锦通集团《深基坑地下水循环利用后排放工法》

1、深基坑地下水循环利用后排放施工工法重庆锦通建设（集团）有限公司蔡绍林 赵洋 龚焰 陈朝贵 向建宝 1前 言1. 1 随着日新月异的城市建设的发展，地下空间的利用和开发越来越频繁，随之而来的地下水的处理利用就是一个重要的问题。一般地下水的抽取和排放长达数月，当设计有变形缝、后浇带的要求时，深基坑排水时间则更长。地下水按常规，是直接排入城市管网，地下水中常常会带有大量泥沙，进入市政管网沉积下来，必定会造成市政管网的淤塞和污染，地下水的外排是一种资源的浪费，另一方面施工临时用水又要消耗大量的自来水，如砼搅拌用水、砼养护用水、消防用水、环境清洁用水等,一方面施工需要水，另一方面又把大量的地下水排掉，这

2、不仅给自来水公司增加了负担，而且还造成经济浪费和环境破坏，实际上是一种资源的浪费,因此提出了“深基坑地下水循环利用后排放施工工法”。1. 2 我公司通过工程实践，对地下水的循环利用进行不断研究和不断地改进，最终形成了“深基坑地下水循环利用后排放施工工法”，这是一项适用范围广、经济效益明显、社会效益好的施工技术。2工法特点本工法通过对地下水有效合理的利用，相比传统降水施工工艺直排市政管网，功能单一、污染环境、浪费水资源的做法。本工法具有保护环境、节约水资源、操作简单、管理方便、质量稳定、安全可靠、节能节源的特点，工艺新颖，易于推广，经济和社会效益明显。3适用范围适用于有丰富地下水源，经工法公式计

3、算后，能满足现场施工用水量的不同规模的建筑工程。4工艺原理4.1 地下水成因基础工程基坑开挖时，常常遇见基坑底设计标高低于地下水位标高，必须排除地下水才能进行基坑开挖。这就必须把地下水位高程降到基坑底部设计标高以下，用抽水泵将地下水抽走，降低水位利于工程施工。 4.2 工艺原理施工期间，利用地下水位与基坑底设计高差，涌出的地下水自流进集水井，地表水和临时施工用水通过建筑物四周修建的明沟，引流进集水井。集水井中的水质经过有资质的检测单位检测，利用检测出的数据与地下水质量标准（GB/T14848）和混凝土用水标准（JGJ63）的数据对比分析后，提出水处理方案和工法流程，通过水处理流程处理后的水达标

4、利用，超出利用的部分排至市政管网，完成工法系统功能，实现利用、排放、节约资源、保护环境的目的。5施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程施工准备定位放线建集水井建过滤池建药池建达标水清水池管线安装建引流沟利用图5.1 施工工艺流程图5.2 操作要点5.2.1 施工准备1、耗水量计算1）工程用水量计算计算公式： q1=kiQ1N1K1T·b （5.2.1-1）式中：q1 施工工程用水量（L/s） ki 未遇见的施工用水系数1.1 Q1 年月计划工程量以实物计量 N1 施工用水定额 T1 年度有效工作日（取200天），一个月（取30天） b 每天工作班数（取1） K1 每班用水不均匀系数

5、1.5 2）机械施工用水计算计算公式： q2=kiQ2N2K28×3600 （5.2.1-2）式中：q2 机械施工用水量（L/s） ki 未遇见的施工用水系数1.1 Q2 机械台班数 N2 施工机械用水定额 K2 每班用水不均匀系数1.53）工地生活用水量计算计算公式： q3=P1N3·K3b×8×3600 （5.2.1-3）式中：q3 施工工地生活用水量（L/s）P1 施工现场高峰期生活人数N3 施工工地生活用水定额（L /人）K3 施工工地生活用水不均匀系数取1.3b 每天工作班数取1班4）生活区生活用水量计算计算公式： q4=P4N4K4

