現(xiàn)場臨時(shí)用水系統(tǒng)設(shè)計(jì)施工難點(diǎn)把控

張 克 灝

(中國建筑西北設(shè)計(jì)研究院有限公司工程管理公司，陜西 西安 710000)

1 概述

施工現(xiàn)場臨時(shí)用水是整個項(xiàng)目一項(xiàng)重要的臨時(shí)公用工程，成熟的做法是總包項(xiàng)目計(jì)算用水量，水電安裝單位水暖工程師出方案，在土建總包配合下進(jìn)行施工。實(shí)際上很多總包的技術(shù)負(fù)責(zé)人都是土建專業(yè)出身，本身供排水專業(yè)不精通，算不來用水負(fù)荷，只能說出哪些地方需要水，剩下的全部交由水暖工程師來設(shè)計(jì)策劃加施工，而水暖工程師往往不由自主的按正式供水考慮，材料規(guī)格相對較高，不清楚土建總包單位可周轉(zhuǎn)設(shè)施料情況，設(shè)計(jì)規(guī)劃出來的供水系統(tǒng)成本較高，不符合“節(jié)材”的總體要求。本文從前期臨水設(shè)計(jì)策劃及施工角度，認(rèn)真梳理了一些容易出現(xiàn)的難點(diǎn)和重點(diǎn)把控部位，以期能從各個方面對相關(guān)技術(shù)人員有所幫助。

2 策劃設(shè)計(jì)方面的注意事項(xiàng)

2.1 水源的選擇

施工用水水源的選擇直接關(guān)系到項(xiàng)目成本，建設(shè)單位提供的水源，除了生活用水接駁市政自來水以外，生產(chǎn)用水盡量選擇非市政自來水。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際，生活用水通常的選擇有：

1)地下井水。對于高層建筑物來說，通常基坑基底距地下水位1 m以內(nèi)時(shí)通常需要進(jìn)行井點(diǎn)降水，此降水工程出水管線在基坑周邊形成環(huán)狀管網(wǎng)，很多時(shí)候都是直接排進(jìn)市政雨水井，此地下井水是生產(chǎn)用水的首選。

如果附近沒有井點(diǎn)降水，可以根據(jù)工期考慮，在條件允許的情況下，現(xiàn)場打井。

2)地表水。臨近河湖水是可以利用的地表水。此類地表水取水點(diǎn)必須考慮最低水位線，在取水點(diǎn)位置需往下挖足夠深度，保證潛水泵泵體始終在水位線以下。在泵進(jìn)口部位設(shè)置孔徑3 mm～5 mm的粗過濾網(wǎng)保證大粒徑雜質(zhì)不致堵塞泵體或管道。

3)自來水。在沒有地下水和地表水可以利用的情況下，只能使用甲供自來水。自來水的品質(zhì)較好，符合飲用水要求，可以滿足生產(chǎn)生活用水需求，缺點(diǎn)是成本較高，整個施工周期需要耗費(fèi)大量的自來水，成本相對較高。如果采用自來水作為生產(chǎn)用水，必須做好廢水回用，經(jīng)過多級沉淀后可用于混凝土養(yǎng)護(hù)及其他方面，這也是綠色施工的重要要求。

2.2 供水設(shè)備的選擇

確定水源后，采用何種供水設(shè)備就顯得尤為重要。對于水源為地下水或地表水的情況，必須增加一次水源提升設(shè)備，優(yōu)先選用潛水泵。由于潛水泵長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)容易造成設(shè)備故障，且所需揚(yáng)程不能滿足生產(chǎn)用水必須保證穩(wěn)壓的基本要求，所以在提升泵后必須設(shè)置一個二次加壓裝置，二次加壓裝置由二次儲水罐+二次加壓泵組成，可以通過二次加壓泵的選型滿足高層建筑生產(chǎn)用水的需要。自來水因?yàn)榈蛥^(qū)供水壓力較小，且甲供水源管徑較小，不能滿足現(xiàn)場用水需求，所以自來水在省去提升泵的情況下必須設(shè)置二次加壓裝置，方能滿足現(xiàn)場用水要求。成熟的做法是在二次儲水罐設(shè)置液位浮球，通過設(shè)置浮球液位控制提升泵關(guān)停。然后通過二次加壓泵實(shí)現(xiàn)在施作業(yè)面及樓層用水，通過變頻控制裝置保證管道穩(wěn)壓供水，滿足現(xiàn)場生產(chǎn)及消防需要。

