（中煤天津設(shè)計(jì)工程有限責(zé)任公司，天津 300123）

0.引言

隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保的要求日益趨嚴(yán)，工業(yè)用水的排放成為眾多企業(yè)的難題，為滿足環(huán)保和生產(chǎn)的需求建立大型蓄水池成為眾多企業(yè)的選擇。大型蓄水池可存放企業(yè)生產(chǎn)期間不能及時(shí)處理掉的中水，既滿足環(huán)保要求又可確保企業(yè)生產(chǎn)不間斷，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。以下簡(jiǎn)要介紹本人在設(shè)計(jì)內(nèi)蒙古某煤礦臨時(shí)中轉(zhuǎn)蓄水池過程中的一些心得體會(huì)。

1.工程概況

該煤礦為已有大型礦井，礦井周圍的配套設(shè)施較為齊全，因此新建大型蓄水池的場(chǎng)址選擇就比較受限制。在選址時(shí)我們遇到了諸多限制因素如：高壓線路、公路、公益林、居民住宅、鐵路裝車線、地下采空區(qū)、地下煤田、地下水位等，這些因素的存在對(duì)該工程的選址影響極大。而對(duì)于建設(shè)方來說所建設(shè)的蓄水池必須達(dá)到一定的規(guī)模才能解決實(shí)際問題（不小于50萬方蓄水量），水池蓄水量太小不能解決建設(shè)方生產(chǎn)需要，沒有實(shí)際意義。因此，我們?cè)谶x址時(shí)必須盡可能爭(zhēng)取每一寸可用土地。通過實(shí)地調(diào)研，在以上的影響因素中公路、公益林、鐵路裝車線、地下采空區(qū)是我們難以解決的客觀存在，因?yàn)檫@些因素涉及到行政管轄界限、當(dāng)?shù)丨h(huán)保政策和安全因素等，是短期內(nèi)無法突破或解決的；其他因素如居民住宅是可以通過協(xié)商解決的；幾條高壓線路之間的土地是我們可以盡量爭(zhēng)取的，前提是必須預(yù)留足夠的安全距離。通過多方協(xié)商最后確定可用土地面積約10萬m2，共計(jì)四塊地，這四塊地之間間距100m～500m不等。

2.影響因素及設(shè)計(jì)要點(diǎn)

分散布置的土地給我們的設(shè)計(jì)帶來不小的麻煩，要想在這樣有限的面積內(nèi)挖掘出50萬方有效蓄水量成為擺在我們面前的一道難題，主要影響因素如下：

（1）環(huán)保和防腐蝕因素。本蓄水池內(nèi)存儲(chǔ)的礦井外排水，有一定腐蝕性，因此這些外排水不能向地下滲漏，需要考慮在水池底采取防滲措施。按照《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》[1]的要求和《聚乙烯(PE)土工膜防滲工程技術(shù)規(guī)范》[2]中各種材料特性，在與不同廠家溝通、咨詢并在內(nèi)蒙地區(qū)實(shí)地調(diào)研后可知：對(duì)于這種大面積防滲，采用土工膜之類柔性材料切實(shí)可行。

（2）地下水位因素。本工程所處場(chǎng)地地下水位較淺，由于場(chǎng)地地勢(shì)等原因，在豐水期地下水位距自然地面僅0.3m～0.5m，因此，地下蓄水池存在抗浮的問題。在雨季，若在水池內(nèi)蓄水位較低而水池所處場(chǎng)地地下水位快速上升的極端不利情況下水池底部土工膜會(huì)因?yàn)槭芩×Χ鴵p壞。同時(shí)，結(jié)合施工工期較長(zhǎng)、工期主要為豐水期等因素，若防滲膜標(biāo)高太低（或位于含水層），地下蓄水池在施工期間需要降水，鑒于本工程占地面積較大且周圍地勢(shì)均高于工程所處位置等因素，施工期間將地下水位降低至所需要標(biāo)高的方案不可行（已有場(chǎng)地施工經(jīng)驗(yàn)也證明大范圍降水至所需標(biāo)高幾乎不可能）。

（3）土方和外排水因素。地下蓄水池另一個(gè)不利因素是挖方量較大，施工期間外排水量大。鑒于本工程規(guī)模較大，挖方產(chǎn)生的棄土堆放和降水產(chǎn)生的外排水都會(huì)對(duì)周圍環(huán)境帶來較大壓力，難以通過當(dāng)?shù)卣膶徟?/p>

以上因素是對(duì)本工程影響較大的幾個(gè)因素，其他因素如高壓線安全避讓、景觀協(xié)調(diào)等也影響到本工程在此不一一贅述。

既然全地下水池不可行，那么半地下水池是否可行呢？通過對(duì)比分析，半地下水池并不能從根本上避免以上幾點(diǎn)不利因素帶來的不利影響。因此，只能選擇將蓄水池建立的地面以上。其中，防滲膜的標(biāo)高選擇對(duì)本工程造價(jià)影響較大（關(guān)鍵因素之一），因?yàn)樗幍臉?biāo)高影響到土方開挖量、施工期間降水以及水外排量等因素?？紤]到場(chǎng)地所處的位置及周圍地形等因素并結(jié)合周圍工業(yè)場(chǎng)地的施工經(jīng)驗(yàn)，初步判斷在工程所處場(chǎng)地降水存在相當(dāng)程度的不確定性，即，難以確保通過短時(shí)間的施工降水措施能達(dá)到降低地下水位的目的。因此，最終確定防滲膜的標(biāo)高為近幾年豐水期最高地下水位置。

