超大型复杂地下地埋式污水厂工程结构设计研究

摘要：超大型复杂地下地埋式污水厂工程结构设计建筑结构具有综合性污水处理的功能，借助完善的基础设施、专业的污水处理设备，为人们提供高质量便捷服务。随着城市建设速度的增加，城市居民生活品质显著提高，对环境保护日益重视，地埋式污水厂可以有效处理污水问题，降低环境污染，有利于环境保护。为了提高超大型复杂地埋式污水厂工程的建筑质量，综合工程实例以及经验，对地埋式污水厂的建筑结构设计进行了重点论述，通过BIM等技术对工程结构、池体结构设计以及相关因素进行了重点分析，探究了关键技术以及手段，希望可以有效提高建筑安全防护综合能力，提高建筑结构设计品质。

关键词：全地埋式污水处理厂池体结构设计环境保护

ResearchonEngineeringStructuralDesignofSupersizedComplexUndergroundBuriedSewageTreatmentPlant

LIYijunLIBinCHENShangfei

CentralandSouthChinaMunicipalEngineeringDesignandResearchInstituteCo.，Ltd.，Wuhan，HubeiProvince，430010China

Abstract：Thestructuraldesignofasupersizedcomplexundergroundsewagetreatmentplanthasthefunctionofcomprehensivesewagetreatment.Withthehelpofcompleteinfrastructureandprofessionalsewagetreatmentequipment，itprovidespeoplewithhigh-qualityandconvenientservices.Withtheincreaseofurbanconstructionspeed，thequaGWMbA7iQcLzEao6cMBZtoqB4POVQMBCEaPEjKX9CvEQ=lityoflifeofurbanresidentshassignificantlyimproved，andmoreandmoreattentionhasbeenpaidtoenvironmentalprotection.Buriedsewageplantscaneffectivelytreatsewageproblems，reduceenvironmentalpollution，andbeconducivetoenvironmentalprotection.Inordertoimprovetheconstructionqua9C+vJgVV3DI6eecTYidFJ91UtoammSmyu05W4u9gO1M=lityofsupersizedcomplexburiedsewagetreatmentplantprojects，combinedwithengineeringexamplesandexperience，thispaperfocusesonthestructuraldesignofburiedsewagetreatmentplants.ThroughBIMandothertechnologies，theengineeringstructure，poolstructuredesign，andrelatedfactorsareanalyzedindetail，andkeytechnologiesandmeansareexplored.Itishopedthatthecomprehensiveabilityofbuildingsafetyprotectioncanbeeffectivelyimproved，andthequalityofbuildingstructuraldesigncanbeimproved.

KeyWords：Buriedsewagetreatmentplant;Poolstructuredesign;Environmentalprotection

超大型复杂地埋式污水厂工程项目可以有效提高土地资源的综合利用效率，实现污水的综合处理，具有显著的社会、生态以及经济效益。超大型复杂地埋式污水厂工程在设计中具有难度高、结构复杂以及工艺烦琐的特征，为了提高整体质量，必须要充分分析超大型复杂地埋式污水厂工程的技术特征以及建筑结构，根据实际状况综合分析。

1超大型复杂地埋式污水厂工程结构设计要点

1.1施工复杂程度高

在地下地埋式污水厂的施工中，地下开挖深度较大，基坑开挖深度较大。同时在施工中受到地下水、地基结构等因素的影响，导致深基坑具有显著的风险性特征，为了提高施工安全性，要综合实际状况做好支护优化，保障施工安全性。而在此项目中地埋式污水厂工程结构不同，对于池体结构设计要求严格，因此在施工中要做好安全支护管理。进行池体结构的围护结构设计中，要综合不同状况之下的支护结构的承载能力，综合实际状况科学设计[1]。

1.2施工面积大

超大型复杂地埋式污水厂施工范围广泛，横跨区域较大，在施工中具有基坑工程体量较大的特征，综合污水处理的特征，则要做好工期控制。在施工中要重点分析天气、施工环境等多种因素，做好风险控制以及管理。在施工中综合施工项目特征以及实际需求，做好分期开挖施工，优化池体结构设计要点，对不同区域进行功能划分，确定具体施工顺序、流程以及工艺进行优化。在分期开挖施工中要综合实际状况合理配置，此种方式具有一定灵活性，可以有效降低地基开挖对现有建筑结构产生的影响。同时，在地埋式污水厂项目中涉及多种施工工种的交叉施工，因此要根据实际状况进行协调优化，保障施工质量。

