“叠”起来的亚洲一次建成最大水厂
科技日报记者 矫阳 1月,叠广东省东莞市松山湖南岸,亚洲一座亚洲一次性建成规模最大的次建成最厂单体水厂正在进行通水前的准备。 这座水厂为东莞松山湖水厂,大水是叠国务院部署的172项节水供水重大水利工程之一——即珠三角水资源配置工程。“项目厂采用预处理+常规处理+臭氧活性炭+膜处理+安全消毒全流程制水工艺,亚洲可日生产自来水110万立方米。次建成最厂”中铁四局东莞松山湖水厂项目负责人曾宇昕说。大水 从空中俯瞰,叠东莞松山湖水厂是亚洲一座“叠”起来的水厂。4个标高不同、次建成最厂形状不同、大水功能不同的叠构筑物,被“塞”进了290亩左右的亚洲面积内,相比传统水厂,次建成最厂设计节约用地约50%,还相应节省6个构筑物所需的建筑材料。 东莞松山湖水厂设计为啥要“叠”起来?建造采用了哪些新技术新工艺? 比传统水厂节约用地约50% 一座自来水处理厂,需要除去水中的不溶性杂质、可溶性杂质、有毒物质和病原微生物。“常规水处理一般分为两条线。一条是水处理线,即取水泵房+细格栅间臭氧预处理+平流沉淀池+砂滤池+清水池+配水泵房。另一条是泥处理线,即重力浓缩池+污泥平衡池+脱水机房。共需9个单体建筑。”曾宇昕说。 每个程序都需要建设相应的建筑物。而随着水处理工艺向延长化、复杂化方向发展,用于水处理的构筑物数量不断增加。 “供水能力为50万立方米的水厂,占地规模普遍达到250亩以上。若按传统设计,供水110万立方米的东莞松山湖水厂用地,一般需要占地500亩左右。”曾宇昕说。 东莞松山湖水厂所处位置,是珠三角区域的国家级高新技术产业开发区,也是国家4A级旅游景区,可谓寸土寸金。 如何在有限的土地资源上建设超大规模水厂?北京市政工程设计研究总院通过消化吸收国内外水厂建设的新理念,创新采用了最经济科学的“叠合式”设计方案。 科学布置地下管线,合理协调水厂构筑物的空间关系,对厂区最大单体沉清叠合池以及砂滤池、南北细格栅间等主要构筑物均采用上下两层的叠合式新设计。成功将24个标高不同、形状不同、功能不同的构筑物“塞”进了290亩左右的面积内。相比传统水厂设计节约用地约50%,还相应节省6个构筑物所需的建筑材料。 无人机空中“慧眼”测绘扫描 创新的叠合式设计,也给施工带来了新的难题。如基坑开挖深度变大、外运土方数量增加、管道排布更为复杂以及厂区作业面狭窄等,项目施工难度变大,安全风险变高。 “要想让设计方案顺利落地,必须创新建造技术。”曾宇昕说。 建筑物叠起来了,基坑出土方量和位置的精确度就更复杂。 中铁四局建设者采用无人机测绘技术。“通过空中‘慧眼’测绘扫描,我们获取了数万个点位的三维坐标信息,精准得出土方量等参数,为土方外运和回填工作提供了参考。”曾宇昕说。 工程单体众多、地层结构复杂,厂区基坑之间间距小、管桩多,针对这些问题,项目技术团队还在基坑开挖中采用预应力外锚体系进行支护。 “我们在基坑边墙内嵌入锚固体系,充分利用边墙岩土的自身稳定性抗倾塌。”曾宇昕说,与传统基坑中使用内撑支护体系相比,少了两道边墙中间的支撑钢柱,不仅节省了工程材料,还让基坑形状由“目”字敞开,变为“口”字,更加方便机械土方开挖和主体结构施工。 虚拟空间对管道“预装配” 叠合式设计,让管道线路只能在有限的空间内布设。 东莞松山湖水厂的厂区内,管网密布。“工艺水管、反冲洗管、自用水管、雨污水管等管径从0.15米到3.2米不等的20余种管道系统,就像人体的大动脉和毛细血管。”中铁四局东莞松山湖水厂项目总工程师李光生说,各类管道总长约50.54公里。 平面图纸,呈现的是纵横交错、各种管径不一的管道,安装稍有不慎,都会出现“失之毫厘,谬以千里”的后果。 项目技术团队采用了最新的建筑信息模型(BIM)技术,根据设计图纸绘制出与实际尺寸1:1虚拟空间,进行各类管道“预装配”。 将平面图变为三维立体信息模型图并非容易。 “在对各条管道归位,出现了一些管道安装位置重合、高低不合适等现象,我们及时与设计单位沟通,经过科学验算,合理地将管道位置进行了精准的归位。”李光生说。 叠合式设计还令施工空间狭小,增加了现场作业难度。 由于事先在虚拟空间对管道“预装配”,大大加快了现场安装的精准和效率,不仅实现了安装零差错,还比以往管道安装效率提高了10%。 为解决叠合式设计造成的施工空间狭小等难题,项目团队还引进了装配式建筑理念。“从节地节材的设计理念,到节能环保的新技术、新工装,绿色智能的新建造技术确保了东莞松山湖水厂高质量建设。”曾宇昕说。 据悉,东莞松山湖水厂正式通水后,将惠及370万人用水安全,推动城市高质量发展。 (受访单位供图)
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