6、24×3600 （5.2.1-4）式中：q4 生活区生活用水量（L/s）P4 生活区生活人数N4 生活区昼夜全部生活用水定额取10L /人 K4 生活区生活用水不均匀系数取2.05）消防用水量计算计算公式： q5 > 1.2（q1+q2+q3+q4） （5.2.1-5）式中：q5 消防用水量6）施工工地总用水量计算计算公式：q6=q1+q2+q3+q4 q1+q2+q3+q42 q6x= q1+q2+q3+q4>q5（q6大于q5 ,取q6） q1+q2+q3+q4q5 （q6小于q5 ,取q5为q6x）q7=1.3q6（用水修正系数取1.3） Q=1.1

7、15;q7L/s（1.1为管漏水系数） (5.2.1-6) 式中：Q 施工工地总用水量2、管径确定1）地下水标高和基础开挖的坑底标高差确定集水井开挖深度，一般集水井底部标高设在基坑底部标高下2米为宜；2）根据建筑物的规模计算每天临时施工耗水量和工作时间，确定每小时需水量；3）根据需水量确定水管的规格型号： 计算公式： d=4Q··1000 (5.2.1-7)式中: d 配水管直径（m）Q 施工工地总用水量（L/s） 管网中的经济水流速度（m/s）（一般取1.6m/s）3、水池容量的确定1）清水池计算出清水池的容量计算公式： V = K · Q · H （

8、5.2.1-8） 式中：V 拟建水池容积（m3） Q 施工临时用水量（m3/s）H 施工时间（h）K 用水量系数1.3 再根据容积确定水池规格 计算公式： a · b · h > V （5.2.1-9）式中 a 水池长边（m）b 水池短边（m）h 水池高（m）（一般以2m高为宜） 2）沉淀池 沉淀池的容量，按照已计算出的清水池的1/2来设计。 3）过滤池按沉淀池容量设计，但顶部标高低于沉淀池顶部标高100-200mm，便于水从沉淀池自流进过滤池。4）药池 药池的容量，参照沉淀池规格的1/2来设计。4、达标水的确定确定达标水质的关键是进行水质化验，水质根据具有资质的水质

9、检测单位，对水质化验分析结果，确定水处理中用药种类（如：菌落总数超标，可选择在药池投放漂白粉杀菌）及附加过滤层（如：耗氧量超标，可设置附加过滤层为活性炭）的种类。（如：耗氧量超标，可选择设置活性炭过滤层）5、根据以上步骤的，最后确定了水处理工艺流程（图5.2.1）。集水井沉淀池过滤池（增加活性炭层）药池清水池（达标水）施工用水加入漂白粉排放地下水加入聚合氯化铝生活用水(非饮用)回收图5.2.1 水处理工艺流程图5.2.2 定位放线根据施工工艺流程图制定施工图，再按照施工图定位放线。5.2.3 集水井在施工现场，建筑物基础平面外地势低洼处打钻一口集水井（图5.2.2），井底标高低于地下水位线标高

10、下2米，用于收集地下水，降低水位便于基坑开挖。可设置多个集水井以满足施工现场用水量的需要。 图5.2.2 集水井平面、剖面图5.2.4 沉淀池根据第5.2.1节的计算结果修建沉淀池。将集水井中的地下水和循环收集水抽至沉淀池（图5.2.3），沉淀池设置两个，一个用作水的自然沉淀，第二个沉淀池用作投入聚合氯化铝絮凝剂进一步泥水分离。备注：1、各种池底部均为100-200mm厚C30混凝土基础；2、壁厚不低于250mm厚C35混凝土壁，如果水压大于池壁的承压力，应相应加厚，以满足水压强度的要求；3、以上要求后文不在赘述。图5.2.3 沉淀池平面、剖面图5.2.5 过滤池同沉淀池规格，顶部标高低于沉淀

11、池顶部标高100-200mm。将经过沉淀池处理后的水，利用沉淀池底与过滤池顶高差，通过PVC管道或顶部开口自流进过滤池（图5.2.4），池中分层设置过滤物料，分别为石英砂层、碎石层、鹅卵石层，其中加置一层厚200mm以上的附加过滤层，此过滤层按检测出来的水质分析结果，设置相应的过滤处理，使水质达标的作用。 图5.2.4 过滤池平面、剖面图5.2.6 药池药池的规格，是沉淀池设计规格的1/2。经过滤池处理后的水利用过滤池底部标高与药池顶部标高高差，经PUVC管道自流进药池（图5.2.5）。药池是起到按检测出来的水质分析结果，投入相应的药剂进行处理，使水质达标的作用。图5.2.5 药池平面、剖面图

