全地下式污水处理厂结构设计实例ppt课件
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《污水处理厂》PPT课件
厂
海沧污水厂
30 万 m3/d
分
10万 m3/d
石渭头污水厂
布
10 万 m3/d
污水处理一厂
13.4万 m3/d ppt课件
11
2 近期与远期的关系
遵循城市及规划区域总体发展蓝图，分 期建设，节约并充分发挥近期投资效益， 又为长远发展预留空间。
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3 排水与水源保护
原则上应将污水厂建于流经城市或规划区 域的河流的下游。
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17
工艺流程
废水 污泥 沼气 冷却水、中水
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一、城镇污水厂的流程
按照处理效率，污水厂可以分为三级：
一级处理厂 一级加强处理厂 二级处理厂
沉淀法
化学混凝沉淀法 生物处理法 化学生物絮凝处理
生物处理法
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一级污水处理厂
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一级处理（沉淀法）
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在解决上述问题后，可研究各分散处理和集中
处理的方法和流程。
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第三节 污水厂的平面布置
平面功能分区
废水区 污泥区 辅助性建筑区 生活办公区
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平面布置的原则
(1) 布置应紧凑，以减少处理厂占地面积和连接 管(沟道)的长度，并应考虑工作人员的方便。
第19章 污水处理厂的设计
第一节 厂址选择 第二节 厂、站处理方法和流程的选择 第三节 污水厂的平面布置 第四节 污水厂的高程设计
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污水处理厂设计PPT课件
第十九章 污水处理厂设计
城镇污水特征：
第三节 工艺流程选择确定
城镇污水设计水量：
① 平均日流量（m3/d） ② 最大日最大时流量（m3/h或m3/s） ③ 平均日平均时流量（m3/h） ④ 降雨时的设计流量（m3/h或L/s） ⑤ 分期建设污水厂时，设计流量用相应的各期流量。
第十九章 污水处理厂设计
第十九章 污水处理厂设计
城市污水处理厂常用的水质监测项目：
第六节 污水处理厂运行和控制
（1）反映效果的项目：进出水总的和溶解性的BOD、COD； 进出水总的和挥发性的SS； 进出水的有毒物质。
（2）反映污泥情况的项目：污泥沉降比（SV%） MLSS、MLVSS； SVI； 微生物相。
（3）反映污泥营养和环境条件的项目：氮； 磷； pH值； 溶解氧； 水温。
第十九章 污水处理厂设计
第四节 平面布置与高程布置
二、高程布置
污水处理厂流程高程布置的主要任务是计算确定主要控制 点（水高、接管等）的标高，使污水能够沿流程在各处理构筑 物之间通畅地流动，保证污水处理厂的正常运行。
高程布置所依据的主要技术参数是构筑物高度和水头损失。
水头损失组成：（1）构筑物本身水头损失； （2）连接管（渠）的水头损失； （3）计量设备的水头损失。
第十九章 污水处理厂设计
第六节 污水处理厂运行和控制
序号 2
工艺 参数
温度
3
压力
序号 4
工艺 参数
液位
第十九章 污水处理厂设计
一、主要设计资料 （一）设计基础资料
