(简要说明科技成果任务来源、应用领域、技术原理、性能指标、与国内外同类技术比较、成熟度、成果创造性、先进性、推广应用范围、条件和市场前景以及存在的问题等。基础研究成果重点表述科学价值,应用研究成果突出技术价值,技术开发和产业化成果注重经济价值,也需兼顾其他价值。)
一、任务来源
随着城市化进程的推进,土地资源紧缺问题日益突出,高层建筑的规模不断扩大,而高层建筑在施工阶段通常采用深基坑,在地下水位高于开挖底面区域,为了保证施工过程的安全和操作方便,必须进行基坑降水工作。我国人多水少,水资源时空分布不均,供需矛盾突出,全社会节水意识还不强、用水粗放、浪费严重,在水资源短缺情况加重与新建建筑量不断提高的双重条件下,如何将基坑降水合理的回收再利用,非常值得研究和探讨。
二、应用领域和技术原理
本技术适用于大多数工业与民用建筑项目的基坑降水回收再利用,尤其适用于工期较长,深、大基坑,地下水丰富且附近无污染源的工程项目。
根据本项目《基坑支护降水工程设计》要求,在基坑周边布置降水井若干,基坑内部布设应急准备盲沟,场区周围设置环形集水管,根据不同的区域以及降水井的数量多少,采用不同直径的镀锌钢管将管井内抽取的地下水输送至三级沉淀池。沉淀池内的水分三路进行再利用,一路作为消防水使用,二路回施工现场用作场内施工用水、喷淋系统的防尘降尘、道路的清洁、绿地浇灌、车辆冲洗台用水,三路进入集水池,经增压后输送至场区外的“共享蓝管”系统,用于市政洒水车补水、园林绿化以及排入附近城市内河等用途。
三、性能指标
降水井
降水井用于收集地下水。考虑基坑总用水量及单井抽水能力,基坑周边布置降水井 73 眼(1#-73#),基坑内布设疏干井 28 眼(74#-101#),在基坑内部南北向布设3道盲沟(应急准备)。根据不同位置井点深度为
11.72-16.9m 不等,井管四周用10mm~20mm 石子进行填充,直至地平。降水设备采用 QY6-15-1.5 潜水泵,用吊索下放至井底,用软皮水管连接至环形集水管内。
集水输送管
集水输送管采用2mm厚镀锌钢管,钢制卡箍内嵌橡胶垫连接。结合现场实际情况,坡顶布设73眼降水井,1#-18#、56#-73#段布设直径200镀锌钢管,19#-36#、37#-55#段布设直径300镀锌钢管,根据地势不同架空100-800mm,每隔10m用砖砌筑砖垛,按1.5‰坡向三级沉淀池。在集水管上每隔20m安装进水口若干备用。管道过路采用直埋方式,埋深1m,管道周围300mm范围内应使用中砂保护。
地下水的使用
地下水经三级沉淀池沉淀后进入集水池。集水池内的地下水分三路使用:
1.消防泵房。集水池附近设置一处消防泵房,泵房内设两台增压水泵,与场区内消防管道相连,集水池当作消防水池使用;
2.场区内使用。沿场区周围采用直径300镀锌钢管做现场用水管网,主管设在拟建建筑物周围,用于日常施工用水,支路分别通往场区大门用作洗车台冲洗、场区主干道一侧洒水车补水接口、生活区卫生间冲刷用水以及场区围挡上抑尘喷淋使用。
3.共享蓝管使用。在靠近场区外侧不影响施工的区域,设置两个集水池,与沉淀池连通,经沉淀后的地下水直接流入集水池。集水池尺寸为10m长*5m宽*4.5m深,周围15m范围内地面做硬化,使用定型化围栏防护,集水池上口做硬质盖板。在场外建设共享蓝管,根据蓄水量安装20台水泵,增压后输送至场区外“共享蓝管”。“共享蓝管”的主要用途为,经检测合格后排入附近内河,为河道补充了新鲜生态用水;在共享蓝管沿线建设一批“水鹤”,向市政环卫、园林绿化部门提供加水服务;在共享蓝管上增加部分支线,向附近广场、公园等绿化区域浇水灌溉。
通过沉淀处理保证水源无污染,满足施工用水及河流排放标准。通过绿色施工基坑降水收集共享应用技术有效解决基坑排水问题,减少水资源浪费、减轻污水处理厂运行压力、节省污水处理费等问题,真正实现“清水入河、污水入管”,始终围绕实施“地下水超采综合治理”这一主题,坚
持节水优先、绿色发展,积极推进“共享蓝管”清洁基坑水再利用,对深基坑排水管道系统进行优化升级,再将优质的建设项目基坑水排入河道,既节约了优质水资源,又改善了河道水生态环境质量。
四、与国内同类技术比较