12、5.2.7 清水池清水池设置两个，便于分开清洗，作存储达标水用。利用药池底与清水池顶高差，通过PUVC管道自流进清水池（图5.2.6）。 图5.2.6 清水池平面、剖面图5.2.8 管线安装通过明沟引流、铺设管道的方式，将各个设施连接，形成完整的水处理系统（图5.2.7、图5.2.8）。在各设施之间不能形成自流的情况下，加装压力泵。图5.2.7 管网施工平面图图5.2.8 管网施工纵剖面图5.2.8 回收、利用通过明沟引流或铺设管道的方式，将使用后的余水，回收至集水井（图5.2.7），在经过以上步骤循环处理、利用。5.2.9 排放基础开挖高峰期，地下水相当丰富，处理后的达标水多于临时施工用水的

13、部分，通过管道排入市政管网（图5.2.8），起到了不污染环境的效果。5.2.11 循环利用、达标排放、构成了工法的完整体系。5.3 劳动力组织（详见表5.3） 劳动力计划表 表5.3序号工种名称人数备注1项目经理12技术负责人13质量员14安全员25机械管理员16材料员17水、电工38杂工46材料与设备6.0.1 主要材料根据各种水池的位置关系和流程及施工临时用水量的大小，选择各类管径和材料的用量（详见表6.0.1）。主要材料统计表 表6.0.1序号材料名称规格型号单位用途1水管PUVCm管路2生活水管PPRm饮用水管路3闸阀Z15个管路用4配电线NH-KVV-4*2.5m水泵配线5砖块建造设

14、施用6水泥PR42.5吨设施用7卵石m3对水过滤用8碎石m3对水过滤用9河砂细砂m3对水过滤用10聚合氯化铝t泥水分离11活性炭t常用的过滤水的异味、降低化学耗氧量12漂白粉t常用的杀菌药6.0.2 主要设备抽水泵的选择是根据拟建建筑物面积和施工进度计划，算出每天施工用水量，根据水泵工作时间计算出水泵流量和扬程（计算方法详见附件1），再根据流量和扬程选择水泵型号规格（详见表6.0.2）。主要设备统计表 表6.0.2序号设备名称规格型号单位用途1潜水抽水泵50WQ20-40-7.5台抽集水井中的水至沉淀池2潜水抽水泵50WQ20-40-7.5台将回收至集水井中的水抽至沉淀池3LG型高层建筑多级给

15、水泵25LG3-10-12台用于供给高层养护用水及其它用水4配电箱1600*600*370XL-21个用于给水泵5配电箱3600*600*370XL-51个用于抽水泵6.0.3 主要构筑物各类水池的选择是根据建筑物的建筑面积，计算出临时施工用水量，根据每秒用水量(详见附件1)，选择各类水池的容量（详见表6.0.3），保证施工临时用水要求。主要构筑物统计表 表6.0.3序号设备名称规格型号单位用途1集水井个用于降水和收集临时施工用水2沉淀池个用于沉淀3过滤池个用于过滤4药池个用于药物处理5清水池个用于储存清水6标准化生活饮用水处理系统套用于饮用水处理7质量控制7.1 质量控制标准施工中认真执行的

16、主要规范有：地下水质量标准（GB/T14848）、建筑工程绿色施工评价标准（GB/T50640）、绿色施工导则（建质2007223号）、混凝土用水标准（JGJ63）、建设工程施工现场消防安全技术规范（GB50720），其它按照重庆市地方相关标准执行。7.2 质量保证措施7.2.1 根据施工现场平面布置要求，设计水循环利用系统，兼顾各个水的接入点和接出点。7.2.2 对地下水和处理后的水进行水质化验分析，严格控制，对满足施工临时用水要求的地下水才能使用。7.2.3 在整个水利用系统安装完成后进行试验，保证各管道不漏水，多级泵之间的转换，或利用进出水高度落差，同时保证各出水点正常供水。7.2.4