设计主要依据 自然条件资料 编制概预算资料
（二）设计规范及水质排放标准
二、设计原则
第一节 概述
习题1
城市污水处理厂水处理构筑物及其结构PPT课件
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(3)不会发生短流,出水水质较好。 曝气多采用鼓风曝气，如采用机械表面曝气则相邻两台
曝气装置的旋转方向相反。 4.2完全混合式曝气池
其特点:是对入流水质水量的适应能力强; 曝气一般采用表面机械曝气。 4.3循环混合曝气池 主要是指氧化沟,其特点:综合了推流式和完全混合式优点。 曝气方式可采用机械表面曝气也可采用鼓风曝气
其优点：对高效硝化和反硝化有利。
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城市污水处理厂污泥处理与处置
第一节污泥分类和性质指标 1.污泥处理的目的及处理方案 1.1污泥处理的目的 1.1.1使污水处理厂能够正常运行,确保污水处理效果; 1.1.2使有害、有毒物质得到妥善处理或利用; 1.1.3使容易腐化发臭的有机物得到稳定处理; 1.1.4使有用物质能够得到综合利用。一句话概括就是使污泥
5
• 其构造:由进水装置、出水装置、沉淀区、缓冲区、污泥 区及排泥装置等构成。
• 其优点：沉淀效果好，对冲击负荷和温度变化适应性强， 平面布置紧凑，施工方便。
• 其缺点：配水不易均匀，采用机械排泥时设备易腐蚀；采 用多斗排泥，排泥不均匀，操作工作量大。
3.2辐流式沉淀池 .其构造:由进水管、出水管、沉淀区、污泥区及排泥装置组
1
2、沉砂池 2.2作用:去除相对密度较大的无机颗粒; 2.3分类:平流式沉淀池、曝气沉砂池、涡流式沉淀池和多尔
沉砂池; 2.3.1平流式沉淀池 • 其优点:构造简单,处理效果好,工作稳定。 • 其缺点:沉砂中夹杂一些有机物,易于腐化散 发臭味,难
于处置,并且对有机物包裹的砂粒去除效果不好。
2
• 其构造：由入流渠、出流渠、闸板、水流部分及沉砂斗组 成。
（2）自控化要求比较高；
20
（3）对高氮和高磷废水处理效果差。 操作要点：（1）根据进水COD浓度采用非限量曝气，半限
(3)不会发生短流,出水水质较好。 曝气多采用鼓风曝气，如采用机械表面曝气则相邻两台
曝气装置的旋转方向相反。 4.2完全混合式曝气池
其特点:是对入流水质水量的适应能力强; 曝气一般采用表面机械曝气。 4.3循环混合曝气池 主要是指氧化沟,其特点:综合了推流式和完全混合式优点。 曝气方式可采用机械表面曝气也可采用鼓风曝气
其优点：对高效硝化和反硝化有利。
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城市污水处理厂污泥处理与处置
第一节污泥分类和性质指标 1.污泥处理的目的及处理方案 1.1污泥处理的目的 1.1.1使污水处理厂能够正常运行,确保污水处理效果; 1.1.2使有害、有毒物质得到妥善处理或利用; 1.1.3使容易腐化发臭的有机物得到稳定处理; 1.1.4使有用物质能够得到综合利用。一句话概括就是使污泥
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• 其构造:由进水装置、出水装置、沉淀区、缓冲区、污泥 区及排泥装置等构成。
• 其优点：沉淀效果好，对冲击负荷和温度变化适应性强， 平面布置紧凑，施工方便。
• 其缺点：配水不易均匀，采用机械排泥时设备易腐蚀；采 用多斗排泥，排泥不均匀，操作工作量大。
3.2辐流式沉淀池 .其构造:由进水管、出水管、沉淀区、污泥区及排泥装置组
1
2、沉砂池 2.2作用:去除相对密度较大的无机颗粒; 2.3分类:平流式沉淀池、曝气沉砂池、涡流式沉淀池和多尔
沉砂池; 2.3.1平流式沉淀池 • 其优点:构造简单,处理效果好,工作稳定。 • 其缺点:沉砂中夹杂一些有机物,易于腐化散 发臭味,难
于处置,并且对有机物包裹的砂粒去除效果不好。
