浅析市政工程中水厂的设计与施工——潍坊第二平原水库净水厂

浅析市政工程中水厂的设计与施工——潍坊第二平原水库净水厂

蔡怀博

蔡怀博

山东省淮海工程建设监理有限公司山东济南250100

摘要：进入21世纪，我国在改革开放大潮下实现了突飞猛进的发展，农业、工业、经济、社会以及人口各个方面均有不同程度的增长。这对于城市供水、排水造成很大压力，因此全国各地新建净水厂、污水厂项目不断增多。但是由于我国经历了比较长的落后时期，致使设计人员经验不足、前瞻性不够，无法做到像德国设计的青岛排水系统那样久经考验。本文旨在通过笔者经历的一个净水厂工程实例，讨论几点建设工程中设计与施工相结合的问题。

关键词：净水厂设计施工

1.工程实例简介

潍坊地区特别是潍坊北部的滨海新区，属于比较严重的缺水地区。2017年笔者在滨海新区工作时，区政府还实行过短暂的限时供水，影响了许多企业的生产效益和地方政府的招商引资。因此，滨海新区才有了第二平原水库项目。整个项目主要生产性单位工程包括：清水池、吸水井、送水泵房、原水提升泵站、净化间、污泥浓缩池、脱水机房、加氯间等等。其中的核心便是净水间，它包含整套净化水设备，此设备采取“网格絮凝＋斜板沉淀＋V型滤池”工艺，远期还有“臭氧接触+活性炭”工艺，最终进入清水池（二氧化氯消毒）。一期建设规模为6万m3/d。此工程中，笔者首次全面接触到一个城市净水厂的建设过程。

2.目前设计单位的小问题

现阶段中国的建筑业蓬勃发展，各单位水平都不断提高，其中设计方是建筑行业里技术含量最高的单位，是所有工程的源头。笔者也有同学从事设计工作，通过他们了解到，虽然设计人员普遍具有较高的知识水平和专业素质，但也有两大原因制约了设计质量：⑴市场经济下，设计院也追求利润，导致设计人员加班过度，设计质量难以保证；⑵设计人员普遍具有高学历，毕业之后便进入设计单位工作，严重缺少现场经验。其中，以第二个原因最为关键！笔者刚毕业时，在某钢结构企业设计部有过半年的工作经验，自己亲手绘制的蓝图中，都有很多构件不了解其作用，因此决定放弃设计部的工作，转而来到施工现场。

3.滨海净水厂的几个小经历

3.1净化设备部分

⑴絮凝沉淀池中的A型斜板，是利用工字不锈钢做底支撑，分五组均匀布置的刮泥机上部正中间，起到延缓水流使水中的颗粒物充分沉淀下落的作用。但有两点要指出的是：①随着下落过程，水中固体沉淀物是不断减少的；②经过前面几组A型斜板的作用，水速已经延缓很多了。正是由于两点原因，导致各组A型斜板的实际作用是不断递减的，即第五组的作用基本不大。因此五组斜板均匀布置略有不妥。经过现场有经验的施工人员建议，并且亲自与设计人员沟通交流，最终修改为2-2-1型布置。即第一、二组联合为一体，第三、四组联合为一体，第五组单独一体，实际成为两个大组和一个小组，当然，这三个组之间还是保持设计距离，同时将斜板整体前推一米。这样做的好处是：前端水中颗粒物较多，则加大沉淀力度，并且前推一米使得水流提前降速，到达末端时，只需一组斜板便可满足沉淀设计要求。如此一来，材料充分利用，不会造成浪费。

⑵安装A型斜板的框架为玻璃钢材质，虽然在满水状态下由于水的浮力作用，不会产生支撑问题，但是在施工阶段，由于水池没有注水，A型斜板的所有重量集中到框架上，还是相当不稳定的。滨海水厂中的十组A型斜板，便出现了两组倾斜变形的问题。最终，经过现场人员与设计协商，在框架两侧增加不锈钢围护装置，导致成本上升。

