路橋工程施工臨時用水計算

賈建+崔孝謙

摘要：臨時工程及設施是為完成工程必須修建的臨時性工程建筑，是完成工程必須的措施。臨時用水是指工程施工用水總量計算、水井計算、供水網(wǎng)絡計算、水塔計算一系列的組合。施工現(xiàn)場臨時用水牽涉到工程質量、安全、環(huán)保、成本、進度等方方面面，如何改變目前現(xiàn)場臨時用水靠經(jīng)驗拍腦袋決策，使施工臨時用水從感性決策到理性計算是文章的研究目標。

關鍵詞：路橋工程；臨時用水；用水總量；水井計算；供水管；水塔

中圖分類號：U453文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2014）21-0095-04

1臨時用水概念的重要性

臨時工程及設施是為完成工程必須修建的臨時性工程建筑，是完成工程必須的措施。臨時用水是指工程施工用水總量計算、水井計算、供水網(wǎng)絡計算、水塔計算一系列的組合。

水是路橋工程施工中不可或缺的材料概念，從施工單位生活區(qū)吃喝洗漱生活用水到混凝土、二灰石、石灰土拌和、養(yǎng)護工程用水，從路基填料含水率調節(jié)施工用水到施工便道灑水防塵環(huán)保用水，從施工機械用水到工地消防用水，從工程開始到結束水都扮演著重要角色，牽涉到工程質量、安全、環(huán)保、成本、進度等方方面面。但一項工程需要多少水？如何選擇水源？臨時供水系統(tǒng)及供水主干網(wǎng)如何設計？這些都是我們工程施工技術人員應該考慮和掌握的知識。我們不能再繼承以前工地施工用水靠項目領導拍腦袋“打一口100米深的井”“弄兩個罐車去拉水”的決策方法，應提倡將施工用水設計作為施工組織設計重要內容去科學計算，謹慎決策。

2施工工地用水總量計算

施工工地用水總量（Q）由工地施工用水量（q1）、施工機械用水量（q2）、工地生活用水量（q3）、生活區(qū)用水量（q4）、消防用水量（q5）組成，并根據(jù)前四項之和與第五項比較大小后選擇組合用水總量，并考慮10%的水管漏水損失量。

2.1工地施工用水量（q1）

工地施工工程用水量可按下式計算：

式中：

q1——工地施工用水量（L/s）

K1——未預計的施工用水系數(shù)，取1.05～1.15

Q1——年（季）度工程量（以實物計量單位表示）

N1——施工用水定額，常見定額見表1

T1——年（季）度有效工作日（d）

t——每天工作臺班數(shù)（班）

K2——用水不均衡系數(shù)，見表2。

表1施工用水定額

用水名稱 單位 耗水量（L）

澆筑混凝土全部用水 m3 1700～2400

人工沖洗石子 m3 1000

機械沖洗石子 m3 600

洗砂 m3 1000

澆水泥砌塊 m3 300～350

砌石工程全部用水 m3 50～80

抹灰工程全部用水 m2 30

澆磚 千塊 200～250

攪拌砂漿 m3 300

石灰消化 T 3000

表2施工用水不均衡系數(shù)

系數(shù)號 用水名稱 系數(shù)