2
• 其构造：由入流渠、出流渠、闸板、水流部分及沉砂斗组 成。
（2）自控化要求比较高；
20
（3）对高氮和高磷废水处理效果差。 操作要点：（1）根据进水COD浓度采用非限量曝气，半限
污水处理厂设计实例ppt课件
1、总平面布置
总平面布置图
构筑物一览表
2、高程布置
高程布置图
五、土建与公用工程 1、土建工程
2、公用工程
2、公用工程
六、投资估算 1、估算范围及编制根据
2、投资估算
七、劳动定员与运转费用
1、劳动定员
2、运转费用
污水处置厂出水应尽能够回用，以缓解城市严重缺水问题； 污泥及浮渣处置应尽量完善，消除二次污染；尽量减少工程占地。
二二、、污污水水处处置置工工艺方艺案方比案较比较 1．1．工工艺艺方方案案分分析析
本工程污水处置的特点为：
① 污水以有机污染为主，BOD/COD = 0.42，可生化性 较好，重金属
及其他难以生物降解的有毒有害污染物普通不超标；
⑤ 具有一定接受水量、水质冲击负荷的才干 水流在氧化沟中流速ν为0.3～0.4m/s，氧化沟的总长为L，那么水流完成一 个 循环所需时间t = L/ν，当L = 90～600 m时，t = 5～20min。由于废水在氧化沟 中设计水力停留时间T为10～24h，因此可计算出废水在整个停留时间内要完成 的循环次数为30～280次不等。可见原污水一进入氧化沟，就会被几十倍甚至上 百倍的循环流量所稀释，因此具有一定接受冲击负荷的才干。 ⑥ 占地面积少
理效果可靠。设计合理、运转管理得当，出水BOD5可达10～20mg/L。 自20世纪70年代以来，随着污水处置技术的开展，本方法在工艺设
备等方面又有了很大改良。在工艺方面，经过添加工艺构筑物可以成为 “A/O〞或“A2/O〞工艺，从而实现脱N和除P。在设备方面，开发了各
种微 孔曝气池，使氧转移效率提高到20％以上，从而节省了运转费。
m3/d〕、 长沙第二〔14万m3/d〕、西安北石桥〔一期15万m3/d〕等城市污水处置
污水处理教材PPT30张课件
污水与回流污泥从池首端流入，呈推流式至池的末端流出。 进口处有机物浓度高，沿池长逐渐降低。 处理效率高，适用与大中型污水处理厂。 进水浓度不能过高，抗冲击负荷能力较差。 需氧量沿池长逐渐降低，可能造成前半段氧远远不够，后半段供氧量超过需要。 体积负荷率低，曝气池庞大，占用土地较多，基建费用较高。
其二，过高的微生物浓度使污泥在后续的沉淀池中难以沉淀，影响出水水质。
其三，曝气池污泥的增加，就要求曝气池中有更高的氧传递速率，否则，微生物就受到抑制，处理效率降低。采用一定的曝气设备系统，实际上只能够采用相应的污泥浓度，MLSS的提高是有限度的。
曝 气 量
在通常情况下，污水的曝气量与风量或者风机台数关系不大，这和满足曝气池富氧速率有关。
由于污水设备已经顶死，故只能从效率方面控制曝气量，目前只能控制风机台数和效率进行控制。目前只能开启2台风机，如果溶解氧仍不能满足，可以更换风机皮带增加风机效率。
如果设备已经无异常，只能通过阀门进行调节。
氧 传 递 速 率
氧传递速率要考虑二个过程
要提高氧的传递速率
回流量控制，尽量保证二沉池底泥保持恒定，沉降比控制在30~40%
泵的选择不当造成的流量变化，控制阀门开启度
微生物浓度
在设计中采用高的MLSS（污泥沉降比较高）并不能提高效益，原因如下：
其一，污泥量并不就是微生物的活细胞量。曝气池污泥量的增加意味着泥龄的增加，泥龄的增加就使污泥中活细胞的比例减小。
二次沉淀池的功能要求
1.澄清（固液分离）
2.污泥浓缩（使回流污泥的含水率降低，回流污泥的体积减少）
二沉池的实际工作情况
（1）二沉池中普遍存在着四个区：清水区、絮凝区、成层沉降区、压缩区。两个界面：泥水界面和压缩界面。
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为减少水泥和混凝土中 碱的含量，本工程采用低碱水 泥，同时合理使用粉煤灰、矿 渣等矿物掺和料，提高混凝土 抗裂和耐久性能，以提高混凝 土自防水、防腐蚀性能。
