路桥工程施工临时用水计算

贾建+崔孝谦

摘要：临时工程及设施是为完成工程必须修建的临时性工程建筑，是完成工程必须的措施。临时用水是指工程施工用水总量计算、水井计算、供水网络计算、水塔计算一系列的组合。施工现场临时用水牵涉到工程质量、安全、环保、成本、进度等方方面面，如何改变目前现场临时用水靠经验拍脑袋决策，使施工临时用水从感性决策到理性计算是文章的研究目标。

关键词：路桥工程；临时用水；用水总量；水井计算；供水管；水塔

中图分类号：U453文献标识码：A文章编号：1009-2374（2014）21-0095-04

1临时用水概念的重要性

临时工程及设施是为完成工程必须修建的临时性工程建筑，是完成工程必须的措施。临时用水是指工程施工用水总量计算、水井计算、供水网络计算、水塔计算一系列的组合。

水是路桥工程施工中不可或缺的材料概念，从施工单位生活区吃喝洗漱生活用水到混凝土、二灰石、石灰土拌和、养护工程用水，从路基填料含水率调节施工用水到施工便道洒水防尘环保用水，从施工机械用水到工地消防用水，从工程开始到结束水都扮演着重要角色，牵涉到工程质量、安全、环保、成本、进度等方方面面。但一项工程需要多少水？如何选择水源？临时供水系统及供水主干网如何设计？这些都是我们工程施工技术人员应该考虑和掌握的知识。我们不能再继承以前工地施工用水靠项目领导拍脑袋“打一口100米深的井”“弄两个罐车去拉水”的决策方法，应提倡将施工用水设计作为施工组织设计重要内容去科学计算，谨慎决策。

2施工工地用水总量计算

施工工地用水总量（Q）由工地施工用水量（q1）、施工机械用水量（q2）、工地生活用水量（q3）、生活区用水量（q4）、消防用水量（q5）组成，并根据前四项之和与第五项比较大小后选择组合用水总量，并考虑10%的水管漏水损失量。