3.2建筑安装部分

⑴滤池中间位置有一条溢水槽，其上口边缘设计为内直壁外三角的形式。如下图所示：左边为槽外，右边为槽内，水位高于上口后，自槽外流向槽内。

设计方也许是考虑流水的方便和阻力问题，但是在施工当中，作为现浇混凝土构件的水槽上口，实在难以达到振捣密实的效果，从而一定会影响水槽的寿命。笔者来到滨海净水厂时滤池已施工完毕，从表面观感来看，难以达到密实度要求。笔者经历的一个地下商场工程中，有过把锥形基础改为阶梯型基础的经历，当时的设计人员也是充分理解到了施工的难度，了解混凝土未凝固时基本不可能在有高差的两模板间振捣密实。而没有达到一定体量的工程，使用国家或者世界先进施工技术来解决这类小问题也不太现实。

⑵净化间的围护结构，设计为：框架结构，250mm厚的无保温外墙，钢结构屋面，窗户较大且没有供暖系统。由此可见，水厂运转过程中，水不停流动，车间内部对保温要求不高。笔者认为围护结构采用钢结构更为合理，因为施工速度快，可以尽快竣工投产实现经济效益，同时也可以满足基本的设计要求。

⑶清水池等室外封闭池体，一般配有多个“井”，包括阀门井、进水井、溢流井、出水井等等。这些“井”有一部分的底标高远高于池底，同时它们与池体间的距离一般较小，特别是溢流井。这样就造成要等到完成一部分回填土后才能施工，对工期、质量都有不利影响。因为池体本身要做满水试验，还有防水、防腐等工序，而且有些工程地点的土壤回填后难以达到压实度要求。这种情况下，更应该将溢流井与水池设计为一个整体，从而提高质量、加快进度。

⑷净水厂有着比一般厂区更为复杂的管道系统，因此在管道布置时考虑的问题就要更多。以滨海水厂为例，净化间是最大单体建筑，需要两台塔吊才能满足施工要求。从现场布局看，净化间是东西较长、南北较窄的矩形建筑，塔吊布置在东、西两端正中是唯一方法，否则就要增加塔吊数量。但是在这两个位置却都有直径超过一米的工艺管道。这严重影响了管道工程的施工进度和联合试运行时间，勉强开挖则有可能造成安全事故。

4.设计与施工相结合的未来

通过滨海净水厂的实例不难看出，设计人员缺乏现场经验是深层和根本原因。正如笔者的经历一样：曾经有一位同事，是设计院退休的注册电气工程师，但从事监理工作半个月，便因无法接受现场工作而辞职，原因只是现场施工的偏差稍微比规范大了一点。设计人员当然有设计人员的考虑，但是过分保守也是过犹不及，如同钢筋混凝土构件的破坏方式中还有“超筋破坏”这一项。就像现在笔者在经历的一个办公楼（三层半，总高14.9米，最大跨度7.2米）存在的问题：①首层柱截面400㎜×400㎜，却包含10根直径25㎜的钢筋和4根直径22㎜的钢筋；②首层梁250㎜宽，支座处双排筋，上排为4根20㎜直径；③基础梁与带形基础一体浇筑，梁截面为600㎜×1000㎜。

针对这些情况，设计单位应该增强自己的现场经验，实现设计与施工相结合。最好的方式就是设计与咨询工作交替进行。行业公认设计方是转型为全过程咨询的最佳单位，设计方可以借此机会让完成一定任务量的设计人员参加一个代建项目或者进行一点项目管理工作，既能调节身心缓解压力，还能接触现场增强业务，最终成为一个懂施工、精设计、会管理、能咨询的一专多能型人才。

参考文献：

[1]潍坊滨海第二平原水库净水厂施工图，2016

[2]潍坊滨海第二平原水库净水厂设备安装施工方案，2017