K2 現(xiàn)場施工用水

附屬生產(chǎn)企業(yè)用水 1.5

1.25

K3 施工機械、運輸機械

動力設備 2.0

1.05～1.1

K4 施工現(xiàn)場生活用水 1.3～1.5

K5 生活區(qū)生活用水 2.0～2.5

2.2機械用水量計算（q2）

施工機械用水量可按下式計算：

式中：

q2——施工機械用水量（L/s）

K1——未預計的施工用水系數(shù)，取1.05～1.15

Q2——同一種機械臺班（臺）

N2——施工機械臺班用水定額，參考表3中數(shù)據(jù)求得

K3——用水不均衡系數(shù)，見表2

表3施工機械用水量定額（N2）

機械名稱 單位 耗水量（L）

內燃挖土機 m3.臺班 200～300

內燃起重機 t·臺班 15～18

蒸汽打樁機 t·臺班 1000～1200

內燃壓路機 t·臺班 12～15

內燃動力裝置 KW.臺班 160～400

空壓機 m3/min.臺班 40～80

汽車 臺.晝夜 400～700

鍋爐 t·h 1050

點焊機50型 臺·h 150～200

點焊機75型 臺·h 250～300

對焊機冷拔機 臺·h 300

木工場 臺·臺班 20～25

2.3工地生活用水量（q3）計算

施工工地生活用水量可按下式計算：

式中：

q3——施工工地生活用水量（L/s）

P1——施工工地高峰晝夜人數(shù)（人）

N3——施工工地生活用水定額，參考表4

K4——用水不均衡系數(shù)，見表2

t——每天工作臺班數(shù)（班）

2.4生活區(qū)用水量（q4）計算

生活區(qū)用水量可按下式計算：

式中：q4——生活區(qū)生活用水量（L/s）

P2——生活區(qū)居住人數(shù)（人）

N4——生活區(qū)晝夜全部生活用水定額，參考表4

K5——生活區(qū)生活用水不均衡系數(shù)，見表2

表4施工工地生活用水定額（N3、N4）

用水名稱 單位 耗水量（L）

盥洗飲用水 L/人 20～40

食堂 L/人 10～15

淋浴大池 L/人 50～60

洗衣房 L//(人.斤） 40～60

理發(fā)室 L/(人.次) 10～25

學校 L/人 10～30

幼兒園 L/人 75～100

醫(yī)院 L/床位 100～150

施工現(xiàn)場生活用水 L/人 20～60

生活區(qū)全部生活用水 L/人 80～120

2.5消防用水量（q5）計算

消防用水量q5，可根據(jù)消防范圍及發(fā)生次數(shù)按表5取用。

表5

用水名稱 火災同時發(fā)生次數(shù) 單位 用水量（L）

居住區(qū)消防用水

5000人以內

10000人以內

25000人以內

一次

二次

二次 L/s

10

10～15

15～20

施工現(xiàn)場消防用水

施工現(xiàn)場在25hm2

每增加25hm2 二次 L/s

10～15

5

2.6施工工地用水總量計算

施工工地用水總量Q可按以下組合公式計算：

2.6.1?當（q1+q2+q3+q4）≤q5時，則：

Q=q5+0.5×（q1+q2+q3+q4）

2.6.2?當（q1+q2+q3+q4）＞q5時，則：

Q=q1+q2+q3+q4

2.6.3?當工地面積小于5hm2，且（q1+q2+q3+q4）＜q5時，則：

Q=q5

3水源選擇及計算

3.1水源選擇原則及標準

路橋施工用水，宜選擇當?shù)鼐用裆钣盟?，如當?shù)厮垂┧芰Σ蛔?，或當?shù)卮彐?zhèn)距離施工現(xiàn)場很遠，供水干線費用較大，水價較高造成工程成本加大時可考慮天然水源，如河道、湖泊、池塘，但以上水源作為生活用水時，應進行水質化驗，達到國家規(guī)定的生活飲用水質標準時方可籌劃使用。對混凝土拌合、養(yǎng)生用水，國家建設部也有明確規(guī)定（見表6），但檢測項目少且常規(guī)化，可自行測定合格后使用。當工程遠離河道、池塘、湖泊等天然水源時，需要鉆深井取用深層地下水，同時滿足生活飲用水及施工需要，這也是路橋施工最常見的水源選擇。

表6巖土類滲透系數(shù)參考表

土的名稱 滲透系數(shù)（m/sd）

粘土 ＜0.005

粉質黏土 0.005～0.1

黏質粉土 0.1～0.5

黃土 0.25～0.5

粉土 0.5～1.0

細砂 1.0～5

中砂 5～20

均質中砂 35～50

粗砂 20～50

均質粗砂 60～75

圓礫 50～100

卵石 100～500

無充填物卵石 500～1000

稍有裂隙巖石 20～60

裂隙多巖石 ＞60

3.2深井（管井）取水計算

根據(jù)水井理論，根據(jù)井底是否到達不透水層分為完整井和非完整井（到達不透水層為完整井，否則為非完整井）。根據(jù)地下水有無壓力又分為承壓井和無壓井，其中以無壓完整井理論較為完善，應用也較普遍。無壓非完整井計算時基本按照無壓完整井計算，考慮底部滲水，有較小修正系數(shù)，考慮到管井直徑較小，底部滲水面積相對濾管面積比值很小，一般在工程中可按照無壓完整井進行計算，作為用水富裕儲備系數(shù)。

