建筑施工现场地下水循环利用研究

詹述琦 （福建水利电力职业技术学院，福建 永安 366000）

0 前言

随着中国经济的持续高速发展及社会文明的不断进步、文化的日益繁荣及城镇化进程的加快，中国三分之一的国土已经被酸雨污染，主要水系的五分之二已经成为劣五类水，三亿多农村人口饮用水质堪忧。我国的水环境当前更是面临着严峻的问题，不仅影响国民经济和社会的可持续发展，更是威胁人民群众的身体健康。在日益严重的水污染中，建筑施工过程所产生的危害无疑成为重要的成员，其中产生的生活污水（含有大量的COD、NH3-N、SS和TP，水体富营养的成因）、建筑施工废水（泥砂含量80～120g/L，伴有废机油等有机污染物）。国家十三五规划、供给侧改革政策等均明确提出了我国节能减排的任务，全球水资源日益匮乏，各地纷纷提出水资源的合理利用，为社会和经济可持续发展做出积极贡献。

1 水文概况

1.1 地质条件

本项目工程现场附近场地第四系土层属淤积—冲积—洪积成因，基层为燕山期花岗岩类深成侵入岩。经过钻孔揭示，场地岩土层情况如表1所示。

1.2 地下水的埋藏

根据勘察的实际结果，场地初见水位埋深1.40～3.00m，水位标高3.95～6.37m，地下水稳定水位埋深为0.95～3.00m，水位标高3.58～6.27m。该水位为混合水位，主要为上部填土层中的层滞水或上部砂层中潜水位。场地中部的含水层主要有中细砂、细中砂(夹淤泥质土)、细中砂、圆角砾、碎卵石等，为中等～强透水性地层，该几层含水层相通，地下水类型为空隙型潜水层（水位较高时，局部可以转为承压水）。勘察期间，分层水位量测含水层水头埋深4.20～8.70m，水位标高-1.20～2.47m，含水层与南部闽江水的水力联系紧密，接受闽江水的侧向补给，并在闽江低潮水位时，向闽江排泄。

岩土层情况 表1

2 计算地下水量

为了调查本工程这些含水层埋藏的相关条件，渗透性和涌水量大小，特意在现场对1#孔、2#孔进行分层抽水试验。抽水试验采用非完整井单孔稳定流抽水试验法来进行。抽水设备采用深井泵抽水，流量观测采用水表量测，水位降深采用电测水位仪量测。有关计算公式如下：

有效含水层厚度 Ha：Ha=1.3（s+1）

式中：R——影响半径，m；

Q——孔的稳定流量，m3/d；

r——抽水孔半径，m；

Ha——有效含水层厚度,m；

抽水试验成果表 表2

l——有效的过滤器长度，m；

s——稳定水位降深，m；

H——静止水位埋深，m；

K——渗透系数，m/d；

ha——孔外壁的水位，m；

抽水试验成果如表2所示。

试验结果表明，场地中的中砂、中砂夹薄层淤泥等地层的渗透系数较大，实测在11.113～14.934 m/d，平均12.98m/d,即K=12.98 m/d，为强透水性水层，水量丰富。实测影响半径在 26.63～77.27m，平均58.192m，即影响半径R=58.192m。抽水孔半径r=0.08m，现场勘查的含水层厚度大约为m=21.23m，平均水位降落值S0=1.5m。

综上所述可知道：K=12.98 m/d，m=21.23m，

S0=1.5m，R=58.192m，r=0.08m

依据承压含水层完整井计算式：

如右图所示本工程共有45个孔进行降水，故此总水量Q'=45×1.2×0.8=43.2L/s可利用的水量大约为43.2L/s。经过专业的水质检测和评估，本工程的地下水质良好，除了饮用外，其它用水均可以采用。

3 建筑现场临时用水量

在任何一个工地施工过程中都涉及着水大量的消耗，建筑临时用水主要包括生产用水、生活用水、消防用水。生产用水包括施工用水和施工机械用水；生活用水包括施工现场生活用水和生活区生活用水，此次仅考虑本项目施工现场生活用水。

