永临结合技术在高层建筑供排水系统中的施工技术研究

郭兵

(四川川煤第六工程建设有限公司，四川达州 635000)

1 技术背景

近年来，建筑施工领域越来越重视施工技术的安全性、经济性与环保性[1]。对于现场施工，临时消防供水系统[2]和临时基坑及地下室排水系统[3]都是极为重要的环节。然而，运用传统施工方法来建设上述临时系统时，往往涉及大量临时设施的安装与拆除，既需要高昂费用，又会造成极大的资源浪费与环境污染[4]。在这种情况下，将永临结合的施工理念引入到高层建筑的施工中具有重要的意义[5]。

2 技术分析

永临结合，是指在施工过程中，对一部分永久设施进行提前安装，然后作为临时设施提前使用。在现场施工完成后，通过更改连接、拆除保护等相关操作，将这部分设施转换为永久设施并正式投入永久使用，即完成了该设施的永临转换过程。通过永临转换投入永久使用的设施，与现场施工完成后安装并投入永久使用的设施，在功能、安全性等方面不存在差异。

永临结合技术的优点主要体现在以下几个方面：（1）质量方面：永临结合技术的使用，提高了对施工现场采用该技术设施的技术要求和技术标准，避免了传统施工方法中因降低成本而采用较低标准的临时设施而出现的质量问题；（2）安全方面：采用永临结合技术的设施在进行永临转换时，往往仅需要较小的改动，避免了临时设施拆除过程中可能发生的安全问题，降低了施工风险；（3）进度效益方面：由于永临结合技术的运用，在施工完成后无需再花费大量工序对临时设施进行拆除并额外安装永久设施，大大提高了施工效率，确保了施工进度；（4）经济效益方面：采用永临结合技术的项目，可以省去临时部分设施的采购费用以及临时设施安装与拆除的费用；（5）社会效益方面：永临结合技术的采用避免了大量施工废料、施工废水的产生，极大地降低了施工对环境的污染，切实做到了绿色施工。

永临结合技术的缺点是需要更为复杂的施工设计、严格的现场保护与监管以及一定的学习成本。永临结合技术的关键点包含以下几个方面：（1）设计人员需要在设计阶段就对施工进行更为细致、充足的策划，以保证采用该技术的设施满足施工需求与永久使用需求；（2）施工人员需充分了解采用该技术的设施在各施工阶段所需要进行的施工操作，以保证设备的正常使用；（3）施工人员在施工过程中需要对相关设施进行更为严格的保护与监管，以保证其在施工过程中不会受到损伤与破坏；（4）施工人员需熟悉采用该技术的各个设施的永临转换操作，以保证其在施工完成后顺利投入永久使用。

永临结合技术通过施工前的充足策划以及各种资源的合理调配，减少了资源的浪费以及材料的非必要投入，还省去了繁琐的临时设施安装与拆除工序，达到了绿色施工、降本增效的目的。同时，该技术适用的施工领域较多，可采用该技术的设施种类也较为丰富，具有较高的通用性。因此，永临结合技术适合在各个施工领域进行应用与推广，具有良好的发展前景。

3 项目简介

某高层建筑项目，占地面积约为1.9 万m2，总建筑面积约为5.6 万m2。该项目场内均匀分部8 栋楼，包含1 栋裙房商业楼（4#楼），7 栋住宅楼（1#、3#栋为两单元，2#、5#、6#、7#、8#栋为单单元），以及地下停车库，具体信息如表1 所示。

表1 项目内建筑信息

该项目的临时用水由市政管网提供，分为生产临时用水、消防临时用水和施工现场生活用水三部分。在布置项目的临时用水系统管网时，按照施工顺序和特点分为基坑及地下室施工、地上主体结构施工以及机电装饰装修施工三个阶段来进行综合考虑：在基坑及地下室施工阶段，围绕基坑周边设置管径≥DN100 的供水环网，并沿在建工程、临时用房和材料堆场周围均匀布置DN65 室外消火栓，间距不大于50 m，室外消火栓边开设水嘴（闸阀接短管）；在地上主体结构和装饰装修施工阶段，利用消火栓系统的消防管道（竖向干管）来输送施工生产用水，并设置临时用泵组+消防水箱向地上部分干管供水。其中，该项目按照正式消防管道的标准来设计与安装消火栓与上述消防竖向干管，并在安装消火栓系统管道时做好防腐及覆膜成品保护措施，如图1 所示。待正式消防系统施工完善时，将临时管道接入正式消防系统，实现消火栓与竖向消防管道由临时到正式的消防功能转换。

