锦通集团《深基坑地下水循环利用后排放工法》

深基坑地下水循环利用后排放施工工法重庆锦通建设（集团）有限公司蔡绍林赵洋龚焰陈朝贵向建宝1．前言1.1随着日新月异的城市建设的发展，地下空间的利用和开发越来越频繁，随之而来的地下水的处理利用就是一个重要的问题。一般地下水的抽取和排放长达数月，当设计有变形缝、后浇带的要求时，深基坑排水时间则更长。地下水按常规，是直接排入城市管网，地下水中常常会带有大量泥沙，进入市政管网沉积下来，必定会造成市政管网的淤塞和污染，地下水的外排是一种资源的浪费，另一方面施工临时用水又要消耗大量的自来水，如砼搅拌用水、砼养护用水、消防用水、环境清洁用水等,一方面施工需要水，另一方面又把大量的地下水排掉，这不仅给自来水公司增加了负担，而且还造成经济浪费和环境破坏，实际上是一种资源的浪费,因此提出了“深基坑地下水循环利用后排放施工工法”。1.2我公司通过工程实践，对地下水的循环利用进行不断研究和不断地改进，最终形成了“深基坑地下水循环利用后排放施工工法”，这是一项适用范围广、经济效益明显、社会效益好的施工技术。2．工法特点本工法通过对地下水有效合理的利用，相比传统降水施工工艺——直排市政管网，功能单一、污染环境、浪费水资源的做法。本工法具有保护环境、节约水资源、操作简单、管理方便、质量稳定、安全可靠、节能节源的特点，工艺新颖，易于推广，经济和社会效益明显。3．适用范围适用于有丰富地下水源，经工法公式计算后，能满足现场施工用水量的不同规模的建筑工程。4．工艺原理4.1地下水成因基础工程基坑开挖时，常常遇见基坑底设计标高低于地下水位标高，必须排除地下水才能进行基坑开挖。这就必须把地下水位高程降到基坑底部设计标高以下，用抽水泵将地下水抽走，降低水位利于工程施工。4.2工艺原理施工期间，利用地下水位与基坑底设计高差，涌出的地下水自流进集水井，地表水和临时施工用水通过建筑物四周修建的明沟，引流进集水井。集水井中的水质经过有资质的检测单位检测，利用检测出的数据与《地下水质量标准》（GB/T14848）和《混凝土用水标准》（JGJ63）的数据对比分析后，提出水处理方案和工法流程，通过水处理流程处理后的水达标利用，超出利用的部分排至市政管网，完成工法系统功能，实现利用、排放、节约资源、保护环境的目的。5．施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程图5.1施工工艺流程图5.2操作要点5.2.1施工准备1、耗水量计算施工准备定位放线建集水井建过滤池建药池建达标水清水池管线安装建引流沟利用1）工程用水量计算计算公式：（5.2.1-1）式中：施工工程用水量（L/s）未遇见的施工用水系数1.1年月计划工程量以实物计量施工用水定额年度有效工作日（取200天），一个月（取30天）b每天工作班数（取1）每班用水不均匀系数1.52）机械施工用水计算计算公式：（5.2.1-2）式中：机械施工用水量（L/s）未遇见的施工用水系数1.1机械台班数施工机械用水定额每班用水不均匀系数1.53）工地生活用水量计算计算公式：（5.2.1-3）式中：施工工地生活用水量（L/s）施工现场高峰期生活人数施工工地生活用水定额（L/人）K3施工工地生活用水不均匀系数取1.3每天工作班数取1班4）生活区生活用水量计算计算公式：（5.2.1-4）式中：生活区生活用水量（L/s）生活区生活人数生活区昼夜全部生活用水定额取10L/人生活区生活用水不均匀系数取2.05）消防用水量计算计算公式：1.2（q1+q2+q3+q4）（5.2.1-5）式中：消防用水量6）施工工地总用水量计算计算公式：=1.3（用水修正系数取1.3）Q=1.1×L/s（1.1为管漏水系数）(5.2.1-6)式中：Q施工工地总用水量2、管径确定1）地下水标高和基础开挖的坑底标高差确定集水井开挖深度，一般集水井底部标高设在基坑底部标高下2米为宜；2）根据建筑物的规模计算每天临时施工耗水量和工作时间，确定每小时需水量；3）根据需水量确定水管的规格型号：计算公式：(5.2.1-7)式中:d配水管直径（m）Q施工工地总用水量（L/s）Ɲ管网中的经济水流速度（m/s）（一般取1.6m/s）3、水池容量的确定1）清水池计算出清水池的容量计算公式：V=K·Q·H（5.2.1-8）式中：V拟建水池容积（m3）Q施工临时用水量（m3/s）H施工时间（h）K用水量系数1.3再根据容积确定水池规格计算公式：a·b·hV（5.2.1-9）式中a水池长边（m）b水池短边（m）h水池高（m）（一般以2m高为宜）2）沉淀池沉淀池的容量，按照已计算出的清水池的1/2来设计。