命的延长。
1.2 水池施工工艺缺乏科学性
按照传统方式，在对大型污水处理厂的水池结构进行设计时，为了确保水池结构的稳定和牢固，相关人员更多的是关注沉降不均匀所造成的水池壁裂缝问题，对于其他可能导致赤壁裂缝的因素，例如污水的腐蚀性、水池结构的抗渗性能等并未重视，这就使得相关设计过程中并未对水池表面涂刷材料以及施工工艺进行细致考量，从而加速裂缝的产生，严重影响水池效用和寿命。
2 加强大型污水处理厂水池结构设计的途径
2.1 对水池周边环境进行勘察测量
首先，相关设计人员在进行水池结构设计时，要先对其周边水文地质条件进行勘测，结合当地的资料报告数据，遵循施工项目本身的承载条件，对水池结构的强度进行演算和建模。其次，大多数污水处理厂水池采用钢筋混凝土结构，对于这一类水池结构，需要进行抗裂度或裂缝宽度的验算。当处于荷载作用时，构件截面为轴心受拉，成小偏心受拉的受力状态时，要对其进行抗裂度验算；当在荷载作用下，构建截面为受弯，成大偏心受拉的受力状态时，要进行裂缝宽度验算。
2.2 对水池的载荷进行优化和组合设计
一方面，要对污水池结构的荷载进行优化设计。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在日常使用过程中，水池内外壁都会受到水压作用力的影响，而温度和湿度等环境因素的变化也会对水池结构的体积造成一定程度的改变，并且会对土质产生影响，使得土质层的密度产生变化，从而造成土压的不同。在研究土质与土压力的关系时，可以通过朗肯理论来计算水池满水状态时的水压，有效控制住地下水的压力，避免水池底板受压过大。另一方面，要对水池荷载进行组合设计，主要包括自重与水压的组合、自重与土压的组合以及自重与水压和温湿差的组合这三大类型。
2.3 对水池结构进行准确计算核对
在对污水处理厂的水池结构进行设计和选择的过程中，有多种类型方式，可以采用小型或大型，也可以采用有盖或敞口的结构，具体采用哪一种形式，需要通过模型的建立和参数的计算来最终确定。当采用敞口结构时，要将水池假设为三边支撑的结构，并对其走道板进行横向深梁的结构设计，结合不动铰的支撑原理，对敞口结构进行计算。当采用有盖的结构时，要对横跨底板的应力进行计算，按照地基的反力分布来推算出水池结构系数。
2.4 缓解水池上浮问题
在对大型污水处理厂的水池结构进行设计的过程中，因误差而出现的水池上浮问题也是比较常见的。在相关设计计算时，工作人员将焦点放置在水池整体结构的稳定和可靠上，对于水池局部的抗浮性没有重视起来，再加上计算过程中的偏差失误等，最终造成水池的上浮。在实际操作过程中，要想解决这一问题，可以从以下几大方面着手：首先，要尽可能增加水池结构的自重力。实际操作时，相关工作人员可以通过填土质量的提高、水池底板厚度的增加以及覆盖土量的增加来增强水池的自重，以此提高水池对抗地下浮力的能力，尽可能避免出现上浮现象。其次，对水池结构整体进行抗浮能力的计算，不仅仅要关注全面性，还要加强局部的重点考察，对水池结构的底板、内壁的分隔以及柱顶板的连接进行验算，确保结构设计的科学合理。最后，要加强抗浮措施的准备工作。等部分的抗浮性。在设计水池结构时应充分利用验算结果来提高设计的合理性和科学性。第三，综合运用多种抗浮措施。在设计水池结构时还应科学灵活的运用抗浮桩和锚杆等多种抗浮设备和技术，以防止发生上浮问题。
2.5 加强水池渗漏的防范和处理
水池渗漏系数直接关系到水池的使用效果和使用寿命，因此，在设计水池结构时，尤其要加强水池结构的防渗漏设计，充分考虑到可能引发渗漏的原因，积极采取防范应对措施，尽可能避免水池出现裂缝。在具体设计过程中，可以从以下几个方面入手：第一，合理选择混凝土的等级，并对其进行科学配比混合。混凝土的强度等级系数直接影响到水池结构的安全可靠，要根据实际需求来制定相应的混凝土配比，并对相应的水利用量进行严格把控，确保结构的稳定，防止变形。第二，要对水池结构的抗裂性进行校验，并按照最终的验算结果来比对和选择最为合适的钢筋混凝土结构，从而达到最强的抗裂性能。第三，结合水池结构选择荷载组合，并配置相适应的套管穿墙工艺，明确套管的数量和穿墙位置，确保施工准备工作的充分有序、科学合理。第四，在水池设计过程中预留出大小合适的伸缩缝，避免因水池沉降而出现水池结构的变形。
2.6 合理设计水池结构施工工艺
在实际生产运作过程中，污水的腐蚀性、水池结构的抗渗性能、水池沉降等因素都会影响水池的结构稳定性，容易引发水池的水体渗漏，使得污水渗透土层，污染地下水，严重的还会造成重金属的蔓延，从而污染水资源，对生态界的安全造成威胁。因此，在设计水池结构的过程中，相关设计人员应当充分重视水池防渗防腐的二级处理措施，在施工过程中重点提出并加以引导。首先，在进行混凝土浇筑施工时，要采用现浇现筑的方式，并根据施工的具体要求来进行灵活调节，控制混凝土浇筑地强度系数和浇筑厚度。其次，混凝土浇筑完成后，要进行及时的养护工作，对水池整体结构进行进一步的稳固，避免结构的塌陷。最后，在进行水池壁面的防水防渗防腐处理时，应在全部浇筑完工完成后进行，利用高环保性能的纳米涂层材料，对水池壁进行反复涂抹，并对外壁进行沥青喷涂，从而保证整个水池结构的坚固。
参考文献
[1]王腾龙.大型污水处理厂水池结构设计探讨[J].智能城市，2018，（23）：1101-102.
[2]闫斌.大型污水处理厂水池结构设计探讨[[J].建设理论研究，2014，（2）：232-233.
论文作者:梁玉柏1,皮继伟2
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/7
标签：水池论文; 结构论文; 污水处理论文; 结构设计论文; 过程中论文; 水资源论文; 组合论文; 《建筑学研究前沿》2018年第17期论文;