©2024年1月16日《科技日报》5版刊发“叠合设计把超大水厂'装'进4A级景区”一文。

从空中俯瞰

东莞松山湖水厂是一座“叠”起来的水厂

24个标高不同、形状不同、功能不同的构筑物

被“塞”进了290亩左右的面积内

水厂设计为啥要“叠”起来？

建设过程中采用了哪些新技术新工艺？

今日，《科技日报》刊发

“叠合设计把超大水厂“装”进4A级景区”

文中详细介绍了中铁四局五公司

是如何建设松山湖水厂的

一起去看看吧

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©中铁四局五公司承建的东莞松山湖水厂主要功能分区。

东莞松山湖水厂是国务院部署的172项节水供水重大水利工程之一——珠三角水资源配置工程。水厂采用预处理+常规处理+臭氧活性炭+膜处理+安全消毒全流程制水工艺，可日生产自来水110万立方米。

©东莞松山湖水厂航拍俯瞰图。

新方案大幅节约水厂用地

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，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不断增加。

©东莞松山湖水厂采用叠合式设计的沉清叠合池、清水池和砂滤池。

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，需要占地500亩左右。而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？设计单位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。

©东莞松山湖水厂厂区单体建筑逐渐落成。

中铁四局项目技术团队科学布置地下管线，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。这种设计方案成功将24个标高不同、形状不同、功能不同的构筑物“塞”进了290亩的面积内。

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。

©东莞松山湖水厂厂区最深基坑——进水泵房基坑首块底板浇筑。

要想让设计方案顺利落地，必须创新建造技术。中铁四局建设者使用无人机，通过空中“慧眼”测绘扫描，获取了数万个点位的三维坐标信息，精准得出土方量、精确坐标等参数，为土方外运和回填工作提供了参考。

©东莞松山湖水厂项目部青年技术人员进行测量作业。

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，中铁四局项目技术团队还在基坑开挖的边墙内嵌入预应力锚固体系，充分利用边墙岩土的自身稳定性抗倾塌。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，还更加方便机械土方开挖和主体结构施工。

虚拟空间“预装配”管道

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，复杂程度就像人体的大动脉和毛细血管，各类管道总长更是达到50.54公里。

©东莞松山湖水厂沉清叠合池和砂滤池航拍。

叠合式设计，让管道线路只能在有限的空间内布设。平面图纸上呈现的纵横交错、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。为此，中铁四局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一致的虚拟空间，对各类管道进行“预装配”。

©东莞松山湖水厂项目部采用BIM技术助力工程建设。

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，中铁四局建设者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。

©东莞松山湖水厂厂区大直径工艺管道焊接。

叠合式设计还使得施工空间狭小，增加了现场作业的难度。事先在虚拟空间对管道“预装配”，则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，还使管道安装效率提高了10%。此外，中铁四局项目技术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的高质量建设。

©坐落于松山湖风景区的东莞松山湖水厂。

截至目前，东莞松山湖水厂正在进行通水前的准备。正式通水后，将惠及370万人用水安全，对推动东莞市高质量发展具有重要意义。

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原标题：《科技日报：叠合设计把超大水厂“装”进4A级景区》

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