1)潛水泵。選擇潛水泵揚(yáng)程主要考慮二次儲水罐與泵的高差，提升泵揚(yáng)程的計(jì)算公式為：

潛水泵揚(yáng)程=二次儲水罐與泵的高差×1.5。

其中,1.5為安全保證系數(shù)，此外，潛水泵的流量也是必須考慮的因素，此流量必須與平均用水量匹配，同時(shí)應(yīng)與所選二次儲罐容積匹配，以15 min～20 min可以注滿整個儲罐的流量為宜。比如儲罐容積為8 m3，那么選用單臺流量為25 m3/h～30 m3/h的潛水泵為宜。

潛水泵可以選用油浸式(如圖1所示)和潛井式(如圖2所示)，根據(jù)揚(yáng)程要求，可以選用單級式和多級式。

2)二次儲水罐的選擇和管徑大小計(jì)算。

第一步先進(jìn)行現(xiàn)場用水計(jì)算。根據(jù)建筑面積、所需勞動人數(shù)、施工機(jī)械等情況，對施工用水作如下計(jì)算：用水總量Q=q1+q2+q3。

其中,q1為施工用水量，q1=K1×∑Q1×N1×K2/T1×b×8×3 600。

K1為未預(yù)見的施工用水系數(shù)，取1.05。

Q1為年(季)度工程量(以實(shí)物計(jì)量單位表示)。

N1為施工用水定額，具體見表1。

表1 施工用水定額表

T1為年(季)度有效工作日，d,取365 d；

b為每天工作班數(shù)，取1；

K2為用水不均勻系數(shù)，取1.5。

8為每天8 h。

3 600為一小時(shí)3 600 s(下同)。

其中,q2為機(jī)械用水量，q2=K1×∑Q2×N2×K3/8×3 600。

K1為未預(yù)見的施工用水系數(shù)，取1.05。

Q2為同一種機(jī)械臺數(shù)。

N2為施工機(jī)械臺班用水定額，如表2所示。

表2 機(jī)械用水定額表

K3為施工機(jī)械用水不均勻系數(shù)，取2.00。

其中，q3為現(xiàn)場生活用水量(若用地下井水或地表水則為非飲用水)，q3=耗水量×人數(shù)/一天24 h/一小時(shí)3 600 s，耗水量定額，如表3所示。

表3 施工現(xiàn)場生活用水量參考定額

現(xiàn)場消防用水量Q消=辦公生活區(qū)消防用水+施工現(xiàn)場消防用水。

現(xiàn)場消防用水量參考定額見表4。

表4 現(xiàn)場消防用水量參考定額

第二步確定二次供水儲罐的容積，根據(jù)GB 50720—2011建設(shè)工程施工現(xiàn)場消防安全技術(shù)規(guī)范要求，水量必須能持續(xù)滅火1 h，建筑面積大于30 000 m2的工程，消火栓流量按20 L/s計(jì)算，每小時(shí)需要72 m3。對于施工現(xiàn)場紅線附近100 m范圍內(nèi)有市政消防栓接駁口的項(xiàng)目，二次儲水罐的容積可以只考慮滿足現(xiàn)場用水即可。那么對于遠(yuǎn)離市政消防栓的工程而言，就需要潛水泵和二次儲水罐的容積將與之匹配，滿足現(xiàn)場消防的需要。適當(dāng)增大潛水泵流量，使其與消防用水相匹配，二次儲水罐盡量選擇容積較大的，這樣就可以在遠(yuǎn)離市政消防栓的情況下盡可能增加消防自救時(shí)間。

對于采用自來水為水源的情況，應(yīng)考慮市政消防栓接駁及消防車到達(dá)時(shí)間自救時(shí)間的用水量，以10 L/s的用水量計(jì)算，10 min的前期撲救時(shí)間，儲水罐的容積大約在9 m3～10 m3。

第三步確定主管道管徑：

3)二次加壓泵的選擇。

施工現(xiàn)場用水屬不均衡用水，在每個施工階段，需要的水壓也是不同的，地基基礎(chǔ)階段需要的壓力較小，隨著主體施工樓層越來越高，需要的泵出口壓力也要隨時(shí)增加。如果加壓泵出口壓力恒定，在地基基礎(chǔ)施工階段和主體封頂階段的壓力不可調(diào)節(jié)，耗電量將得不償失，所以選用可調(diào)節(jié)出口壓力，并且在用水低負(fù)荷情況下泵功率下降，節(jié)省電能，這樣的系統(tǒng)將是首選。