图1 消防竖向干管

该项目的临时排水系统包括临时雨和废水系统、现场生活区临时卫生间污水系统以及地下室压力排水系统。根据现场施工的实际情况，该项目在施工现场楼层四周及主要道路沿线砌筑相应的排水明沟（排水沟坡度为1%），将雨和废水引至沉淀池，并经三级沉淀池、五级沉淀池过滤沉淀后引至施工现场外的市政雨水井。该项目在施工过程中产生的生活污水及生活废水经分流排水系统引入化粪池，经化粪池处理后排至市政污水井。该项目在地下室提前安置正式水泵，对污水采取压力排水的方式，将污水排至室外进行沉淀处理，最终排入外围管渠。其中，压力排水管材采用DN100 镀锌钢管，连接方式为沟槽连接。

4 项目供水系统设计

4.1 项目用水量计算

该项目的施工临时用水主要包括生产用水、施工现场生活用水以及消防用水三大类。其中，生产临时用水包括现场施工用水、施工机械用水；生活用水包括施工现场生活用水；消防用水主要是扑灭火灾所需用的水。该项目在建设单位提供的水源接驳点处通过水表对生产用水与生活用水进行计量，并采用贮水池、水泵联合供水的方式进行供水。

4.1.1 现场施工用水1q

现场施工用水1q的计算公式见式（1）：

其中：K1为未预计的施工用水系数，取1.05～1.1；K2为用水不均衡系数，取1.5；1Q为年季度工程量（以实物计量单位表示）；N1为施工用水定额；1T为年季度有效工作日；t为每天工作班数。由于工程结构施工阶段相对于装修阶段施工用水量大，故1Q主要以混凝土工程量和砌筑工程量为计算依据，预计每天工程量为350 m3。计算施工用水定额1N时，浇筑混凝土的商混用水定额取50 L/m3，混凝土养护用水定额取200 L/m3，模板用水定额取5 L/m3，砌筑工程用水定额取150 L/m3，抹灰工程用水定额取30 L/m3，共计435 L/m3。因1Q为按日进行考虑的，且每日按照1.5 个工作班来进行计算，故1T与t分别取为1 与1.5。故该项目的实际现场用水1q的计算结果为如式（2）所示：

4.1.2 施工机械用水q2

现场施工用水q2的计算公式见式（3）：

其中：K1为未预计的施工用水系数，取1.05～1.1；K3为用水不均衡系数，取2；2Q为同一种机械台数；N2为施工机械台班用水定额。施工现场主要用水的是车辆清洗用水，取水量为200 L/台，预计共50 进出车次。故该项目的施工机械用水q2的计算结果为如式（4）所示：

4.1.3 施工现场生活用水3q

现场施工用水q3的计算公式见式（5）：

其中：1P为施工现场高峰昼夜人数；K4为用水不均衡系数，取1.3；N3为施工现场生活用水定额；t为每天工作班数。施工工地高峰昼夜人数1P按300 人考虑，盥洗、饮用水定额N3取25 L/人，且每日按照1.5 个工作班来进行计算。故该项目的施工现场生活用水q3的计算结果为如式（6）所示：

4.1.4 消防用水5q

该项目区域的工地面积为2.2 hm2。因该项目的工地区域在25 hm2之内，故该项目的消防用水量如式（7）所示：

4.1.5 施工临时用水总量Q

因q1+q2+q3=5.55 +0.73 +0.227 =6.507

其中，1.1 为考虑水管漏失损失的补偿系数。

4.2 管道及设备选用

4.2.1 施工现场临时管道的选择

根据管径计算公式，可得：

其中，v为管网中水流速度，取2.5 m/s。由式（9）得到的计算结果可知，DN100 镀锌钢管可以作为该项目在施工现场的临时供水主干管。同时，DN100 镀锌钢管也满足现行国家标准GB 50974—2014《消防给水及消火栓系统技术规范》中对于永久使用的室内消防用水竖管的要求，故该项目的消火栓系统的消防管道（竖向干管）可以于正式消防系统施工完善时接入使用，由临时使用转换为正式使用。

