第二节 施工过程水回收利用技术
施工过程水的回收利用技术包括基坑施工降水回收利用技术与雨水回收利用技术。该技术特点是减少人工、节约抽水的用电量、降低工程成本、减少地下水的使用、节约水资源等,符合绿色施工的要求。
一、基坑施工降水回收利用技术
节约用水不单单是指避免水资源浪费,对各种水资源的回收利用也是节水的重要措施。目前国内对建筑施工工地的地下水未能合理有效地利用,大部分直接排入了市政污水管道,有的直接引入市政生活,用来解决生产、消防、环卫、防尘、生活等用水,不仅浪费了现有的资源,还大大增加了项目成本。如果能采取有效措施将这些地下水回收利用到施工过程中,不仅能够降低施工成本,增加水资源的合理利用,还会对水资源的可持续发展起到一定的推动作用。基坑降水和施工过程中抽取的地下水,可以满足施工现场的部分用水需求,抽取的地下水,用于整个施工期间除饮用水外的消防、降尘、车辆冲洗、厂区绿化、厕所冲洗、结构施工中的混凝土养护、装饰装修施工用水,不仅节约水资源,同时能降低施工单位的施工成本。
基坑施工降水回收技术流程图见图2-4。
图2-4 基坑施工降水回收利用技术流程
1.技术特点
①建筑施工周期长,施工降水的回收利用在节约水资源、水资源循环利用方面起到了一定的推动作用。
②地下水回收再利用技术,使施工用水管线的铺设长度减少,节约了大量的铺管材料和人力投入,缩短了临时设施建设的时间,同时大大减少了施工成本。
③地下水回收再利用技术为工程的生产、卫生和环保工作提供了水源,使工地保持了充足的养护等施工用水,同时现场始终保持着清洁、卫生、无扬尘状态,赢得了周围居民的信赖,取得了良好的社会效益。
2.关键技术
利用自渗效果将上层滞水引渗至下层潜水层中,使大部分水资源重新回灌至地下的回收利用技术。
1)基坑降水回收利用率
式中Q1——回灌至地下的水量(根据地质情况及试验确定);
Q0——基坑涌水量(m3/d);
K6——损失系数,取0.85~0.95;
q1——现场生活用水量(m3/d);
q2——现场洒水控制扬尘用水量(m3/d);
q3——施工砌筑抹灰用水量(m3/d)。
在基坑工程施工中,常采用降水方法将坑内或坑外地下水位降低至开挖面以下。但随着地下水位的降低,地基中原水位以下土体的有效自重应力增加,导致地基土体固结,产生不均匀沉降、倾斜、开裂等现象。为了防止这种情况发生,本工程采用回灌技术,通过对降水井设计、基坑涌水量Q计算、单个管井出水量计算、群井抽水影响系数η计算、回灌井设计等将抽出的地下水重新回灌利用。
2)降、灌井点布置和施工
降水井布井时,基坑中间少布,基坑周边多布;其他方向少布,地下补给多布。根据地质报告,使井的滤水器部分能处在较厚的砂层及砂卵层中,以免影响井的出水能力。
真空井点间距可取0.8~2.0m;
喷射井点间距可取1.5~3.0m;
管井井间距应根据水文地质参数确定,对三级基坑且有经验时井间距可取6.0~25m;
渗井井间距根据现场试验确定,有经验时井距可取2.0~10.0m。
辐射井的布置,使其辐射管最大限度地控制基坑降水范围;可根据含水层的厚度和层数设置单层或多层辐射管,辐射管的长度宜为20~70m,最下层辐射管距井底大于1.0m。
钻探施工达到设计深度后,根据注水井的洗井搁置时间的长短,宜多钻进2~3m,避免因洗井不及时导致泥浆沉淀过厚,增加洗井的难度。洗井搁置时间不应少于停注的24h或完成钻探后集中洗井。
降水深井在成孔后井管沉放前,应用压缩空气和潜水泵联合洗井,反复2~3次,然后迅速下放滤水井管,并在周围填上级配碎石。
回灌井点的滤管部分宜从设计回灌水丘顶部开始一直到井管底部。
回灌井点在使用前应进行冲洗工作,冲洗方法是:通过滤管往回灌井内大量的注水至满后,迅速用深井泵抽出,反复2~3次。
为使注水形成一个有效的补给水幕,避免注水直接回到降水井点管,造成“两井”相通,两者间应保持不小于6.0m的距离。