与基坑降水连接,能在一定程度上提高降水的利用效率,但在地下水位较高、水资源丰富的地区,基坑降水量较大,现场不能充分利用的水资源大多直接排入市政雨污水管网,对蓝管”输送出场外,经检测合格后排入附近内河,为河道补充了新鲜生态用水;蓝管设在道路绿化带靠近人行道一侧,沿线建设一批用水取水设备“水鹤”,向市政环卫、水资源造成很大的浪费。在沉淀池末端连接集水池,将现场未能二次使用的地下水经多台水泵增压,经“共享传统的基坑降水使用范围局限在场区内。在一般工程量较小、施工周期较短的项目,基坑降水收集后仅用作场区内生产生活用水,消防喷淋等仍以市政用水居多。规模较大的项目除生产生活用水使用地下水之外,会在建设初期将消防喷淋等园林绿化部门提供加水服务;在共享蓝管上增加部分支线,向附近广场、公园等绿化区域浇水灌溉。
五、成果创新性、先进性
“共享蓝管”系统,将建设项目中抽取的地下水资源的二次使用,从局限在场区内使用扩大到场区外市政环卫等部门使用,增加了使用范围,提高了基坑降水的综合利用率。“共享蓝管”系统技术开启了城市深基坑排水先河,属全国首例。通过向河道注入新鲜水源,有效改善了城区河道水生态环境质量和城市环境品质,符合绿色环保的发展要求。
六、作用意义
1.提高了基坑降水的利用率,减少市政自来水的用量,以涵养水源、补给河水量,保护河道两侧生态环境及城市环境防尘、抑尘。
2.通过绿色施工基坑降水收集共享应用技术有效解决基坑降排水问题,减少水资源浪费、减轻污水处理厂运行压力、节省污水处理费。
一、推广应用前景
本技术将场区内基坑降水的使用范围扩大到场区外市政环卫等部门,打破了范围的局限性,此举措也是山东省首次将施工项目基坑降水应用于场区外绿化灌溉、内河补水等,本项技术适用于大多数工业与民用建筑项目的基坑降水回收再利用,尤其适用于工期较长,深、大基坑,地下水丰富且附近无污染源的工程项目。
二、推广应用效果
项目一:滕州市医养结合健康中心暨中心人民医院新院区工程,项目位于滕州市红荷大道与善国路交汇口西北,建设单位为山东德辰康养投资管理有限公司,总承包单位为滕州建工建设集团有限公司。开工时间为2021年1月6日,计划竣工时间为2025年12月31日,建筑面积40.53万平方米,主体结构形式为框架剪力墙结构,本工程地上地下1层,地上最高17层。
在开工前滕州建工建设集团有限公司编制基坑开挖及降水方案时,结合本工程实际,创新性地实施了“共享蓝管”基坑降排水系统工程。根据本工程经验,编制了《施工用水与共享蓝管收集综合利用基坑降水施工工法》,该工法操作方便,适用于大多数工业与民用建筑项目的基坑降水回收再利用,尤其适用于工期较长,深、大基坑,地下水丰富且附近无污染源的工程项目。大大节约了传统用水量,节约了施工成本,可靠性强,易于推广。
通过基坑降水收集共享应用技术的推广应用,近两年为公司节约成本百万元,并得到了同行业的一致认可,2022年作为优秀典型工法在省住建厅网站宣传推广,目前在全省范围内逐步开始推广应用。
项目二:枣庄科技职业学院学术交流中心工程,项目位于滕州市学院路888号(枣庄科技职业学院校内),建设单位枣庄科技职业学院,总承包单位为滕州建工建设集团有限公司。开工时间为2021年11月30日,计划竣工时间为2023年4月14日,总建筑面积28324㎡,主体为框架结构,地下1层、地上11层,建筑高度45.15m。由于项目位于枣庄科技职业学院校内,学校师生正常上课,对绿色施工的要求进一步提高。由滕州建工建设集团有限公司编写的《施工用水与共享蓝管收集综合利用基坑降水施工工法》在本项目上得到实践和验证,借鉴“共享蓝管”的经验,将基坑抽取的地下水一部分直接用于校内景观湖的补水,一部分接入校内卫生间冲刷用水管,根据地下水位情况计算,还有一小部分水富余,可接入场区外的共享蓝管使用。由于该工法方法创新,可操作性和实用强,不仅为总承包方节约了费用,也为学校节约了费用,减少了水资源的浪费。应用效果明显,可靠性强,易于推广。
项目三、滕州市第一中学改扩建工程项目 (一期) 教学楼及车库,位于滕州市学院路南侧、龙泉路西侧,框剪结构,建筑面积46869㎡,2020年11月开工,2022年2月竣工,滕州建工建设集团有限公司总承包施工。
由滕州建工建设集团有限公司编写的《施工用水与共享蓝管收集综合利用基坑降水施工工法》在本项目上得到实践和验证,方法新颖、实用性强,尤其是采用“共享蓝管”系统后,将基坑降水回收再利用方式不再局限于项目内使用,延伸至市政用水和补给河道水源上,沿路设置取水点“水鹤”,供市政车辆加水,部分剩余水量排入河道,补给了河道的水源,涵养了地下水源和保护了河道的生态环境,极大地提高了基坑降水的回收再利用,工法先进,推广应用经济和社会效果明显,为企业赢得了良好的社会信誉。