复杂山区市政水厂设计中的关键问题处理研究

摘要：复杂山区地形起伏相对较大，并且地质情况相对较为复杂，所以如何高效、高质量地构建复杂山区市政水厂工程成为重点解决的一个问题。另外，由于复杂山区的限制，导致市政水厂设计存在较多关键性问题，只有对关键性问题有着一定了解，且有针对性进行解决，才能保证复杂山区市政水厂设计的可靠性，协助后期施工作业的展开。基于此，主要从3个方面进行分析。首先阐述复杂山区市政水厂设计要求，其次总结复杂山区市政水厂设计中的一些关键性问题，最后提出处理措施。目的是提升复杂山区市政水厂设计效果，促使该项工程可以高效、高质完成。

关键词：复杂山区市政水厂设计效果施工工艺

ResearchonKeyIssuesintheDesignofMunicipalWaterPlantsinComplexMountainousAreas

FANGYuLONGHui

ChinaMunicipalEngineeringCentralandSouthDesignandResearchInstituteCo.，Ltd.，Wuhan，HubeiProvince，430010China

Abstract：Thecomplexterraininmountainousareasisrelatively ;undulating，andthegeologicalconditionsarerelativelycomplex.Therefore，howtoefficientlyandhigh-qualityconstructmunicipalwatertreatmentprojectsincomplexmountainousareashasbecomeakeyproblemtobesolved.Inaddition，duetothelimitationsofcomplexmountainousareas，therearemanycriticalissuesinthedesignofmunicipalwaterplants.Onlybysolvingtheseissueswithacertainunderstandingandtargetedsolutionscanthereliabilityofthedesignofmunicipalwaterplants incomplexmountainousareasbeguaranteedandthesubsequentconstructionoperationsbeassisted.Basedonthis，thisanalysisismainlyconductedfromthreeaspects.Firstly，elaborateonthedesignrequirementsforcomplexmountainousmunicipalwaterplants.Secondly，summarizesomekeyissuesinthedesignofcomplexmountainousmunicipalwaterplants.Finally，proposetreatmentmeasures.Itaimstoimprovethedesigneffectofcomplexmountainousmunicipalwaterplantsandpromotetheefficientandhigh-qualitycompletionoftheproject.

KeyWords：Complexmountainousareas;Municipalwaterplants;Designeffect;Constructiontechnology

复杂山区与其他地区有着很大不同，不仅地质环境较为复杂，地势高低差较大，所以在市政水厂设计期间，需要结合实际情况，选择合理的施工工艺，减少施工问题产生的可能性。另外，在复杂山区市政水厂设计期间，需要考虑的内容诸多，掌握关键性问题，并且做好相应的处理，提升复杂山区市政水厂设计方案的可靠性，促使工程建设有序进行。

1复杂山区市政水厂设计要求

复杂山区市政水厂设计要点较高，所以在设计期间，设计人员需要对要求有一定了解，根据要求展开设计工作，这样可以有效保证复杂山区市政水厂设计方案的合理性[1]。复杂山区市政水厂设计要求详细内容如下。

复杂山区环境十分复杂，所有如果按照传统施工方式是不可取的，并且无法避免大范围开挖、填方等施工，并且在复杂山区市政水厂设计期间，经常遇到高边坡、高挡墙，以及土方计算存在误差等情况，这样都会影响复杂山区市政水厂设计效果。对此，在复杂山区市政水厂设计期间，一定要保证土方平衡计算的准确性，将误差控制在合理范围内。

通常情况下，复杂山区以岩性土为主，这样在复杂山区市政水厂设计期间，需要结合实际情况，利用深基坑、沉井等方式，以此解决传统施工技术存在的不足。

由于复杂山区地势起伏较大，所以施工空间相对较为有限，这样给长距离输水管道安装也增加一定难度。对此，就需要针对这方面进行处置，避免影响复杂山区市政水厂设计方案的可靠性。

