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地下工程井点降水之排水再利用探索

时间:2024-08-31

郭继承

郑州绿都置业有限公司(450004)

井点降水是在地下工程施工过程中为保证施工安全采取的疏干排水措施,在地下水位较浅的地区普遍存在。一般情况下,此部分排水未加利用而直接排入城市下水道。此部分排水水质应属于洁净排水,可以用于多种场合。下面从井点降水所排水的水质、水量、再利用及相关经济分析来探讨此部分排水的再利用。

1 井点降水的排水水质

以郑州市为例,2008年城市建成区地下水环境质量总体水质级别保持良好,14个监测井中有2口井水质符合《地下水质量标准》(GB/T14848-93)Ⅲ类标准,水质为良好,其余12口井水质达到Ⅱ类标准,水质为优良。井点降水所排水质在浊度、色度、悬浮性固体等指标上差一些,但在井点降水已进入正常工况情况下,其排水水质可以达到《生活杂用水水质标准》的相关水质要求,可以作为厕所便器冲洗、城市绿化、洗车、扫除等生活杂用水,也适用于有同样水质要求的其他用途。

2 井点降水的排水量

井点降水按施工工艺的不同,可分为轻型井点降水、喷射井点降水、电渗井点降水、管井井点降水、深井井点降水等方法。不论何种井点降水工艺,只是排水量的不同。郑州市某住宅楼工程,地上11层,地下1层,高35m,采用轻型井点降水装置,单井出水量q=1.2m3/h,设备能力带动井点数为60根,总管流量为Q=1.2×60=72m3/h,每天排水为1728m3。郑州市某医院门诊楼工程,为地上7层,高23.10m,地下2层的框架结构单体建筑物,建筑面积30500.0m2,基坑开挖深度地下-8.3m(局部电梯井处挖深为-9.8m),采用管井井点,单井流量为75m3/h,共设3口降水井,总流量为Q=75×3=225m3/h,每天排水为 5400m3。

3 井点降水排水再利用

3.1 用于工程施工现场

以前述医院门诊楼为例,采用管井井点降水。在基础施工及地下室施工阶段,主要用水点有临时厕所、结构施工工作面、工地现场卫生、工地施工人员生活盥洗等。如不考虑使用井点排水,施工用水只能按照当地经营服务业用水来缴纳水费。将井点排水用于以上用途,不仅可以节省项目建设成本,还可以将井点排水合理利用。

3.1.1 各用水点用水量估算

1)临时厕所

施工现场设置一临时厕所,男女共设置20个蹲位,利用自动冲洗水箱冲洗便槽,设2个100L的自动冲洗水箱。水箱冲洗周期为10min,每小时冲洗次数为6次,需要的冲洗水量为 100×2×6×24×10-3=28.8m3/d。另在厕所南外墙设置一盥洗槽,有8个DN15的水龙头,按相关设计规范可知,每个龙头给水当量的流量值为0.2L/s,8只龙头合计为1.6L/s。假设盥洗槽在每天三餐时间平均使用40min,其他零星使用的时间按集中30min计,1d盥洗所需水量为 (40×3+30)×60×1.6×10-3=14.4m3/d。

2)结构施工工作面

地下1、2层每层面积均为3400平米,结构平台混凝土浇筑后平均养护3天时间,每天养护4次,1m2每次需用水1L,则养护期间每天需用水 3400×2×4=27200L=27.2m3。 基础底板至±0.00标高共需养护用水27.2×3×3=244.8m3。另在负2层及负1层墙板结构施工期间需对模板进行冲洗,每层模板冲洗面积按建筑面积的2.5倍计算,则每层共计冲洗面积为2.5×3400×2=17000m2。冲洗模板每平米需用水0.8L,则冲洗模板共需用水0.8×17000=13.6m3。

3)工地现场卫生

已知该工程现场可清扫的室外地面有1100m2,每天安排专人负责保洁1次,1m2需洒水1L,则每天施工现场保洁用水量为 1100×1×10-3=1.1m3/d。

3.1.2 耗水量的经济分析

该工程基础施工工期为50d,对整个施工现场耗水量计算如下:

(28.8+14.4)×50+244.8+13.6+1.1×50=1062.2m3

按水价3.7元/m3计算上述水量的费用:1062.2×3.7=3 930.14元。

如取用工地现场井点降水的排水,在基础施工期间可以节省费用3930.14元。

3.2 用于城市道路洒水及冲洗

参考《城市环境卫生质量标准》,其中对于城市二级道路洒水的要求如下:

1)大城市、特大城市的路面冲洗,每周应不少于3次,其它城市每周应不少于1次。

2)气温30℃以上时,大城市、特大城市平均每天洒水应不少于2次,其它城市可按实际情况决定。

根据相关报道,目前郑州市区内洒水车保有量为18台,可以取水的消防栓只有7个,取水很不便,这给洒水带来很大不便,并且所取水费由财政拨付给自来水公司。每台洒水车的有效容积为6.75m3,按每台洒水车每年工作120d,每天工作6台次计算,1年需用水8.75万m3。按水价2.7元/m3计算,取水费用为23.63万元。如洒水车在工作区域附近有井点降水的工地就近取水用于城市道路保洁,不仅取水方便,而且可以节省取水的费用。

3.3 用地城市绿化用水

郑州市对市区绿化灌溉实行定额管理,要求1m2绿地每年用水量不得超过0.9吨。

随着近几年市内公园、游园、绿化带增长加快,实际用水量已经达到1m21吨以上。郑州市市政管理局提供的数据显示,2004年市区绿地总面积约为2600万 m2,也就是说全市每年绿地灌溉用水在2600万吨以上。按照行政性用水每吨2.7元的价格计算,每年花费约为7020万元。

按照本文所举医院门诊楼工程的降水排水量计算,每天可以浇灌5400平方米的城市绿地。以降水工程施工周期50天计,总共可以浇灌27万 m2的绿地。仅利用此一个项目的降水排水可节约用水费用为72.9万元。

3.4 用于洗车等服务业用水

随着经济的发展,机动车进入了城市普通居民家庭。据郑州市公安交通管理信息统计,截止2010年1月底郑州市区机动车保有量在58万辆左右。按市区的机动车平均每周清洗1次,参考成都市关于洗车用水定额的规定,轿车、微型客车、微型货车洗车用水定额从180L/辆·次,1年有效周设为 50 周,1年洗车用水量为 58×104×1×180×50=5.22×106m3/a。按郑州市特种行业用水10.1元/m3计,每年洗车用水成本为5272.2万元。如将该工程所排水用于洗车行业,整个降水工程周期内共排水50×5400=27×105m3,可洗车150万辆,节约自来水费用272.7万元,取得的经济效益和社会效益是非常可观的。

井点降水除用于上述各领域之外,还可根据水质状况用于工业、农业、景观河道用水、市政杂用、居民区杂用等,在此不再详细叙述。目前,郑州市污水回用量也仅为104m3/d,而市区所有在建高层建筑相当部分有降水施工措施,每天所排水量应是十分可观的,将此部分洁净排水利用起来是相当有益的。

4 结论

综上所述,通过以上对降水水质、水量及再利用的分析,在进行地下工程的降水时,应充分利用现场条件,将所排洁净水尽量利用,除非条件限制不能利用才排入下水道。政府建设主管部门、节水管理部门应探索对此部分排水的再利用管理措施,在项目前期及实施阶段执行必要的管理措施,要求建设单位、施工单位采取措施对此部分洁净排水加以充分利用,以节约水资源,促进水资源的合理利用。

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