超大型复杂地下地埋式污水厂工程池体结构的支撑体系设计中，要综合BIM技术进行优化，通过三维立体的方式进行动态分析，综合不同的分区结构了解其进度、成本以及相关内容，在池体结构设计中可以应用现代工艺进行处理，有利于提高施工综合效率。在项目施工中，要综合功能以及设备的实际需求，合理地设置柱网结构以及梁系结构，综合多种因素进行系统处理。在设计中利用BIM等方式进行处理，计算分析内力等实际状况，综合计算的结果、参数等进行结构的优化，做好界面的优化设计，充分提高建筑结构的安全性、科学性以及合理性[2]。

1.3工程地质结构复杂

在施工中，大型地下空间地埋式污水厂为了保障质量，要做好工程以及围护结构的综合控制，分析池体结构设计要点，如果在施工中出现砂层过厚则会导致其出现渗透等问题，为了提高施工质量要综合实际状况施工工艺，通过止水帷幕等方式进行处理，提高围护结构的稳固性，避免出渗漏等问题。

2污水厂工程设计方案

综合超大型复杂地埋式污水厂工程特征，做好方案设计，优化设计内容，联合BIM等技术进行规范化设计，实现智慧化管理，有利于提高施工综合效率。某项目为广场地埋式污水厂工程，所在区域地势平坦，主要覆盖层为填土层，粉质黏土层，具有土层厚度不均以及岩土参数变化较大的特征。

2.1基坑结构设计方案

超大型复杂地埋式污水厂工程要根据项目需求进行地质结构的调查分析。对此，在结构设计中要重点做好基坑支护方案的优化，确定池体结构设计要点保障符合项目设计要求。超大型复杂地埋式污水厂工程规模大。各污水处理单元之间的空间关系相对较为复杂；同时在地下地埋式污水厂结构设计中涉及诸多的地下管道，不同类型的管道呈现密集交错的分布状态。在设计中要综合考虑结构设计的可实施性，根据实际状况进行动态分析，了解施工关键技术以及方案，协调管理，做好管线的改迁，降低对周边环境产生的扰动[3]。

2.3主体工程结构设置方案

此工程涉及诸多的项目、内容，结构复杂，必须要结合地埋式污水厂的功能以及实际状况进行结构优化，在满足基础功能的同时，提高其整体的安全性。地埋式污水厂的主体位置的范围大，涉及诸多的设备，因此，在结构体系的设计中，要分析建筑结构的空间规划以及应用功能。综合建筑结构的总体设置需求，在池体结构设计中要综合区域功能、对空间进行综合设置，则可以提高空间结构的合理性，合理空间布局，满足不同工艺处理需求；做好设备配置管理，满足污水处理需求。在设计中，要将设备用房设置在特定区域，做好管线布置以及优化，主要的结构体系为“径向主梁结构+环向次梁”的结构，优化整个受力体系，做好结构系统的设置，将主要的设备管道在主梁结构进行合理的设置，根据BIM系统进行空间、结构的优化处理，则可以提高空间的整体利用效率[4]。

地埋式污水厂施工中的工程规模相对较大，对空间要求严格。为了提高整体的功能性，在设计中应用大框度的结构方式进行系统设计，以满足污水处理工艺操作、设备设施配置的基础需求。基础地基设计要综合建筑结构进行分析，优化主体框架结构，整体的框架结构的轴力相对较大，因此，在设计中要重点分析基地的承载能力。对此，可以应用阶段抗拔桩作为承压桩，这样则可以有效降低底部端部产生的影响，提高整体的承载能力。

2.4科学计算温度应力

超大型复杂地下地埋式污水厂工程施工要综合结构缝隙等诸多因素，分析结构特征，综合建筑功能需求，做好结构的划分，基于BIM等技术进行结构的优化处理。在超大型复杂地下地埋式污水厂工程的设计中，要综合温差等因素，降低外力作用对结构的轴向拉应力产生的影响。一般状态之下，温差越小对建筑结构产生的影响也就越小。在温差相对较小的状态下进行施工，可以有效提高结构的安全性。在设计中，综合温度应力进行数据分析，做好楼板的加固以及优化处理，在两侧的位置设置钢筋，提高整体稳固性。