17、潜水泵吸入口处用安全网包裹，防止造成堵泵，同时，定期对沉淀池进行轮换清理泥砂。7.2.5 对过滤池流出的清水经投药池投药净化处理，使其达到生活用水标准，供施工、生活临时用水使用。7.2.6 加设饮用水净化处理系统，使饮用水在安全、封闭的状态下供施工人员使用。7.2.7 对水利用系统定期检修，形成检修记录。8安全措施8.0.1 对沉淀池、过滤池、投药池、及清水池上口周边，采用防护栏杆形成可靠的安全防护，并设置走道便于清淤。8.0.2 制定水泵房操作规程，并严格按此执行。8.0.3 对于系统用电，按施工现场临时用电安全技术规范（JGJ46）的要求及规定进行验收。8.0.4 该系统水接入点和接出点较

18、多，需进行定期检查水管和水闸阀的完好性，避免水的流失、浪费。8.0.5 系统设置消防栓、随时保证消防用水需要。9环保措施9.0.1 制定有效的水质检测与卫生保障措施，确保避免对人体健康、工程质量以及周围环境产生不良影响。9.0.2 在施工现场应针对不同的回收水源，设置相应的处理设施，如沉淀池、隔油池、化粪池等。9.0.3 地下水排放应委托有资质的检测单位，进行地下水水质检测，提供相应的检测报告。施工现场地下水排放应达到GB/T 14848地下水质量标准的要求。9.0.4 保护地下水环境。采用防水性能好的边坡支护技术。在缺水地区或地下水位持续下降的地区，基坑降水尽可能少地抽取地下水；地面沉降严重

19、，应进行地下水回灌，并避免地下水被污染。10效益分析10.0.1 经济效益通过重庆市港城工业园区星辰丽苑二标段工程项目，采用传统方法和基坑地下水处理循环利用后达标排放工艺后分别产生的水费进行比较分析计算出经济效益。该工程建筑面积27114.72平方米，经过计算得到总用水量为11.2L/S，全年需施工用水11.2L/S*3600S*8*200天/1000L=64512t。按照传统工艺，临时施工用水全部由市政自来水提供，共需要消耗市政自来水64512t，按照3.0元/t计算（水费1.8元/t+排放费1.2元/t），自来水费需要64512t*3.0元/t=193536元。现采用地下水循环利用后排放工

20、艺后，实际消耗市政自来水12500t，实际支付水费12500t*3元/t=37500元，共产生效益 193536元-37500元=156036元。10.0.2 社会效益通过对深基坑排水进行综合处理利用，保护了环境、保护了地下水资源，同时节约市政自来水。操作简单实用、易于推广，是一项经济效益、社会效益显著的施工技术。11应用实例11.1 水土思源公租房配建廉租房项目二标段6#、7#、8#楼工程项目11.1.1 工程概况水土思源公租房配建廉租房项目二标段6#、7#、8#楼工程项目，位于重庆北碚区，框肢剪力墙结构，建筑面积65162.54平方米。本工程基础为人工挖孔桩灌注基础，孔桩深度8-12米，地

21、下水位-2.90米，地下水十分丰富，深基坑降排水时间需8个月的时间。11.1.2 耗水量计算1、 工程用水量计算计算公式： q1=kiQ1N1K1T·b式中：q1 施工工程用水量（L/s） ki 未遇见的施工用水系数1.1 Q1 年月计划工程量以实物计量 N1 施工用水定额 T1 年度有效工作日（取200天），一个月取30天 b 每天工作班数（取1） K1 每班用水不均匀系数1.5 q1计算： 施工总面积65162.44m2，砖混结构，主体施工段，砖砌体计划1 个月五层，即65162.44/32×5=9873.1m2，需砖2172082块，合4022m3。1） 砖砌筑工程全

22、部用水 150250L/ m3×4022 m3=804400L浇砖用水 200L/ 千块×2172082=434400L2） 搅拌砂浆 300L/ m3×4022 m3=1206600L3） 石灰消化 3000L/t×4022 ×0.3×0.2=723960L4） 现浇楼面砼 2400L/ m3×9873.1×0.1=2369543L砼养护 400L/ m3×9873.1×0.1=3949245） 搅拌机清洗 600L/ 台.天×15天=27000L=5960827Lq1=1.1

