全地埋式污水处理厂渗水风险分析及防范措施

汪浩，谭一夫，游云鹏，刘依林，方涛

（中铁上海工程局集团华南市政建设有限公司，广州 510700）

1 引言

污水处理是绿色环保型城市不可或缺的组成部分，同时为减少污水处理厂的占地面积，常常采用全地埋式污水处理厂。城市全地埋式污水处理厂最大的技术问题就是厂区的防渗水和暴雨季节地表水的灌入问题。为解决好上述关键问题，需要从结构形式、 地质条件以及地表地下水富集情况等进行工程特点分析，并结合渗水风险分析，提出切实可行的污水处理厂渗水防治措施。

2 项目概况

2.1 工程概况

以某全地埋式污水处理厂为工程背景，该污水处理厂设计处理规模2.5 万t/d，用地约27 000 m2，主要包括建（构）筑工程、设备工程、配套道路及景观工程等，当前设计±0.00 标高为66.00 m，地下室底板标高为47.70～50.00 m。

2.2 地质及水文

根据钻探揭露，场地内分布的地层自上而下有人工填土（Qml）、第四系冲洪积层（Qal+pl）、第四系残积层（Qel）及侏罗系塘厦组泥质粉砂岩（J1-2t）[1]。各地层的主要岩性特征自上而下如表1 所示。

表1 场地内地层分布情况

场地地下水主要受大气降水的垂向渗入补给和周边地下水的侧向径流补给，孔隙水排泄通过渗流和蒸发方式排泄，径流方向受到地形的影响，大体由北流向南，属于地下水径流排泄区。水位变化因季节而异，稳定水位埋深0.00～11.70 m，标高49.07～56.55 m。

场地地下水位受大气降水量的大小控制而变化幅度较大，根据地区经验及场地的现场地形条件，场地地下水位年变幅为1～3 m。

3 风险分析

3.1 地表水丰富

场地北侧约500 m 为甘坑水库，西北侧约650 m 为九公坑水库。东侧坡下为山厦河，从北往南贯穿平湖街道的北部地区，具暴涨暴落特点，场地东侧段河流现已改造，宽度约4 m。场区内东北角见有地表水塘，西南侧存在多个人工小水塘。暴雨季节，水库、水塘等的地表水可能涌入厂区，造成厂区洪涝风险[2]。

3.2 地下水位高

场地地下水位受大气降水量的大小控制而变化幅度较大，根据地区经验及场地的现场地形条件，场地地下水位年变幅为1～3 m。加之局部岩体破碎、节理裂隙发育，导致岩体各部位富水程度与渗透性也不尽相同。水位变化因季节而异，稳定水位埋深0.00～11.70 m，标高49.07～56.55 m，对污水厂区水稳定和渗漏影响较大。

4 防治措施

4.1 施工阶段防水

施工阶段主要从地表水控制和开挖过程排水控制两方面进行渗水处理与防治。

4.1.1 地表水控制方法

地表水控制主要包括以下3 大内容[3]。

1）北侧锚喷支护上设泄水管，坡顶及基坑四周环路外侧设300 mm×300 mm（净空）排水沟，阻止地表水流入坑内。

2）排水沟内水体汇集至集水井，再用水泵排出坑外，集水井每隔25 m 设置一座，尺寸为800 mm×800 mm×1 000 mm。截（排）水沟及集水井大样如图1 所示。

图1 截（排）水沟及集水井大样（单位：mm）

3）所有排水沟汇集水排入市政管网前均经三级沉淀池沉淀，明沟、集水井、沉淀池使用时保持排水通畅并随时清理淤积物。

4.1.2 开挖过程中排水措施

基坑开挖过程中的排水措施包括[4]：

1）基坑开挖过程中坑内土体中地下水的排水，采用坑内集水井抽水和排水沟明排的方式排出坑内地下水，在开挖的同时放入污水泵抽水，随开挖深度的增加，逐渐增加集水井的深度；

2）基坑开挖至基底设计标高时，在基础外侧400 mm 设排水明沟，尺寸为300 mm×300 mm（净空），并每隔25 m 设置集水井，做法同地表集水井。

4.2 池壁内防腐防水

池壁内防腐防水以高强水泥混凝土为基础，并增加一定配合比的聚合物、活性细小型硅粉。硅粉可与高强水泥混凝土发生化学反应，生成水化后的聚合物，可形成致密薄膜和颗粒，颗粒大小比水分子直径更小，可充分填补高强水泥混凝土混合物中的空隙，进而形成骨架- 悬浮密实结构，同时薄膜可充当防水防腐涂层，进一步加强了防腐防水功能。

污水处理厂为工业电镀废水综合处理厂，处理液中包含强酸、强碱。防腐蚀主要分为以下几点来设计：混凝土防腐：加强带（后浇带）为C45，其他混凝土均为C40。

构筑物表面防腐，根据接触介质腐蚀性质分为以下4 类：（1）强腐蚀：采用乙烯树脂玻璃钢三布一毡一腻子衬里（厚度：3.0 mm）；（2）中腐蚀：采用乙烯树脂玻璃钢衬里+ 二布一毡一腻子衬里（厚度：2 mm）；（3）弱腐蚀：采用乙烯基树脂玻璃钢衬里+ 二布一腻子衬里（厚度：1 mm）；（4）微腐蚀：根据规范按正常环境设计，不做处理。

4.3 箱体顶板防水

箱体顶板防水的好坏，关系到地下室渗漏水及使用的好坏。地下室的防水一般采用结构体自主防水、多道防水层相结合的模式，地下室典型的结构防水层体系如图2 所示。

图2 典型结构防水体系

4.4 变形缝处理

施工缝和伸缩缝等变形缝处理的好坏，也是影响污水处理厂渗水的关键影响因素。变形缝如若处理不好，在施工和使用过程中，很有可能演变成裂缝，是结构薄弱部位。结构变形缝处理主要包括以下内容[5]。

4.4.1 施工缝部位施工

1）施工缝的设置：除伸缩缝处设垂直施工缝以外，其他部位不得留置垂直施工缝；壁板水平施工缝采取3 mm×400 mm钢板止水带，留置在混凝土墙底板以上500 mm 处，埋入混凝土中200 mm，露出200 mm。

2）施工缝处理：（1）施工缝混凝土表面凿毛和冲洗干净，并保持湿润但无积水；（2）浇筑前，施工缝处先铺一层与混凝土配合比相同的水泥砂浆，其厚度为15～30 mm；（3）浇筑混凝土时须细致捣实，使新旧混凝土紧密结合。

4.4.2 伸缩缝施工

伸缩缝采用低发泡聚乙烯嵌缝板，下部设置阻火带，阻火带下设铝合金排水沟，镀锌扁钢压条固定，不锈钢排水沟每隔一跨设置一根DN75 竖管，将排水沟内积水引排至负二层排水沟。

5 结语

1）该全地埋式污水处理厂具有地下水位高、场地地下水位受大气降水量的大小控制而变化幅度较大等特点，场地地下水位年变幅为1～3 m，暴雨季节，水库、水塘等的地表水可能涌入厂区，造成厂区洪涝风险。

2）提出了3 种地表水控制方法，并针对厂区地下水受雨季影响大等问题，提出了全地埋式污水处理厂基坑开挖过程中排水设置基本要求。此外，为防止污水处理厂污水池的腐蚀和渗漏水问题，提出了池壁内防腐防水设计和处理措施。

3）针对箱体顶板和变形缝防水问题，提出了典型的结构防水体系和变形缝施工关键防范措施。