狹長場地下階梯式污雨水收集處理及利用技術

曾志輝 邱 茂 易志宇

湖南省第六工程有限公司 湖南 長沙 430103

1 工程概況

星城天地項目施工總承包工程一標段位于湖南省長沙市雨花區韶山南路和湘府路交界處，毗鄰德思勤廣場、星光天地等大型綜合體。

工程總建筑面積約為20萬 m2，其中地上面積約16萬 m2，地下面積約4萬 m2。地下部分設2～3層整體地下室，地上部分3棟超高層住宅、1所小學和1棟幼兒園沿蓮湖二路由西北向東南依次分布，超高層住宅層數分別為55、55、44層，最大建筑高度176.95 m，主要結構形式為剪力墻結構。

項目用地紅線長向緊沿蓮湖二路，長度達415 m，短向緊貼兩側人行道路，南向主體結構與另一施工單位施工的二標段分界后澆帶最短距離僅2.15 m，場地十分狹長（圖1）。同時，項目場地內天然地形和設計完成地形均呈西北向高、東南向低的走勢，最大落差達5 m。

圖1 星城天地項目效果圖

2 技術研究背景

節水與水資源利用作為建筑工程施工現場綠色施工的重要一環，正日益受到重視[1]。

目前，絕大多數建筑工程施工現場采取的措施主要是對雨水進行收集和利用[2-7]，而對于先行施工的裙樓屋面上滴落的雨水、沖洗車輛（各類施工車輛等）產生的污水等則未進行有效的收集、利用，導致水資源回收利用率不高。同時，也存在著水資源處理后使用方式單一、未形成集成系統，裝置較小、收集效率較低或為提高效率需占用大量場地內空間進行相關設施的布置等缺陷[8-11]，對于施工場地狹小的工程來說難以適用。

為解決以上方法的不足，結合工程的實際情況，設計并提出了一種狹長場地下的階梯式污雨水收集、處理及利用技術。

3 技術要點

3.1 技術原理

設計一種狹長場地下的階梯式污雨水收集、處理及利用系統（圖2、圖3），主要組成部分包括污雨水收集系統、污雨水處理系統和污雨水利用系統。

圖2 污雨水收集和處理系統剖面布置設計

圖3 污雨水收集和處理系統平面布置設計

污雨水收集系統由道路排水溝、散水排水溝、洗車槽和清水池組成。

道路排水溝和散水排水溝分別設置在道路和建筑物旁，并通過道路中的預埋排水管相互連通。由于場地狹小，洗車槽直接設置在道路上并與道路排水溝連通。清水池與道路排水溝的末端相連。

污雨水收集系統主要對路面和裙樓屋面的雨水、沖洗水以及沖洗泵管和車輛的污水進行收集，收集的污雨水經處理系統處理后匯入清水池內。

污雨水處理系統包括多級沉淀單元和沉砂池，多級沉淀單元的進水端和出水端均與道路排水溝連通，沉砂池布置在道路排水溝上且設置在多級沉淀單元之間。道路排水溝內收集的污雨水通過多級沉淀單元的進水端進入多級沉淀單元內，并經過沉淀過濾后，通過出水端再排入道路排水溝內，之后通過設置在道路排水溝上的多個沉砂池進行加強沉淀處理后最終排入清水池內。

污雨水利用系統的組成部分有消防水池、與消防水池連通的市政補水管、用于連通清水池與消防水池的清水管、設置在消防水池內的液位浮球、控制器、與消防水池連通的輸水管和設置在輸水管上的抽水泵，控制器分別與液位浮球和抽水泵電連接。

污雨水利用系統利用建筑物地下室內永久的消防水池作為儲水區，通過市政補水管和清水管分別將市政水和清水池內的清水引入消防水池內。液位浮球用于自動控制市政補水量，補水量根據消防水池下降的水位確定，通過液位浮球將水位反饋給控制器。

消防水池外安裝控制器，控制器接收液位浮球的信息反饋，控制抽水泵的動作，將消防水池內存儲的水通過輸水管輸送至各個施工用水點。

3.2 工藝流程及實施案例

3.2.1 施工污雨水收集系統

先行施工洗車槽，洗車槽的位置和個數根據工程的需要確定，洗車槽包括間隔交替布置的凹槽和反坎。

為確保車輛通行便利和沖洗水排放順暢，凹槽和反坎的長度和截面尺寸相同，其長度應長于主要施工車輛的軸距，截面尺寸應根據車輛的沖洗水排放順暢和車輛通行的便利情況綜合確定，反坎面標高與臨時道路面標高相同，可在不影響臨時道路上車輛通行的前提下，沖洗車輛并將車輛的沖洗水通過凹槽匯入道路排水溝進行收集。