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3.2.1無壓完整井單井涌水量（Q）計算公式。

無壓完整井單井涌水量（Q）按下式計算：

式中：

Q——單井涌水量（m3/d）

K——滲透系數(shù)（m/d），常見的巖土類滲透系數(shù)見表6

H——含水層厚度（m）

R——抽水影響半徑（m），可按照計算

S——水位降低值（m）

r——管井的半徑（m）

3.2.2井深計算。以第一章計算得到的施工現(xiàn)場用水總量為基礎，如果施工現(xiàn)場設計為一個井供水時，該井的計算涌水量要略大于施工現(xiàn)場用水總量，一般按照5%富裕量考慮，即確定了井的計算涌水量Q目標后，根據(jù)現(xiàn)場地質水文資料，確定地下水位高度（或到臨近周邊村鎮(zhèn)既有井實測水面至地面高度作為參考），確定地層滲水系數(shù)，假定一個含水層厚度H，根據(jù)潛水泵高度和必要的水位防燒泵埋深（一般為2m）確定S值（S=H-L泵-2），根據(jù)S、H和K計算R，確定井的半徑r(一般為0.25～0.3m)進行試算，如計算得到的井的涌水量和Q目標相差較大時，重新選擇一個含水層厚度H，按上述方法計算得到一個新的井的涌水量，和Q目標進行比較，根據(jù)井的涌水量和含水層厚度基本成正比關系，利用內插法求得一個含水層厚度，再重新試算其涌水量，經(jīng)過三次試算，就可以準確找到合理的含水層厚度H，再加上地下水位的埋深，就可得到需要鉆井的深度。

4供水網(wǎng)絡使用管徑計算

施工現(xiàn)場不管是從市政、地方村鎮(zhèn)水源引入還是河道、自行打井取水，或者自建水塔供水，都需要將水源送往各主要用水場所，如拌和站、預制場及橋梁沿線，這就需要用輸水管道，主輸水管道需要的直徑可按下式計算：

式中：d——配水管直徑（m）

Q——施工工地總用水量（L/s）

V——管網(wǎng)中水流速度（m/s），臨時水管經(jīng)濟流速范圍見表7，一般生活及施工用水取1.5m/s，消防用水取2.5m/s

表7臨時水管經(jīng)濟流速參考表

管徑（mm） 流速（m/s）

正常時間 消防時間

D＜100

D=100～500

D＞300 0.5～1.2

1.0～1.6

1.5～2.5 —

2.5～3.0

2.5～3.0

5現(xiàn)場臨時供水系統(tǒng)計算

工地臨時供水系統(tǒng)一般由取水設施，凈水設施，儲水構造物（水塔及儲水池），輸水管和配水管等綜合組成。地面水源取水設施一般由取水口、進水管及水泵組成。水泵有離心泵和活塞泵兩種。水泵的選用，要求有足夠的抽水能力和揚程。水泵抽水能力由工地需用總用水量確定，水泵的揚程由水泵將水送至水塔或需要供水的建筑物的高度，以及水頭的損失來確定。