3）过滤池按沉淀池容量设计，但顶部标高低于沉淀池顶部标高100-200mm，便于水从沉淀池自流进过滤池。4）药池药池的容量，参照沉淀池规格的1/2来设计。4、达标水的确定确定达标水质的关键是进行水质化验，水质根据具有资质的水质检测单位，对水质化验分析结果，确定水处理中用药种类（如：菌落总数超标，可选择在药池投放漂白粉杀菌）及附加过滤层（如：耗氧量超标，可设置附加过滤层为活性炭）的种类。（如：耗氧量超标，可选择设置活性炭过滤层）5、根据以上步骤的，最后确定了水处理工艺流程（图5.2.1）。集水井沉淀池过滤池（增加活性炭层）药池清水池（达标水）施工用水加入漂白粉排放地下水加入聚合氯化铝回收生活用水(非饮用)图5.2.1水处理工艺流程图5.2.2定位放线根据施工工艺流程图制定施工图，再按照施工图定位放线。5.2.3集水井在施工现场，建筑物基础平面外地势低洼处打钻一口集水井（图5.2.2），井底标高低于地下水位线标高下2米，用于收集地下水，降低水位便于基坑开挖。可设置多个集水井以满足施工现场用水量的需要。图5.2.2集水井平面、剖面图5.2.4沉淀池根据第5.2.1节的计算结果修建沉淀池。将集水井中的地下水和循环收集水抽至沉淀池（图5.2.3），沉淀池设置两个，一个用作水的自然沉淀，第二个沉淀池用作投入聚合氯化铝絮凝剂进一步泥水分离。备注：1、各种池底部均为100-200mm厚C30混凝土基础；2、壁厚不低于250mm厚C35混凝土壁，如果水压大于池壁的承压力，应相应加厚，以满足水压强度的要求；3、以上要求后文不在赘述。abbh图5.2.3沉淀池平面、剖面图5.2.5过滤池同沉淀池规格，顶部标高低于沉淀池顶部标高100-200mm。将经过沉淀池处理后的水，利用沉淀池底与过滤池顶高差，通过PVC管道或顶部开口自流进过滤池（图5.2.4），池中分层设置过滤物料，分别为石英砂层、碎石层、鹅卵石层，其中加置一层厚200mm以上的附加过滤层，此过滤层按检测出来的水质分析结果，设置相应的过滤处理，使水质达标的作用。图5.2.4过滤池平面、剖面图5.2.6药池药池的规格，是沉淀池设计规格的1/2。经过滤池处理后的水利用过滤池底部标高与药池顶部标高高差，经PUVC管道自流进药池（图5.2.5）。药池是起到按检测出来的水质分析结果，投入相应的药剂进行处理，使水质达标的作用。abahabha图5.2.5药池平面、剖面图5.2.7清水池清水池设置两个，便于分开清洗，作存储达标水用。利用药池底与清水池顶高差，通过PUVC管道自流进清水池（图5.2.6）。图5.2.6清水池平面、剖面图5.2.8管线安装通过明沟引流、铺设管道的方式，将各个设施连接，形成完整的水处理系统（图5.2.7、图5.2.8）。在各设施之间不能形成自流的情况下，加装压力泵。bhba说明：1、降水井的地下水用1台50WQ20-40-7.5潜水抽水泵，将水抽至沉淀池，puvcDN100管材；2、将沉淀池过滤处理利用后回收的水收集至循环水回收井，再用1台50WQ20-40-7.5潜水抽水泵将循环水抽至沉淀池，puvcDN75管材；3、将过滤池中的沉淀水用puvcDN75管自流至过滤池，池底泥沙用DN100管清洗排出；4、将过滤池中的水分两组排出，一组用DN75puvc管自流至不达标清水池利用；一组用puvcDN75管自流经药池处理后流入清水池，形成达标水利用，利用后的剩余达标水至池壁上部排水口排出进入城