建筑施工臨時用水布置計算方法及管理要點探析

于江龍，張 芳，張 明，楊 帥

(1.中建新疆建工(集團)有限公司西北分公司，陜西 西安 710077；2.陜西省三和建設(shè)工程有限公司，陜西 西安 710032)

0 引言

臨時用水是建筑施工過程中不可缺失的的一環(huán)，臨時用水系統(tǒng)的布置成敗不僅決定了施工進度的有效進行，也保障了施工過程中的消防安全。在諸多項目檢查中，存在臨時用水管徑不合理、水槍頭充實水柱不達標(biāo)等現(xiàn)象。本文以西安市某建筑工程為例，由兩棟高層公寓和兩棟6層酒店組成。高層公寓地下1層地上28層，建筑高度96.9 m；酒店地下1層地上6層，建筑高度23.8 m。本工程建筑面積98 381.02 m2，其中地上89 278.12 m2、地下9 102.90 m2，結(jié)構(gòu)類型為框架、剪力墻結(jié)構(gòu)。

1 取水點的選擇

本工程從相鄰的市政供水接駁點，引一條DN100的熱鍍鋅管至消防泵房留接口(為消防蓄水池供水)和供水泵房留接口(為現(xiàn)場蓄水池和現(xiàn)場供水)。水管埋深1.0 m，水管周圍覆沙20 cm，表面用土夯實，保證管線在冬季能正常使用。

2 施工工地總用水量計算

本施工項目現(xiàn)場用水主要為：大門口進出車輛清洗，混凝土養(yǎng)護用水，道路清掃用水，砂漿拌和用水，混凝土泵車沖洗用水和衛(wèi)生間用水以及臨時消防用水等。

施工現(xiàn)場臨時供水主要為:現(xiàn)場施工用水量q1(L/s)，機械用水量q2(L/s)、施工現(xiàn)場生活用水量q3(L/s)、生活區(qū)用水量q4(L/s)、臨時消防用水量q5(L/s)。以下計算總用水量以主體結(jié)構(gòu)施工階段的最大用水量來計算。

2.1 現(xiàn)場施工用水量

現(xiàn)場施工用水量用水量計算見式(1)。

(1)

式中：q1為現(xiàn)場施工用水量(L/s)；K1為施工用水不均衡系數(shù)，通常取1.05～1.25；Q1為每班計劃完成工程量；N1為施工用水定額，砼采用商品砼；T1為有效作業(yè)日(d)T1=1；t為每天的工作班數(shù)(班)t=2；為現(xiàn)場施工用水不均衡系數(shù)，取1.5。

表1 耗水量較大施工用水項目

由上數(shù)據(jù)計算：

2.2 機械用水量計算

機械用水量可按公式(2)計算：

(2)

式中：q2為機械用水量(L/s)；K1為施工用水不均衡系數(shù)，取1.05～1.25；Q2為同型號的機械臺數(shù)(按10臺計算)；N2為施工機械每臺班用水定額，取300 L；K3為施工機械用水不均衡系數(shù)，取2.00。

2.3 施工現(xiàn)場生活用水量計算

施工現(xiàn)場生活用水量可按公式(3)計算：

(3)

式中：q3為施工現(xiàn)場生活水用量(L/s)；P1為施工現(xiàn)場高峰晝夜人數(shù)(取1 200人)；N3為施工現(xiàn)場生活用水定額(取10 L/人)；K4為施工現(xiàn)場生活用水不均衡系數(shù)，取1.40；t為每日工作臺班數(shù)(取2班)。

2.4 生活區(qū)用水量計算

生活區(qū)用水量根據(jù)公式(4)計算：

(4)

式中：q4為生活區(qū)用水量(L/s)；P2為生活區(qū)生活人數(shù)；N4為生活區(qū)每日每人生活用水定額；K5為施工工地生活用水不均衡系數(shù)，取2.50。因現(xiàn)場場地限制，不設(shè)置生活區(qū)，故此項不作為計算依據(jù)。

2.5 臨時消防用水量計算

依據(jù)《建設(shè)工程施工現(xiàn)場消防安全技術(shù)規(guī)范》，確定消防用水量 q5=15 L/S。

2.6 施工項目總用水量計算

依據(jù)設(shè)計規(guī)范，項目總施工面積超過5萬 m2，總用水量Q的計算公式見(5)和(6)：

(q1+q2+q3+q4)≤q5時：Q=q5

(5)

(q1+q2+q3+q4)>q5時：Q=q1+q2+q3+q4

(6)