2.1工地施工用水量（q1）

工地施工工程用水量可按下式计算：

式中：

q1——工地施工用水量（L/s）

K1——未预计的施工用水系数，取1.05～1.15

Q1——年（季）度工程量（以实物计量单位表示）

N1——施工用水定额，常见定额见表1

T1——年（季）度有效工作日（d）

t——每天工作台班数（班）

K2——用水不均衡系数，见表2。

表1施工用水定额

用水名称 单位 耗水量（L）

浇筑混凝土全部用水 m3 1700～2400

人工冲洗石子 m3 1000

机械冲洗石子 m3 600

洗砂 m3 1000

浇水泥砌块 m3 300～350

砌石工程全部用水 m3 50～80

抹灰工程全部用水 m2 30

浇砖 千块 200～250

搅拌砂浆 m3 300

石灰消化 T 3000

表2施工用水不均衡系数

系数号 用水名称 系数

K2 现场施工用水

附属生产企业用水 1.5

1.25

K3 施工机械、运输机械

动力设备 2.0

1.05～1.1

K4 施工现场生活用水 1.3～1.5

K5 生活区生活用水 2.0～2.5

2.2机械用水量计算（q2）

施工机械用水量可按下式计算：

式中：

q2——施工机械用水量（L/s）

K1——未预计的施工用水系数，取1.05～1.15

Q2——同一种机械台班（台）

N2——施工机械台班用水定额，参考表3中数据求得

K3——用水不均衡系数，见表2

表3施工机械用水量定额（N2）

机械名称 单位 耗水量（L）

内燃挖土机 m3.台班 200～300

内燃起重机 t·台班 15～18

蒸汽打桩机 t·台班 1000～1200

内燃压路机 t·台班 12～15

内燃动力装置 KW.台班 160～400

空压机 m3/min.台班 40～80

汽车 台.昼夜 400～700

锅炉 t·h 1050

点焊机50型 台·h 150～200

点焊机75型 台·h 250～300

对焊机冷拔机 台·h 300

木工场 台·台班 20～25

2.3工地生活用水量（q3）计算

施工工地生活用水量可按下式计算：

式中：

q3——施工工地生活用水量（L/s）

P1——施工工地高峰昼夜人数（人）

N3——施工工地生活用水定额，参考表4

K4——用水不均衡系数，见表2

t——每天工作台班数（班）

2.4生活区用水量（q4）计算

生活区用水量可按下式计算：

式中：q4——生活区生活用水量（L/s）

P2——生活区居住人数（人）

N4——生活区昼夜全部生活用水定额，参考表4

K5——生活区生活用水不均衡系数，见表2

表4施工工地生活用水定额（N3、N4）

用水名称 单位 耗水量（L）

盥洗饮用水 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

理发室 L/(人.次) 10～25

学校 L/人 10～30

幼儿园 L/人 75～100

医院 L/床位 100～150

施工现场生活用水 L/人 20～60

生活区全部生活用水 L/人 80～120

2.5消防用水量（q5）计算

消防用水量q5，可根据消防范围及发生次数按表5取用。

表5

用水名称 火灾同时发生次数 单位 用水量（L）

居住区消防用水

5000人以内

10000人以内

25000人以内

一次

二次

二次 L/s

10

10～15

15～20

施工现场消防用水

施工现场在25hm2

每增加25hm2 二次 L/s

10～15

5

2.6施工工地用水总量计算

施工工地用水总量Q可按以下组合公式计算：

2.6.1 当（q1+q2+q3+q4）≤q5时，则：

Q=q5+0.5×（q1+q2+q3+q4）

2.6.2 当（q1+q2+q3+q4）＞q5时，则：

Q=q1+q2+q3+q4

2.6.3 当工地面积小于5hm2，且（q1+q2+q3+q4）＜q5时，则：

Q=q5

3水源选择及计算

3.1水源选择原则及标准

路桥施工用水，宜选择当地居民生活用水水源，如当地水源供水能力不足，或当地村镇距离施工现场很远，供水干线费用较大，水价较高造成工程成本加大时可考虑天然水源，如河道、湖泊、池塘，但以上水源作为生活用水时，应进行水质化验，达到国家规定的生活饮用水质标准时方可筹划使用。对混凝土拌合、养生用水，国家建设部也有明确规定（见表6），但检测项目少且常规化，可自行测定合格后使用。当工程远离河道、池塘、湖泊等天然水源时，需要钻深井取用深层地下水，同时满足生活饮用水及施工需要，这也是路桥施工最常见的水源选择。

表6岩土类渗透系数参考表

土的名称 渗透系数（m/sd）

粘土 ＜0.005

粉质黏土 0.005～0.1

黏质粉土 0.1～0.5

黄土 0.25～0.5

粉土 0.5～1.0

细砂 1.0～5

中砂 5～20

均质中砂 35～50

粗砂 20～50

均质粗砂 60～75

圆砾 50～100

卵石 100～500

无充填物卵石 500～1000

稍有裂隙岩石 20～60

裂隙多岩石 ＞60

3.2深井（管井）取水计算

根据水井理论，根据井底是否到达不透水层分为完整井和非完整井（到达不透水层为完整井，否则为非完整井）。根据地下水有无压力又分为承压井和无压井，其中以无压完整井理论较为完善，应用也较普遍。无压非完整井计算时基本按照无压完整井计算，考虑底部渗水，有较小修正系数，考虑到管井直径较小，底部渗水面积相对滤管面积比值很小，一般在工程中可按照无压完整井进行计算，作为用水富裕储备系数。

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3.2.1无压完整井单井涌水量（Q）计算公式。

无压完整井单井涌水量（Q）按下式计算：

式中：

Q——单井涌水量（m3/d）

K——渗透系数（m/d），常见的岩土类渗透系数见表6

H——含水层厚度（m）

R——抽水影响半径（m），可按照计算

S——水位降低值（m）

r——管井的半径（m）

3.2.2井深计算。以第一章计算得到的施工现场用水总量为基础，如果施工现场设计为一个井供水时，该井的计算涌水量要略大于施工现场用水总量，一般按照5%富裕量考虑，即确定了井的计算涌水量Q目标后，根据现场地质水文资料，确定地下水位高度（或到临近周边村镇既有井实测水面至地面高度作为参考），确定地层渗水系数，假定一个含水层厚度H，根据潜水泵高度和必要的水位防烧泵埋深（一般为2m）确定S值（S=H-L泵-2），根据S、H和K计算R，确定井的半径r(一般为0.25～0.3m)进行试算，如计算得到的井的涌水量和Q目标相差较大时，重新选择一个含水层厚度H，按上述方法计算得到一个新的井的涌水量，和Q目标进行比较，根据井的涌水量和含水层厚度基本成正比关系，利用内插法求得一个含水层厚度，再重新试算其涌水量，经过三次试算，就可以准确找到合理的含水层厚度H，再加上地下水位的埋深，就可得到需要钻井的深度。

4供水网络使用管径计算

施工现场不管是从市政、地方村镇水源引入还是河道、自行打井取水，或者自建水塔供水，都需要将水源送往各主要用水场所，如拌和站、预制场及桥梁沿线，这就需要用输水管道，主输水管道需要的直径可按下式计算：

