永臨結(jié)合技術(shù)在高層建筑供排水系統(tǒng)中的施工技術(shù)研究

郭兵

(四川川煤第六工程建設有限公司，四川達州 635000)

1 技術(shù)背景

近年來，建筑施工領域越來越重視施工技術(shù)的安全性、經(jīng)濟性與環(huán)保性[1]。對于現(xiàn)場施工，臨時消防供水系統(tǒng)[2]和臨時基坑及地下室排水系統(tǒng)[3]都是極為重要的環(huán)節(jié)。然而，運用傳統(tǒng)施工方法來建設上述臨時系統(tǒng)時，往往涉及大量臨時設施的安裝與拆除，既需要高昂費用，又會造成極大的資源浪費與環(huán)境污染[4]。在這種情況下，將永臨結(jié)合的施工理念引入到高層建筑的施工中具有重要的意義[5]。

2 技術(shù)分析

永臨結(jié)合，是指在施工過程中，對一部分永久設施進行提前安裝，然后作為臨時設施提前使用。在現(xiàn)場施工完成后，通過更改連接、拆除保護等相關操作，將這部分設施轉(zhuǎn)換為永久設施并正式投入永久使用，即完成了該設施的永臨轉(zhuǎn)換過程。通過永臨轉(zhuǎn)換投入永久使用的設施，與現(xiàn)場施工完成后安裝并投入永久使用的設施，在功能、安全性等方面不存在差異。

永臨結(jié)合技術(shù)的優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）質(zhì)量方面：永臨結(jié)合技術(shù)的使用，提高了對施工現(xiàn)場采用該技術(shù)設施的技術(shù)要求和技術(shù)標準，避免了傳統(tǒng)施工方法中因降低成本而采用較低標準的臨時設施而出現(xiàn)的質(zhì)量問題；（2）安全方面：采用永臨結(jié)合技術(shù)的設施在進行永臨轉(zhuǎn)換時，往往僅需要較小的改動，避免了臨時設施拆除過程中可能發(fā)生的安全問題，降低了施工風險；（3）進度效益方面：由于永臨結(jié)合技術(shù)的運用，在施工完成后無需再花費大量工序?qū)εR時設施進行拆除并額外安裝永久設施，大大提高了施工效率，確保了施工進度；（4）經(jīng)濟效益方面：采用永臨結(jié)合技術(shù)的項目，可以省去臨時部分設施的采購費用以及臨時設施安裝與拆除的費用；（5）社會效益方面：永臨結(jié)合技術(shù)的采用避免了大量施工廢料、施工廢水的產(chǎn)生，極大地降低了施工對環(huán)境的污染，切實做到了綠色施工。

永臨結(jié)合技術(shù)的缺點是需要更為復雜的施工設計、嚴格的現(xiàn)場保護與監(jiān)管以及一定的學習成本。永臨結(jié)合技術(shù)的關鍵點包含以下幾個方面：（1）設計人員需要在設計階段就對施工進行更為細致、充足的策劃，以保證采用該技術(shù)的設施滿足施工需求與永久使用需求；（2）施工人員需充分了解采用該技術(shù)的設施在各施工階段所需要進行的施工操作，以保證設備的正常使用；（3）施工人員在施工過程中需要對相關設施進行更為嚴格的保護與監(jiān)管，以保證其在施工過程中不會受到損傷與破壞；（4）施工人員需熟悉采用該技術(shù)的各個設施的永臨轉(zhuǎn)換操作，以保證其在施工完成后順利投入永久使用。

永臨結(jié)合技術(shù)通過施工前的充足策劃以及各種資源的合理調(diào)配，減少了資源的浪費以及材料的非必要投入，還省去了繁瑣的臨時設施安裝與拆除工序，達到了綠色施工、降本增效的目的。同時，該技術(shù)適用的施工領域較多，可采用該技術(shù)的設施種類也較為豐富，具有較高的通用性。因此，永臨結(jié)合技術(shù)適合在各個施工領域進行應用與推廣，具有良好的發(fā)展前景。

