（甘肅第七建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，甘肅 蘭州 730000)

0 引言

城鎮(zhèn)化伴隨而來的是城市人口和建筑密集化，環(huán)境污染源迅速增多。如何采取各種有效措施保護(hù)賴以生存的生態(tài)環(huán)境，是全社會共同面臨的問題。我國已成為世界上嚴(yán)重缺水的國家之一，水資源在建筑工程施工中的耗用和浪費(fèi)非常驚人，因此，在施工過程中對水資源進(jìn)行有效管理、減少浪費(fèi)、合理利用很有必要。

蘭州市作為新興工業(yè)城市，由于其工業(yè)布局和能源結(jié)構(gòu)不合理性，外部生態(tài)環(huán)境條件較差，冬春季節(jié)沙塵活動頻繁，外來流動污染源影響力大，加之當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛布捌洚a(chǎn)生的不利于污染物擴(kuò)散的氣象條件，使得蘭州市的大氣污染具有其特殊性[1]。因此，蘭州市的大氣污染需要主動干預(yù)，限制其規(guī)模、級別，采取對應(yīng)的輔助手段進(jìn)行消除，經(jīng)過一個時期的主動干預(yù)以達(dá)到改善蘭州市空氣質(zhì)量的目的。

近年來，蘭州市為加強(qiáng)空氣質(zhì)量持續(xù)改善，確保全年空氣質(zhì)量目標(biāo)任務(wù)的完成，防止由于建筑施工造成的作業(yè)污染和擾民，保障建筑工地附近居民和施工人員的身體健康，相繼出臺多個加強(qiáng)建筑施工防塵辦法，在多個區(qū)布置了環(huán)境監(jiān)測點(diǎn)，同時加大了巡檢制度和處罰力度[2]。

建筑施工企業(yè)離不開施工現(xiàn)場，企業(yè)效益靠施工過程的完成來實(shí)現(xiàn)。施工企業(yè)既要遵守國家法律法規(guī)，有義務(wù)維護(hù)自然環(huán)境，又要保證企業(yè)的正常施工任務(wù)，節(jié)能降耗并實(shí)現(xiàn)企業(yè)利益最大化。而傳統(tǒng)的現(xiàn)場降塵措施主要是人工觀察、人工灑水方式，不僅耗費(fèi)了大量的物力和人力，而且效果不佳，因此有必要研發(fā)一種新的技術(shù)，既能滿足現(xiàn)場降塵要求,又能利用地下水及廢水，節(jié)約資源，降低成本[3-5]。

1 工程概況及具備的基礎(chǔ)和優(yōu)勢

1.1 工程概況

蘭州空間技術(shù)物理研究所經(jīng)濟(jì)適用住房項(xiàng)目（二標(biāo)段）建筑面積約156929m2。該項(xiàng)目占地面積大，結(jié)構(gòu)體量大，施工周期長，地處蘭州市城關(guān)區(qū)南昌路東口繁華地段。質(zhì)量創(chuàng)優(yōu)要求高，必?！帮w天獎”，并通過“全國第六批綠色施工示范工地”驗(yàn)收。

1.2 具備的基礎(chǔ)和優(yōu)勢

目前，已具備滿足現(xiàn)場降塵的水源，并有降塵所必須的部分降塵設(shè)備，接下來是將現(xiàn)有的基礎(chǔ)降塵設(shè)備與水回收利用系統(tǒng)采用一種智能設(shè)備聯(lián)動起來，以大量減少降塵抑塵人工費(fèi)用，及提高地下水資源的再利用。

1.2.1 降塵抑塵設(shè)施

為了滿足蘭州市“六個百分百”的規(guī)定要求，針對施工揚(yáng)塵，現(xiàn)場已采取的控制措施主要有：施工現(xiàn)場設(shè)置圍擋，塵埃物料進(jìn)行覆蓋；施工現(xiàn)場場內(nèi)道路硬化，道路和建筑物周邊設(shè)置完整的雨水和廢水回收系統(tǒng)；手推灑水車、霧炮機(jī)（人工啟動式）灑水降塵；設(shè)置了車輛沖洗設(shè)備，施工車輛出入施工現(xiàn)場必須沖洗車輛，防止泥土帶出施工現(xiàn)場影響城市衛(wèi)生。

1.2.2 水回收系統(tǒng)