4.2.2 消防水池的选用

因室外消防用水由市政直接供压，该该项目的消防水池仅需考虑室内消防用水，其容积计算公式见式（10）—式（12）：

其中，S1为生活用水量，S2为消防用水量。对于生活用水，用水量按照2 h 用水量储存，对应的流速q1取为5.5 L/s，故S1=5.5 ×7200 =39600L；对于消防用水，用水量按照连续1h 用水量储存，对应的流速q2按现行国家标准《建设工程施工现场消防安全技术规范》的有关规定取为15 L/s，故S2= 15 ×3600=54000L。将上述计算结果代入式（13），得到该项目的消防水池容积大小S为：

由式（13）的计算结果，该项目在施工现场建造了一座生活消防水泵房，并设置了一个容积大小为93.6 m3的蓄水池，来保障消防用水的使用。

4.2.3 水泵的选用

为保证施工现场的供水可靠性，该项目在施工现场针对生产用水及消防用水设置1 组水泵，来向施工区域供水。1 组水泵包含3 台水泵：平常使用时，2 台水泵用于使用，1 台水泵用于备用；在用水高峰期时，3 台水泵可同时启动，来保证现场的供水。水泵的扬程H的计算公式见式（14）：

由式（14）的计算结果，该项目选用流量为50 m3/h，扬程为80 m 的水泵。该水泵采用厂家配置的变频控制柜来控制水泵的启停，并同时设置1 台稳压管来保持管网压力。

5 给水、消防管道的安装与永临转换工艺

5.1 管道暗埋

暗埋镀锌钢管的安装工艺为：施工准备→测量放线→管道预制加工→挖管沟→埋地管道除锈与防腐→管道安装→水压试验→水泵及附属设备的安装→通水试验→分层回填。该施工工艺的难点与注意事项如下：（1）施工准备：在开始安装之前，需要做好准备工作，包括材料准备、工具准备、图纸审查等；（2）测量放线：根据设计图纸，对施工现场进行测量放线，确定管道的位置和走向；（3）管道预制加工：根据测量放线的结果，对管道进行预制加工，包括切割、打磨、套丝等；（4）挖管沟：按照设计要求，开挖管沟，管沟的深度和宽度应满足管道安装的要求；（5）埋地管道除锈与防腐：在安装管道之前，需要对管道进行除锈处理，然后进行防腐处理，以提高管道的耐腐蚀性能；（6）管道安装：将预制加工好的管道放入管沟中，按照设计要求进行安装，包括连接、固定等；（7）水压试验：管道安装完成后，需要进行水压试验，以检查管道的密封性和耐压性；（8）水泵及附属设施的安装：安装水泵及附属设施，如阀门、过滤器等；（9）通水试验：在水泵及附属设施安装完成后，进行通水试验，以检查整个系统的运行情况；（10）分层回填：管道安装完成后，需要进行分层回填，以保护管道不受损坏。暗埋镀锌钢管的安装工艺需要严格按照设计要求和施工规范进行，以确保管道系统的质量和使用寿命。

5.2 管道明敷

明敷镀锌钢管的安装工艺为：施工准备→管道预制加工→管道支架制作及安装→管道安装→防腐及覆膜成品保护措施→消火栓箱体及支管安装→箱体配件安装→通水调试。该施工工艺的难点与注意事项如下：（1）施工准备：与暗埋镀锌钢管一样，需要做好材料、工具和图纸等方面的准备工作；（2）管道预制加工：对管道进行切割、打磨、套丝等预制加工，以满足安装要求；（3）管道支架制作及安装：根据设计要求，制作管道支架，并安装在合适的位置。支架间距需按照表2 中的要求进行设置。当管道采用明敷的方式时，该项目每隔3 m 以管墩或支架来固定钢管；当管道跨过车道时埋地0.7 m 以下敷设，并用钢套管加强保护；（4）管道安装：将预制加工好的管道安装在支架上，按照设计要求进行连接和固定；（5）防腐及覆膜成品保护措施：在管道安装完成后，需要进行防腐处理，以提高管道的耐腐蚀性能。然后，在管道表面覆盖保护膜以防止施工过程中损坏管道；（6）消火栓箱体及支管安装：安装消火栓箱体及支管，并与管道连接；（7）箱体配件安装：在箱体上安装各种配件，如阀门、水枪、水带等；（8）通水调试：在安装完成后，进行通水调试，以检查整个系统的运行情况。明敷镀锌钢管的安装工艺需要严格按照设计要求和施工规范进行，以确保管道系统的质量和使用寿命。在安装过程中，应注意美观性和安全性。