全地下式污水处理厂结构设计实例
5、结语
青岛某污水处理厂工程： 1 、工程概况 2、埋置深度解析 3、基坑支护设计 4、主体结构设计
1)抗浮设计 2)空间整体内力分布研究 3)超长钢筋混凝土结构设计 4)防水、防腐蚀设计 5、结语
全地下式污水处理厂结构设计实例
1 、工程概况
污水处理厂在国 内大多数为：
半地上式结构
青岛某污水处理 厂工程采用新型： 全地下式结构
为了满足大型水处理构筑 物的工艺要求，减少储水构筑 物的的渗漏隐患，同时为了提 高混凝土的防渗抗裂性能，本 工程进行了超长钢筋混凝土结 构设计。
通过设置适当数量的现浇 加强带等措施，永久性伸缩缝的 数量减少50%以上。
全地下式污水处理厂结构设计实例
4)防水、防腐蚀设计
本工程滨海建设，场区赋 存地下水，埋深较浅，对混凝 土结构及钢筋具中等~强腐蚀性。
埋深= ？
全地下式污水处理厂结构设计实例
进行埋置深度优化设计：
通过建立和埋置深度相关的 工程造价目标方程，解析目标方程， 得到池体埋置深度的最优解。
T=21100*2*(X+Y+4*5)*(1.12*H+2.0)/15+5100*2*(X+Y
+4*5)*(1.12*H+2.0)/15 目标方程条件为：V=(H-6.2)*((X-54.6)(Y-20.6)-8830.8)
全地下式污水处理厂结构设计实例
4)防水、防腐蚀设计
本工程防腐防水设计 要求达到一级防水标准，采 取“防腐防水合二为一”的 设计方案，外侧防腐防水层
采用聚脲、乙烯基酯等柔性 材料。
对外侧防腐防水层的 延伸率作为重要性能指标， 抵御混凝土收缩裂缝。
全地下式污水处理厂结构设计实例
4)防水、防腐蚀设计
本工程除了采取外防腐 防水措施外，采取了加强混凝 土自身的防腐、防水措施，包 括添加防腐剂、阻锈剂、粉煤 灰等。
4、主体结构设计
1)抗浮设计 本工程可以采用抗浮锚杆和
抗拔桩两种以上抗浮设计方案。 大面积施工前进行桩(锚)静载
试验，为施工图设计优化提供依据。
试验抗浮桩(锚杆)数量及布置图
全地下式污水处理厂结构设计实例
4、主体结构设计
1)抗浮设计试桩 (锚杆)现场照片。
新型扩底工艺
全地下式污水处理厂结构设计实例
地下连续墙
相结合的复合支护方案；
结合止水帷幕，对下列多 ③地下连续墙支护+预应力抗拉锚索支护；
种支护方案进行对比：
④地下连续墙+锚杆相结合并考虑连续墙作为永 久结构的复合支护方案；
⑤钢筋混凝土钻孔灌注桩+三轴水泥搅拌桩止水
帷幕+预应力抗拉锚索支护；
⑥钢筋混凝土钻孔灌注桩+水泥土搅拌桩+预应力
抗拉锚索支护；
20
全地下式污水处理厂结构设计实例
2、埋置深度解析
经深度优化设计后的典型剖面图
全地下式污水处理厂结构设计实例
3、基坑支护设计
全地下式污水处理厂 埋深较大，本工程设计对 深基坑支护的选型 止水帷幕的选择 锚杆及锚索的应用 等进行研究。
全地下式污水处理厂结构设计实例
3、基坑支护设计
1)止水帷幕技术方案 地下水位水头
高度达15米。
可采用止水措 施主要有：
水泥搅拌桩止水帷幕 高压喷射注浆止水帷幕 三轴水泥搅拌桩止水帷幕
全地下式污水处理厂结构设计实例
3、基坑支护设计
2)深基坑支护技术方案
适合本工程的基
坑的支护方案主要有 桩锚支护
①灌注桩+高压旋喷桩止水帷幕+锚杆喷射混凝土 相结合的复合支护方案；
桩+内支撑
②灌注桩+水泥搅拌桩止水帷幕+锚杆喷射混凝土
全地下式污水处理厂结构设计实例
1 、工程概况
主体结构设计高 度14.7m，顶部设计覆 土厚度1.5m，基底埋置 深度16.2m。
高度 14.7m
覆土深度1.5m
基底埋深16.2m
全地下式污水处理厂结构设计实例
2、埋置深度解析
本工程土建投资占总 投资比例60%左右。
工程造价的影响因素 较多，其中埋置深度是重 要因素之一。
4、主体结构设计
根据检测结果： 选用混凝土灌注桩抗浮设计方案。
全地下式污水处理厂结构设计实例
2)空间整体内力分布研究