推薦使用恒壓變頻供水系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的多級泵+回流調(diào)節(jié)閥的方式。該裝置為兩臺立式管道泵+隔膜氣壓罐+變頻控制柜的撬裝設(shè)備，類似于小區(qū)的正式加壓供水裝置，所不同的是該裝置體積小巧，設(shè)備緊湊，撬裝便于運(yùn)輸及重復(fù)利用，是工地供水的首選，其流程如圖3所示,現(xiàn)場如圖4所示。

此類恒壓變頻設(shè)備在選型時(shí)必須著重考慮項(xiàng)目所需最大揚(yáng)程和需要的最大流量，最大流量取前面的Q總，在選擇功率時(shí)要將這些參數(shù)全部滿足。此類裝置的最大優(yōu)點(diǎn)是壓力可調(diào)，根據(jù)項(xiàng)目不同階段選擇所需的出口壓力，變頻控制柜可以免于人員操作，起到很好的節(jié)能作用。

4)輔助控制設(shè)施的選擇。

對于二次儲水罐和自來水進(jìn)水端，二次儲水罐和深水井(非降水井)下的潛水泵兩種形式，都需要再二次儲水罐設(shè)置液位浮球。所不同的是深水井式的設(shè)置浮球開關(guān)，通過泵寶(集成控制器)控制潛水泵啟停；自來水在儲罐中設(shè)置浮球閥，通過浮球直接關(guān)閉自來水進(jìn)水。這兩種形式都可實(shí)現(xiàn)自動上水。

2.3 流程設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

1)二次儲水罐及恒壓供水泵選址。綜合考慮給(取)水點(diǎn)位置，放置在靠近給(取)水點(diǎn)，同時(shí)離給(取)水點(diǎn)最近的主要單位工程最近的非施工區(qū)域設(shè)置為二次供水裝置設(shè)置點(diǎn)。

2)泵出口管線設(shè)置。泵出口管線優(yōu)先選用并聯(lián)式，即按照樓棟(單位工程)設(shè)置一條出口管線，這樣保證每條出口管線壓力均等。如現(xiàn)場單位工程較多，則每條出口管線供水的單位工程不宜超過兩棟，保證下游單位工程用水壓力滿足要求。

3)二次儲水罐支線設(shè)置，如圖5所示。

說明：二次儲水罐設(shè)置溢流和排污管線，保證浮球故障時(shí)不致造成儲罐超壓，設(shè)置排污管線主要防止儲罐滲漏處理前排水。

3 臨時(shí)用水施工方面注意事項(xiàng)

3.1 管線預(yù)埋

現(xiàn)場臨時(shí)用水策劃必須在臨時(shí)設(shè)施施工前完成，在臨時(shí)設(shè)施施工階段，遇到過路位置、臨設(shè)消防栓設(shè)置位置、或者規(guī)劃的基坑邊硬化前，如果此處設(shè)計(jì)有臨水管線，必須在硬化或者路面澆筑前預(yù)埋到位，保證后續(xù)工藝需要。

3.2 進(jìn)樓位置施工

提前預(yù)埋的進(jìn)樓位置緊貼基坑邊沿，進(jìn)樓位置選擇離上樓立管最近處，從后期最后施工的管線在設(shè)備層的預(yù)留孔洞進(jìn)樓，保證進(jìn)樓管線可以不受施工影響，長期使用。

4 結(jié)語

施工臨時(shí)用水施工是項(xiàng)目的一項(xiàng)重要的公用工程，如果前期重視程度不足，導(dǎo)致后期返工，其成本得不償失。目前，施工現(xiàn)場的臨時(shí)用水工程過于簡單，材料、設(shè)備選擇不符合規(guī)范要求，工藝流程布置不合理，現(xiàn)場臨水管線布置凌亂。通過本文的總結(jié)，將臨水設(shè)計(jì)施工過程中的難點(diǎn)一一進(jìn)行解答，也是對過往臨水設(shè)計(jì)施工教訓(xùn)的總結(jié)，希望能對廣大工程技術(shù)人員以啟發(fā)。