本項目施工中，為便于對混凝土泵車和運輸車輛的沖洗，在各棟建筑前各設置1個洗車槽，凹槽和反坎的長度均為3 m，截面尺寸均為200 mm×200 mm，每個反坎采用4φ12 mm架立筋、φ8 mm@250 mm箍筋，并澆筑C25混凝土制作而成。

然后，在洗車槽旁鋪設臨時道路，臨時道路的位置、寬度和坡度應根據現場實際情況和設計圖紙綜合確定。本項目中，沿設計圖紙中的永久道路走向鋪設臨時道路，臨時道路寬度與永久道路寬度相同，臨時道路表面向道路排水溝放坡，用于收集路面的雨水和沖洗水，坡度為1%；臨時道路鋪設前應按照設計圖紙施工完成永久性散水排水溝，并預埋橫向排水管，散水排水溝內坡度朝向預埋排水管，用于收集裙樓屋面的雨水，為建筑物旁的永久性排水溝，其位置、走向、寬度和深度均根據設計圖紙確定。

本項目中，預埋排水管間距為10 m，散水排水溝內坡度為1%。

之后，在臨時道路和洗車槽旁砌筑道路排水溝，道路排水溝沿臨時道路走向進行布設，道路排水溝面標高與臨時道路面標高相同，寬度和深度以保障汛期雨水排放順暢為原則。

通過計算確定，本項目中，道路排水溝寬、高各為200 mm。

3.2.2 施工污雨水處理系統

根據工程場地內地形特點，污雨水處理系統的多級沉淀單元和沉砂池呈階梯式依次布置。

首先在每個洗車槽邊砌筑一個多級沉淀單元，每個多級沉淀單元均由第一沉淀池、第二沉淀池和第三沉淀池組成，第一沉淀池和第三沉淀池分別通過排水溝和預埋排水管接入道路排水溝，實現污雨水由道路排水溝進入多級沉淀單元內，并依次通過第一沉淀池、第二沉淀池和第三沉淀池沉淀后再次流入道路排水溝內，多級沉淀單元的大小根據污水處理量確定，其頂面標高略低于洗車槽面標高（圖4）。本項目中，第一沉淀池、第二沉淀池和第三沉淀池的長、寬、深均為1.2、1.2、1.0 m。

圖4 污雨水收集和處理系統節點平面布置

在每兩個多級沉淀單元之間均勻布置兩個沉砂池，即對沉砂池位置處的道路排水溝局部挖深，各沉砂池的面標高與所在位置的道路排水溝的面標高相同，寬度與道路排水溝寬度相同，長度和深度根據排水量確定。

本項目中，沉砂池的長、寬、深各為500、200、500 mm。最后，在污雨水收集系統和污雨水處理系統的末端砌筑一個清水池，清水池長、寬、深各為2.4、2.4、1.2 m。

3.2.3 布設污雨水利用系統

利用建筑物地下室內永久的消防水池作為儲水區，將市政補水管和清水管接入消防水池內，用于市政水和清水池內的清水引入（圖5）。

圖5 污雨水利用系統節點側視效果圖

市政補水管和清水管的管徑由施工需水量確定，本項目中，市政補水管和清水管的管徑均為120 mm。消防水池內設置液位浮球，用于自動控制市政補水量，補水量根據消防水池下降的水位確定，通過液位浮球將水位信息反饋給控制器。在消防水池外安裝控制器，用于接收液位浮球的信號反饋；控制器的另一側同時連接抽水泵，通過控制器控制抽水泵動作，將消防水池內存儲的水通過輸水管輸送至各個施工用水點，抽水泵的功率和輸水管的管徑根據施工需水量確定，本項目中輸水管的管徑為200 mm。

4 結語

狹長場地下階梯式污雨水收集、處理及利用系統已經應用于星城天地項目的施工中，在實現了對路面和裙樓屋面的雨水、沖洗污水進行收集、處理和使用的同時，結合了階梯式的地形特點，充分利用場地內永久道路、消防水池等永久性設施，實現了永臨結合。

所述技術在提高水資源回收利用率的同時，避免占用大量的場地內施工空間，特別適合應用于施工場地狹小的工程之中。