通过建立空间整体计算模型， 采用有限单元分析法对箱体结 构进行空间整体分析，克服简 化计算模型的分析误差。
外侧土水压力作用下弯矩 内力分布渲染图：
全地下式污水处理厂结构设计实例
3)超长钢筋混凝土结构设计
全地下式污水处理厂结构设计实例
1 、工程概况
全地下式污水处理 厂利用地下空间而建，自 下而上分为：
设备层 操作层 地面景观层 具有环境污染小、噪音小、 节约土地资源等优点。
全地下式污水处理厂结构设计实例
1 、工程概况
本工程设计规模为18万 立方米每天。
平面布置紧凑。 地下箱体平面占地面积 为200mx208m。
天津大
中国土木工程学会水工业分会结构专业委员会五届二次会议
全地下式污水处理厂结构设计实例
欢迎各位莅临指导！
天津大
中国土木工程学会水工业分会结构专业委员会五届二次会议
全地下式污水处理厂结构设计实例
万玉生 ，王长祥 , 史 卿
中国市政工程华北设计研究总院
二零一三年九月
全地下式污水处理厂结构设计实例
汇报内容
全地下式污水处理厂结构设计实例
3、基坑支护设计
2)深基坑支护技术方案
方案对比图：
பைடு நூலகம்
选择方案： 双排长螺旋压灌混凝土桩 +预应力锚杆 +高压旋喷止水帷幕
选择方案
全地下式污水处理厂结构设计实例
3、基坑支护设计
3)对流塑性淤泥的处理
在沿海地区，表层土常见流塑状态淤泥，本工 程采用抛石挤於处理方案。
全地下式污水处理厂结构设计实例
320000000 310000000 300000000 290000000 280000000 270000000 260000000 250000000
青岛污水项目池体深度与工程造价目标方程解析解
池体总深度(单位：米)
？
埋深=12.7+3.5=16.2m
主体土建造价(单位：人民币元) 9.7 10.2 10.7 11.2 11.7 12.2 12.7 13.2 13.7 14.2 14.7 15.2 15.7 16.2 16.7 17.2 17.7 18.2 18.7
全地下式污水处理厂结构设计实例
5、结语
青岛某污水处理厂工程： 1 、工程概况 2、埋置深度解析 3、基坑支护设计 4、主体结构设计
1)抗浮设计 2)空间整体内力分布研究 3)超长钢筋混凝土结构设计 4)防水、防腐蚀设计 5、结语
全地下式污水处理厂结构设计实例
1 、工程概况
污水处理厂在国 内大多数为：
半地上式结构
青岛某污水处理 厂工程采用新型： 全地下式结构
为了满足大型水处理构筑 物的工艺要求，减少储水构筑 物的的渗漏隐患，同时为了提 高混凝土的防渗抗裂性能，本 工程进行了超长钢筋混凝土结 构设计。
通过设置适当数量的现浇 加强带等措施，永久性伸缩缝的 数量减少50%以上。
全地下式污水处理厂结构设计实例
4)防水、防腐蚀设计
本工程滨海建设，场区赋 存地下水，埋深较浅，对混凝 土结构及钢筋具中等~强腐蚀性。
埋深= ？
全地下式污水处理厂结构设计实例
进行埋置深度优化设计：
通过建立和埋置深度相关的 工程造价目标方程，解析目标方程， 得到池体埋置深度的最优解。
T=21100*2*(X+Y+4*5)*(1.12*H+2.0)/15+5100*2*(X+Y
+4*5)*(1.12*H+2.0)/15 目标方程条件为：V=(H-6.2)*((X-54.6)(Y-20.6)-8830.8)
全地下式污水处理厂结构设计实例
4)防水、防腐蚀设计
本工程防腐防水设计 要求达到一级防水标准，采 取“防腐防水合二为一”的 设计方案，外侧防腐防水层
采用聚脲、乙烯基酯等柔性 材料。
对外侧防腐防水层的 延伸率作为重要性能指标， 抵御混凝土收缩裂缝。
全地下式污水处理厂结构设计实例
4)防水、防腐蚀设计
本工程除了采取外防腐 防水措施外，采取了加强混凝 土自身的防腐、防水措施，包 括添加防腐剂、阻锈剂、粉煤 灰等。
4、主体结构设计
1)抗浮设计 本工程可以采用抗浮锚杆和
抗拔桩两种以上抗浮设计方案。 大面积施工前进行桩(锚)静载