表2 钢管水平安装支架间距

5.3 消防系统的永临转换

消防系统永临转换的工艺为：临时消防系统的停止使用→非永临结合部分临时消防系统的拆除→非永临结合部分正式消防系统的进场→正式水泵与水箱的安装→正式消防系统与永临结合部分的连接→接口处理→通水调试→消防验收→交付使用。该施工工艺的难点与注意事项如下：（1）临时消防系统的停止使用：在正式消防系统安装完毕并通过验收后，停止使用临时消防系统；（2）非永临结合部分临时消防系统的拆除：拆除非永临结合部分的临时消防系统；（3）非永临结合部分正式消防系统的进场：正式消防系统设施与材料进入施工现场，准备安装；（4）正式水泵与水箱的安装：安装正式消防水泵和消防水箱，并与正式消防系统连接；（5）正式消防系统与永临结合部分的连接：将正式消防系统与临时消防系统中的永临结合部分连接起来，如消防管道、消防箱等；（6）接口处理：对永临结合的临时消防系统与正式消防系统之间的接口进行密封处理，确保不漏水；（7）通水调试：启动正式消防系统，进行通水调试，检查消防系统的正常运行情况；（8）消防验收：邀请消防部门进行验收，确保消防系统符合设计和施工规范要求；（9）交付使用：在通过消防验收后，将消防系统移交给业主或使用方，投入使用。消防系统永临转换的工艺需要严格按照设计要求和施工规范进行，以确保消防系统的质量和安全性。在施工过程中，要注意安全，确保施工现场安全有序。

6 项目排水系统设计

6.1 基坑及地下室施工阶段

该项目在基坑与地下室四周以及施工道路沿线布设了排水明沟，排水沟可按3‰的坡度将污、废水引入设置的集水井中。再将各个集水井中的污、废水分区域集中在一起，通过提前安装的正式排污水泵将污、废水转移至室外排水系统的三级沉淀池中进行处理，最后将符合要求的排水排入周边管渠之中，如图2 所示。

图2 基坑及地下室排水路径

6.2 地上主体结构施工阶段

该项目的楼层排水主要考虑雨水收集与施工污、废水的排放，故在顶层的天沟内设置八处雨水斗来收集雨水，排水管道途经各层时对供水点的施工废水进行收集，排至室外雨水管网，由现场水沟排至五级沉淀池内，最终排至市政管网。

6.3 机电装饰装修阶段

该项目在精装阶段完成对临时排水排污系统的拆除，为保证楼层临时排水的正常使用，需将临时管道与正式管道进行转换。该项目在排水立管系统安装前期预留了转换阀门，如图3 所示。在转换启动前，先将转换管材加工完成，然后将首层临时排水出户管道与正式排水立管接通。楼层内的其他转换层也同时完成临时管道与正式管道的转换，最后拆除中间临时排水管道，拆除下来的管道可重复使用在临时排水系统上。其中，针对支管施工尚未完成的情况，在立管三通部位安装临时管对其进行封堵处理。

图3 排水立管与转换阀门

7 技术实施效果

通过引入永临结合技术，该项目既节省了大量因临时设施安装与拆除所需的费用与工序，还减少了建筑垃圾的产生，切实达到了降本增效与绿色施工的目的，展现了对施工项目的良好规划与管理：将消防系统的消防管道（竖向干管）和消火栓作为永临结合的设施，省去了在施工阶段布置额外的临时供水管道和临时消火栓，也避免了在安装正式消防系统时再进行拆除，造成材料的浪费。将地下室排水系统的排污水泵作为永临结合的设施，同样节省了施工过程中临时水泵安装与拆除产生的额外费用。

该项目通过永临结合技术，共计节省DN100 镀锌钢管800 m，临时消火栓箱及配件141 套，临时地下室排污水泵16 台。成本方面，DN100 消防及临时用水镀锌钢管的安装综合单价为110 元/m，节约成本8.8 万元；消火栓及配件的安装综合单价为560 元/套，节约成本7.9 万元；地下室排污水泵的安装综合单价为2 200 元/台，节约成本3.52 万元。综合计算可得，该项目共计节约成本20.22 万元。

8 结语

近年来，永临结合的技术已经在建筑领域得到了一定的认可和发展。本文以某项目为例，讨论实际施工过程中，永临结合技术的具体应用。项目通过提前策划与现场管理，在施工阶段将永临结合技术引入部分临时供水与排水系统中，一方面，节省了部分临时设施安装与拆除产生的费用，另一方面，避免了大量的工业垃圾与废料的产生，做到了降本增效与绿色施工的有效结合与切实应用，为今后类似的施工项目积累了一定经验。