蓄水池及配套工程設(shè)計方案

1、羅蓋特蓄水池及配套工程設(shè)計方案1工程概況及問題的提出羅蓋特蓄水池及配套工程是羅蓋特連云港有限公司的一個項目。蓄水池位于江蘇省連云港市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，地勢較平坦，場地地面標(biāo)高在2.9米左右，地基土主要為雜填土、淤泥、和黏土，地下水位在埋深1m左右。本項目的主要內(nèi)容包括：（1）河水蓄水池一座，容積約40000m3,蓄水高度2m,面積約為20000m2及相應(yīng)的配套工程；（2）污水蓄水池一座，容積約20000m3,蓄水高度2m,面積約為10000m2及相應(yīng)的配套工程；（3）兩條現(xiàn)有排水渠的改造，將現(xiàn)在有的明溝改成暗管，用于污水排水污水蓄水池或達(dá)標(biāo)后排入河道；（4）兩個20mx20mx1.0m污泥蓄水池

2、及相應(yīng)配套工程。由于蓄水池所處的特殊地位，污水蓄水池為了防止和減少污水滲流污染地下水和附近的河道；河水蓄水池為了防止?jié)B流造成水資源的嚴(yán)重浪費及地下水滲入蓄水池導(dǎo)致含鹽量等增加給后續(xù)處理造成困難，故本次工程項目防滲的效果直接關(guān)系到工程的質(zhì)量以及工程的建設(shè)和運行成本。因此，防滲方案的選擇是本次工程設(shè)計中的一個核心內(nèi)容。2設(shè)計依據(jù)1室外排水設(shè)計規(guī)范（GB50014-2006）2給排水設(shè)計手冊（第三、五冊）3羅蓋特（中國）精細(xì)化工有限公司河水處理項目巖土工程勘察報告（2008）4巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001）5建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB50007-2002）6碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范（SL2

3、74-2001）7碾壓式土石壩施工規(guī)范（DL/T5129-2001）8混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50010-2002）9混凝土水池軟弱地基處理設(shè)計規(guī)范（CECS86:96）10給水排水工程鋼筋混凝土水池結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（CECS138:2002）3項目區(qū)工程地質(zhì)條件本次方案設(shè)計地質(zhì)條件參考附近場地羅蓋特（中國）精細(xì)化工有限公司河水處理項目巖土工程勘察報告（2008）。3.1 地形與地貌擬建場地原為農(nóng)田，經(jīng)回填整平后地勢較為平坦。場地屬濱海相海積平原地貌單兀，標(biāo)圖在2.9米左右。3.2 地基土的巖土工程分析與評價根據(jù)揭露的地層土體工程地質(zhì)特征及原位測試統(tǒng)計結(jié)果與土樣室內(nèi)試驗統(tǒng)計結(jié)果，對場地內(nèi)地基土綜合

4、評價如下：-1層素填土，成分雜，性質(zhì)不均勻，工程性質(zhì)較差，為軟弱土；-2層粘土，高壓縮性，低強度，厚度很薄，性質(zhì)不均，工程性質(zhì)一般，為軟弱土；層淤泥，性質(zhì)較均勻，高壓縮性，低強度，工程性質(zhì)極差，為軟弱土；-1層軟土夾粉質(zhì)粘土，性質(zhì)不均勻，中壓縮性，低中等強度，工程性質(zhì)差，為中軟土；-2層粉細(xì)沙，性質(zhì)不均勻，高強度，工程性質(zhì)較好，為中硬土。3.3 場地穩(wěn)定性及不良地質(zhì)作用場地所在區(qū)域新構(gòu)造運動顯著，第四紀(jì)早更新世以來有明顯的升降活動。據(jù)資料記載，自1668年山東部城大地震之后，該地區(qū)未發(fā)生過較強烈的地震，是一個相對穩(wěn)定的平靜地區(qū)。但周邊小震不斷發(fā)生，且地處鄭廬斷裂帶的東側(cè)。近年我國東部沿海及海域

5、時有發(fā)生，可能會波及本區(qū)。本場地位于濱海平原區(qū)，場地?zé)o采空區(qū)，場地不臨近河床無侵蝕河岸，不靠近活動性斷裂帶，場地內(nèi)不良地質(zhì)作用不發(fā)育。因此該場地為穩(wěn)定場地，總體上適宜于工程建設(shè)。場地賦存的深厚淤泥為性質(zhì)極差的軟弱土層，具有高含水率、高液限、高孔隙率，具有低強度、低滲透性、高壓縮性及觸變性、流變性的工程特點。長期荷載作用下易產(chǎn)生緩慢及較大沉降，地震作用下易引起震陷。3.4 場地與地基的地震效應(yīng)場地的不良地質(zhì)作用不發(fā)育，特殊類型土為軟土，本場地的不良地質(zhì)條件為地震作用下的軟土震陷和上覆荷載后的軟土變形沉降。場地抗震設(shè)防烈度為7度(第三組)，設(shè)計基本加速度值為0.10g。4蓄水池平面設(shè)計根據(jù)建設(shè)方提