23、15;5960827×1.530天×8×3600=11.38L/s2、 机械施工用水计算计算公式： q2=kiQ2N2K28×3600式中：q2 机械施工用水量（L/s） ki 未遇见的施工用水系数1.1 Q2 机械台班数 N2 施工机械用水定额 K2 每班用水不均匀系数1.5汽车： 600L/ 台.昼夜×8台=4800L木工机械： 20L/ 台.台班×5台=100L电焊机： 250L/ 台.小时×6台×8小时=12000L=77680Lq2=1.1×16900×1.58×3600=0

24、.96L/s3、工地生活用水量计算计算公式： q3=P1N3·K3b×8×3600式中：q3 施工工地生活用水量（L/s） P1 施工现场高峰期生活人数取600人 N3 施工工地生活用水定额取25L /人 K3 施工工地生活用水不均匀系数取1.3 b 每天工作班数取1班q3=600×25×1.31×8×3600=0.67L/s4、生活区生活用水量计算计算公式： q4=P4N4K424×3600式中：q4 生活区生活用水量（L/s） P4 生活区生活人数取600人 N4 生活区昼夜全部生活用水定额取10L&

25、#160;/人 K4 生活区生活用水不均匀系数取2.0q4=600×10×2.024×3600=0.139L/s5、消防用水量计算根据消防范围确定消防用水量 q5=10L/s6、施工工地总用水量计算：施工工地总用水量Q按以下组合： Q=q1+q2+q3+q4 q1+q2+q3+q4>q5q1+q2+q3+q42 q1+q2+q3+q4q5 本工程中： q1+q2+q3+q4 = 11.38+0.96+0.67+0.139= 13.149L/s经过计算得出总用水量 Q=13.149×1.1=14.46L/s式中1.1为计算总用水量时，考虑到的不可避免

26、的水管漏水系数。11.2.3 供水管径选择：计算公式：d=4Q·V·1000式中 d 配水管直径（m） Q 施工工地总用水量（L/s）取14.46L/s V 管网中水流速度（m/s）取1.60（m/s） d=4×14.463.14×1000×1.6=105mm 因此临时管网需用内径为105mm的UPVC供水管，现场布置采取110mm，即DN110。根据计算，现场施工用水干管采用DN110UPVC管，能满足深基坑地下水处理循环使用和达标排放要求。考虑消防问题，准备在施工现场每隔20m沿建筑物周边放置一套灭火器，现场设置3处灭火栓，直径110mm。

27、地下水位浅，储水量丰富，完全能满足临时施工用水14.46L/s的要求。基坑内施工时，利用集水井收集地下水、雨水等，再用潜水泵抽出，出地面以后，在未形成管网之前现场四周设置临时排水明沟，从施工工地出水口利用水泵抽至沉淀池循环使用，如有多余水，则经过处理后达标排放至市政管网。11.1.3 施工情况本工程进行了施工策划，在每栋楼施工基础平面布置以外3m处设置一个降水井，降水井底面标高-10m，顶面标高±0.00正方形3*3m，降水井储存量90m³。按照建设工程施工现场消防安全技术规范（GB50720）的要求，设置消防管网（施工用水与消防管网系统共用），用一台流程15m³

28、，扬程50m和一台流程45 m³，扬程80m的离心加压泵，加压至各施工部位和生活部位的用水点。供给砼养护、砌砖、抹灰、浇灌砼的模板淋水、洗车槽冲水、清洗道路用水、生活淋浴间、厕所用水以及消防用水等。根据设计要求现场设置2个降水井，每栋楼2个。降水井主要功能是储存地下水、沉淀池回收地表水和施工临时用水。每天每井平均抽水两次，日总抽降水量240吨，回收利用后可以满足现场机具、设备、车辆冲洗、喷洒路面、绿化浇灌、消防用水、防暑降温、冲洗厕所用水的需求，除饮用、厨房、洗浴用水外基本不需要市政自来水。11.1.4 工程评价 深基坑循环利用后排放节能工法与传统施工工艺相比，施工组织合理，经过数据