蘭州市城關(guān)區(qū)內(nèi)的建設(shè)項(xiàng)目多處于黃河兩岸,地質(zhì)報告揭示地下水位埋深大多位于地表下4～19m，本工程基坑底標(biāo)高-11.15m，地下水位標(biāo)高為-4.14m，即有豐富的地下水資源可以回收利用。為了滿足正常施工，必須將地下水水位降至筏板墊層下500mm，且要設(shè)置降水井、水泵、沉淀池、排水管道，因此，水回收系統(tǒng)無需另行配置。

2 技術(shù)原理分析

依托蘭州空間技術(shù)物理研究所經(jīng)濟(jì)適用住房項(xiàng)目（二標(biāo)段）項(xiàng)目，利用豐富的地下水、持續(xù)的降水及施工現(xiàn)場雨水、廢水處理回收水作為水源，采用智能監(jiān)控設(shè)備自動檢測揚(yáng)塵污染值、主動干預(yù)降塵抑塵進(jìn)行聯(lián)動，實(shí)現(xiàn)建筑施工現(xiàn)場節(jié)約用水、自動檢測、主動降塵的目的。

2.1 技術(shù)原理

通過安裝在建筑物四周、施工道路邊、砂石料堆放區(qū)和加工區(qū)的粉塵檢測儀、降塵噴霧管道和降塵機(jī)，將采集的信息由管線傳輸至值班室控制平臺?？刂破脚_設(shè)定浮塵PM2.5～PM10的范圍，在超出數(shù)值時發(fā)出聲光報警，顯示報警區(qū)域，自動啟動養(yǎng)護(hù)與降塵合用水泵，同時，連鎖啟動浮塵區(qū)域降塵機(jī)，打開報警區(qū)域的噴霧降塵管道常閉電磁閥，關(guān)閉養(yǎng)護(hù)用水主干管常開電磁閥，以確保降塵水量。降水井抽出的地下水、雨水及建筑廢水處理回收后的水源通過水泵形成高壓水，由水泵噴霧噴頭將霧化水噴出，霧狀水分子迅速與地面揚(yáng)起的塵埃粒子相結(jié)融合，比重加大沉落到地表面，阻止了灰塵外揚(yáng)和排入到空氣中擴(kuò)散造成環(huán)境污染，從而實(shí)現(xiàn)自動檢測主動降塵。

2.2 工藝原理圖

2.2.1 降塵設(shè)備與管網(wǎng)布置三維模型示意圖

見圖1。

圖1 降塵設(shè)備與管網(wǎng)布置三維模型示意圖

2.2.2 水回收利用自動噴淋降塵系統(tǒng)三維模型示意圖

見圖2。

圖2 水回收利用自動噴淋降塵系統(tǒng)三維模型示意圖

3 施工工藝及技術(shù)分析

3.1 施工工藝流程圖

該技術(shù)施工工藝根據(jù)施工現(xiàn)場現(xiàn)有的基坑降水設(shè)備、雨水回收系統(tǒng)，降塵設(shè)備等基礎(chǔ)設(shè)施，通過自動檢測系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動，形成一整套建筑施工現(xiàn)場水回收利用自動噴淋降塵系統(tǒng)，簡單易行，見圖3。

圖3 施工工藝流程圖

3.2 技術(shù)指標(biāo)

3.2.1 降塵覆蓋率

辦公區(qū)、綠化區(qū)、室內(nèi)庫房、非施工部位道路不進(jìn)行降塵，施工區(qū)、建筑物四周施工道路、材料加工區(qū)、堆料區(qū)進(jìn)行降塵，降塵面積覆蓋率達(dá)到施工現(xiàn)場建筑結(jié)構(gòu)外施工面積的80%。

3.2.2 噴霧管道安裝指標(biāo)

沿建筑物外圍結(jié)構(gòu)四周固定，標(biāo)高約10m，噴頭安裝水平向上45o仰角。無建筑結(jié)構(gòu)可依托施工道路降塵管道安裝，高度3m，噴頭安裝水平向上45o仰角，確保降塵效果，如圖4、圖5。

圖4 噴霧降塵效果（一）

圖5 噴霧降塵效果（二）

3.2.3 基坑降水井利用率

項(xiàng)目基坑四周布置降水井17口，降水井間距18-20m，井深12.5-17.5m，均具備有組織收集條件，回收利用率達(dá)到100%。

3.2.4 監(jiān)測點(diǎn)布置

在施工區(qū)域內(nèi)多點(diǎn)布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)，沿建筑外圍結(jié)構(gòu)四周及施工道路每50m布置一個監(jiān)測點(diǎn)；砂石料堆放區(qū)、加工區(qū)每400m2設(shè)置一個監(jiān)測點(diǎn)、粉塵探測率達(dá)到100%。