6、供的平面圖及相應(yīng)的規(guī)范，考慮到場區(qū)內(nèi)部規(guī)劃鐵路兩側(cè)安全保護(hù)距離及充分利用現(xiàn)有場地，本項目蓄水池離場地規(guī)劃鐵路路堤坡腳不少于8米，污水蓄水池設(shè)計成三角形型式，為了防止污水形成死角惡化水質(zhì)并進(jìn)行倒角處理，河水蓄水池設(shè)計成蹄形，具體詳見蓄水池平面設(shè)計圖。5蓄水池壩體結(jié)構(gòu)設(shè)計(1)確定斷面尺寸及平面布置根據(jù)規(guī)范要求，參照已建工程并考慮本工程的具體情況，確定壩坡、壩頂高程、壩頂寬度、防滲措施，確定岸坡壩段的壩型及斷面尺寸。繪出壩的剖面及平面布置圖。壩坡設(shè)計。土石壩的壩坡一般與壩型、壩高、土石料的性質(zhì)等因素有關(guān)，其范圍大致在1:21:4之間。設(shè)計壩坡時，可參照已建工程進(jìn)行類比，初擬一個壩坡。考慮到本土壩的

7、高度較低，壩體迎水面壩坡按低限取值為1:2,背水面壩坡為1:1.5,經(jīng)邊坡穩(wěn)定性計算，滿足設(shè)計要求。確定壩頂高程。本次按建設(shè)方給定的初始資料確定，壩頂標(biāo)高為5.1m,池底標(biāo)高2.9m。施工期白壩高為2.1米，土壩建成后場地土進(jìn)行回填，回填至標(biāo)高3.4m,蓄水池成為半地下結(jié)構(gòu)。壩頂寬度。壩頂?shù)淖钚挾劝聪旅娴姆椒ù_定：當(dāng)壩高小于100m時，壩頂最小寬度bmin取為H/10,并不小于3m,當(dāng)壩頂有公路通過時，應(yīng)滿足交通要求以及防汛搶險等要求，本次壩頂寬度按照最小值3m設(shè)計。排水體設(shè)計?？筛鶕?jù)實際情況選擇貼坡排水或棱體排水，再進(jìn)行構(gòu)造設(shè)計。蓄水池壩體結(jié)構(gòu)剖面圖詳見土壩設(shè)計圖。6蓄水池防滲方案比選本工

8、程就針對HDPE防滲、現(xiàn)澆混凝土板防滲、黏土鋪蓋防滲等幾種常用措施進(jìn)行比較。6.1方案一：HDPE防滲根據(jù)目前國內(nèi)水利工程、園林湖區(qū)的防滲技術(shù)及有關(guān)規(guī)程規(guī)范的技術(shù)要求，采用HDPE防滲是一種十分成熟且可行的防滲技術(shù)。具結(jié)構(gòu)分3層：下部支持層、HDPE防滲膜層和上部保護(hù)層。對于支持層一般采用鋪設(shè)不小于5cm15cm厚的砂土或黏土作墊層，并應(yīng)在施工過程中保持支持層不受破壞；也可以用土工合成材料或在支持層上鋪設(shè)一層土工合成材料覆蓋。對于HDPE膜料，在運輸及鋪設(shè)過程中應(yīng)嚴(yán)格按照技術(shù)要求進(jìn)行；同時應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場鋪設(shè)試驗，確定焊接溫度、速度等施工工藝參數(shù)，并對焊縫進(jìn)行嚴(yán)格檢驗。對于保護(hù)層其厚度一般在10cm

9、以上，所用材料及施工過程不應(yīng)損壞以下防滲層。該技術(shù)的特點是：(1)施工方便，即施工所需的設(shè)備簡單，便于大面積施工，施工質(zhì)量較容易控制；(2)適用范圍廣，適用于多種類型的土質(zhì)條件、氣候條件和不同材料的建筑物；(3)造價低廉，即相對于其他剛性材料的防滲措施如防滲混凝土等，其造價相對較為低廉;(4)防滲效果顯著。按照有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，HDPE的滲透系數(shù)一般都小于1.0X0-13cm/s,經(jīng)初步測算，采用該防滲措施后，本工程的正常滲漏量完全可以控制在最小范圍內(nèi)；(5)使用壽命較長。防滲膜料的使用壽命一般可達(dá)到3050年以上。從國內(nèi)目前已建成的類似工程來看，如圖1所示，HDPE已被大量應(yīng)用于水庫、蓄水池、人

