現場臨時用水系統設計施工難點把控

張 克 灝

(中國建筑西北設計研究院有限公司工程管理公司，陜西 西安 710000)

1 概述

施工現場臨時用水是整個項目一項重要的臨時公用工程，成熟的做法是總包項目計算用水量，水電安裝單位水暖工程師出方案，在土建總包配合下進行施工。實際上很多總包的技術負責人都是土建專業出身，本身供排水專業不精通，算不來用水負荷，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計策劃加施工，而水暖工程師往往不由自主的按正式供水考慮，材料規格相對較高，不清楚土建總包單位可周轉設施料情況，設計規劃出來的供水系統成本較高，不符合“節材”的總體要求。本文從前期臨水設計策劃及施工角度，認真梳理了一些容易出現的難點和重點把控部位，以期能從各個方面對相關技術人員有所幫助。

2 策劃設計方面的注意事項

2.1 水源的選擇

施工用水水源的選擇直接關系到項目成本，建設單位提供的水源，除了生活用水接駁市政自來水以外，生產用水盡量選擇非市政自來水。根據現場實際，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以內時通常需要進行井點降水，此降水工程出水管線在基坑周邊形成環狀管網，很多時候都是直接排進市政雨水井，此地下井水是生產用水的首選。

如果附近沒有井點降水，可以根據工期考慮，在條件允許的情況下，現場打井。

2)地表水。臨近河湖水是可以利用的地表水。此類地表水取水點必須考慮最低水位線，在取水點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。在泵進口部位設置孔徑3 mm～5 mm的粗過濾網保證大粒徑雜質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。自來水的品質較好，符合飲用水要求，可以滿足生產生活用水需求，缺點是成本較高，整個施工周期需要耗費大量的自來水，成本相對較高。如果采用自來水作為生產用水，必須做好廢水回用，經過多級沉淀后可用于混凝土養護及其他方面，這也是綠色施工的重要要求。

2.2 供水設備的選擇

確定水源后，采用何種供水設備就顯得尤為重要。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備，優先選用潛水泵。由于潛水泵長時間運轉容易造成設備故障，且所需揚程不能滿足生產用水必須保證穩壓的基本要求，所以在提升泵后必須設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用水的需要。自來水因為低區供水壓力較小，且甲供水源管徑較小，不能滿足現場用水需求，所以自來水在省去提升泵的情況下必須設置二次加壓裝置，方能滿足現場用水要求。成熟的做法是在二次儲水罐設置液位浮球，通過設置浮球液位控制提升泵關停。然后通過二次加壓泵實現在施作業面及樓層用水，通過變頻控制裝置保證管道穩壓供水，滿足現場生產及消防需要。

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

潛水泵揚程=二次儲水罐與泵的高差×1.5。

其中,1.5為安全保證系數，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，同時應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)，根據揚程要求，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算。

第一步先進行現場用水計算。根據建筑面積、所需勞動人數、施工機械等情況，對施工用水作如下計算：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為未預見的施工用水系數，取1.05。

Q1為年(季)度工程量(以實物計量單位表示)。

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，取1；

K2為用水不均勻系數，取1.5。

8為每天8 h。

3 600為一小時3 600 s(下同)。

其中,q2為機械用水量，q2=K1×∑Q2×N2×K3/8×3 600。

K1為未預見的施工用水系數，取1.05。

Q2為同一種機械臺數。

N2為施工機械臺班用水定額，如表2所示。

表2 機械用水定額表

K3為施工機械用水不均勻系數，取2.00。

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

表3 施工現場生活用水量參考定額

現場消防用水量Q消=辦公生活區消防用水+施工現場消防用水。

現場消防用水量參考定額見表4。

表4 現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GB 50720—2011建設工程施工現場消防安全技術規范要求，水量必須能持續滅火1 h，建筑面積大于30 000 m2的工程，消火栓流量按20 L/s計算，每小時需要72 m3。對于施工現場紅線附近100 m范圍內有市政消防栓接駁口的項目，二次儲水罐的容積可以只考慮滿足現場用水即可。那么對于遠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，滿足現場消防的需要。適當增大潛水泵流量，使其與消防用水相匹配，二次儲水罐盡量選擇容積較大的，這樣就可以在遠離市政消防栓的情況下盡可能增加消防自救時間。

對于采用自來水為水源的情況，應考慮市政消防栓接駁及消防車到達時間自救時間的用水量，以10 L/s的用水量計算，10 min的前期撲救時間，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增加。如果加壓泵出口壓力恒定，在地基基礎施工階段和主體封頂階段的壓力不可調節，耗電量將得不償失，所以選用可調節出口壓力，并且在用水低負荷情況下泵功率下降，節省電能，這樣的系統將是首選。

推薦使用恒壓變頻供水系統代替傳統的多級泵+回流調節閥的方式。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備，類似于小區的正式加壓供水裝置，所不同的是該裝置體積小巧，設備緊湊，撬裝便于運輸及重復利用，是工地供水的首選，其流程如圖3所示,現場如圖4所示。

此類恒壓變頻設備在選型時必須著重考慮項目所需最大揚程和需要的最大流量，最大流量取前面的Q總，在選擇功率時要將這些參數全部滿足。此類裝置的最大優點是壓力可調，根據項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，起到很好的節能作用。

4)輔助控制設施的選擇。

對于二次儲水罐和自來水進水端，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置液位浮球。所不同的是深水井式的設置浮球開關，通過泵寶(集成控制器)控制潛水泵啟停；自來水在儲罐中設置浮球閥，通過浮球直接關閉自來水進水。這兩種形式都可實現自動上水。

2.3 流程設計注意事項

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

2)泵出口管線設置。泵出口管線優先選用并聯式，即按照樓棟(單位工程)設置一條出口管線，這樣保證每條出口管線壓力均等。如現場單位工程較多，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)二次儲水罐支線設置，如圖5所示。

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

3 臨時用水施工方面注意事項

3.1 管線預埋

現場臨時用水策劃必須在臨時設施施工前完成，在臨時設施施工階段，遇到過路位置、臨設消防栓設置位置、或者規劃的基坑邊硬化前，如果此處設計有臨水管線，必須在硬化或者路面澆筑前預埋到位，保證后續工藝需要。

3.2 進樓位置施工

提前預埋的進樓位置緊貼基坑邊沿，進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備層的預留孔洞進樓，保證進樓管線可以不受施工影響，長期使用。

4 結語

施工臨時用水施工是項目的一項重要的公用工程，如果前期重視程度不足，導致后期返工，其成本得不償失。目前，施工現場的臨時用水工程過于簡單，材料、設備選擇不符合規范要求，工藝流程布置不合理，現場臨水管線布置凌亂。通過本文的總結，將臨水設計施工過程中的難點一一進行解答，也是對過往臨水設計施工教訓的總結，希望能對廣大工程技術人員以啟發。