在此計算中得：Q =q5=15 L/S；

施工項目總用水量為Q =15*(1+0.05)=15.75 L/S(其中0.05為供水管網(wǎng)中漏水等損失)。

3 供水管網(wǎng)的管徑

施工現(xiàn)場臨時管網(wǎng)的管徑計算見公式(7)：

(7)

式中：d為供水管直徑(m)； Q為施工項目總用水量(L/s)；v為供水管水流速度(m/s)，臨時供水水管一般供水用水取1.5m/s，消防用水取2.5 m/s。

(1)消防主管

根據(jù)上式計算，現(xiàn)場消防主管選用DN100的自來水管用鍍鋅鋼管。

(2)施工用水主管

現(xiàn)根據(jù)以上計算，現(xiàn)場施工用水主管選用DN80的自來水管用鍍鋅鋼管。

4 現(xiàn)場臨時供水系統(tǒng)計算

4.1 消防水箱容積的計算

消防水箱的有效容積按公式(8)計算：

Vf=3.6(Qf-QL)TX

(8)

式中：Vf為消防用水容量(m3)；Qf為室內(nèi)、外消防用水量(L/S)，L=15 L/S；QL為水池連續(xù)補充水量(L/S)，市政管網(wǎng)流速取V=1.1 m/s；TX為火災(zāi)延續(xù)時間，本工程取1h；

QL=1/4×3.14×D2×V=1/4×3.14×0.12×1.1×1 000=8.64 L/S；

Vf=3.6×(15-8.64)×1=23 m3

因此，貯水箱工稱容積選用不小于23 m3。本工程選用容積為30 m3不銹鋼拼裝水箱水箱滿足使用要求，水箱內(nèi)設(shè)DN100的浮球閥一個，用來控制水箱內(nèi)水位。

本工程只設(shè)置一個總水箱，供消防用水和施工用水使用。

4.2 水泵型號的選擇

消防泵房水源來源于室外水平給水環(huán)網(wǎng)，在水泵房經(jīng)水泵二次加壓穩(wěn)壓，壓力滿足消防要求。本工程主體結(jié)構(gòu)高度H1取100 m。水泵吸水管高度按0.4 m計算，每層消防支管長度按10 m計算，則管段長度為：

Hb=Z1+Z2+H2+H4=1+100+43.7+20=164.7 m

式中：Hb為水泵所需的總揚程，m；Z1為水泵吸水幾何高度，取1 m；Z2為水泵壓水幾何高度，取100 m；H2為吸水管和壓水管的總水頭損失,m；H2=1.2i.L=1.2×0.104×350=43.68 m(i-單位管長水頭損失，i=0.001 07v*2 d*1.3=0.104；L-水管計算長度，管道水平長度取300 m，則L=350 m。)；H4為最不利配水點，取20 m。

因此選擇總揚程大于164.7 m的多級泵，流量10 L/S。本工程選用兩臺(型號65DL-9)多級泵，其揚程為144 m，流量30 m3/h，一用一備。

(1)室外水平給水環(huán)網(wǎng)管道與室外消防給水管網(wǎng)分別沿施工圍墻埋地鋪設(shè)，由接駁點(具體位置以業(yè)主指定臨水接駁點為準(zhǔn))及水泵房引到現(xiàn)場各用水點。給水環(huán)管采用DN100的焊接鋼管鋪設(shè)。埋置深度為1.0 m。消防栓每隔40～50 m設(shè)置一個，配備相應(yīng)的消防栓、消防水槍、消防帶。

(2)在地下室施工時，施工用水由總干管分支出若干支管接至各區(qū)域進行混凝土養(yǎng)護。支管管徑在DN15～DN32之間，每根支管分接處設(shè)相應(yīng)閥門一個，后接塑料軟管，接至各施工用水點。

(3)主體施工時，從給水環(huán)管上引出一根DN80干管作為各單體樓施工用水立管，每層開設(shè)1個DN40出水點作為施工給水點。從消防環(huán)管上引出一根DN100干管，作為各單體樓施工消防用水立管，每層開設(shè)1個DN65消火栓接口作為消火栓給水；消火栓設(shè)置在每層樓梯處，并配置DN19消防水槍、水帶及軟管(35米)，且每個設(shè)置點不應(yīng)少于2套。

(4)消火栓管道及給水管道過大門及道路處進行加強保護。樓層內(nèi)管道明裝。

5 現(xiàn)場供水管網(wǎng)布置

水源：本工程施工區(qū)域內(nèi)消防、生產(chǎn)用水均從供水點引入。

臨時消防系統(tǒng)：施工現(xiàn)場設(shè)置消防水池專供現(xiàn)場臨時消防用水，自動控制，消防水經(jīng)DN100鋼管引入主樓及現(xiàn)場的消防系統(tǒng)水平管網(wǎng)，每處消火栓豎向布置，經(jīng)DN100消防立管輸送到各消火栓。

