水利工程施工节水技术与应用

马志华，王学究，刘青

（1.河南省水利第一工程局，河南 郑州450046；2.河南水利与环境职业学院，河南 郑州450008）

1 项目概述

引江济淮工程（河南段）第五施工标段主要包括调蓄水库、加压泵站和供水管道工。七里桥调蓄水库工程为引江济淮（河南段）干线工程重要节点，七里桥加压泵站位于调蓄水库北部，供水管道工程位于河南省商丘市柘城县，全长管道采用PCCP管道，管线长度3.62 km。

根据现场勘察，地下水位埋深4～5 m，地下水位普遍高出沟槽建基面0.50～2 m，施工中存在大量的降排水工作。

2 施工降排水技术

施工降水时大量抽取地下水，可能会引起场地周围地面沉降、建筑物变形以及水资源环境恶化。随着近些年全球环保意识的增强，保护和节约地下水资源的认识不断加强。2021 年10月21日，国务院发布了《地下水管理条例》，新条例规定了一系列限抽、限排措施，制定降水方案时，一般应优先考虑隔水帷幕方案，先封闭，后降水。根据现场地质情况和施工造价的约束，引江济淮工程降水没有要求设置隔水帷幕，在泵站及管道工程采用了管井降水技术。

2.1 生产生活用水

在泵站单独设置一处施工营地，沿管线中间设置一处施工营地，施工营地内部设置生活区、设备停放区及材料堆放区；在施工营地及施工点内打1眼深40 m的生活用水，供作业人员生活用水。施工用水采用现场管井水。

2.2 管道工程降水

施工现场降水主要采用管井降水，局部降水效果不佳时，配以真空井点降水，降水管井布置于管道右侧，距离管沟开口线约1 m，井深20 m，间距25 m，基坑排水通过水泵进行抽排。

2.3 泵站降水

泵站工程管井降水布置于基坑内，管井中心距离建筑物轮廓线4 m，距开挖底边线2 m，布置13 眼井；在进口段布置2 眼降水井；共计20眼井，管井间距可根据降水情况做适当调整。

2.4 场内排水管网（沟渠）

结合基坑降水收集处理技术要求，沿工作面外围开挖1条排水沟，与附近河道或沟渠相连，地下水通过水泵统一抽排至排水沟中。管道分段施工，排水沟根据降水井排水情况合理进行分段，每段之间在排水沟内设置围堰。

3 施工降水回收利用技术

3.1 施工降水回灌技术

根据管道工程战线长，降水周期短的特点，地下水回灌方式采用重力式。管井降水或真空井点降水抽出的地下水经过排水沟，利用已施工管道段的降水井作为回灌井进行回灌。施工降水工作面附近有坑塘、沟渠时，利用工作面两侧的坑塘、沟渠临时蓄水回灌。泵站工程降水井降水周期长，抽水量大，确定采用加压回灌技术。

3.1.1 现场布置

回灌井均布在泵站周围，回灌井间距按35 m布置，封闭回灌管线设置在基坑纵向位置向外40 m的位置；为确保完成80%回灌率，增加回灌效率，回灌井底部应处于渗透性较好的透水层。

3.1.2 工艺流程

原位回灌试验后，基坑降水井抽出的地下水通过排水管道输送至三级沉淀箱，将地下水中的大颗粒杂质进行沉淀过滤，并通过水处理装置净化后，通过机械加压装置进行加压，再通过回灌管道进行加压回灌。

3.1.3 回灌压力

回灌压力应根据工艺试验确定，回灌压力不宜过高，一般控制在1 MPa以内。

3.2 施工降水回收利用技术

施工降水所排出的水不能及时进行回灌的，采用收集、存储等措施回收后，可用于其他场所的供水。

3.2.1 砂浆搅拌用水

地下水的水质一般都符合混凝土用水的要求，在对地下水的回收利用当中，首先将基坑当中的地下水进行存放处理，然后将汲取出的地下水进行简单的过滤，过滤完成后进行沉淀，然后直接在砂浆的搅拌当中进行运用。

3.2.2 混凝土养护用水

水泥水化作用受到湿度条件的影响，因此为了保证混凝土在浇筑之后能够达到相应的强度，必须采取养护措施。

3.2.3 职工生活用水

大部分生产工人都会居住在建筑工地当中，因此需要提供生活用水。施工降水经过过滤、沉淀等处理后，符合《生活饮用水标准》，可作为生活用水、洗漱用水、冲洗用水、饮用水等进行使用。

3.2.4 洒水车以及车辆冲洗用水

在施工中都会配备专业的施工车辆和洒水车，因此也会配有独立的洗车设施以及洗车场地。

3.2.5 绿化用水

无论是城市道路的洒水还是绿化植物的种植都需要大量的水资源，这些地下水正好可以应用与公路洒水车的用水以及绿化植物种植浇灌用水，作为城市绿化水源，还可以大大节省政府的经济开支。

3.2.6 施工现场消防用水

为保证施工的安全，在施工现场都应储备专业的消防用水，安装无塔供水系统一套，在消防主管上每隔60 m预留一个消防管带接头，以保证施工现场的消防用水。

3.2.7 农田灌溉用水

泵站周边及管线两侧存在大量的农田，而在农田的种植和生长过程中需要大量的灌溉水，施工降水可连接农田水利工程，专门用于对农田进行灌溉。

4 综合效益分析

4.1 经济效益

水利工程施工的主要特点为：建设周期长、施工战线长，受汛期和季节影响较大，各个工程的施工方案不可复制。截水帷幕技术、压力回灌技术等绿色施工技术相对于常规技术施工成本偏大，高于现行水利定额降排水的取费，《地下水管理条例》已明确由政府或建设单位补偿解决。

4.2 社会效益

该技术积极响应了政府“绿色施工”的号召，节约了水资源，为公司赢得了良好的社会声誉。通过绿色回收理念在水利工程施工中应用，施工过程中的材料使用投入减少，缩短了施工周期，填补了行业的技术空白，为其他类似工程提供借鉴经验。

4.3 环保效益

截水帷幕技术、回灌技术、储存下渗技术在保证工作面降水达到设计深度的前提下，抽水量达到最少，维持了地下水生态平衡，保护了水资源，减少了周围附属物的沉降。收集处理技术结合了地下水控制和与水生态保护技术，减少了抽取地下水所造成的资源损耗，降低能源产出，节约施工用水，绿色环保。

5 结语

目前，水利工程施工降水回收利用技术的文献资料较少，在工程实践中系统应用回收技术尚属探索阶段，施工降水及回收利用成本有待于进一步优化。为进一步推动水利工程绿色施工工作，提高施工项目节水能力，建议及时开展以下工作。

一是要积极进行降水技术攻关，尽量减少抽水量，保持地下水资源生态平衡；优化储水、蓄水技术，尽可能保持降水施工进度和施工需水时段同步。二是水利工程施工企业在绿色施工标准要求下，要具有较强的责任感和使命感，正确处理经济效益和环保效益之间的矛盾。三是应积极创建和完善管理体系，加强组织领导，充分认识绿色施工的必要性。做好顶层设计，尽快出台《地下水管理条例》配套的鼓励政策，统筹协调各方利益，推动水利工程绿色施工的顺利开展。