沙北實驗學校基坑降水及地表水循環收集再利用技術

中交二航局第一工程有限公司，湖北 武漢 430080

1 建筑工程概況

沙北實驗學校位于工農路與徐橋路交叉口北側，與南北向呈40°夾角，西接城市公園綠地，北靠津鄉大道與沙市中學隔街相望，用地面積為49707.89m2，總建筑面積為42779.9m2，其中，地上建筑面積為28569.29m2，地下停車場建筑面積為14210.61m2，基礎埋深約為5.5m。基坑支護形式分別為鋼板樁、鋼板樁+內支撐、放坡+排樁支撐體系，其中，支護樁為φ800mm鉆孔灌注樁，將靠近道路側的三排φ600mm水泥土攪拌樁結合部分高壓旋噴樁作為外部止水帷幕。基坑四周設置單排600mm×400mm截水溝已收集基坑外部雨水，同時可防止周邊地表水流入坑內，為基坑內部干施工創造條件，基坑內排水設置一條環形的截面尺寸為300mm×400mm的排水溝和13處集水井進行泵抽明排，邊坡坡面根據需要每2m設置若干泄水孔，從而實現對地下水位的有效控制，確保施工安全。

1.1 基坑排水設計要求

（1）地面硬化及地表排水。①坡頂硬化寬度可根據現場情況進行調整，坡頂有道路，地面硬化應與現有道路形成整體封閉，避免地表水從坡頂滲入邊坡。②基坑地表水可根據地形情況、場地條件，在基坑周邊設置截水溝或3%反向坡進行疏排，防止周邊地表匯水流入坑內。③基坑內部積水采用環形集水溝并分布集水井的方法進行泵抽明排，沿坑底四周開挖截面尺寸為300mm×400mm的集水溝，利用磚砌并砂漿進行抹平，設置坡度為0.1%的流水縱坡，并實際情況按照30m左右間距布置一定數量的集水井，以抽排坑內積水，排入沉淀池后再進行收集利用。④在邊坡坡面根據需要每隔2m設置若干泄水孔。

（2）下部砂層承壓水處理。①該項目基底已基本揭露下部承壓含水層，對該區域下部承壓含水層需要采用減壓降水，降水施工過程中水位應控制在絕對標高25m左右，基坑開挖前還應根據降水井抽水運行期間實際觀測結果進行必要的補井調整。②降水管井設計深度暫定為22m，以進入卵石層6m為準，成井直徑為600mm。單井出水量為50m3/h（1200m3/d）。井管采用直徑為280mm的鋼管和纏絲包網填礫過濾器，填礫規格為2.5～3.5mm，過濾管的孔隙率不小于25%，具體要求是每30cm2要有3個過濾管，圓孔直徑為15mm，孔與孔之間的間距為4～6cm。成井完后，應立即洗井，確保降水井的靈敏度。

1.2 場地水文條件

荊州市沙市區地處長江古道，江湖水系發育，長江為區域內主要水系，區內河、湖、塘、堰星羅棋布，地表水資源極為豐富，地下水埋深較淺。根據設計水文地質報告并結合現場鉆井取樣判定，該場地地下水主要為上層滯水。

2 基坑降水及地表水循環收集再利用要點

2.1 基坑降水回收

該項目在基坑內布置15口降水井，其中管井降水井10口，觀測備用井5口，采用DN60的支管以及0.4m的潛水泵對基坑內進行不間斷的抽水，同時要在施工現場布置兩條DN400的主降水管道，使支管的水流入主降水管道，同時在基坑的南側和西側分別布置一個邊長為4m的鋼板水箱作為建筑的沉淀池，使主管道的水通過抽排匯入沉淀池，在沉淀池內沉淀后進入蓄水池，最后將蓄水池內的水通過加壓泵根據需求輸送到建筑施工現場，進行再次利用。經過收集的水可以作為建筑用水，同時可以清洗施工設施和車輛，起到綠化、消防、混凝土的養護以及灑水降塵等多種作用，達到對日常基坑施工降水的充分利用，形成環路。運用基坑降水回收利用技術，將基坑內的水抽到沉淀池進行三級沉淀，三級沉淀池中的溢水管道和發電機的進水口相連接，水力發電機的進出水口要與市政排水井相連接，集水池和其他水箱之間設置浮球閥，可以在水箱缺水時進行提醒，自動上水，避免出現建筑施工用水不足的現象。