3 項目簡介

某高層建筑項目，占地面積約為1.9 萬m2，總建筑面積約為5.6 萬m2。該項目場內(nèi)均勻分部8 棟樓，包含1 棟裙房商業(yè)樓（4#樓），7 棟住宅樓（1#、3#棟為兩單元，2#、5#、6#、7#、8#棟為單單元），以及地下停車庫，具體信息如表1 所示。

表1 項目內(nèi)建筑信息

該項目的臨時用水由市政管網(wǎng)提供，分為生產(chǎn)臨時用水、消防臨時用水和施工現(xiàn)場生活用水三部分。在布置項目的臨時用水系統(tǒng)管網(wǎng)時，按照施工順序和特點分為基坑及地下室施工、地上主體結(jié)構(gòu)施工以及機電裝飾裝修施工三個階段來進行綜合考慮：在基坑及地下室施工階段，圍繞基坑周邊設置管徑≥DN100 的供水環(huán)網(wǎng)，并沿在建工程、臨時用房和材料堆場周圍均勻布置DN65 室外消火栓，間距不大于50 m，室外消火栓邊開設水嘴（閘閥接短管）；在地上主體結(jié)構(gòu)和裝飾裝修施工階段，利用消火栓系統(tǒng)的消防管道（豎向干管）來輸送施工生產(chǎn)用水，并設置臨時用泵組+消防水箱向地上部分干管供水。其中，該項目按照正式消防管道的標準來設計與安裝消火栓與上述消防豎向干管，并在安裝消火栓系統(tǒng)管道時做好防腐及覆膜成品保護措施，如圖1 所示。待正式消防系統(tǒng)施工完善時，將臨時管道接入正式消防系統(tǒng)，實現(xiàn)消火栓與豎向消防管道由臨時到正式的消防功能轉(zhuǎn)換。

圖1 消防豎向干管

該項目的臨時排水系統(tǒng)包括臨時雨和廢水系統(tǒng)、現(xiàn)場生活區(qū)臨時衛(wèi)生間污水系統(tǒng)以及地下室壓力排水系統(tǒng)。根據(jù)現(xiàn)場施工的實際情況，該項目在施工現(xiàn)場樓層四周及主要道路沿線砌筑相應的排水明溝（排水溝坡度為1%），將雨和廢水引至沉淀池，并經(jīng)三級沉淀池、五級沉淀池過濾沉淀后引至施工現(xiàn)場外的市政雨水井。該項目在施工過程中產(chǎn)生的生活污水及生活廢水經(jīng)分流排水系統(tǒng)引入化糞池，經(jīng)化糞池處理后排至市政污水井。該項目在地下室提前安置正式水泵，對污水采取壓力排水的方式，將污水排至室外進行沉淀處理，最終排入外圍管渠。其中，壓力排水管材采用DN100 鍍鋅鋼管，連接方式為溝槽連接。

4 項目供水系統(tǒng)設計

4.1 項目用水量計算

該項目的施工臨時用水主要包括生產(chǎn)用水、施工現(xiàn)場生活用水以及消防用水三大類。其中，生產(chǎn)臨時用水包括現(xiàn)場施工用水、施工機械用水；生活用水包括施工現(xiàn)場生活用水；消防用水主要是撲滅火災所需用的水。該項目在建設單位提供的水源接駁點處通過水表對生產(chǎn)用水與生活用水進行計量，并采用貯水池、水泵聯(lián)合供水的方式進行供水。