2复杂山区市政水厂设计常见关键性问题

在复杂山区市政水厂设计期间，常见的关键性问题有很多，如总平面、土方平衡、岩层沉井下沉、长距离输水管道顶管等问题，下面就针对这几项内容，展开了分析和阐述。

2.1总平面问题

总平面是复杂山区市政水厂设计中常见的一项关键性问题，并且在总平面设计期间，需要对自然条件并进行综合使用，并且展开建筑物、构筑物的建设，这样可以避免土地资源的消耗，提升资源的利用效率[2]。就目前情况来说，总平面设计期间，土方开挖量相对较大，需要的资金也相对较多，并且如果施工区域坡度较大，这样影响建筑物、构筑物等设置增加难度，增加复杂山区市政水厂工程建设成本，不利于实现良好的施工效益。

2.2土方平衡问题

土方开挖不仅需要考虑场地问题，还需要考虑成本、施工效益等方面。然而，在复杂山区市政水厂设计期间，方格网法是土方平衡计算中常用的一种方式，主要因为该方式相对较为简单，计算结果具有直观的特点。但是，在利用方格网展开土方平衡计算期间，经常会受到复杂山区环境的影响，导致计算结果存在较大误差，影响复杂山区市政水厂设计方案的精准性。

2.3岩层沉井下沉问题

沉井结构在复杂山区市政水厂中有着广泛的应用，主要因为沉井结构的整体性较好、稳定性也较强，可以很好地提升市政水厂整体结构的刚度。但是，在复杂山区市政水厂设计期间，经常因为沉井结构相对较深，这时如果结构内力过大，就会造成一定损坏，严重影响复杂山区市政水厂工程建设质量。

2.4长距离输水管道顶管问题

通常情况，复杂山区市政水厂与用水区域水之间距离相对较远，所以，为了满足用水需求，往往设置长距离输水管道，进行水资源输送[3]。但是，普通地区相比，长距离管道顶管设计期间，经常会受到地质环境的影响，并且施工作业空间也存在局限性，所以设计难度相对较大。另外，管道沿着半山坡设计期间，需要沿着山坡进行开挖，但是如果斜坡角度相对较大，斜坡的平衡性很容易受到影响，这时受到雨水的影响，很容易产生地质灾害，如山体滑坡、崩塌、泥石流等。

3复杂山区市政水厂设计关键性问题处理措施

为保证复杂山区市政水厂设计方案的合理性、可靠性，提升工程建设质量，就需要对上述所总结的问题进行处理，利用合理、有效的手段进行优化，消除这些问题所带来的影响和隐患，对各项设计环节进行严格把控，减少问题产生的可能性。那么，在复杂山区市政水厂设计关键性问题处理期间，可以从以下几项内容展开。

3.1总平面优化设计

总平面设计优化是复杂山区市政水厂设计关键问题处理的重点，做好该方面，可以有效提升设计方案的合理性。在总平面设计优化期间，可以从以下几个方面展开。

（1）在总平面设计期间，需要对地形坡度、施工工艺，以及施工区域道路、工程占地面积、土方量等方面进行综合考虑，并且在满足这几项内容以后，需要对总平面布置和竖向布置进行考虑，目的是保证总平面设计的合理性。另外，在总平面设计期间，如果情况较为特殊，也可以以台阶式方式为主，形成多级性，并且需要保证总平面设计方案的统一性。值得注意的是，台阶式方式布置方向与施工流程有所关联，这样可以形成自上而下的台阶顺序，并且台阶数量需要根据实际情况设置，一般情况下不能过多，主要因为台阶过多影响工程施工物资运输，后期维护难度也会增加[4]。

（2）对于施工区域台阶设置来说，结合实际情况，设置成边坡或者挡土墙，其中边坡的成本相对较低，但是占地面积相对较大。如果复杂山区市政水厂工程地势环境不是十分严峻，这时可以选用当挡土墙，主要该方式不仅施工较为简单，也可以减少占地面积，但成本较高。所以，需要结合实际情况，对两种方式进行综合对比，从而选择经济比最佳的施工方式。

3.2土方平衡设计优化

土方平衡是复杂山区市政水厂设计是关键问题处理的重点问题，为有效解决该项问题，需要利用标准软件对复杂山区市政水厂工程施工区域进行模拟，生成工程模型，从而展开精准土方平衡计算。同时，在土方平衡计算期间，需要重点考虑以下几项内容。