式中：d——配水管直径（m）

Q——施工工地总用水量（L/s）

V——管网中水流速度（m/s），临时水管经济流速范围见表7，一般生活及施工用水取1.5m/s，消防用水取2.5m/s

表7临时水管经济流速参考表

管径（mm） 流速（m/s）

正常时间 消防时间

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现场临时供水系统计算

工地临时供水系统一般由取水设施，净水设施，储水构造物（水塔及储水池），输水管和配水管等综合组成。地面水源取水设施一般由取水口、进水管及水泵组成。水泵有离心泵和活塞泵两种。水泵的选用，要求有足够的抽水能力和扬程。水泵抽水能力由工地需用总用水量确定，水泵的扬程由水泵将水送至水塔或需要供水的建筑物的高度，以及水头的损失来确定。

5.1水泵扬程计算

水泵应具有的扬程按下列公式计算：

5.1.1将水送到水塔时的扬程。

Hb=(Zt-Zb)+Ht+a+Σh+hc

式中：

Hb——水泵所需要的扬程（m）

Zt——水塔所处的地面高度（m）

Zb——水泵轴中线的标高（m）

Ht——水塔高度（m）

A——水塔的水箱高度（m）

Σh——从泵站到水塔间的水头损失（m）

hc——水泵的吸水高度（m）

5.1.2 将水直接送到建筑物时的扬程

Hb=(Zc-Zb)+Hf+Σh+hc

式中：

Zc——供水对象（建筑物）最不利的标高（m）

Hf——供水对象最不利处必须的自由水头，一般为8～10m

Σh——供水网路中的水头损失（m）

5.1.3水塔高度计算。水塔高度H1与供水范围、供水对象的位置及水塔本身的位置有关，可按下式计算：

H1=(Zc-Zt)+Hf+Σh

式中符号意义同前。

5.2水头损失计算

表8给水钢管计算表

流量

（L/S） 管径（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无压完整井单井涌水量（Q）计算公式。

无压完整井单井涌水量（Q）按下式计算：

式中：

Q——单井涌水量（m3/d）

K——渗透系数（m/d），常见的岩土类渗透系数见表6

H——含水层厚度（m）

R——抽水影响半径（m），可按照计算

S——水位降低值（m）

r——管井的半径（m）

3.2.2井深计算。以第一章计算得到的施工现场用水总量为基础，如果施工现场设计为一个井供水时，该井的计算涌水量要略大于施工现场用水总量，一般按照5%富裕量考虑，即确定了井的计算涌水量Q目标后，根据现场地质水文资料，确定地下水位高度（或到临近周边村镇既有井实测水面至地面高度作为参考），确定地层渗水系数，假定一个含水层厚度H，根据潜水泵高度和必要的水位防烧泵埋深（一般为2m）确定S值（S=H-L泵-2），根据S、H和K计算R，确定井的半径r(一般为0.25～0.3m)进行试算，如计算得到的井的涌水量和Q目标相差较大时，重新选择一个含水层厚度H，按上述方法计算得到一个新的井的涌水量，和Q目标进行比较，根据井的涌水量和含水层厚度基本成正比关系，利用内插法求得一个含水层厚度，再重新试算其涌水量，经过三次试算，就可以准确找到合理的含水层厚度H，再加上地下水位的埋深，就可得到需要钻井的深度。

4供水网络使用管径计算

施工现场不管是从市政、地方村镇水源引入还是河道、自行打井取水，或者自建水塔供水，都需要将水源送往各主要用水场所，如拌和站、预制场及桥梁沿线，这就需要用输水管道，主输水管道需要的直径可按下式计算：

式中：d——配水管直径（m）

Q——施工工地总用水量（L/s）

V——管网中水流速度（m/s），临时水管经济流速范围见表7，一般生活及施工用水取1.5m/s，消防用水取2.5m/s

表7临时水管经济流速参考表

管径（mm） 流速（m/s）

正常时间 消防时间

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现场临时供水系统计算

工地临时供水系统一般由取水设施，净水设施，储水构造物（水塔及储水池），输水管和配水管等综合组成。地面水源取水设施一般由取水口、进水管及水泵组成。水泵有离心泵和活塞泵两种。水泵的选用，要求有足够的抽水能力和扬程。水泵抽水能力由工地需用总用水量确定，水泵的扬程由水泵将水送至水塔或需要供水的建筑物的高度，以及水头的损失来确定。

