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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模最大的單體水廠正在進行通水前的準備工作。

　　這座水廠就是東莞松山湖水廠。它是國務院部署的172項節水供水重大水利工程之一——珠三角水資源配置工程。“項目廠采用預處理+常規處理+臭氧活性炭+膜處理+安全消毒全流程制水工藝，可日生產自來水110萬立方米。”中鐵四局東莞松山湖水廠項目負責人曾宇昕說。

　　從空中俯瞰，東莞松山湖水廠是一座“疊”起來的水廠。24個標高不同、形狀不同、功能不同的構筑物，被“塞”進了290畝左右的面積內。相比傳統水廠，東莞松山湖水廠設計節約用地約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新工藝？

　　新方案大幅節約水廠用地

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

　　每個程序都需要建設相應的建筑物。而隨著水處理工藝向延長化、復雜化方向發展，用于水處理的建筑物數量不斷增加。

　　“供水能力為50萬立方米的水廠，占地規模普遍達250畝以上。若按傳統方式進行設計，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產業開發區內。這個園區也是國家4A級旅游景區，可謂寸土寸金。

　　如何在有限的土地資源內建設超大規模水廠？北京市政工程設計研究總院通過消化吸收國內外水廠建設的新理念，創新采用了最經濟科學的疊合式設計方案。

　　項目技術團隊科學布置地下管線，合理協調水廠構筑物的空間關系，對廠區最大單體沉清疊合池以及砂濾池、南北細格柵間等主要構筑物均采用上下兩層的疊合式設計。這種設計方案成功將24個標高不同、形狀不同、功能不同的構筑物“塞”進了290畝的面積內。

　　創新的疊合式設計，給施工帶來了新的難題。如基坑開挖深度變大、外運土方數量增加、管道排布更為復雜以及廠區作業面狹窄等。

　　項目施工難度變大，安全風險也隨之增加。“要想讓設計方案順利落地，必須創新建造技術。”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雜。為此，中鐵四局建設者采用了無人機測繪技術。“通過空中‘慧眼’測繪掃描，我們獲取了數萬個點位的三維坐標信息，精準得出土方量等參數，為土方外運和回填工作提供了參考。”曾宇昕說。

　　工程單體眾多、地層結構復雜，廠區基坑之間間距小、管樁多。針對這些問題，項目技術團隊還在基坑開挖中采用了預應力外錨體系進行支護。

　　“我們在基坑邊墻內嵌入錨固體系，充分利用邊墻巖土的自身穩定性來抗傾塌。”曾宇昕說，與傳統基坑中使用內撐支護體系相比，新體系少了兩道邊墻中間的支撐鋼柱。這不僅節省了工程材料，還讓基坑形狀由“目”字變為“口”字，更加方便機械土方開挖和主體結構施工。

　　建虛擬空間“預裝配”管道

　　東莞松山湖水廠的廠區內，管網密布。“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，就像人體的大動脈和毛細血管。”中鐵四局東莞松山湖水廠項目總工程師李光生說，各類管道總長約50.54公里。

　　疊合式設計，讓管道線路只能在有限的空間內布設。平面圖紙上呈現的縱橫交錯、管徑不一的管道，安裝稍有不慎，都會出現“失之毫厘，謬以千里”的后果。為此，項目技術團隊采用了最新的建筑信息模型（BIM）技術，根據設計圖紙繪制出與實際尺寸一致的虛擬空間，對各類管道進行“預裝配”。

　　將平面圖變為三維立體信息模型圖并不容易。

　　“在對各條管道歸位中，出現了管道安裝位置重合、高低不合適等現象。我們及時與設計單位溝通，經過科學驗算，合理地將管道位置進行了精準的歸位。”李光生說。

　　疊合式設計還使得施工空間狹小，增加了現場作業的難度。事先在虛擬空間對管道“預裝配”，則大大加快了現場安裝的精準和效率，不僅實現了安裝零差錯，還使管道安裝效率提高了10%。

　　此外，項目技術團隊還引進了裝配式建筑理念。“從節地節材的設計理念，到節能環保的新技術、新工裝，綠色智能的新建造技術確保了東莞松山湖水廠的高質量建設。”曾宇昕說。

　　據悉，東莞松山湖水廠正式通水后，將惠及370萬人用水安全。