3.2.5 粉塵控制指標(biāo)

粉塵容量PM2.5 大于60μg/m3、PM10 大于120μg/m3，則啟動噴灑降塵水泵，粉塵容量PM10 小于120μg/m3、PM2.5小于60μg/m3，則自動關(guān)閉噴灑降塵水泵[6]。

3.3 技術(shù)創(chuàng)新性分析

該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了與揚(yáng)塵監(jiān)測報警系統(tǒng)的信息資源共享，并能與揚(yáng)塵監(jiān)測報警系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程聯(lián)合調(diào)試、檢測、試驗(yàn)，解決了人工降塵的局限性，把耗時耗力、效果不佳的工作提升為自動控制、反應(yīng)及時、覆蓋面積大、降塵效果顯著的綠色施工，同時，能很好使用管網(wǎng)及水處理系統(tǒng)將地下水和雨水收集并回收利用，能有效節(jié)約用水，減少浪費(fèi)，也是對揚(yáng)塵監(jiān)測報警系統(tǒng)的補(bǔ)充和完善，可以根據(jù)環(huán)境變化情況隨時調(diào)整揚(yáng)塵檢測系統(tǒng)設(shè)定值，使自動噴淋隨時處于受控狀態(tài)，工藝簡單、操作方便、易于掌握，有著很高的推廣應(yīng)用價值。

1）地下水和雨水收集并回收利用為本系統(tǒng)提供水源；

2）將降塵管網(wǎng)依托建筑主體結(jié)構(gòu)，進(jìn)行高空噴灑，確保降塵效果；

3）將施工用水、養(yǎng)護(hù)用水與降塵用水共用一套給水設(shè)施，提高設(shè)備料的利用率，且可重復(fù)使用，節(jié)能降耗。

4 效益分析

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

1）與傳統(tǒng)的人工噴灑施工方法相比較，按本工法施工時保證了自動噴淋及時性，且能100%保證設(shè)定范圍內(nèi)全覆蓋，避免了漏灑或不灑的問題，減少人員管理成本。

2）項(xiàng)目預(yù)計節(jié)約人工噴灑現(xiàn)場費(fèi)用：2（人）×30（d）×150（元/d）×24月合計為216000元。

3）項(xiàng)目水源主要為地下水、雨水回收，按以下測算分析：

根據(jù)地質(zhì)報告，基坑滲透系數(shù)為1m，潛水含水層厚度10.2m，基坑降水深度5m，降水影響半徑15m，基坑等效半徑5m。依據(jù)：

Q=1.336k(2H-S)S/Lg(1+R/r0)

式中：Q—基坑涌水量；

K—基坑滲透系數(shù)；

H—潛水含水層厚度；

S—基坑水位降深；

R—基坑影響半徑；

r0—基坑等效半徑；

計算得出基坑涌水量，Q=167m3/d。

降水期限為基坑開挖至基坑回填，預(yù)期18個月。利用率10%；即預(yù)期地下水可以利用量為167m3/d×30d×18月×0.1=9018m3。

根據(jù)蘭州市年均降水量327mm，且主要集中在6-9月，歷年平均降水天數(shù)為75d，現(xiàn)場占地面積為49687 m2，雨水利用率按照25%計算，預(yù)期利用雨水：0.327×49687×0.25=4061.75m3。

從地下水、雨水收集節(jié)約水資源大約為：9000m3+4000m3=13000m3，降低成本13000m3×2.35元/m3=30550元。

4.2 社會效益

蘭州市1998年啟動“藍(lán)天工程”，近年來更是采取一系列管控措施治理環(huán)境污染。本項(xiàng)目利用地下水、雨水作為降塵水源，節(jié)約了大量水資源，并采取自動監(jiān)測降塵手段消除揚(yáng)塵，在一定區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)了大氣污染的主動干預(yù)，限制其規(guī)模、級別，經(jīng)過一個時期的主動干預(yù)，達(dá)到了局部改善蘭州市城關(guān)區(qū)空氣質(zhì)量的目的，為蘭州市建筑施工現(xiàn)場揚(yáng)塵控制提供了可操作的技術(shù)保障，進(jìn)而為“蘭州藍(lán)”的實(shí)現(xiàn)做出了貢獻(xiàn)。