地上蓄水池如何選擇呢？堤壩當(dāng)然是首先要考慮到的結(jié)構(gòu)型式，因?yàn)榈虊尾坏梢越鉀Q挖方帶來的土方外排的問題，還有利于蓄水池與周圍景觀協(xié)調(diào)，便于綠化。然而，沒有什么經(jīng)驗(yàn)是拿來就用的，堤壩雖然有以上有利因素，其另一個(gè)不利因素卻限制了其在本工程中的應(yīng)用，那就是有效蓄容量太小。因?yàn)榈虊伪旧頂嗝孑^大（坡率按照1:1.5考慮），導(dǎo)致其占地面積較大，考慮安全避讓距離后經(jīng)測(cè)算可知，采用堤壩的方式蓄水量不足35萬方，距建設(shè)方的要求有相當(dāng)差距。因此，堤壩的型式未經(jīng)采用。

不做堤壩，只能做鋼筋混凝土扶臂式擋墻蓄水池，本設(shè)計(jì)的扶臂式擋墻蓄水池的斷面見圖1。

圖1 應(yīng)急調(diào)峰中轉(zhuǎn)池池壁布置圖

需要考慮的主要設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：（1）管涌。本工程規(guī)模較大，在土工膜破損的工況下需考慮發(fā)生管涌的工況，經(jīng)計(jì)算后，本工程通過在池壁外側(cè)約8m范圍內(nèi)設(shè)土工布的方法來滿足滲流計(jì)算的要求，確保工程安全；（2）凍脹。本工程所處地區(qū)屬于嚴(yán)寒C區(qū)，標(biāo)準(zhǔn)凍土深度1.8m，冬季需避免土工膜下土體凍脹導(dǎo)致土工膜損壞。經(jīng)與建設(shè)方協(xié)商后最終選擇限制最低蓄水位的方法，以避免土工膜下土體凍脹導(dǎo)致土工膜損壞（同時(shí)應(yīng)考慮池內(nèi)水結(jié)冰對(duì)池壁的不利影響因素）；（3）抗傾覆和抗滑移。本工程所處場(chǎng)地周圍有鐵路線、已有工業(yè)場(chǎng)地、輸電線路、居民住宅等設(shè)施，故應(yīng)格外注意結(jié)構(gòu)主體的安全性，避免因潰壩導(dǎo)致災(zāi)難性后果。建議在條件允許的情況下適當(dāng)提高結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)；（4）池壁抗凍脹和抗腐蝕。為滿足結(jié)構(gòu)的耐久性要求，應(yīng)避免水池池壁因凍融循環(huán)導(dǎo)致池壁損壞。因水池內(nèi)的水體有一定腐蝕性，依據(jù)《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》[3]需在水池表面涂刷防腐蝕材料；（5）其他。同樣的工程，由于規(guī)模的擴(kuò)大所帶來的影響因素會(huì)很多，甚至是難以想象，本工程設(shè)計(jì)中應(yīng)具體考慮的細(xì)節(jié)問題還有許多，如土工膜類型的選擇、土工膜收邊方式、橡膠止水帶類型的選擇、水池清淤及檢修、池外應(yīng)急救援通道布置、池壁伸縮縫的設(shè)置等，這些因素都會(huì)對(duì)工程直接或間接產(chǎn)生影響，是我們?cè)O(shè)計(jì)中必須考慮到的因素。

3.結(jié)語(yǔ)

同樣是蓄水池，由于規(guī)模的擴(kuò)大會(huì)帶來一系列的問題，甚至是主要矛盾的轉(zhuǎn)移，除場(chǎng)地周圍已有設(shè)施及當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)政策、法規(guī)外，本工程在設(shè)計(jì)中地下水成為一個(gè)較為重要的控制因素，因?yàn)榈叵滤坏臉?biāo)高直接影響到水池的結(jié)構(gòu)選型。通過本工程的設(shè)計(jì)，筆者認(rèn)為有以下設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)可供參考：

（1）大型蓄水池結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)要與其所處場(chǎng)地位置及周圍設(shè)施、環(huán)境等相稱。

（2）影響施工的因素較多，比如本工程在施工中會(huì)遇到地下水、土方外排等施工因素。若不能解決施工期間地下水降水的問題有可能導(dǎo)致無法付諸實(shí)施。土方外排則會(huì)較大程度的影響到工程造價(jià)。

（3）對(duì)于結(jié)構(gòu)專業(yè)來說管涌是一個(gè)比較容易被忽略的因素，而管涌卻又是一個(gè)常見工程問題。

（4）水池池壁和底部土工膜的防凍脹問題較為常見，解決方法相對(duì)簡(jiǎn)單，建議設(shè)計(jì)和建設(shè)方結(jié)合起來，統(tǒng)籌設(shè)計(jì)和管理手段來解決，以取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。