5.1水泵揚程計算

水泵應具有的揚程按下列公式計算：

5.1.1將水送到水塔時的揚程。

Hb=(Zt-Zb)+Ht+a+Σh+hc

式中：

Hb——水泵所需要的揚程（m）

Zt——水塔所處的地面高度（m）

Zb——水泵軸中線的標高（m）

Ht——水塔高度（m）

A——水塔的水箱高度（m）

Σh——從泵站到水塔間的水頭損失（m）

hc——水泵的吸水高度（m）

5.1.2?將水直接送到建筑物時的揚程

Hb=(Zc-Zb)+Hf+Σh+hc

式中：

Zc——供水對象（建筑物）最不利的標高（m）

Hf——供水對象最不利處必須的自由水頭，一般為8～10m

Σh——供水網(wǎng)路中的水頭損失（m）

5.1.3水塔高度計算。水塔高度H1與供水范圍、供水對象的位置及水塔本身的位置有關，可按下式計算：

H1=(Zc-Zt)+Hf+Σh

式中符號意義同前。

5.2水頭損失計算

表8給水鋼管計算表

流量

（L/S） 管徑（mm）

25 40 50 70 80

i v i v i v i v i v

0.2 21.3 0.38

0.4 74.8 0.75 8.96 0.32

0.6 159 1.13 18.4 0.48

0.8 279 1.51 31.4 0.64

1.0 437 1.88 47.3 0.8 12.9 0.47 3.76 0.28 1.61 0.20

1.2 629 2.26 66.3 0.95 18 0.56 5.18 0.34 2.27 0.24

1.4 856 2.64 88.4 1.11 23.7 0.66 6.83 0.4 2.97 0.28

1.6 1118 3.01 114 1.27 30.4 0.75 807 0.45 3.76 0.32

1.8 144 1.43 37.8 0.85 10.7 0.51 4.66 0.36

2.0 178 1.59 46 0.94 13 0.57 5.62 0.40

2.6 301 2.07 74.9 1.22 21 0.74 9.03 0.52

3.0 400 2.39 99.8 1.41 27.4 0.85 11.7 0.60

3.6 577 2.86 144 1.69 38.4 1.02 16.3 0.72

4.0 177 1.88 46.8 1.13 19.8 0.81

4.6 235 2.17 61.2 1.3 25.7 0.98

5.0 277 2.35 72.3 1.42 30 1.01

5.6 348 2.64 90.7 1.59 37 1.13

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3.2.1無壓完整井單井涌水量（Q）計算公式。

無壓完整井單井涌水量（Q）按下式計算：

式中：

Q——單井涌水量（m3/d）

K——滲透系數(shù)（m/d），常見的巖土類滲透系數(shù)見表6

H——含水層厚度（m）

R——抽水影響半徑（m），可按照計算

S——水位降低值（m）

r——管井的半徑（m）

3.2.2井深計算。以第一章計算得到的施工現(xiàn)場用水總量為基礎，如果施工現(xiàn)場設計為一個井供水時，該井的計算涌水量要略大于施工現(xiàn)場用水總量，一般按照5%富裕量考慮，即確定了井的計算涌水量Q目標后，根據(jù)現(xiàn)場地質水文資料，確定地下水位高度（或到臨近周邊村鎮(zhèn)既有井實測水面至地面高度作為參考），確定地層滲水系數(shù)，假定一個含水層厚度H，根據(jù)潛水泵高度和必要的水位防燒泵埋深（一般為2m）確定S值（S=H-L泵-2），根據(jù)S、H和K計算R，確定井的半徑r(一般為0.25～0.3m)進行試算，如計算得到的井的涌水量和Q目標相差較大時，重新選擇一個含水層厚度H，按上述方法計算得到一個新的井的涌水量，和Q目標進行比較，根據(jù)井的涌水量和含水層厚度基本成正比關系，利用內插法求得一個含水層厚度，再重新試算其涌水量，經(jīng)過三次試算，就可以準確找到合理的含水層厚度H，再加上地下水位的埋深，就可得到需要鉆井的深度。

4供水網(wǎng)絡使用管徑計算

施工現(xiàn)場不管是從市政、地方村鎮(zhèn)水源引入還是河道、自行打井取水，或者自建水塔供水，都需要將水源送往各主要用水場所，如拌和站、預制場及橋梁沿線，這就需要用輸水管道，主輸水管道需要的直徑可按下式計算：

式中：d——配水管直徑（m）

Q——施工工地總用水量（L/s）

V——管網(wǎng)中水流速度（m/s），臨時水管經(jīng)濟流速范圍見表7，一般生活及施工用水取1.5m/s，消防用水取2.5m/s

表7臨時水管經(jīng)濟流速參考表

管徑（mm） 流速（m/s）

正常時間 消防時間

D＜100

D=100～500

D＞300 0.5～1.2

1.0～1.6

1.5～2.5 —

2.5～3.0

2.5～3.0

5現(xiàn)場臨時供水系統(tǒng)計算

工地臨時供水系統(tǒng)一般由取水設施，凈水設施，儲水構造物（水塔及儲水池），輸水管和配水管等綜合組成。地面水源取水設施一般由取水口、進水管及水泵組成。水泵有離心泵和活塞泵兩種。水泵的選用，要求有足夠的抽水能力和揚程。水泵抽水能力由工地需用總用水量確定，水泵的揚程由水泵將水送至水塔或需要供水的建筑物的高度，以及水頭的損失來確定。