市市政管网；5、将利用后的分散水和雨水收集到循环水回收井，再用1台50WQ20-40-7.5潜水泵抽至沉淀池循环处理利用和排放；6、用一台LG型高层建筑多级给水泵25LG3-10-121.2mpa，将药物处理过得清水加压抽至施工楼层，用于混凝土浇筑和混凝土养护等利用，管材分别为：DN75、DN50和DN25，puvc管；7、将经过药物处理后的清水池中的水引自标准化生活饮用水处理系统，进行再处理，达到《生活饮用水卫生标准》后供职工生活饮用水；8、循环处理利用达标排放依据:《污水综合排水标准》（GB8978-1996)《生活污水排放标准》（GB18198-2002）《城市污水处理污水污泥排放标准》（CJ3025-93）《混凝土拌合水质量标准》（JGJ63-2006）《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006)图5.2.7管网施工平面图图5.2.8管网施工纵剖面图5.2.8回收、利用通过明沟引流或铺设管道的方式，将使用后的余水，回收至集水井（图5.2.7），在经过以上步骤循环处理、利用。5.2.9排放基础开挖高峰期，地下水相当丰富，处理后的达标水多于临时施工用水的部分，通过管道排入市政管网（图5.2.8），起到了不污染环境的效果。5.2.11循环利用、达标排放、构成了工法的完整体系。5.3劳动力组织（详见表5.3）劳动力计划表表5.3序号工种名称人数备注1项目经理12技术负责人13质量员14安全员25机械管理员16材料员17水、电工38杂工46．材料与设备6.0.1主要材料根据各种水池的位置关系和流程及施工临时用水量的大小，选择各类管径和材料的用量（详见表6.0.1）。主要材料统计表表6.0.1序号材料名称规格型号单位用途1水管PUVCm管路2生活水管PPRm饮用水管路3闸阀Z15个管路用4配电线NH-KVV-4*2.5m水泵配线5砖块建造设施用6水泥PR42.5吨设施用7卵石m3对水过滤用8碎石m3对水过滤用9河砂细砂m3对水过滤用10聚合氯化铝t泥水分离11活性炭t常用的过滤水的异味、降低化学耗氧量12漂白粉t常用的杀菌药6.0.2主要设备抽水泵的选择是根据拟建建筑物面积和施工进度计划，算出每天施工用水量，根据水泵工作时间计算出水泵流量和扬程（计算方法详见附件1），再根据流量和扬程选择水泵型号规格（详见表6.0.2）。主要设备统计表表6.0.2序号设备名称规格型号单位用途1潜水抽水泵50WQ20-40-7.5台抽集水井中的水至沉淀池2潜水抽水泵50WQ20-40-7.5台将回收至集水井中的水抽至沉淀池3LG型高层建筑多级给水泵25LG3-10-12台用于供给高层养护用水及其它用水4配电箱1600*600*370XL-21个用于给水泵5配电箱3600*600*370XL-51个用于抽水泵6.0.3主要构筑物各类水池的选择是根据建筑物的建筑面积，计算出临时施工用水量，根据每秒用水量(详见附件1)，选择各类水池的容量（详见表6.0.3），保证施工临时用水要求。主要构筑物统计表表6.0.3序号设备名称规格型号单位用途1集水井个用于降水和收集临时施工用水2沉淀池个用于沉淀3过滤池个用于过滤4药池个用于药物处理5清水池个用于储存清水6标准化生活饮用水处理系统套用于饮用水处理7．质量控制7.1质量控制标准施工中认真执行的主要规范有：《地下水质量标准》（GB/T14848）、《建筑工程绿色施工评价标准》（GB/T50640）、《绿色施工导则》（建质[2007]223号）、《混凝土用水标准》（JGJ63）、《建设工程施工现场消防安全技术规范》（GB50720），其它按照重庆市地方相关标准执行。7.2质量保证措施7.2.1根据施工现场平面布置要求，设计水循环利用系统，兼顾各个水的接入点和接出点。7.2.2对地下水和处理后的水进行水质化验分析，严格控制，对满足施工临时用水要求的地下水才能使用。7.2.3在整个水利用系统安装完成后进行试验，保证各管道不漏水，多级泵之间的转换，或利用进出水