狭长场地下阶梯式污雨水收集处理及利用技术

曾志辉 邱 茂 易志宇

湖南省第六工程有限公司 湖南 长沙 430103

1 工程概况

星城天地项目施工总承包工程一标段位于湖南省长沙市雨花区韶山南路和湘府路交界处，毗邻德思勤广场、星光天地等大型综合体。

工程总建筑面积约为20万 m2，其中地上面积约16万 m2，地下面积约4万 m2。地下部分设2～3层整体地下室，地上部分3栋超高层住宅、1所小学和1栋幼儿园沿莲湖二路由西北向东南依次分布，超高层住宅层数分别为55、55、44层，最大建筑高度176.95 m，主要结构形式为剪力墙结构。

项目用地红线长向紧沿莲湖二路，长度达415 m，短向紧贴两侧人行道路，南向主体结构与另一施工单位施工的二标段分界后浇带最短距离仅2.15 m，场地十分狭长（图1）。同时，项目场地内天然地形和设计完成地形均呈西北向高、东南向低的走势，最大落差达5 m。

图1 星城天地项目效果图

2 技术研究背景

节水与水资源利用作为建筑工程施工现场绿色施工的重要一环，正日益受到重视[1]。

目前，绝大多数建筑工程施工现场采取的措施主要是对雨水进行收集和利用[2-7]，而对于先行施工的裙楼屋面上滴落的雨水、冲洗车辆（各类施工车辆等）产生的污水等则未进行有效的收集、利用，导致水资源回收利用率不高。同时，也存在着水资源处理后使用方式单一、未形成集成系统，装置较小、收集效率较低或为提高效率需占用大量场地内空间进行相关设施的布置等缺陷[8-11]，对于施工场地狭小的工程来说难以适用。

为解决以上方法的不足，结合工程的实际情况，设计并提出了一种狭长场地下的阶梯式污雨水收集、处理及利用技术。

3 技术要点

3.1 技术原理

设计一种狭长场地下的阶梯式污雨水收集、处理及利用系统（图2、图3），主要组成部分包括污雨水收集系统、污雨水处理系统和污雨水利用系统。

图2 污雨水收集和处理系统剖面布置设计

图3 污雨水收集和处理系统平面布置设计

污雨水收集系统由道路排水沟、散水排水沟、洗车槽和清水池组成。

道路排水沟和散水排水沟分别设置在道路和建筑物旁，并通过道路中的预埋排水管相互连通。由于场地狭小，洗车槽直接设置在道路上并与道路排水沟连通。清水池与道路排水沟的末端相连。

污雨水收集系统主要对路面和裙楼屋面的雨水、冲洗水以及冲洗泵管和车辆的污水进行收集，收集的污雨水经处理系统处理后汇入清水池内。

污雨水处理系统包括多级沉淀单元和沉砂池，多级沉淀单元的进水端和出水端均与道路排水沟连通，沉砂池布置在道路排水沟上且设置在多级沉淀单元之间。道路排水沟内收集的污雨水通过多级沉淀单元的进水端进入多级沉淀单元内，并经过沉淀过滤后，通过出水端再排入道路排水沟内，之后通过设置在道路排水沟上的多个沉砂池进行加强沉淀处理后最终排入清水池内。

污雨水利用系统的组成部分有消防水池、与消防水池连通的市政补水管、用于连通清水池与消防水池的清水管、设置在消防水池内的液位浮球、控制器、与消防水池连通的输水管和设置在输水管上的抽水泵，控制器分别与液位浮球和抽水泵电连接。

污雨水利用系统利用建筑物地下室内永久的消防水池作为储水区，通过市政补水管和清水管分别将市政水和清水池内的清水引入消防水池内。液位浮球用于自动控制市政补水量，补水量根据消防水池下降的水位确定，通过液位浮球将水位反馈给控制器。

消防水池外安装控制器，控制器接收液位浮球的信息反馈，控制抽水泵的动作，将消防水池内存储的水通过输水管输送至各个施工用水点。

3.2 工艺流程及实施案例

3.2.1 施工污雨水收集系统

先行施工洗车槽，洗车槽的位置和个数根据工程的需要确定，洗车槽包括间隔交替布置的凹槽和反坎。

为确保车辆通行便利和冲洗水排放顺畅，凹槽和反坎的长度和截面尺寸相同，其长度应长于主要施工车辆的轴距，截面尺寸应根据车辆的冲洗水排放顺畅和车辆通行的便利情况综合确定，反坎面标高与临时道路面标高相同，可在不影响临时道路上车辆通行的前提下，冲洗车辆并将车辆的冲洗水通过凹槽汇入道路排水沟进行收集。