3.1 工程用水量计算

工地施工工程用水计算公式：

降水井平面布置图

式中：q1——施工工程用水量，L/s；

K1——未预见的施工用水系数，取1.1；

Q1——年度工程量，取值如表3；

K2——用水不均匀系数，取1.5；

N1——施工用水定额，取值如表3；

T1——年度有效工作日，取200；

b——每天工作班数，取2。

工程用水定额表 表3

经计算得到：q1=12.4L/s

3.2 工程用水量计算

施工机械用水计算公式：

式中：q2——施工机械用水量，L/s；

K1——未预见的施工用水系数，取1.1；

Q2——同一种机械台数，取值如表4；

K3——用水不均匀系数，取1.5；

N2——施工机械台班用水定额，取值如表4。

施工机械用水定额表 表4

经计算得到：q1=0.02L/s

3.3 工地生活用水量计算

本项目施工现场主要的生活用水在于冲厕、洗车，由于冲厕采用的是每时每刻冲水，由现场实测用水量知道q3=7.58L/s

3.4 现场工地消防用水量计算

根据消防规范，可知道本工程消防用水量q4=10.0L/s

3.5 工地总用水量计算

经过上面计算施工计算的总用水量Q2=q1+q2+q3+q4=12.4+0.02+7.58+10.0=20 L/s。计算的总水量还应该增加10%，以补偿不可避免的水管漏失，即Q=22 L/s。

4 现场工地排水

在日益严重的水污染和匮乏的水资源，如何妥善处理建筑工地上的建筑污水、多余的地下水，变得越来越重要。本工程工地排水主要分为两大部分，施工工地产生的污水、废水，地下室直接抽上来的水。

4.1 施工工地污废水处理

4.1.1 生活污水

施工工地生活主要为冲厕污水，依据《排水工程》废水计算公式：Q冲厕废=0.9Q冲厕=0.9×7=6.3 L/s；在施工场地就近厕所位置建化粪池，化粪池容积计算公式：

式中：V——化粪池容积（m3）；

V1——污水容积（m3）；

V2——污泥容积（m3）；

Q——生活污水量（L/s）；

K——污泥发酵后的体积缩减系数，取0.8；

b——新鲜污泥的含水率，取0.95；

t——化粪池水力停留时间，取4h；

c——发酵浓缩后污泥量含水率，取0.9；

T——污泥清掏周期：90d；

a——每天每人污泥量，取0.4；

N——化粪池实际使用人数，取1000。

经过计算化粪池容积：V=108m3，按照图集设计成:长12m×宽6m×高3m，化粪池施工过程严格按照要求施工，特别防水工序做好，防止污染周围的地下水。

4.1.2 生产废水

建筑工地生产废水主要包括施工废水和施工机械废水，而其中的施工机械量基本上可以不考虑。依据《排水工程》废水计算公式：Q生产废水=0.9Q生产用水=0.9×12.4 L/s=11.16L/s,在建筑主体周围设计排水沟，收集生产废水至集水坑，经初步处理后通过地面直接渗入发对地下水进行补充，构成水力循环。

4.2 多余地下水处理

依据上面的计算可以知道，Q地下水剩余量=43.2-22=21.2 L/s，这部分多余的水水质良好，可供绿化、景观等非饮用途径。周围的高楼大厦绿化、景观用水需求量大，由计算公式，用400mm的管接入周围同系统的管网，使水资源得到有效的循环利用。

5 结语

本文以建筑施工实际项目，进行了地质勘察、用水情况的计算及分析，提出地下水资源循环利用的相应措施，通过本工地现场检查效果来看，得到了较好的效益，既减少了对水环境的危害与避免资源的浪费，又降低施工现场项目部的成本（为建筑工地现场用水费用节省3000元/月），取得良好的经济效益。水是宝贵的资源，要促进各行业节约用水，有效保护水环境。针对建筑工地现场地下水的有效循环利用，为我国经济可持续发展提出有效的措施，做出积极的贡献。