變廢為寶
——基坑降水回收再利用技術

中建八局第一建設有限公司 濟南 250100

1 工程概況

北京通州區中醫醫院二期建設工程主樓基坑深度為17.31 m。擬建物東、西、南三側均無地面障礙物，北側距已有建筑物（急診樓、病房樓）及配套的能源中心較近。能源中心為地下2層，±0.00 m相當于絕對高程25.00 m，埋深為-16.50 m，現狀地表平均絕對高程為24.76 m，基坑深度為16.26 m。

本工程沿主體基坑外側（北側地下連續墻部分在基坑肥槽位置）布置降水井，降水井中心線距基坑開挖上口線1.50m，井間距10m；為了保證降水效果，在基坑中心位置布置了若干眼井；北側地下連續墻部分在基坑上口布置了若干眼臨時降水井，待錨桿施工完成后作為回灌井使用。主體基坑共布置長期降水井68口；臨時降水井（回灌井）12口。預估日抽水量2 552 m3，抽水周期270 d左右，總抽水量約413 424 m3。

2 100%回收利用技術設想

通過基坑降水井將水匯流至三級沉淀池內，再通過三級沉淀池的過濾沉淀后流入集水池，集水池內放置2臺水泵，將池中的水泵送至消防水箱內，最后再通過若干臺變頻加壓泵，輸送至施工現場作消防、施工混凝土養護、道路噴霧降塵用水、洗車池用水及生活區廁所的24 h自動沖水。上述用途的水約占30%的水資源，剩余水通過沉淀池溢水口流入工地內的排水管內，其間設計有超過2 m的水流落差供驅動水力發電機，每天發電200 kW·h，用于工地照明，實現了基坑降水井中水資源100%利用[1-3]。

系統原理如圖1所示。

圖1 基坑降水100%回收利用系統

3 100%回收利用系統的應用

基坑降水回收利用裝置包括依次由管道相連的基坑降水井、沉淀池（30 m3）、集水池（30 m3）。其中，沉淀池為三級沉淀池，在第三級沉淀池上部，設置溢水管道（φ150 mm）與水力發電機的進水口相連，水力發電機功率為10 kW，每天平均發電200 kW·h，水力發電機的出水口連接市政排水井。沉淀池和集水池中分別設有水泵（5 kW），經沉淀池沉淀完成的水收集至集水池，再泵送至消防水箱（32 m3），集水池和消防水箱均設置浮球閥，缺水時自動提水。消防水箱出口設有3臺變頻加壓泵，其中2臺為消防水泵（揚程100 m），消防泵為一備一用，另外1臺為其他用水泵（15 kW），主要供水至施工、道路噴霧降塵、廁所清洗用水等。為防止基坑降水供用不足，在引進地下水進入消防泵房的同時，也引入市政自來水，自來水端口同樣設置浮球閥，但浮球閥控制水位低于回收水位150 mm，以確保在回收水資源不足的情況下，由市政自來水自動補充，保證現場施工和環保的要求。

施工工藝順序為：沉淀池開挖→沉淀池砌筑→消防水箱安裝→提水泵、消防水泵安裝→基坑降水回收管接入→降水回收系統正式運行。

沉淀池為下沉式，采用灰砂磚砌筑而成，尺寸為（長）4 480 mm×（寬）2 480 mm×（高）2 350 mm。

3.1 臨時用水量計算

據估算，工程施工用水量2.836 L/s；機械用水量0.729 L/s；施工現場生活用水量2.186 L/s；消防用水量約35 L/s。據此，施工工地總用水量為35 L/s。

3.2 供水管徑計算

工地臨時用水需用管徑可按下式計算：

式中：d──配水管直徑，m；

Q──施工工地用水量，L/s；

v──管網中水流速度，m/s，取v=2.0 m/s。

根據施工工地總用水量，反算供水管徑為149 mm。即臨時用水主干管選擇φ150 mm可滿足使用要求。

3.3 水泵選擇

考慮到既滿足功能需要，又方便施工，根據管段計算流量參照水泵工作性能表選出水泵型號，見表1。

表1 水泵選型及布置表

3.4 水箱選擇

依據《建筑設計防火規范》GB 50016—2012規定，考慮每個水箱容積按1 h內加壓泵最多啟動6次，計算出水箱容積40 m3，故以規格為5 000 mm×4 000 mm×2 000 mm的塑鋼臨時水箱作為本工程施工時的臨時消防箱。

通過現場實施，回收效果非常好，如圖2～圖4所示。

4 效益分析

4.1 社會效益

通過此基坑降水回收利用系統的應用，使項目的綠色施工增添了一大亮點，項目部多次被推薦為綠色文明施工觀摩工地，同時被中國建筑業協會評為2014年“全國綠色施工示范工地”。

4.2 經濟效益

圖2 利用回收基坑降水頭進行噴霧降塵

圖3 洗車池利用回收基坑降水

圖4 利用回收基坑降水作廁所沖洗

根據上述技術，項目部深入策劃，將基坑降水系統抽取的地下水有效用于施工生產過程中，減少水資源的破壞和損失，降低能源消耗，節約用水，并且用于照明發電，進而達到節約成本的目的[4-6]。工程降水周期為9個月，節省總費用約80萬元。

5 結語

通州區中醫醫院二期建設工程通過利用基坑降水回收技術很好地完成了節能減排的目標，工地內的消防用水、道路降塵灑水、混凝土養護、洗車以及廁所沖洗等全部使用回收利用水資源，完全不使用市政自來水。并通過水力發電達到了基坑降水的100%回收利用，同時節約了施工用電量，為以后類似工程的綠色施工提供了技術支持。