臨時生產(chǎn)給水系統(tǒng)：施工現(xiàn)場配備生產(chǎn)用水專用水泵2臺，變頻自動控制，專供現(xiàn)場生產(chǎn)用水，生產(chǎn)供水經(jīng)DN100焊接鋼管引入主樓生產(chǎn)供水系統(tǒng)水平管網(wǎng)，每處供水點豎向布置，經(jīng)立管輸送到各個樓層供水點。

本工程配水管網(wǎng)設(shè)計為樹枝狀管網(wǎng)。

臨時給水管埋地鋪設(shè)?？紤]西安地區(qū)為嚴(yán)寒地區(qū)，應(yīng)埋在冰凍線以下。并在施工區(qū)域北側(cè)按照消防規(guī)范的相關(guān)要求，設(shè)置水泵房，水泵房旁邊設(shè)置一個30 m3的水箱。消防用水與施工用水共用水箱，但管道獨立設(shè)置。現(xiàn)場施工用水由增壓泵增壓后，經(jīng)現(xiàn)場北側(cè)的給水管道給現(xiàn)場平米供水，在每棟樓1層設(shè)有閘閥及單向閥，施工用水管道采用DN80管道接入各個樓層，各車庫平面施工采用De50的PE供水管引至各區(qū)域，取水點采用DN25的取水口。

消防主水管道出水后經(jīng)一臺144 m揚程增壓泵增壓后，泵入水繞現(xiàn)場東側(cè)半周，西側(cè)半周的消防主管道。消防管道采用DN100鋼管接入各施工區(qū)域，樓層內(nèi)消防管道采取永臨結(jié)合的形式，每層設(shè)置消火栓。

說明：

(1)主樓消防和生產(chǎn)用水加壓水泵均采用變頻泵組，一用一備，儲水池設(shè)高低水位報警裝置，根據(jù)水位控制水泵啟停，或兩臺泵依次啟泵。低水位自動啟泵，高水位自動停泵，超低水位報警，達到報警水位時，報警且自動啟泵供水。水泵均設(shè)置緊急備用供電設(shè)施，保證現(xiàn)場安全施工順利進行。

(2)室內(nèi)臨時管道采用型鋼支架用膨脹螺栓固定在建筑結(jié)構(gòu)上。

(3)消火栓口壓力超過0.5 MPa，采用單栓消火栓。

(4)消防水泵接合器的設(shè)置：依據(jù)《建設(shè)工程施工現(xiàn)場消防安全技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，在主干道旁設(shè)置消防水泵接合器。

6 臨水系統(tǒng)的維護和管理

對臨時用水的維護和管理需堅持以下原則：臨時用水管理以保足保供、通道順暢、安全為要點，及時做到給水排水、干凈清潔，保障施工現(xiàn)場用水需求及綠色文明施工要求。

項目應(yīng)設(shè)置專業(yè)臨水維護的水電工，一般不少于2人，負責(zé)現(xiàn)場臨水維修管理。消防設(shè)施須進行定期試驗，施工用水立管及消防用水立管在上層樓板澆注前應(yīng)及時接高，各個施工用水點閘閥控制，杜絕長流水現(xiàn)象發(fā)生。對于消防管路裸露部分做好冬季保溫工作，明露部分及立管保溫為30 mm橡塑保溫或者電伴熱。同時應(yīng)加強工人節(jié)水節(jié)能的環(huán)保意識，定期組織相關(guān)部門對工人進行節(jié)水節(jié)能綜合教育。對車輛等大型機械通過密集的現(xiàn)場路面區(qū)域，給水管在埋設(shè)的時候，必須綜合考慮上部荷載過重可能導(dǎo)致給水管破裂事故的發(fā)生；采取適當(dāng)挖深或者其他措施進行處理，避免對工程施工造成影響。

7 結(jié)語

由于建筑施工行業(yè)的快節(jié)奏，施工單位往往注重施工過程中的進度質(zhì)量而忽視輔助作用的臨水系統(tǒng)，施工人員缺乏系統(tǒng)管理意識，本著夠用、將就用的態(tài)度，導(dǎo)致施工現(xiàn)場臨水系統(tǒng)設(shè)計布置不合理、布置滯后、隨意改動等現(xiàn)象頻發(fā)，這些現(xiàn)象給正常的施工秩序埋下了很大的安全隱患。而系統(tǒng)合理的管理好利用好臨水系統(tǒng)，才能為施工打下堅實的基礎(chǔ)。