29、分析，市政自来水用水量比传统施工方法降低约50%。11.2 星辰丽苑经济适用房二标段工程项目重庆港城工业园区星辰丽苑二标段工程，位于重庆市江北区港城工业园区内。建筑面积27114.72m²。基础为人工挖孔灌注桩，主体为砖混结构，地下水位-2.5m，地下水丰富。11.2.1 施工用水量计算1、工程用水量计算计算公式： q1=kiQ1N1K1T·b q1计算：施工总面积27114.72m2，砖混结构，主体施工段，砖砌体计划1 个月一层，即27114.72/6=4519.12m2，需砖1016800块，合1883m3。6） 砖砌筑工程全部用水 150250L/ m3×1

30、883 m3=282450L浇砖用水 200L/ 千块×1016800=203360L7） 搅拌砂浆 300L/ m3×1883 m3=564900L8） 石灰消化 3000L/t×1883 ×0.3×0.2=338940L9） 现浇楼面砼 2400L/ m3×4519.12×0.1=1084589L砼养护 400L/ m3×4519.12×0.1=180765L10） 搅拌机清洗 600L/ 台.m3×3=1800L=2656.805Lq1=1.1×2656805×1.53

31、0天×8×3600=5.07L/s2、机械施工用水计算计算公式： q2=kiQ2N2K28×3600内燃挖土机： 250L/ m3.台班×200 m3=50000L内燃起重机： 16L/ t.台班×1000 t=16000L汽车： 600L/ 台.昼夜×6台=3600L木工机械： 20L/ 台.台班×4台=80L电焊机： 250L/ 台.小时×4台×8小时=8000L =77680Lq2=1.1×77680×1.58×3600=4.45L/s3、工地生活用水量计算计算公式：

32、q3=P1N3·K3b×8×3600q3=500×25×1.31×8×3600=0.56L/s4、生活区生活用水量计算计算公式： q4=P4N4K424×3600q4=500×10×2.024×3600=0.115L/s5、消防用水量计算根据消防范围确定消防用水量 q5=10L/s6、施工工地总用水量计算：施工工地总用水量Q按以下组合：Q=q1+q2+q3+q4 q1+q2+q3+q4>q5q1+q2+q3+q42 q1+q2+q3+q4q5 本工程中 q1+q2+q3+q4 =

33、 5.07+4.45+0.56+0.115= 10.195L/s经过计算得出总用水量 Q=10.195×1.1=11.2L/s式中1.1为计算总用水量时，考虑到的不可避免的水管漏水系数。7、供水管径选择：计算公式：d=4Q·V·1000 d=4×11.23.14×1000×1.6 =95mm 因此临时管网需用内径为95mm的UPVC供水管，现场布置采取100mm，即DN100。根据计算，现场施工用水主干管采用DN100UPVC管，能满足深基坑地下水处理循环使用和达标排放要求。考虑消防问题，准备在施工现场每隔20m沿建筑物周边放置一套灭

34、火器，现场设置2处灭火栓，直径100mm。地下水位浅，储水量丰富，完全能满足临时施工用水11.2L/s的要求。基坑内施工时，利用集水井收集地下水、雨水等，再用潜水泵抽出，出地面以后，在未形成管网之前现场四周设置临时排水明沟，从施工工地出水口利用水泵抽至沉淀池循环使用，如有多余水，则经过处理后达标排放至市政管网。本工程采用深基坑地下水循环利用后排放节水施工工法，经过实施，节水效果显著，获得建设单位和江北区政府好评，获得良好的经济和社会效益。11.3 大足区棠香街道红星街道四社公租房二标段3#楼工程项目大足区棠香街道红星四社公租房（经济适用房）二标段3#楼建设工程施工总面积为26781.5，28层

35、（地下-2层，地上26层），框肢剪力墙结构，人工挖孔灌注桩，主体施工阶段，每个月计划5层，主体每层砼用量238m3，每月混凝土浇筑量为1190m3。一、施工用水量计算3、 工程用水量计算：计算公式： q1=kiQ1N1K1T·b q1计算：施工总面积26781.5m2，主体施工期26/5=5层，每层砼浇注量238m3×5=1190m311） 浇灌砼用水 2400L/ m3×1190m3=2856000L12） 砼养护 400L/ m3×1190m3=476000L13） 模板冲洗 10L/m2×2400m2×5=120000L=3452000Lq1=1.1×3452000×1.530天×8×3600=6.59L/s4、 机械施工用水计算：计算