建筑施工現場水回收利用自動噴淋降塵系統應用優勢探析

（甘肅第七建設集團股份有限公司，甘肅 蘭州 730000)

0 引言

城鎮化伴隨而來的是城市人口和建筑密集化，環境污染源迅速增多。如何采取各種有效措施保護賴以生存的生態環境，是全社會共同面臨的問題。我國已成為世界上嚴重缺水的國家之一，水資源在建筑工程施工中的耗用和浪費非常驚人，因此，在施工過程中對水資源進行有效管理、減少浪費、合理利用很有必要。

蘭州市作為新興工業城市，由于其工業布局和能源結構不合理性，外部生態環境條件較差，冬春季節沙塵活動頻繁，外來流動污染源影響力大，加之當地的地形地貌及其產生的不利于污染物擴散的氣象條件，使得蘭州市的大氣污染具有其特殊性[1]。因此，蘭州市的大氣污染需要主動干預，限制其規模、級別，采取對應的輔助手段進行消除，經過一個時期的主動干預以達到改善蘭州市空氣質量的目的。

近年來，蘭州市為加強空氣質量持續改善，確保全年空氣質量目標任務的完成，防止由于建筑施工造成的作業污染和擾民，保障建筑工地附近居民和施工人員的身體健康，相繼出臺多個加強建筑施工防塵辦法，在多個區布置了環境監測點，同時加大了巡檢制度和處罰力度[2]。

建筑施工企業離不開施工現場，企業效益靠施工過程的完成來實現。施工企業既要遵守國家法律法規，有義務維護自然環境，又要保證企業的正常施工任務，節能降耗并實現企業利益最大化。而傳統的現場降塵措施主要是人工觀察、人工灑水方式，不僅耗費了大量的物力和人力，而且效果不佳，因此有必要研發一種新的技術，既能滿足現場降塵要求,又能利用地下水及廢水，節約資源，降低成本[3-5]。

1 工程概況及具備的基礎和優勢

1.1 工程概況

蘭州空間技術物理研究所經濟適用住房項目（二標段）建筑面積約156929m2。該項目占地面積大，結構體量大，施工周期長，地處蘭州市城關區南昌路東口繁華地段。質量創優要求高，必保“飛天獎”，并通過“全國第六批綠色施工示范工地”驗收。

1.2 具備的基礎和優勢

目前，已具備滿足現場降塵的水源，并有降塵所必須的部分降塵設備，接下來是將現有的基礎降塵設備與水回收利用系統采用一種智能設備聯動起來，以大量減少降塵抑塵人工費用，及提高地下水資源的再利用。

1.2.1 降塵抑塵設施

為了滿足蘭州市“六個百分百”的規定要求，針對施工揚塵，現場已采取的控制措施主要有：施工現場設置圍擋，塵埃物料進行覆蓋；施工現場場內道路硬化，道路和建筑物周邊設置完整的雨水和廢水回收系統；手推灑水車、霧炮機（人工啟動式）灑水降塵；設置了車輛沖洗設備，施工車輛出入施工現場必須沖洗車輛，防止泥土帶出施工現場影響城市衛生。

1.2.2 水回收系統

蘭州市城關區內的建設項目多處于黃河兩岸,地質報告揭示地下水位埋深大多位于地表下4～19m，本工程基坑底標高-11.15m，地下水位標高為-4.14m，即有豐富的地下水資源可以回收利用。為了滿足正常施工，必須將地下水水位降至筏板墊層下500mm，且要設置降水井、水泵、沉淀池、排水管道，因此，水回收系統無需另行配置。

2 技術原理分析

依托蘭州空間技術物理研究所經濟適用住房項目（二標段）項目，利用豐富的地下水、持續的降水及施工現場雨水、廢水處理回收水作為水源，采用智能監控設備自動檢測揚塵污染值、主動干預降塵抑塵進行聯動，實現建筑施工現場節約用水、自動檢測、主動降塵的目的。

2.1 技術原理

通過安裝在建筑物四周、施工道路邊、砂石料堆放區和加工區的粉塵檢測儀、降塵噴霧管道和降塵機，將采集的信息由管線傳輸至值班室控制平臺。控制平臺設定浮塵PM2.5～PM10的范圍，在超出數值時發出聲光報警，顯示報警區域，自動啟動養護與降塵合用水泵，同時，連鎖啟動浮塵區域降塵機，打開報警區域的噴霧降塵管道常閉電磁閥，關閉養護用水主干管常開電磁閥，以確保降塵水量。降水井抽出的地下水、雨水及建筑廢水處理回收后的水源通過水泵形成高壓水，由水泵噴霧噴頭將霧化水噴出，霧狀水分子迅速與地面揚起的塵埃粒子相結融合，比重加大沉落到地表面，阻止了灰塵外揚和排入到空氣中擴散造成環境污染，從而實現自動檢測主動降塵。