（1）将土方计算软件作为基础，对施工区域地形高线、高程点等设置方格网，布置完成以后，需要结合施工区域所设计的标高、坡度坡向控制等方面，展开方格网图土方平衡计算。

（2）根据原始地形形态，将高程点进行离散处理，并且采取各项数据。同时，需要在离散点高程设置三角网，并且结合复杂山区市政水厂工程施工区域的实际情况，对三角网做好调整，主要是根据情况适当增加三角网面积，或者做出裁剪，将多个三角网进行合并，确保模型与实际情况完全一致，这样可以有效保证三角网计算的准确性。

（3）将方格网和三角网计算的结果进行比较，如果两者比较只差是小于5%的话，这时可以判断方格网计算的准确性较高，反之则认为计算准确性较差，需要对复杂山区市政水厂工程区域重新进行检查，分析区域坡度和标高是否合理。如果是不合理，需要重新展开设计，重新设计调整以后再进行计算，确保土方平衡计算的精准性。

3.3岩层沉井设计优化

岩层沉井设计通常以排水下沉、不排水下沉等方式为主，在岩层沉井设计期间，如果井壁与周围岩层之间摩擦相对较小，这时就可以进行沉井下沉，图1所示[5]。但是，面对复杂的山区环境，传统施工方式已经不适用了，所以在岩层沉井设计期间，需要计算工作，结合计算公式，公式为：

其中：Ks为下沉系数；G1k为沉井自重；Fw为下浮力参数值；Ff为岩层与井壁摩擦参数值。

同时，在岩层沉井设计期间，如果沉井自重有所增加，这时可以利用钢板块或者沙袋展开沉井下沉，并且对于不排水沉井下沉，可以先将井内水抽取一些，这样也减少浮力，完成沉井下沉。另外，如果井壁与岩层摩擦参数较小，这时在岩层沉井设计期间，可以将井壁设计为阶梯形态，图1所示，确保沉井下沉的效果。

3.4长距离输水管道顶管设计优化

如果复杂山区市政水厂工程区域地势较陡，这时在长距离输水管道顶管设计期间，可以以顶管法为主，首先在施工区域一侧进行开挖，开挖到预设位置以及预设大小以后，将顶进设备、套管进行安装；其次，需要利用顶进设备将套管顶入土层中，并在套管内部进行开挖，再利用顶进设备将套管顶入到土层中[6]；最后，需要反复重复，一直到顶进预设目标长度即可。

4结语

综上所述，复杂山区市政水厂设计具有一定特殊性，影响因素诸多，还是受到地质环境的限制，所以与常规市政水厂设计相比，设计要求会相对较高一些。对此，为保证复杂山区市政水厂设计效果，必须明确设计中的关键问题，本文以总平面、土方平衡、岩层沉井下沉、长距离输水管道顶管等问题作为背景，提出了相应的处理措施，通过不断优化，促使这些问题得以有效解决，提升复杂山区市政水厂设计方案的可靠性，为后续建设提供精准指导。

参考文献

[1]翟苗亮.水厂深度处理工程结构设计要点[J].山西建筑，2023，49（23）：129-131，161.

[2]王宝宗，李秋蓉，徐孝亩.沿海地区村镇自来水厂改扩建工程设计方案研究[J].市政技术，2023，41（6）：188-192.

[3]李潇.南昌双港水厂普通快滤池模型设计及其运行工况的优化研究[D].南昌：华东交通大学，2022.

[4]徐晓然，李鲁新，周午阳，等.某给水厂升级改造设计特点分析[C]//中国环境科学学会环境工程分会.中国环境科学学会2021年科学技术年会：环境工程技术创新与应用分会场论文集（二）.广州市市政工程设计研究总院有限公司，2021：4.

[5]李卫东.广元水厂建设项目风险管理研究[D].哈尔滨：哈尔滨理工大学，2021.

[6]刘耀龙.复杂山区市政水厂设计中关键问题处理探讨[J].工程技术研究，2020，5（3）：238-239.