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(qū)中醫(yī)醫(yī)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(xù)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(xù)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(yǎng)護、道路噴霧降塵用水、洗車池用水及生活區(qū)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(fā)電機，每天發(fā)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(fā)電機的進水口相連，水力發(fā)電機功率為10 kW，每天平均發(fā)電200 kW·h，水力發(fā)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(huán)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(guī)范》GB 50016—2012規(guī)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(guī)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(yè)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(jié)約用水，并且用于照明發(fā)電，進而達到節(jié)約成本的目的[4-6]。工程降水周期為9個月，節(jié)省總費用約80萬元。

5 結語

通州區(qū)中醫(yī)醫(yī)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(jié)能減排的目標，工地內的消防用水、道路降塵灑水、混凝土養(yǎng)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(fā)電達到了基坑降水的100%回收利用，同時節(jié)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。