10、工湖、灌溉渠道等工程，如蘇州工業(yè)園區(qū)美國藍(lán)牙集團(tuán)景觀人工湖防滲工程，防滲面積約1.5萬m2,防滲措施采用0.5mm厚的HDPE防滲膜，取得了良好效果。圖1蓄水池HDPE防滲效果圖方案二：現(xiàn)澆混凝土板防滲現(xiàn)澆混凝土板防滲也是實際工程中廣泛采用的一種措施。其基本結(jié)構(gòu)一般采用等厚板。當(dāng)下面基礎(chǔ)有較大膨脹、沉陷等變形時，除采取必要的地基處理措施外，還需采用楔形板、中部加厚板等相應(yīng)措施。該技術(shù)的特點是：(1)防滲、抗沖性能好，耐久性強；(2)適用范圍廣，適用于多種類型的土質(zhì)條件、氣候條件和不同材料的建筑物;(3)同時施工技術(shù)也比較成熟，在已建工程中被廣泛采用。方案三：黏土鋪蓋防滲黏土鋪蓋進(jìn)行防滲主要采用

11、一定厚度的黏土。具優(yōu)點是可以就地取材，施工簡便，同時造價比較低，所以也是一種富有實效的措施。以上三種方案進(jìn)行比較的結(jié)果見下表1。表1防滲方案比較表序號主要防滲結(jié)構(gòu)主要優(yōu)點主要缺點單位回積造價估算(元/m2)力殺一0.75mmHDPE防滲膜加黏性土、砂卵石保護(hù)層適用廣，防滲效果好施工時質(zhì)量控制工序較多26力殺一80mm厚防滲混凝土防滲加砂卵石保護(hù)層適應(yīng)性好，耐久性強在軟弱地基上適應(yīng)義形較差、施工周期較長40力殺二500mm厚黏土防滲加中細(xì)砂、砂卵石保護(hù)層造價低，簡便防滲效果、防凍性、耐久性較差18通過分析可以看出，三種防滲措施各有具優(yōu)缺點。其中，方案一、方案二的防滲效果要遠(yuǎn)優(yōu)于方案三，而方案二除

12、了適應(yīng)變形的性能較差、施工周期較長外，其造價也明顯高于方案一。因此，從技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的要求分析，采用HDPE防滲膜進(jìn)行防滲比采用混凝土或黏土鋪蓋進(jìn)行防滲有著明顯的優(yōu)越性。6蓄水池防滲設(shè)計綜合以上比較分析，結(jié)合蓄水池池底底及岸坡的地質(zhì)情況，本工程完全適合采用HDPE防滲膜這一防滲技術(shù)。因此，本工程擬定的防滲措施為：河水蓄水池防滲采用0.75mm厚的HDPE防滲膜進(jìn)行防滲，污水蓄水池采用1mm厚的HDPE?？紤]到就地取材，防滲膜料下的墊層采用15cm的黏土，在膜料上鋪設(shè)15cm厚的黏土保護(hù)層，以保證其防滲效果，以上鋪設(shè)10cm厚的中細(xì)砂過渡層和10cm厚的砂卵石面層。對污水蓄水池池底防滲，

13、考慮到清淤要求，湖底除采用防滲膜進(jìn)行防滲和必要的保護(hù)層外，面層建議采用80mm厚的現(xiàn)澆混凝土層護(hù)面，以防清淤時損壞防滲膜料。蓄水池岸邊防滲層建議采用一布一膜的復(fù)合防滲膜，上游坡面可采用漿砌石或混凝土預(yù)制塊進(jìn)行防護(hù)，下游坡建議采用草皮護(hù)坡，既經(jīng)濟(jì)又符合環(huán)保要求。7HDPE鋪設(shè)技術(shù)要求HDPE土工膜鋪設(shè)以前應(yīng)請監(jiān)理工程師共同對現(xiàn)場條件進(jìn)行全面確認(rèn)，保證填埋庫區(qū)的基礎(chǔ)表面平整，沒有凹凸不平現(xiàn)象，無尖刺顆粒，無可能破壞HDPE硬雜物等存在，土工膜的各種異物，并對防滲材料的質(zhì)量(各項性能指標(biāo)，表面是否有氣泡、孔洞、皺紋、破損等)進(jìn)行嚴(yán)格檢查，確認(rèn)無誤后方可進(jìn)行鋪設(shè)。(2)鋪設(shè)每卷材料應(yīng)進(jìn)行編號，并按順序