5.1水泵揚程計算

水泵應具有的揚程按下列公式計算：

5.1.1將水送到水塔時的揚程。

Hb=(Zt-Zb)+Ht+a+Σh+hc

式中：

Hb——水泵所需要的揚程（m）

Zt——水塔所處的地面高度（m）

Zb——水泵軸中線的標高（m）

Ht——水塔高度（m）

A——水塔的水箱高度（m）

Σh——從泵站到水塔間的水頭損失（m）

hc——水泵的吸水高度（m）

5.1.2?將水直接送到建筑物時的揚程

Hb=(Zc-Zb)+Hf+Σh+hc

式中：

Zc——供水對象（建筑物）最不利的標高（m）

Hf——供水對象最不利處必須的自由水頭，一般為8～10m

Σh——供水網(wǎng)路中的水頭損失（m）

5.1.3水塔高度計算。水塔高度H1與供水范圍、供水對象的位置及水塔本身的位置有關，可按下式計算：

H1=(Zc-Zt)+Hf+Σh

式中符號意義同前。

5.2水頭損失計算

表8給水鋼管計算表

流量

（L/S） 管徑（mm）

25 40 50 70 80

i v i v i v i v i v

0.2 21.3 0.38

0.4 74.8 0.75 8.96 0.32

0.6 159 1.13 18.4 0.48

0.8 279 1.51 31.4 0.64

1.0 437 1.88 47.3 0.8 12.9 0.47 3.76 0.28 1.61 0.20

1.2 629 2.26 66.3 0.95 18 0.56 5.18 0.34 2.27 0.24

1.4 856 2.64 88.4 1.11 23.7 0.66 6.83 0.4 2.97 0.28

1.6 1118 3.01 114 1.27 30.4 0.75 807 0.45 3.76 0.32

1.8 144 1.43 37.8 0.85 10.7 0.51 4.66 0.36

2.0 178 1.59 46 0.94 13 0.57 5.62 0.40

2.6 301 2.07 74.9 1.22 21 0.74 9.03 0.52

3.0 400 2.39 99.8 1.41 27.4 0.85 11.7 0.60

3.6 577 2.86 144 1.69 38.4 1.02 16.3 0.72

4.0 177 1.88 46.8 1.13 19.8 0.81

4.6 235 2.17 61.2 1.3 25.7 0.98

5.0 277 2.35 72.3 1.42 30 1.01

5.6 348 2.64 90.7 1.59 37 1.13

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3.2.1無壓完整井單井涌水量（Q）計算公式。

無壓完整井單井涌水量（Q）按下式計算：

式中：

Q——單井涌水量（m3/d）

K——滲透系數(shù)（m/d），常見的巖土類滲透系數(shù)見表6

H——含水層厚度（m）

R——抽水影響半徑（m），可按照計算

S——水位降低值（m）

r——管井的半徑（m）

3.2.2井深計算。以第一章計算得到的施工現(xiàn)場用水總量為基礎，如果施工現(xiàn)場設計為一個井供水時，該井的計算涌水量要略大于施工現(xiàn)場用水總量，一般按照5%富裕量考慮，即確定了井的計算涌水量Q目標后，根據(jù)現(xiàn)場地質水文資料，確定地下水位高度（或到臨近周邊村鎮(zhèn)既有井實測水面至地面高度作為參考），確定地層滲水系數(shù)，假定一個含水層厚度H，根據(jù)潛水泵高度和必要的水位防燒泵埋深（一般為2m）確定S值（S=H-L泵-2），根據(jù)S、H和K計算R，確定井的半徑r(一般為0.25～0.3m)進行試算，如計算得到的井的涌水量和Q目標相差較大時，重新選擇一個含水層厚度H，按上述方法計算得到一個新的井的涌水量，和Q目標進行比較，根據(jù)井的涌水量和含水層厚度基本成正比關系，利用內插法求得一個含水層厚度，再重新試算其涌水量，經(jīng)過三次試算，就可以準確找到合理的含水層厚度H，再加上地下水位的埋深，就可得到需要鉆井的深度。