本项目施工中，为便于对混凝土泵车和运输车辆的冲洗，在各栋建筑前各设置1个洗车槽，凹槽和反坎的长度均为3 m，截面尺寸均为200 mm×200 mm，每个反坎采用4φ12 mm架立筋、φ8 mm@250 mm箍筋，并浇筑C25混凝土制作而成。

然后，在洗车槽旁铺设临时道路，临时道路的位置、宽度和坡度应根据现场实际情况和设计图纸综合确定。本项目中，沿设计图纸中的永久道路走向铺设临时道路，临时道路宽度与永久道路宽度相同，临时道路表面向道路排水沟放坡，用于收集路面的雨水和冲洗水，坡度为1%；临时道路铺设前应按照设计图纸施工完成永久性散水排水沟，并预埋横向排水管，散水排水沟内坡度朝向预埋排水管，用于收集裙楼屋面的雨水，为建筑物旁的永久性排水沟，其位置、走向、宽度和深度均根据设计图纸确定。

本项目中，预埋排水管间距为10 m，散水排水沟内坡度为1%。

之后，在临时道路和洗车槽旁砌筑道路排水沟，道路排水沟沿临时道路走向进行布设，道路排水沟面标高与临时道路面标高相同，宽度和深度以保障汛期雨水排放顺畅为原则。

通过计算确定，本项目中，道路排水沟宽、高各为200 mm。

3.2.2 施工污雨水处理系统

根据工程场地内地形特点，污雨水处理系统的多级沉淀单元和沉砂池呈阶梯式依次布置。

首先在每个洗车槽边砌筑一个多级沉淀单元，每个多级沉淀单元均由第一沉淀池、第二沉淀池和第三沉淀池组成，第一沉淀池和第三沉淀池分别通过排水沟和预埋排水管接入道路排水沟，实现污雨水由道路排水沟进入多级沉淀单元内，并依次通过第一沉淀池、第二沉淀池和第三沉淀池沉淀后再次流入道路排水沟内，多级沉淀单元的大小根据污水处理量确定，其顶面标高略低于洗车槽面标高（图4）。本项目中，第一沉淀池、第二沉淀池和第三沉淀池的长、宽、深均为1.2、1.2、1.0 m。

图4 污雨水收集和处理系统节点平面布置

在每两个多级沉淀单元之间均匀布置两个沉砂池，即对沉砂池位置处的道路排水沟局部挖深，各沉砂池的面标高与所在位置的道路排水沟的面标高相同，宽度与道路排水沟宽度相同，长度和深度根据排水量确定。

本项目中，沉砂池的长、宽、深各为500、200、500 mm。最后，在污雨水收集系统和污雨水处理系统的末端砌筑一个清水池，清水池长、宽、深各为2.4、2.4、1.2 m。

3.2.3 布设污雨水利用系统

利用建筑物地下室内永久的消防水池作为储水区，将市政补水管和清水管接入消防水池内，用于市政水和清水池内的清水引入（图5）。

图5 污雨水利用系统节点侧视效果图

市政补水管和清水管的管径由施工需水量确定，本项目中，市政补水管和清水管的管径均为120 mm。消防水池内设置液位浮球，用于自动控制市政补水量，补水量根据消防水池下降的水位确定，通过液位浮球将水位信息反馈给控制器。在消防水池外安装控制器，用于接收液位浮球的信号反馈；控制器的另一侧同时连接抽水泵，通过控制器控制抽水泵动作，将消防水池内存储的水通过输水管输送至各个施工用水点，抽水泵的功率和输水管的管径根据施工需水量确定，本项目中输水管的管径为200 mm。

4 结语

狭长场地下阶梯式污雨水收集、处理及利用系统已经应用于星城天地项目的施工中，在实现了对路面和裙楼屋面的雨水、冲洗污水进行收集、处理和使用的同时，结合了阶梯式的地形特点，充分利用场地内永久道路、消防水池等永久性设施，实现了永临结合。

所述技术在提高水资源回收利用率的同时，避免占用大量的场地内施工空间，特别适合应用于施工场地狭小的工程之中。