（中煤天津设计工程有限责任公司，天津 300123）
0.引言
随着国家对环保的要求日益趋严，工业用水的排放成为众多企业的难题，为满足环保和生产的需求建立大型蓄水池成为众多企业的选择。大型蓄水池可存放企业生产期间不能及时处理掉的中水，既满足环保要求又可确保企业生产不间断，具有良好的经济效益。以下简要介绍本人在设计内蒙古某煤矿临时中转蓄水池过程中的一些心得体会。
1.工程概况
该煤矿为已有大型矿井，矿井周围的配套设施较为齐全，因此新建大型蓄水池的场址选择就比较受限制。在选址时我们遇到了诸多限制因素如：高压线路、公路、公益林、居民住宅、铁路装车线、地下采空区、地下煤田、地下水位等，这些因素的存在对该工程的选址影响极大。而对于建设方来说所建设的蓄水池必须达到一定的规模才能解决实际问题（不小于50万方蓄水量），水池蓄水量太小不能解决建设方生产需要，没有实际意义。因此，我们在选址时必须尽可能争取每一寸可用土地。通过实地调研，在以上的影响因素中公路、公益林、铁路装车线、地下采空区是我们难以解决的客观存在，因为这些因素涉及到行政管辖界限、当地环保政策和安全因素等，是短期内无法突破或解决的；其他因素如居民住宅是可以通过协商解决的；几条高压线路之间的土地是我们可以尽量争取的，前提是必须预留足够的安全距离。通过多方协商最后确定可用土地面积约10万m2，共计四块地，这四块地之间间距100m～500m不等。
2.影响因素及设计要点
分散布置的土地给我们的设计带来不小的麻烦，要想在这样有限的面积内挖掘出50万方有效蓄水量成为摆在我们面前的一道难题，主要影响因素如下：
（1）环保和防腐蚀因素。本蓄水池内存储的矿井外排水，有一定腐蚀性，因此这些外排水不能向地下渗漏，需要考虑在水池底采取防渗措施。按照《地下工程防水技术规范》[1]的要求和《聚乙烯(PE)土工膜防渗工程技术规范》[2]中各种材料特性，在与不同厂家沟通、咨询并在内蒙地区实地调研后可知：对于这种大面积防渗，采用土工膜之类柔性材料切实可行。
（2）地下水位因素。本工程所处场地地下水位较浅，由于场地地势等原因，在丰水期地下水位距自然地面仅0.3m～0.5m，因此，地下蓄水池存在抗浮的问题。在雨季，若在水池内蓄水位较低而水池所处场地地下水位快速上升的极端不利情况下水池底部土工膜会因为受水浮力而损坏。同时，结合施工工期较长、工期主要为丰水期等因素，若防渗膜标高太低（或位于含水层），地下蓄水池在施工期间需要降水，鉴于本工程占地面积较大且周围地势均高于工程所处位置等因素，施工期间将地下水位降低至所需要标高的方案不可行（已有场地施工经验也证明大范围降水至所需标高几乎不可能）。
（3）土方和外排水因素。地下蓄水池另一个不利因素是挖方量较大，施工期间外排水量大。鉴于本工程规模较大，挖方产生的弃土堆放和降水产生的外排水都会对周围环境带来较大压力，难以通过当地政府的审批。
以上因素是对本工程影响较大的几个因素，其他因素如高压线安全避让、景观协调等也影响到本工程在此不一一赘述。
既然全地下水池不可行，那么半地下水池是否可行呢？通过对比分析，半地下水池并不能从根本上避免以上几点不利因素带来的不利影响。因此，只能选择将蓄水池建立的地面以上。其中，防渗膜的标高选择对本工程造价影响较大（关键因素之一），因为它所处的标高影响到土方开挖量、施工期间降水以及水外排量等因素。考虑到场地所处的位置及周围地形等因素并结合周围工业场地的施工经验，初步判断在工程所处场地降水存在相当程度的不确定性，即，难以确保通过短时间的施工降水措施能达到降低地下水位的目的。因此，最终确定防渗膜的标高为近几年丰水期最高地下水位置。
地上蓄水池如何选择呢？堤坝当然是首先要考虑到的结构型式，因为堤坝不但可以解决挖方带来的土方外排的问题，还有利于蓄水池与周围景观协调，便于绿化。然而，没有什么经验是拿来就用的，堤坝虽然有以上有利因素，其另一个不利因素却限制了其在本工程中的应用，那就是有效蓄容量太小。因为堤坝本身断面较大（坡率按照1:1.5考虑），导致其占地面积较大，考虑安全避让距离后经测算可知，采用堤坝的方式蓄水量不足35万方，距建设方的要求有相当差距。因此，堤坝的型式未经采用。
不做堤坝，只能做钢筋混凝土扶臂式挡墙蓄水池，本设计的扶臂式挡墙蓄水池的断面见图1。
图1 应急调峰中转池池壁布置图
需要考虑的主要设计要点如下：（1）管涌。本工程规模较大，在土工膜破损的工况下需考虑发生管涌的工况，经计算后，本工程通过在池壁外侧约8m范围内设土工布的方法来满足渗流计算的要求，确保工程安全；（2）冻胀。本工程所处地区属于严寒C区，标准冻土深度1.8m，冬季需避免土工膜下土体冻胀导致土工膜损坏。经与建设方协商后最终选择限制最低蓄水位的方法，以避免土工膜下土体冻胀导致土工膜损坏（同时应考虑池内水结冰对池壁的不利影响因素）；（3）抗倾覆和抗滑移。本工程所处场地周围有铁路线、已有工业场地、输电线路、居民住宅等设施，故应格外注意结构主体的安全性，避免因溃坝导致灾难性后果。建议在条件允许的情况下适当提高结构的安全等级；（4）池壁抗冻胀和抗腐蚀。为满足结构的耐久性要求，应避免水池池壁因冻融循环导致池壁损坏。因水池内的水体有一定腐蚀性，依据《工业建筑防腐蚀设计标准》[3]需在水池表面涂刷防腐蚀材料；（5）其他。同样的工程，由于规模的扩大所带来的影响因素会很多，甚至是难以想象，本工程设计中应具体考虑的细节问题还有许多，如土工膜类型的选择、土工膜收边方式、橡胶止水带类型的选择、水池清淤及检修、池外应急救援通道布置、池壁伸缩缝的设置等，这些因素都会对工程直接或间接产生影响，是我们设计中必须考虑到的因素。
3.结语
同样是蓄水池，由于规模的扩大会带来一系列的问题，甚至是主要矛盾的转移，除场地周围已有设施及当地相关政策、法规外，本工程在设计中地下水成为一个较为重要的控制因素，因为地下水位的标高直接影响到水池的结构选型。通过本工程的设计，笔者认为有以下设计经验可供参考：
（1）大型蓄水池结构的安全等级要与其所处场地位置及周围设施、环境等相称。
（2）影响施工的因素较多，比如本工程在施工中会遇到地下水、土方外排等施工因素。若不能解决施工期间地下水降水的问题有可能导致无法付诸实施。土方外排则会较大程度的影响到工程造价。
（3）对于结构专业来说管涌是一个比较容易被忽略的因素，而管涌却又是一个常见工程问题。
（4）水池池壁和底部土工膜的防冻胀问题较为常见，解决方法相对简单，建议设计和建设方结合起来，统筹设计和管理手段来解决，以取得良好的经济效益。