2.2 施工現場雨水回收

荊州市屬東亞副熱帶季風氣候，氣候溫和濕潤，多年平均降水量為1200mm左右，呈東向西逐漸減弱。從整年的分配可以看出，降水主要集中在5—11月，多年平均為900mm左右，占全年降水量的70%～80%。項目進場后對基坑周邊場地進行整平，采用混凝土硬化總體布置截水溝，施工場地與截水溝形成0.4%～0.6%橫向坡度，基坑內沿坑底四周設置一條截面尺寸300mm×400mm的環形磚砌排水溝，通過潛水泵抽至附近排水溝進入三級沉淀池，經沉淀后收集至相應蓄水池中。項目后期通過提前施工屋面排水管道，通過正式的排水管網收集屋面雨水至集水池，從而滿足現場施工用水的需要。

3 基坑降水及地表水循環收集再利用技術在施工過程中的應用

3.1 提供施工現場車輛沖洗用水

該工程體量大，場內出入車輛多，應當地環保局要求所有車輛經沖洗干凈后方可出場。現場兩個施工大門均設置自動洗車裝置，保證洗車效果的同時需要消耗大量的水進行清潔，如果使用地下水清潔則會對水資源造成嚴重的浪費，達不到節能環保工地的要求。在現場清洗車輛的過程中利用變頻加壓泵把三級沉淀池中的水輸送到洗車槽附近的蓄水池，對車輛進行清潔，與此同時也可以將洗車用水進行再次回收，進行三級沉淀，沉淀后再利用，有效減少自來水的浪費，顯著提高水資源的利用率。

3.2 提供施工現場消防用水

施工消防用水是工地必不可少的用水項目，建筑施工的現場都會按照要求配備專業的消防器材和消防栓，該項目將地下降水的一個端口接入辦公區域和鋼筋、模板加工場的DN110的安全消防栓，每一個消防主管上每隔30m預留一個消防管道的接頭，方便使用，提高使用效率，同時需要安裝兩臺變壓加壓泵，其中，1臺用于控制消防用水，1臺備用，以保證施工現場的消防安全，提高施工效率。

3.3 提供施工現場綠化澆灌及噴淋系統用水

建筑工地揚塵治理一直是備受社會關注和環保部門監管的重點對象。施工現場大量的運輸車輛和土方施工必定會產生大量的揚塵，對工地形象和工地施工人員及周邊居民生活產生嚴重影響，為此，在項目前期規劃中應將綠化施工作為重點環節。綠化選擇合適位置并安裝蓄水量適宜的蓄水池，用加壓水泵將蓄水池內的水送至綠化主管道中，在綠化主管道上安裝支管，每50cm設置1個噴淋，對綠化植物進行全覆蓋。在施工便道兩側埋設豎向降塵支管，降塵支管采用DN40鋼管，高出地面2.3m，端頭安裝旋轉噴淋頭，同時在離地面0.4m處設置集中取水點，定時灑水，為建筑施工工作人員以及周邊居民提供一個健康環境，落實項目綠色施工的原則。

4 基坑降水及地表水循環收集再利用注意事項

基坑降水及地表水循環收集再利用技術應該在確保自然水文環境不受破壞的前提下合理利用。

（1）在項目前期設計和規劃階段地勘階段充分考慮是否會破壞自然水環境。

（2）在施工過程中涉及降水井、鉆孔灌注樁、水泥攪拌樁等有可能對地下水破壞的工序中做好技術方案。

（3）制訂專門的施工降排水方案，統籌利用水資源，并報批歸檔。

（4）將收集再利用水資源與自來水供水系統分離使用，避免混用，造成質量問題和人員健康問題。

5 基坑降水回收利用技術的效益

此項技術在使用的過程中會為建筑施工帶來顯著的社會效益和經濟效益。節能環保綠色回收理念的應用使該技術在施工中更加有亮點，是企業社會責任的體現，為建筑企業樹立了良好的企業形象。與此同時，回收利用技術使建筑過程中減少材料投入，減少傳統基坑中抽取地下水所造成的資源損耗，降低能源產出，節約建筑用水，縮短施工周期。

6 結束語

深基坑降排水施工技術是建筑過程中的一大難點，降排水效果直接影響工程的施工進度、基礎質量、施工過程中的安全隱患和后續使用情況。在沙北實驗學校施工前期，項目部針對基坑降排水工藝做了大量工作，并在專家論證會上與專家進行了深刻討論，制訂出了合理高效的施工方案，達到了降低地下水位的目的，又實現了重復利用地下水。該項目施工過程中通過應用基坑降水及地表水循環收集再利用技術，使施工過程中的混凝土養護用水、消防用水、綠化種植用水等用水量明顯減少，讓現有的水資源得到了回收再利用，降低了施工廢水的排放量，提高了水資源的利用率，實現了可持續發展的建筑目標，完成了建筑工程施工目標，符合國家可持續發展的綠色節能環保理念，有利于建筑行業的健康發展。