试验，为施工图设计优化提供依据。
试验抗浮桩(锚杆)数量及布置图
全地下式污水处理厂结构设计实例
4、主体结构设计
1)抗浮设计试桩 (锚杆)现场照片。
新型扩底工艺
全地下式污水处理厂结构设计实例
地下连续墙
相结合的复合支护方案；
结合止水帷幕，对下列多 ③地下连续墙支护+预应力抗拉锚索支护；
种支护方案进行对比：
④地下连续墙+锚杆相结合并考虑连续墙作为永 久结构的复合支护方案；
⑤钢筋混凝土钻孔灌注桩+三轴水泥搅拌桩止水
帷幕+预应力抗拉锚索支护；
⑥钢筋混凝土钻孔灌注桩+水泥土搅拌桩+预应力
抗拉锚索支护；
20
全地下式污水处理厂结构设计实例
2、埋置深度解析
经深度优化设计后的典型剖面图
全地下式污水处理厂结构设计实例
3、基坑支护设计
全地下式污水处理厂 埋深较大，本工程设计对 深基坑支护的选型 止水帷幕的选择 锚杆及锚索的应用 等进行研究。
全地下式污水处理厂结构设计实例
3、基坑支护设计
1)止水帷幕技术方案 地下水位水头
高度达15米。
可采用止水措 施主要有：
水泥搅拌桩止水帷幕 高压喷射注浆止水帷幕 三轴水泥搅拌桩止水帷幕
全地下式污水处理厂结构设计实例
3、基坑支护设计
2)深基坑支护技术方案
适合本工程的基
坑的支护方案主要有 桩锚支护
①灌注桩+高压旋喷桩止水帷幕+锚杆喷射混凝土 相结合的复合支护方案；
桩+内支撑
②灌注桩+水泥搅拌桩止水帷幕+锚杆喷射混凝土
全地下式污水处理厂结构设计实例
1 、工程概况
主体结构设计高 度14.7m，顶部设计覆 土厚度1.5m，基底埋置 深度16.2m。
高度 14.7m
覆土深度1.5m
基底埋深16.2m
全地下式污水处理厂结构设计实例
2、埋置深度解析
本工程土建投资占总 投资比例60%左右。
工程造价的影响因素 较多，其中埋置深度是重 要因素之一。
4、主体结构设计
根据检测结果： 选用混凝土灌注桩抗浮设计方案。
全地下式污水处理厂结构设计实例
2)空间整体内力分布研究
通过建立空间整体计算模型， 采用有限单元分析法对箱体结 构进行空间整体分析，克服简 化计算模型的分析误差。
外侧土水压力作用下弯矩 内力分布渲染图：
全地下式污水处理厂结构设计实例
3)超长钢筋混凝土结构设计
全地下式污水处理厂结构设计实例
1 、工程概况
全地下式污水处理 厂利用地下空间而建，自 下而上分为：
设备层 操作层 地面景观层 具有环境污染小、噪音小、 节约土地资源等优点。
全地下式污水处理厂结构设计实例
1 、工程概况
本工程设计规模为18万 立方米每天。
平面布置紧凑。 地下箱体平面占地面积 为200mx208m。
天津大
中国土木工程学会水工业分会结构专业委员会五届二次会议
全地下式污水处理厂结构设计实例
欢迎各位莅临指导！
天津大
中国土木工程学会水工业分会结构专业委员会五届二次会议
全地下式污水处理厂结构设计实例
万玉生 ，王长祥 , 史 卿
中国市政工程华北设计研究总院
二零一三年九月
全地下式污水处理厂结构设计实例
汇报内容
全地下式污水处理厂结构设计实例
3、基坑支护设计
2)深基坑支护技术方案
方案对比图：
பைடு நூலகம்
选择方案： 双排长螺旋压灌混凝土桩 +预应力锚杆 +高压旋喷止水帷幕
选择方案
全地下式污水处理厂结构设计实例
3、基坑支护设计
3)对流塑性淤泥的处理
在沿海地区，表层土常见流塑状态淤泥，本工 程采用抛石挤於处理方案。
全地下式污水处理厂结构设计实例
320000000 310000000 300000000 290000000 280000000 270000000 260000000 250000000
青岛污水项目池体深度与工程造价目标方程解析解
池体总深度(单位：米)
？
埋深=12.7+3.5=16.2m
主体土建造价(单位：人民币元) 9.7 10.2 10.7 11.2 11.7 12.2 12.7 13.2 13.7 14.2 14.7 15.2 15.7 16.2 16.7 17.2 17.7 18.2 18.7