4.1.1 現(xiàn)場施工用水1q

現(xiàn)場施工用水1q的計算公式見式（1）：

其中：K1為未預計的施工用水系數(shù)，取1.05～1.1；K2為用水不均衡系數(shù)，取1.5；1Q為年季度工程量（以實物計量單位表示）；N1為施工用水定額；1T為年季度有效工作日；t為每天工作班數(shù)。由于工程結(jié)構(gòu)施工階段相對于裝修階段施工用水量大，故1Q主要以混凝土工程量和砌筑工程量為計算依據(jù)，預計每天工程量為350 m3。計算施工用水定額1N時，澆筑混凝土的商混用水定額取50 L/m3，混凝土養(yǎng)護用水定額取200 L/m3，模板用水定額取5 L/m3，砌筑工程用水定額取150 L/m3，抹灰工程用水定額取30 L/m3，共計435 L/m3。因1Q為按日進行考慮的，且每日按照1.5 個工作班來進行計算，故1T與t分別取為1 與1.5。故該項目的實際現(xiàn)場用水1q的計算結(jié)果為如式（2）所示：

4.1.2 施工機械用水q2

現(xiàn)場施工用水q2的計算公式見式（3）：

其中：K1為未預計的施工用水系數(shù)，取1.05～1.1；K3為用水不均衡系數(shù)，取2；2Q為同一種機械臺數(shù)；N2為施工機械臺班用水定額。施工現(xiàn)場主要用水的是車輛清洗用水，取水量為200 L/臺，預計共50 進出車次。故該項目的施工機械用水q2的計算結(jié)果為如式（4）所示：

4.1.3 施工現(xiàn)場生活用水3q

現(xiàn)場施工用水q3的計算公式見式（5）：

其中：1P為施工現(xiàn)場高峰晝夜人數(shù)；K4為用水不均衡系數(shù)，取1.3；N3為施工現(xiàn)場生活用水定額；t為每天工作班數(shù)。施工工地高峰晝夜人數(shù)1P按300 人考慮，盥洗、飲用水定額N3取25 L/人，且每日按照1.5 個工作班來進行計算。故該項目的施工現(xiàn)場生活用水q3的計算結(jié)果為如式（6）所示：

4.1.4 消防用水5q

該項目區(qū)域的工地面積為2.2 hm2。因該項目的工地區(qū)域在25 hm2之內(nèi)，故該項目的消防用水量如式（7）所示：

4.1.5 施工臨時用水總量Q

因q1+q2+q3=5.55 +0.73 +0.227 =6.507

其中，1.1 為考慮水管漏失損失的補償系數(shù)。

4.2 管道及設備選用

4.2.1 施工現(xiàn)場臨時管道的選擇

根據(jù)管徑計算公式，可得：

其中，v為管網(wǎng)中水流速度，取2.5 m/s。由式（9）得到的計算結(jié)果可知，DN100 鍍鋅鋼管可以作為該項目在施工現(xiàn)場的臨時供水主干管。同時，DN100 鍍鋅鋼管也滿足現(xiàn)行國家標準GB 50974—2014《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》中對于永久使用的室內(nèi)消防用水豎管的要求，故該項目的消火栓系統(tǒng)的消防管道（豎向干管）可以于正式消防系統(tǒng)施工完善時接入使用，由臨時使用轉(zhuǎn)換為正式使用。

4.2.2 消防水池的選用

因室外消防用水由市政直接供壓，該該項目的消防水池僅需考慮室內(nèi)消防用水，其容積計算公式見式（10）—式（12）：

其中，S1為生活用水量，S2為消防用水量。對于生活用水，用水量按照2 h 用水量儲存，對應的流速q1取為5.5 L/s，故S1=5.5 ×7200 =39600L；對于消防用水，用水量按照連續(xù)1h 用水量儲存，對應的流速q2按現(xiàn)行國家標準《建設工程施工現(xiàn)場消防安全技術(shù)規(guī)范》的有關規(guī)定取為15 L/s，故S2= 15 ×3600=54000L。將上述計算結(jié)果代入式（13），得到該項目的消防水池容積大小S為：

