变废为宝——基坑降水回收再利用技术

中建八局第一建设有限公司 济南 250100

1 工程概况

北京通州区中医医院二期建设工程主楼基坑深度为17.31 m。拟建物东、西、南三侧均无地面障碍物，北侧距已有建筑物（急诊楼、病房楼）及配套的能源中心较近。能源中心为地下2层，±0.00 m相当于绝对高程25.00 m，埋深为-16.50 m，现状地表平均绝对高程为24.76 m，基坑深度为16.26 m。

本工程沿主体基坑外侧（北侧地下连续墙部分在基坑肥槽位置）布置降水井，降水井中心线距基坑开挖上口线1.50m，井间距10m；为了保证降水效果，在基坑中心位置布置了若干眼井；北侧地下连续墙部分在基坑上口布置了若干眼临时降水井，待锚杆施工完成后作为回灌井使用。主体基坑共布置长期降水井68口；临时降水井（回灌井）12口。预估日抽水量2 552 m3，抽水周期270 d左右，总抽水量约413 424 m3。

2 100%回收利用技术设想

通过基坑降水井将水汇流至三级沉淀池内，再通过三级沉淀池的过滤沉淀后流入集水池，集水池内放置2台水泵，将池中的水泵送至消防水箱内，最后再通过若干台变频加压泵，输送至施工现场作消防、施工混凝土养护、道路喷雾降尘用水、洗车池用水及生活区厕所的24 h自动冲水。上述用途的水约占30%的水资源，剩余水通过沉淀池溢水口流入工地内的排水管内，其间设计有超过2 m的水流落差供驱动水力发电机，每天发电200 kW·h，用于工地照明，实现了基坑降水井中水资源100%利用[1-3]。

系统原理如图1所示。

图1 基坑降水100%回收利用系统

3 100%回收利用系统的应用

基坑降水回收利用装置包括依次由管道相连的基坑降水井、沉淀池（30 m3）、集水池（30 m3）。其中，沉淀池为三级沉淀池，在第三级沉淀池上部，设置溢水管道（φ150 mm）与水力发电机的进水口相连，水力发电机功率为10 kW，每天平均发电200 kW·h，水力发电机的出水口连接市政排水井。沉淀池和集水池中分别设有水泵（5 kW），经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设置浮球阀，缺水时自动提水。消防水箱出口设有3台变频加压泵，其中2台为消防水泵（扬程100 m），消防泵为一备一用，另外1台为其他用水泵（15 kW），主要供水至施工、道路喷雾降尘、厕所清洗用水等。为防止基坑降水供用不足，在引进地下水进入消防泵房的同时，也引入市政自来水，自来水端口同样设置浮球阀，但浮球阀控制水位低于回收水位150 mm，以确保在回收水资源不足的情况下，由市政自来水自动补充，保证现场施工和环保的要求。

施工工艺顺序为：沉淀池开挖→沉淀池砌筑→消防水箱安装→提水泵、消防水泵安装→基坑降水回收管接入→降水回收系统正式运行。

沉淀池为下沉式，采用灰砂砖砌筑而成，尺寸为（长）4 480 mm×（宽）2 480 mm×（高）2 350 mm。

3.1 临时用水量计算

据估算，工程施工用水量2.836 L/s；机械用水量0.729 L/s；施工现场生活用水量2.186 L/s；消防用水量约35 L/s。据此，施工工地总用水量为35 L/s。

3.2 供水管径计算

工地临时用水需用管径可按下式计算：

式中：d──配水管直径，m；

Q──施工工地用水量，L/s；

v──管网中水流速度，m/s，取v=2.0 m/s。

根据施工工地总用水量，反算供水管径为149 mm。即临时用水主干管选择φ150 mm可满足使用要求。

3.3 水泵选择

考虑到既满足功能需要，又方便施工，根据管段计算流量参照水泵工作性能表选出水泵型号，见表1。

表1 水泵选型及布置表

3.4 水箱选择

依据《建筑设计防火规范》GB 50016—2012规定，考虑每个水箱容积按1 h内加压泵最多启动6次，计算出水箱容积40 m3，故以规格为5 000 mm×4 000 mm×2 000 mm的塑钢临时水箱作为本工程施工时的临时消防箱。

通过现场实施，回收效果非常好，如图2～图4所示。

4 效益分析

4.1 社会效益

通过此基坑降水回收利用系统的应用，使项目的绿色施工增添了一大亮点，项目部多次被推荐为绿色文明施工观摩工地，同时被中国建筑业协会评为2014年“全国绿色施工示范工地”。

4.2 经济效益

图2 利用回收基坑降水头进行喷雾降尘

图3 洗车池利用回收基坑降水

图4 利用回收基坑降水作厕所冲洗

根据上述技术，项目部深入策划，将基坑降水系统抽取的地下水有效用于施工生产过程中，减少水资源的破坏和损失，降低能源消耗，节约用水，并且用于照明发电，进而达到节约成本的目的[4-6]。工程降水周期为9个月，节省总费用约80万元。

5 结语

通州区中医医院二期建设工程通过利用基坑降水回收技术很好地完成了节能减排的目标，工地内的消防用水、道路降尘洒水、混凝土养护、洗车以及厕所冲洗等全部使用回收利用水资源，完全不使用市政自来水。并通过水力发电达到了基坑降水的100%回收利用，同时节约了施工用电量，为以后类似工程的绿色施工提供了技术支持。