4供水網(wǎng)絡使用管徑計算

施工現(xiàn)場不管是從市政、地方村鎮(zhèn)水源引入還是河道、自行打井取水，或者自建水塔供水，都需要將水源送往各主要用水場所，如拌和站、預制場及橋梁沿線，這就需要用輸水管道，主輸水管道需要的直徑可按下式計算：

式中：d——配水管直徑（m）

Q——施工工地總用水量（L/s）

V——管網(wǎng)中水流速度（m/s），臨時水管經(jīng)濟流速范圍見表7，一般生活及施工用水取1.5m/s，消防用水取2.5m/s

表7臨時水管經(jīng)濟流速參考表

管徑（mm） 流速（m/s）

正常時間 消防時間

D＜100

D=100～500

D＞300 0.5～1.2

1.0～1.6

1.5～2.5 —

2.5～3.0

2.5～3.0

5現(xiàn)場臨時供水系統(tǒng)計算

工地臨時供水系統(tǒng)一般由取水設施，凈水設施，儲水構造物（水塔及儲水池），輸水管和配水管等綜合組成。地面水源取水設施一般由取水口、進水管及水泵組成。水泵有離心泵和活塞泵兩種。水泵的選用，要求有足夠的抽水能力和揚程。水泵抽水能力由工地需用總用水量確定，水泵的揚程由水泵將水送至水塔或需要供水的建筑物的高度，以及水頭的損失來確定。

5.1水泵揚程計算

水泵應具有的揚程按下列公式計算：

5.1.1將水送到水塔時的揚程。

Hb=(Zt-Zb)+Ht+a+Σh+hc

式中：

Hb——水泵所需要的揚程（m）

Zt——水塔所處的地面高度（m）

Zb——水泵軸中線的標高（m）

Ht——水塔高度（m）

A——水塔的水箱高度（m）

Σh——從泵站到水塔間的水頭損失（m）

hc——水泵的吸水高度（m）

5.1.2?將水直接送到建筑物時的揚程

Hb=(Zc-Zb)+Hf+Σh+hc

式中：

Zc——供水對象（建筑物）最不利的標高（m）

Hf——供水對象最不利處必須的自由水頭，一般為8～10m

Σh——供水網(wǎng)路中的水頭損失（m）

5.1.3水塔高度計算。水塔高度H1與供水范圍、供水對象的位置及水塔本身的位置有關，可按下式計算：

H1=(Zc-Zt)+Hf+Σh

式中符號意義同前。

5.2水頭損失計算

表8給水鋼管計算表

流量

（L/S） 管徑（mm）

25 40 50 70 80

i v i v i v i v i v

0.2 21.3 0.38

0.4 74.8 0.75 8.96 0.32

0.6 159 1.13 18.4 0.48

0.8 279 1.51 31.4 0.64

1.0 437 1.88 47.3 0.8 12.9 0.47 3.76 0.28 1.61 0.20

1.2 629 2.26 66.3 0.95 18 0.56 5.18 0.34 2.27 0.24

1.4 856 2.64 88.4 1.11 23.7 0.66 6.83 0.4 2.97 0.28

1.6 1118 3.01 114 1.27 30.4 0.75 807 0.45 3.76 0.32

1.8 144 1.43 37.8 0.85 10.7 0.51 4.66 0.36

2.0 178 1.59 46 0.94 13 0.57 5.62 0.40

2.6 301 2.07 74.9 1.22 21 0.74 9.03 0.52

3.0 400 2.39 99.8 1.41 27.4 0.85 11.7 0.60

3.6 577 2.86 144 1.69 38.4 1.02 16.3 0.72

4.0 177 1.88 46.8 1.13 19.8 0.81

4.6 235 2.17 61.2 1.3 25.7 0.98

5.0 277 2.35 72.3 1.42 30 1.01

5.6 348 2.64 90.7 1.59 37 1.13

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