14、進(jìn)行鋪設(shè)。土工膜編號后交監(jiān)理工程師存檔，以便檢測。(3)現(xiàn)場存放的土工膜材料不得長時間暴曬，并遠(yuǎn)離火源。(4)在鋪設(shè)過程中，工作人員不得穿對土工膜有損傷的鞋子，不得在鋪設(shè)現(xiàn)場吸煙和進(jìn)行其它可能破壞土工膜的活動。(5)對鋪設(shè)好的防滲材料應(yīng)及時壓放土袋，以防被風(fēng)刮起。土工膜室外鋪設(shè)和焊接施工應(yīng)在氣溫5c以上，風(fēng)力4級以下并無雨、無雪的天氣進(jìn)行。(7)不允許任何車輛直接在HDPE土工膜及無紡布上通行，不允許土工膜、無紡布上使用鐵等金屬或尖銳工具。(8)施工中應(yīng)盡量避免由于溫度的變化導(dǎo)致材料的收縮、皺紋現(xiàn)象或使材料產(chǎn)生應(yīng)力。HDPE土工膜在焊接過程中，應(yīng)及時請監(jiān)理工程師對操作程序、鋪設(shè)、焊接質(zhì)量進(jìn)行檢

15、查，發(fā)現(xiàn)有質(zhì)量問題應(yīng)及時進(jìn)行修補。土工膜中間平臺錨固溝及坡頂錨固溝內(nèi)都不得有樹根及明顯尖刺物質(zhì)。(11)焊接的位置及焊接技術(shù)要求坑邊坡上土工膜搭接布置時應(yīng)使搭接縫平行于邊坡方向，邊坡橫向搭接焊縫位置應(yīng)離開坡面底部線1.5m以上。在焊接設(shè)備焊接的試樣未通過試焊檢查或監(jiān)理工程師確認(rèn)之前，不得開始正式焊接。焊接前必須將土工膜表面的灰塵、污物等異物清潔干凈。兩焊接土工膜的重疊部分不得少于10cm。若環(huán)境溫度低于5c或高于40c時，施工單位應(yīng)提供與規(guī)定溫度范圍內(nèi)同等焊接質(zhì)量的書面證明，并請監(jiān)理工程師確認(rèn)后，方可進(jìn)行施工。焊接形式采用雙焊縫搭焊，擠出式焊接僅用在修復(fù)(修補、覆蓋)且熔焊設(shè)備達(dá)不到的地方。焊

16、縫的聯(lián)結(jié)強度應(yīng)大于母材強度。(12)施工現(xiàn)場應(yīng)具備足夠焊接施工設(shè)備，確保焊接施工連續(xù)進(jìn)行。(13)施工現(xiàn)場應(yīng)設(shè)有檢測實驗室，并配備有必要的檢測設(shè)備，且現(xiàn)場檢測應(yīng)對土工膜焊縫進(jìn)行目檢、壓力試驗、真空試驗和破壞性測試。8管材及水泵選擇水泵選擇本次設(shè)計充分考慮集水井水量要求，既滿足雨季雨污合流的污水排放，又能滿足場區(qū)污水不達(dá)標(biāo)情況下的排放問題。結(jié)合水泵的最佳運行效率，L渠1#集水井內(nèi)潛污泵為WQ2210-422,流量為120m3/h,揚程為10m,額定功率為5.5kw,1用1備。A渠和C渠2、4#集水井內(nèi)潛污泵為WQ2210-423,流量為150m3/h,揚程為10m,額定功率為7.5kw,1用1備

17、。A渠3#集水井內(nèi)潛污泵為WQ4327-458,流量為800m3/h,揚程為10m,額定功率為30kw,1用1備。集水井尺寸相應(yīng)放大。兩個河水提升泵選用單級雙吸泵SN250-M19流量為553m3/h,揚程為11m。集水井內(nèi)閘門采用0600電動鑄鐵鑲銅閘門和相應(yīng)的在線COD檢測儀。拐角處的接縫的設(shè)置及不規(guī)則幾何形狀盡量減至最少。管材選擇及長度重力流污雨合流管：建議使用II鋼筋硅管，管徑DN800,長270m;管徑DN1000,長262m;管徑DN1200,長454m。壓力污水管：建議使用HDPE管，DN200,長537m;DN400長236m。河水壓力管采用鑄鐵管DN600長975m。凈水廠反沖洗管采用HDPE管DN250,長275m。廠區(qū)內(nèi)污泥壓力流管道采用碳鋼管DN100,長120m。9投資估算投資估算的依據(jù)1、江蘇省建筑安裝工程綜合預(yù)算定額2、江蘇省建筑安裝工程費用定額3、江蘇省連云港市現(xiàn)行的有