3污水厂工程结构施工技术

3.1基于BIM技术实现工程规模最优化处理

通过BIM技术进行项目优化，输入项目的基础信息、工程量、施工区域以及工期等相关参数信息，优化工程规模，确定施工方案。在项目施工中为了满足管线改迁等问题，则要根据池体结构设计以及污水厂的特征，做好施工场地的划分，保障满足项目建设发展的空间需求。在设计中，为了满足污水处理的实际需求，要保障工程规模直径参数控制规定的范围中，优化空间环境，预留地面施工、管线优化的空间[5]。

超大型复杂地埋式污水厂工程的基坑项目较大，具有平面不规则的特征，同时竖向的错层相对较多，在施工中过于复杂。因此，要通过BIM技术进行项目分析，对项目的各个单项内容进行优化，确定工期、质量以及成本等多种因素。了解不同区段的工程条件，做好统筹管理，优化施工方案，实现分区域的科学施工。

在项目中，为了有效提高综合质量，则要根据实际状况进行同步施工，综合不同区域基坑的平面结构，分析支撑体系设置、受力状态、变形等多种因素，在各个区域中通过基坑分隔桩的方式进行处理，这样可以提高支撑能力。在池体结构设计中，做好分隔桩的两侧支撑的平面优化，保障其与竖向的标高互相对应，充分增强基坑分隔桩的整体承受能力，提高结构的平衡性。在设计中，将一个基坑划分为几个相对较为独立的系统，根据不同区域进行规范化施工，则可以有效解决基坑受力变形等实际问题，充分提高了施工综合质量。

3.2做好三维计算，进行结构优化

在设计中，深基坑主要应用Ф1.2m、Ф1.5m钻孔桩实现支护，浅部的填土层则主要应用双重管旋转喷桩进行处理，应用的主要钢筋结构为水平桁架系统，设置了3道混凝土支撑结构。基于BIM系统进行三维计算获得沉降参数，综合沉降变化、变形状态以及具体的支持结构布置进行优化，保障维护结构、变形等符合基坑控制以及管理的基本需求。

在地埋式污水厂的基坑设计中，根据实际状况设置竖向的支撑结构。在设计中，要将首道支撑制定结构设置在顶板结构上方的牛腿之上，然后将第二道的钢支撑结构通过斜抛撑型的结构进行处理，进行基坑开挖，并且要做好土方的回筑施工。通过此种方式进行处理，利用BIM的方式进行优化，可以有效提高施工质量，解决施工中存在的分隔桩破除等相关问题[6]。

3.3应用现代化支撑系统

地埋式污水厂基坑项目复杂，施工范围大，在施工中为了提高整体支撑能力，必须要综合实际状况应用现代化支撑系统。在施工中综合项目所在区域，降低对周边环境产生的扰动性影响，因此可以应用毫秒微差的方式进行爆破处理，拆除在分区存在的支撑结构，实现逐层的分区处理。在建筑结构的回筑施工中，通过此种方式进行处理，可以有效提高施工效率，节省施工成本。

4结语

超大型复杂地下地埋式污水厂工程施工复杂，在施工中要重点做好基坑工程以及主体结构的设计分析，综合项目特征以及实际状况，优化地质结构、条件等诸多因素，做好环境优化以及分析，增强污水处理能力；根据空间结构划分，重点做好管线的迁改以及优化处理，实现统筹安排以及科学配置，在施工中可以通过BIM等技术手段进行方案优化，通过区域分块的方式进行规范化施工，做好主体结构以及基坑等要点的设计分析，保障整体符合项目特征，应用新技术以及材质，有效降低对周边环境以及建筑结构产生的扰动性影响。

参考文献

[1]郑尚坤，吴键，韩震震，等.BIM技术在大型全地埋式污水处理厂工程施工中的应用[J].建筑科技，2024，8（1）：31-33，42.

[2]罗彬，李旺，李林桑，等.全地埋式水厂主体防渗漏技术要点浅析[J].建筑结构，2023，53（S2）：2641-2646.

[3]王英.综合开发全地埋式污水厂建设模式探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2023（25）：172-174.

[4]冯天喜，王雷，张涛锋，等.地埋式污水处理厂MBR工艺调试及运行研究[J].中国资源综合利用，2023，41（8）：193-198.

[5]张丹丹.西安市某半地埋式污水处理厂节能降耗分析[J].节能与环保，2023（8）：89-91.

[6]叶益昌，周加育，宋遥，等.地埋式污水厂电气自动化控制系统设计[J].电工技术，2023（12）：15-17.