由式（13）的計算結(jié)果，該項目在施工現(xiàn)場建造了一座生活消防水泵房，并設置了一個容積大小為93.6 m3的蓄水池，來保障消防用水的使用。

4.2.3 水泵的選用

為保證施工現(xiàn)場的供水可靠性，該項目在施工現(xiàn)場針對生產(chǎn)用水及消防用水設置1 組水泵，來向施工區(qū)域供水。1 組水泵包含3 臺水泵：平常使用時，2 臺水泵用于使用，1 臺水泵用于備用；在用水高峰期時，3 臺水泵可同時啟動，來保證現(xiàn)場的供水。水泵的揚程H的計算公式見式（14）：

由式（14）的計算結(jié)果，該項目選用流量為50 m3/h，揚程為80 m 的水泵。該水泵采用廠家配置的變頻控制柜來控制水泵的啟停，并同時設置1 臺穩(wěn)壓管來保持管網(wǎng)壓力。

5 給水、消防管道的安裝與永臨轉(zhuǎn)換工藝

5.1 管道暗埋

暗埋鍍鋅鋼管的安裝工藝為：施工準備→測量放線→管道預制加工→挖管溝→埋地管道除銹與防腐→管道安裝→水壓試驗→水泵及附屬設備的安裝→通水試驗→分層回填。該施工工藝的難點與注意事項如下：（1）施工準備：在開始安裝之前，需要做好準備工作，包括材料準備、工具準備、圖紙審查等；（2）測量放線：根據(jù)設計圖紙，對施工現(xiàn)場進行測量放線，確定管道的位置和走向；（3）管道預制加工：根據(jù)測量放線的結(jié)果，對管道進行預制加工，包括切割、打磨、套絲等；（4）挖管溝：按照設計要求，開挖管溝，管溝的深度和寬度應滿足管道安裝的要求；（5）埋地管道除銹與防腐：在安裝管道之前，需要對管道進行除銹處理，然后進行防腐處理，以提高管道的耐腐蝕性能；（6）管道安裝：將預制加工好的管道放入管溝中，按照設計要求進行安裝，包括連接、固定等；（7）水壓試驗：管道安裝完成后，需要進行水壓試驗，以檢查管道的密封性和耐壓性；（8）水泵及附屬設施的安裝：安裝水泵及附屬設施，如閥門、過濾器等；（9）通水試驗：在水泵及附屬設施安裝完成后，進行通水試驗，以檢查整個系統(tǒng)的運行情況；（10）分層回填：管道安裝完成后，需要進行分層回填，以保護管道不受損壞。暗埋鍍鋅鋼管的安裝工藝需要嚴格按照設計要求和施工規(guī)范進行，以確保管道系統(tǒng)的質(zhì)量和使用壽命。

5.2 管道明敷

明敷鍍鋅鋼管的安裝工藝為：施工準備→管道預制加工→管道支架制作及安裝→管道安裝→防腐及覆膜成品保護措施→消火栓箱體及支管安裝→箱體配件安裝→通水調(diào)試。該施工工藝的難點與注意事項如下：（1）施工準備：與暗埋鍍鋅鋼管一樣，需要做好材料、工具和圖紙等方面的準備工作；（2）管道預制加工：對管道進行切割、打磨、套絲等預制加工，以滿足安裝要求；（3）管道支架制作及安裝：根據(jù)設計要求，制作管道支架，并安裝在合適的位置。支架間距需按照表2 中的要求進行設置。當管道采用明敷的方式時，該項目每隔3 m 以管墩或支架來固定鋼管；當管道跨過車道時埋地0.7 m 以下敷設，并用鋼套管加強保護；（4）管道安裝：將預制加工好的管道安裝在支架上，按照設計要求進行連接和固定；（5）防腐及覆膜成品保護措施：在管道安裝完成后，需要進行防腐處理，以提高管道的耐腐蝕性能。然后，在管道表面覆蓋保護膜以防止施工過程中損壞管道；（6）消火栓箱體及支管安裝：安裝消火栓箱體及支管，并與管道連接；（7）箱體配件安裝：在箱體上安裝各種配件，如閥門、水槍、水帶等；（8）通水調(diào)試：在安裝完成后，進行通水調(diào)試，以檢查整個系統(tǒng)的運行情況。明敷鍍鋅鋼管的安裝工藝需要嚴格按照設計要求和施工規(guī)范進行，以確保管道系統(tǒng)的質(zhì)量和使用壽命。在安裝過程中，應注意美觀性和安全性。