2.2 工藝原理圖

2.2.1 降塵設備與管網布置三維模型示意圖

見圖1。

圖1 降塵設備與管網布置三維模型示意圖

2.2.2 水回收利用自動噴淋降塵系統三維模型示意圖

見圖2。

圖2 水回收利用自動噴淋降塵系統三維模型示意圖

3 施工工藝及技術分析

3.1 施工工藝流程圖

該技術施工工藝根據施工現場現有的基坑降水設備、雨水回收系統，降塵設備等基礎設施，通過自動檢測系統進行聯動，形成一整套建筑施工現場水回收利用自動噴淋降塵系統，簡單易行，見圖3。

圖3 施工工藝流程圖

3.2 技術指標

3.2.1 降塵覆蓋率

辦公區、綠化區、室內庫房、非施工部位道路不進行降塵，施工區、建筑物四周施工道路、材料加工區、堆料區進行降塵，降塵面積覆蓋率達到施工現場建筑結構外施工面積的80%。

3.2.2 噴霧管道安裝指標

沿建筑物外圍結構四周固定，標高約10m，噴頭安裝水平向上45o仰角。無建筑結構可依托施工道路降塵管道安裝，高度3m，噴頭安裝水平向上45o仰角，確保降塵效果，如圖4、圖5。

圖4 噴霧降塵效果（一）

圖5 噴霧降塵效果（二）

3.2.3 基坑降水井利用率

項目基坑四周布置降水井17口，降水井間距18-20m，井深12.5-17.5m，均具備有組織收集條件，回收利用率達到100%。

3.2.4 監測點布置

在施工區域內多點布設監測點，沿建筑外圍結構四周及施工道路每50m布置一個監測點；砂石料堆放區、加工區每400m2設置一個監測點、粉塵探測率達到100%。

3.2.5 粉塵控制指標

粉塵容量PM2.5 大于60μg/m3、PM10 大于120μg/m3，則啟動噴灑降塵水泵，粉塵容量PM10 小于120μg/m3、PM2.5小于60μg/m3，則自動關閉噴灑降塵水泵[6]。

3.3 技術創新性分析

該技術實現了與揚塵監測報警系統的信息資源共享，并能與揚塵監測報警系統進行遠程聯合調試、檢測、試驗，解決了人工降塵的局限性，把耗時耗力、效果不佳的工作提升為自動控制、反應及時、覆蓋面積大、降塵效果顯著的綠色施工，同時，能很好使用管網及水處理系統將地下水和雨水收集并回收利用，能有效節約用水，減少浪費，也是對揚塵監測報警系統的補充和完善，可以根據環境變化情況隨時調整揚塵檢測系統設定值，使自動噴淋隨時處于受控狀態，工藝簡單、操作方便、易于掌握，有著很高的推廣應用價值。

1）地下水和雨水收集并回收利用為本系統提供水源；

2）將降塵管網依托建筑主體結構，進行高空噴灑，確保降塵效果；

3）將施工用水、養護用水與降塵用水共用一套給水設施，提高設備料的利用率，且可重復使用，節能降耗。

4 效益分析

4.1 經濟效益

1）與傳統的人工噴灑施工方法相比較，按本工法施工時保證了自動噴淋及時性，且能100%保證設定范圍內全覆蓋，避免了漏灑或不灑的問題，減少人員管理成本。

2）項目預計節約人工噴灑現場費用：2（人）×30（d）×150（元/d）×24月合計為216000元。

3）項目水源主要為地下水、雨水回收，按以下測算分析：

根據地質報告，基坑滲透系數為1m，潛水含水層厚度10.2m，基坑降水深度5m，降水影響半徑15m，基坑等效半徑5m。依據：

Q=1.336k(2H-S)S/Lg(1+R/r0)

式中：Q—基坑涌水量；

K—基坑滲透系數；

H—潛水含水層厚度；

S—基坑水位降深；

R—基坑影響半徑；

r0—基坑等效半徑；

計算得出基坑涌水量，Q=167m3/d。

降水期限為基坑開挖至基坑回填，預期18個月。利用率10%；即預期地下水可以利用量為167m3/d×30d×18月×0.1=9018m3。

根據蘭州市年均降水量327mm，且主要集中在6-9月，歷年平均降水天數為75d，現場占地面積為49687 m2，雨水利用率按照25%計算，預期利用雨水：0.327×49687×0.25=4061.75m3。

從地下水、雨水收集節約水資源大約為：9000m3+4000m3=13000m3，降低成本13000m3×2.35元/m3=30550元。

4.2 社會效益

蘭州市1998年啟動“藍天工程”，近年來更是采取一系列管控措施治理環境污染。本項目利用地下水、雨水作為降塵水源，節約了大量水資源，并采取自動監測降塵手段消除揚塵，在一定區域內實現了大氣污染的主動干預，限制其規模、級別，經過一個時期的主動干預，達到了局部改善蘭州市城關區空氣質量的目的，為蘭州市建筑施工現場揚塵控制提供了可操作的技術保障，進而為“蘭州藍”的實現做出了貢獻。