全亚洲一次性建成的顶级规模的单体水厂即将通水

  在广东省东莞市松山湖南岸，原来是成片茂密的荔枝林，现在已生长出一座大型水厂。这就是国务院部署的172项节水供水重大水利工程之一珠三角水资源配置工程——东莞松山湖水厂。

  从节地节材的设计理念到节能环保的新技术、新工装，通过实施工程单位中铁四局的努力，新建造技术大显身手，确保东莞松山湖水厂提前建成达到了通水条件，成为目前全亚洲一次性建成的顶级规模的单体水厂，正式通水后日生产自来水可达110万立方米。

  一座自来水处理厂，常规水处理大体上分为两条线。一条是水处理线，包括取水泵房、细格栅间臭氧预处理、平流沉淀池、砂滤池、清水池、配水泵房6个单体建筑。另一条是污泥处理线，包括重力浓缩池、污泥平衡池、脱水机房3个单体建筑。

  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，用于水处理的建筑物数量持续不断的增加。供水能力为50万立方米的水厂，占地规模普遍达250亩以上。若按传统方式来进行设计，供水110万立方米的东莞松山湖水厂，需要占地500亩左右。

  东莞松山湖水厂位于东莞松山湖高新技术产业开发区内。这个园区也是国家4A级旅游景区，可谓寸土寸金。如何利用有限的土地资源做好超大规模水厂建设这篇大文章，通过消化吸收国内外水厂建设的新理念，设计单位决定采用最经济科学合理的“叠合式”设计的具体方案。中铁四局项目技术团队依照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设计。成功将24个标高不同、形状不相同、功能不同的构筑物“塞”进了290亩的面积内。

  “但叠合式设计不可避免地带来一些施工难题，比如基坑开挖深度变大、外运土方数量增加、管道排布更复杂以及厂区作业面狭窄等，使得项目施工难度变大，安全风险变高，在这种情况下，要想让设计的具体方案顺利落地，建造技术的创新就更不能少。”中铁四局东莞松山湖水厂项目负责人曾宇昕说道。

  因此，为更好地确认项目需要出土的土方方量和位置，中铁四局的建设者采用无人机测绘技术，通过空中“慧眼”测绘扫描，获取了基坑开挖深度等场地中数万个点位的三维坐标信息，精准得出土方方量等参数，为土方外运和回填工作提供了参考。基于工程单体众多、地层结构较为复杂，以及厂区基坑之间间距小、管桩多的情况，还在基坑开挖中采用预应力外锚体系进行支护，在基坑边墙内嵌入锚固体系，充分的利用边墙岩土的自身稳定性抗倾塌，与传统的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，还让基坑的形状由“目”字敞开为“口”字，更便利机械土方开挖和整体的结构施工。

  东莞松山湖水厂厂区内分别布设有工艺水管、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。各类管道总长度约50.54公里，叠合式的设计让管道线路只能在有限的空间内布设，纵横交错如蛛网般密集的管道线路，哪一节安装错误都会差之毫厘谬之千里。

  “如果只是看图纸的话，只能看见管径不一的各种各样的管道纵横交错的画面，根本看不来哪一根管道应该处在什么位置，看着图上密密麻麻的管道，当时心都拎起来了。”回忆起刚看到管道安装图纸时的场景，中铁四局东莞松山湖水厂项目总工程师李光生感慨地说道。

  如何梳理清晰每个管道千头万绪的安装的地方，李光生带领着实施工程技术团队运用最新版本的BIM软件，在未施工前根据设计图纸绘制出与实际尺寸一比一还原的虚拟空间，进行各类管道的“预装配”。让各条管道各归其位后，及时有效地发现设计图纸上管道安装的位置重合、高低不合适等问题，再与设计单位及时沟通，科学合理地调整管道位置和高低。

  同时，在安装的过程中，他们还通过BIM软件的虚拟空间对构筑物和管道的细枝末节进行真实模拟，使现场技术人员和作业人员能够更好地认识构筑物和管道的结构和位置，在实际安装时能够一目了然、成竹在胸，确保每一条管道都能严丝合缝地安装到位，不仅实现了安装零差错，还比以往的管道安装效率提高了10%。

  叠合式设计的水厂造成了施工空间狭小，给现场作业带来了很大困难。“现场多个单体同时施工，本就不宽敞的场地作业面更为狭窄，加之现场出土量大，高峰期每日土方运输车辆达到1500台，若是采用普通混凝土施工便道，承载力不足以支撑这么多机械车辆日夜通行，会产生路面凹陷乃至断裂，要一直修修补补。加之厂区施工便道需要多次移位，会造成极大的资源浪费。”在前期施工分析会上，中铁四局东莞松山湖水厂项目技术人员把问题抛了出来。

  通过优中选优，中铁四局最终将装配式建造方式作为破题的方案。将现场的施工便道根据布设的时间、地段，提前预制好装配式预制板和路基箱，运到现场后像搭积木一样拼出一条条坚固耐用的施工便道，更换地点时再进行拆卸和二次安装，既减少大量混凝土的使用，还提高了道路的承载力。

  同时，针对沉清叠合池745根框架柱柱身混凝土质量控制难点，广泛采用塑料柱模板进行柱身质量控制。把形状像一个个魔方般的模块一块块往上堆垒，中间以扣件相连，只需1小时，一根框架柱就搭建完成。与传统的木胶板材料模板相比，该塑料模板具有质量放心可靠、省工节材、高效安全、周转次数多和可回收利用等优点，而且更加绿色环保。

  目前，东莞松山湖水厂项目的设施安装以及单机调试已完成，郑重进入通水调试阶段。中铁四局正在加速推进厂区便道修建和绿植铺设等相关附属工程。项目建成正式通水后，一泓清水将流入东莞松山湖、大朗、大岭山、长安以及中部片区等共8个镇街370万居民家中……（李小艳 文良诚 储凌鹏 记者 刘玉才）

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