3)抽水、回灌
①水泵应与井的出水能力相匹配,水泵小,达不到降深要求;水泵大,抽水不能连续。一般根据现场实际,大中小几种水泵调配使用。
②为使抽水设备始终保持在正常的运行状态,在降水、回灌期间应对抽水设备和运行状况进行检查,且每天检查的次数不应少于3次,同时应有一定量的备用设备。
③为满足注水压力的要求,现场一般应设置高位水箱,利用水位差重力自流灌入土中,且回灌注水压力应大于0.5个大气压以上。
④回灌水尽量采用抽出的原水,但必须经常检查灌入水的污浊度及水质情况,防止机油、有毒有害物质、化学药剂、垃圾等进入回灌水中。
⑤回灌井点必须与降水井点同时使用,当其中有一方因故停止工作时,另一方应停止工作,恢复工作亦应同时进行。
4)降水存放
将降水所抽出的水体集中存放,用于生活用水中洗漱、冲刷厕所及现场洒水控制扬尘,经过处理或水质达到要求的水体还可用于结构养护用水、基坑支护用水,如土钉墙支护用水、土钉孔灌注水泥浆液用水,以及混凝土试块养护用水、现场砌筑抹灰施工用水等的回收利用技术。
①将降水井所抽出的水通过基坑周边的排水管汇集进蓄水池,经水泵冲洗运土车辆。冲洗完的污水经预置的回路流进沉淀池进行沉淀,沉淀后的水可再流进蓄水池,循环使用。
②根据技术指标测算现场回收水量,制作蓄水箱,箱顶制作收集水管入口,与现场降水水管连接,并将蓄水箱置于固定高度(根据所需水压计算),回收水体通过水泵抽到蓄水箱,同时水箱顶部设有溢流口,溢流口连接到马桶冲洗水箱入水管,溢水自然排到马桶的冲洗水箱,水箱的底部设有水闸口,水闸口可以连接各种用水管,用于现场部分施工用水。
3.基坑及周围建筑物监测
①委托具有相应岩土工程监测资质的单位,进行基坑及周围建筑物稳定性监测,并且在基坑工程开工之前根据设计及有关规范,编写出基坑监测专项方案。
②监测主要内容为:原有建构筑物沉降;坑顶水平位移和垂直沉降;降、灌水前后水位差过大应加密监测。
③基坑边坡土的位移变形、沉降监测;避免在基坑外2.0m内行驶车辆和堆放物体,以防边坡被挤垮。
4.技术指标
1)基坑涌水量
式中Q0——基坑涌水量(m3/d),按照最不利条件下的计算最大流量;
K——含水层渗透系数(m/d);
H——含水层厚度(m);
S——降深(m);
R0——影响半径(m), ;
r0——基坑换算半径(m)。
2)降水出水能力
式中q0——单井渗水量(m3/d);
l1——进水管高度(m);
d——进水管直径(m);
α′——与含水层渗透系数有关经验系数(经验系数取值范围30~130)。
3)现场生活用水量
q1=P1N1K2
式中q1——现场生活用水量(m3/d);
P1——生活区居民人数;
N1——生活区昼夜生活用水定额 [m3/(人· d)];
K2——生活区用水不均衡系数;取2.5。
4)现场洒水控制扬尘用水量
q2=K3St
式中q2——现场洒水控制扬尘用水量(m3/d);
K3——用水定量,取0.15m3/km2;
S——施工现场洒水控制扬尘面积(km2);
——
。
5)基坑降水回收利用率
式中Q1——回灌至地下的水量(根据地质情况及试验确定);
K6——损失系数,取0.85~0.95。
二、雨水回收利用技术
1.主要技术
①雨水回收利用技术是指在施工过程中将雨水收集后,经过雨水渗蓄、沉淀等处理,集中存放,用于施工现场降尘、绿化和洗车,经过处理的水体可用作结构养护用水、基坑支护用水,如土钉墙支护用水、土钉孔灌注水泥浆液用水,以及混凝土试块养护用水、现场砌筑抹灰施工用水等的回收利用技术,如图2-5所示。
图2-5 施工阶段水循环示意
②现场生产废水利用技术是指将施工生产、生活废水经过过滤、沉淀等处理后循环利用的技术。
2.技术指标
施工现场用水应有20%来源于雨水和生产废水等的回收。
三、技术应用范围
适用于工业与民用建筑的施工工程。