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近日，在廣東省東莞市松山湖南岸，一座亞洲一次性建成規(guī)模最大的單體水廠正在進(jìn)行通水前的準(zhǔn)備工作。

　　這座水廠就是東莞松山湖水廠。它是國務(wù)院部署的172項(xiàng)節(jié)水供水重大水利工程之一——珠三角水資源配置工程。“項(xiàng)目廠采用預(yù)處理+常規(guī)處理+臭氧活性炭+膜處理+安全消毒全流程制水工藝，可日生產(chǎn)自來水110萬立方米。”中鐵四局東莞松山湖水廠項(xiàng)目負(fù)責(zé)人曾宇昕說。

　　從空中俯瞰，東莞松山湖水廠是一座“疊”起來的水廠。24個(gè)標(biāo)高不同、形狀不同、功能不同的構(gòu)筑物，被“塞”進(jìn)了290畝左右的面積內(nèi)。相比傳統(tǒng)水廠，東莞松山湖水廠設(shè)計(jì)節(jié)約用地約50%。

　　東莞松山湖水廠為什么要“疊”起來？建造采用了哪些新技術(shù)新工藝？

　　新方案大幅節(jié)約水廠用地

　　一座自來水處理廠，需要除去水中的不溶性雜質(zhì)、可溶性雜質(zhì)、有毒物質(zhì)和病原微生物。“常規(guī)水處理一般分為兩條線。一條是水處理線，包括取水泵房、細(xì)格柵間臭氧預(yù)處理、平流沉淀池、砂濾池、清水池、配水泵房6個(gè)單體建筑。另一條是泥處理線，包括重力濃縮池、污泥平衡池、脫水機(jī)房3個(gè)單體建筑。”曾宇昕說。

　　每個(gè)程序都需要建設(shè)相應(yīng)的建筑物。而隨著水處理工藝向延長化、復(fù)雜化方向發(fā)展，用于水處理的建筑物數(shù)量不斷增加。

　　“供水能力為50萬立方米的水廠，占地規(guī)模普遍達(dá)250畝以上。若按傳統(tǒng)方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，供水110萬立方米的東莞松山湖水廠，需要占地500畝左右。”曾宇昕說。

　　東莞松山湖水廠位于東莞松山湖高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)內(nèi)。這個(gè)園區(qū)也是國家4A級(jí)旅游景區(qū)，可謂寸土寸金。

　　如何在有限的土地資源內(nèi)建設(shè)超大規(guī)模水廠？北京市政工程設(shè)計(jì)研究總院通過消化吸收國內(nèi)外水廠建設(shè)的新理念，創(chuàng)新采用了最經(jīng)濟(jì)科學(xué)的疊合式設(shè)計(jì)方案。

　　項(xiàng)目技術(shù)團(tuán)隊(duì)科學(xué)布置地下管線，合理協(xié)調(diào)水廠構(gòu)筑物的空間關(guān)系，對廠區(qū)最大單體沉清疊合池以及砂濾池、南北細(xì)格柵間等主要構(gòu)筑物均采用上下兩層的疊合式設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)方案成功將24個(gè)標(biāo)高不同、形狀不同、功能不同的構(gòu)筑物“塞”進(jìn)了290畝的面積內(nèi)。

　　創(chuàng)新的疊合式設(shè)計(jì)，給施工帶來了新的難題。如基坑開挖深度變大、外運(yùn)土方數(shù)量增加、管道排布更為復(fù)雜以及廠區(qū)作業(yè)面狹窄等。

　　項(xiàng)目施工難度變大，安全風(fēng)險(xiǎn)也隨之增加。“要想讓設(shè)計(jì)方案順利落地，必須創(chuàng)新建造技術(shù)。”曾宇昕說。

　　建筑物疊起來了，基坑出土方量和位置的精確度就更復(fù)雜。為此，中鐵四局建設(shè)者采用了無人機(jī)測繪技術(shù)。“通過空中‘慧眼’測繪掃描，我們獲取了數(shù)萬個(gè)點(diǎn)位的三維坐標(biāo)信息，精準(zhǔn)得出土方量等參數(shù)，為土方外運(yùn)和回填工作提供了參考。”曾宇昕說。

　　工程單體眾多、地層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，廠區(qū)基坑之間間距小、管樁多。針對這些問題，項(xiàng)目技術(shù)團(tuán)隊(duì)還在基坑開挖中采用了預(yù)應(yīng)力外錨體系進(jìn)行支護(hù)。

　　“我們在基坑邊墻內(nèi)嵌入錨固體系，充分利用邊墻巖土的自身穩(wěn)定性來抗傾塌。”曾宇昕說，與傳統(tǒng)基坑中使用內(nèi)撐支護(hù)體系相比，新體系少了兩道邊墻中間的支撐鋼柱。這不僅節(jié)省了工程材料，還讓基坑形狀由“目”字變?yōu)椤翱凇弊郑臃奖銠C(jī)械土方開挖和主體結(jié)構(gòu)施工。

　　建虛擬空間“預(yù)裝配”管道

　　東莞松山湖水廠的廠區(qū)內(nèi)，管網(wǎng)密布。“工藝水管、反沖洗管、自用水管、雨污水管等管徑從0.15米到3.2米不等的20余種管道系統(tǒng)，就像人體的大動(dòng)脈和毛細(xì)血管。”中鐵四局東莞松山湖水廠項(xiàng)目總工程師李光生說，各類管道總長約50.54公里。

　　疊合式設(shè)計(jì)，讓管道線路只能在有限的空間內(nèi)布設(shè)。平面圖紙上呈現(xiàn)的縱橫交錯(cuò)、管徑不一的管道，安裝稍有不慎，都會(huì)出現(xiàn)“失之毫厘，謬以千里”的后果。為此，項(xiàng)目技術(shù)團(tuán)隊(duì)采用了最新的建筑信息模型（BIM）技術(shù)，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙繪制出與實(shí)際尺寸一致的虛擬空間，對各類管道進(jìn)行“預(yù)裝配”。

　　將平面圖變?yōu)槿S立體信息模型圖并不容易。

　　“在對各條管道歸位中，出現(xiàn)了管道安裝位置重合、高低不合適等現(xiàn)象。我們及時(shí)與設(shè)計(jì)單位溝通，經(jīng)過科學(xué)驗(yàn)算，合理地將管道位置進(jìn)行了精準(zhǔn)的歸位。”李光生說。

　　疊合式設(shè)計(jì)還使得施工空間狹小，增加了現(xiàn)場作業(yè)的難度。事先在虛擬空間對管道“預(yù)裝配”，則大大加快了現(xiàn)場安裝的精準(zhǔn)和效率，不僅實(shí)現(xiàn)了安裝零差錯(cuò)，還使管道安裝效率提高了10%。

　　此外，項(xiàng)目技術(shù)團(tuán)隊(duì)還引進(jìn)了裝配式建筑理念。“從節(jié)地節(jié)材的設(shè)計(jì)理念，到節(jié)能環(huán)保的新技術(shù)、新工裝，綠色智能的新建造技術(shù)確保了東莞松山湖水廠的高質(zhì)量建設(shè)。”曾宇昕說。

　　據(jù)悉，東莞松山湖水廠正式通水后，將惠及370萬人用水安全。