5.1水泵扬程计算

水泵应具有的扬程按下列公式计算：

5.1.1将水送到水塔时的扬程。

Hb=(Zt-Zb)+Ht+a+Σh+hc

式中：

Hb——水泵所需要的扬程（m）

Zt——水塔所处的地面高度（m）

Zb——水泵轴中线的标高（m）

Ht——水塔高度（m）

A——水塔的水箱高度（m）

Σh——从泵站到水塔间的水头损失（m）

hc——水泵的吸水高度（m）

5.1.2 将水直接送到建筑物时的扬程

Hb=(Zc-Zb)+Hf+Σh+hc

式中：

Zc——供水对象（建筑物）最不利的标高（m）

Hf——供水对象最不利处必须的自由水头，一般为8～10m

Σh——供水网路中的水头损失（m）

5.1.3水塔高度计算。水塔高度H1与供水范围、供水对象的位置及水塔本身的位置有关，可按下式计算：

H1=(Zc-Zt)+Hf+Σh

式中符号意义同前。

5.2水头损失计算

表8给水钢管计算表

流量

（L/S） 管径（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无压完整井单井涌水量（Q）计算公式。

无压完整井单井涌水量（Q）按下式计算：

式中：

Q——单井涌水量（m3/d）

K——渗透系数（m/d），常见的岩土类渗透系数见表6

H——含水层厚度（m）

R——抽水影响半径（m），可按照计算

S——水位降低值（m）

r——管井的半径（m）

3.2.2井深计算。以第一章计算得到的施工现场用水总量为基础，如果施工现场设计为一个井供水时，该井的计算涌水量要略大于施工现场用水总量，一般按照5%富裕量考虑，即确定了井的计算涌水量Q目标后，根据现场地质水文资料，确定地下水位高度（或到临近周边村镇既有井实测水面至地面高度作为参考），确定地层渗水系数，假定一个含水层厚度H，根据潜水泵高度和必要的水位防烧泵埋深（一般为2m）确定S值（S=H-L泵-2），根据S、H和K计算R，确定井的半径r(一般为0.25～0.3m)进行试算，如计算得到的井的涌水量和Q目标相差较大时，重新选择一个含水层厚度H，按上述方法计算得到一个新的井的涌水量，和Q目标进行比较，根据井的涌水量和含水层厚度基本成正比关系，利用内插法求得一个含水层厚度，再重新试算其涌水量，经过三次试算，就可以准确找到合理的含水层厚度H，再加上地下水位的埋深，就可得到需要钻井的深度。

4供水网络使用管径计算

施工现场不管是从市政、地方村镇水源引入还是河道、自行打井取水，或者自建水塔供水，都需要将水源送往各主要用水场所，如拌和站、预制场及桥梁沿线，这就需要用输水管道，主输水管道需要的直径可按下式计算：

式中：d——配水管直径（m）

Q——施工工地总用水量（L/s）

V——管网中水流速度（m/s），临时水管经济流速范围见表7，一般生活及施工用水取1.5m/s，消防用水取2.5m/s

表7临时水管经济流速参考表

管径（mm） 流速（m/s）

正常时间 消防时间

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现场临时供水系统计算

工地临时供水系统一般由取水设施，净水设施，储水构造物（水塔及储水池），输水管和配水管等综合组成。地面水源取水设施一般由取水口、进水管及水泵组成。水泵有离心泵和活塞泵两种。水泵的选用，要求有足够的抽水能力和扬程。水泵抽水能力由工地需用总用水量确定，水泵的扬程由水泵将水送至水塔或需要供水的建筑物的高度，以及水头的损失来确定。

5.1水泵扬程计算

水泵应具有的扬程按下列公式计算：

5.1.1将水送到水塔时的扬程。

Hb=(Zt-Zb)+Ht+a+Σh+hc

式中：

Hb——水泵所需要的扬程（m）

Zt——水塔所处的地面高度（m）

Zb——水泵轴中线的标高（m）

Ht——水塔高度（m）

A——水塔的水箱高度（m）

Σh——从泵站到水塔间的水头损失（m）

hc——水泵的吸水高度（m）

5.1.2 将水直接送到建筑物时的扬程

Hb=(Zc-Zb)+Hf+Σh+hc

式中：

Zc——供水对象（建筑物）最不利的标高（m）

Hf——供水对象最不利处必须的自由水头，一般为8～10m

Σh——供水网路中的水头损失（m）

5.1.3水塔高度计算。水塔高度H1与供水范围、供水对象的位置及水塔本身的位置有关，可按下式计算：

H1=(Zc-Zt)+Hf+Σh

式中符号意义同前。

5.2水头损失计算

表8给水钢管计算表

流量

（L/S） 管径（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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