表2 鋼管水平安裝支架間距

5.3 消防系統(tǒng)的永臨轉(zhuǎn)換

消防系統(tǒng)永臨轉(zhuǎn)換的工藝為：臨時消防系統(tǒng)的停止使用→非永臨結(jié)合部分臨時消防系統(tǒng)的拆除→非永臨結(jié)合部分正式消防系統(tǒng)的進場→正式水泵與水箱的安裝→正式消防系統(tǒng)與永臨結(jié)合部分的連接→接口處理→通水調(diào)試→消防驗收→交付使用。該施工工藝的難點與注意事項如下：（1）臨時消防系統(tǒng)的停止使用：在正式消防系統(tǒng)安裝完畢并通過驗收后，停止使用臨時消防系統(tǒng)；（2）非永臨結(jié)合部分臨時消防系統(tǒng)的拆除：拆除非永臨結(jié)合部分的臨時消防系統(tǒng)；（3）非永臨結(jié)合部分正式消防系統(tǒng)的進場：正式消防系統(tǒng)設施與材料進入施工現(xiàn)場，準備安裝；（4）正式水泵與水箱的安裝：安裝正式消防水泵和消防水箱，并與正式消防系統(tǒng)連接；（5）正式消防系統(tǒng)與永臨結(jié)合部分的連接：將正式消防系統(tǒng)與臨時消防系統(tǒng)中的永臨結(jié)合部分連接起來，如消防管道、消防箱等；（6）接口處理：對永臨結(jié)合的臨時消防系統(tǒng)與正式消防系統(tǒng)之間的接口進行密封處理，確保不漏水；（7）通水調(diào)試：啟動正式消防系統(tǒng)，進行通水調(diào)試，檢查消防系統(tǒng)的正常運行情況；（8）消防驗收：邀請消防部門進行驗收，確保消防系統(tǒng)符合設計和施工規(guī)范要求；（9）交付使用：在通過消防驗收后，將消防系統(tǒng)移交給業(yè)主或使用方，投入使用。消防系統(tǒng)永臨轉(zhuǎn)換的工藝需要嚴格按照設計要求和施工規(guī)范進行，以確保消防系統(tǒng)的質(zhì)量和安全性。在施工過程中，要注意安全，確保施工現(xiàn)場安全有序。

6 項目排水系統(tǒng)設計

6.1 基坑及地下室施工階段

該項目在基坑與地下室四周以及施工道路沿線布設了排水明溝，排水溝可按3‰的坡度將污、廢水引入設置的集水井中。再將各個集水井中的污、廢水分區(qū)域集中在一起，通過提前安裝的正式排污水泵將污、廢水轉(zhuǎn)移至室外排水系統(tǒng)的三級沉淀池中進行處理，最后將符合要求的排水排入周邊管渠之中，如圖2 所示。

圖2 基坑及地下室排水路徑

6.2 地上主體結(jié)構(gòu)施工階段

該項目的樓層排水主要考慮雨水收集與施工污、廢水的排放，故在頂層的天溝內(nèi)設置八處雨水斗來收集雨水，排水管道途經(jīng)各層時對供水點的施工廢水進行收集，排至室外雨水管網(wǎng)，由現(xiàn)場水溝排至五級沉淀池內(nèi)，最終排至市政管網(wǎng)。

6.3 機電裝飾裝修階段

該項目在精裝階段完成對臨時排水排污系統(tǒng)的拆除，為保證樓層臨時排水的正常使用，需將臨時管道與正式管道進行轉(zhuǎn)換。該項目在排水立管系統(tǒng)安裝前期預留了轉(zhuǎn)換閥門，如圖3 所示。在轉(zhuǎn)換啟動前，先將轉(zhuǎn)換管材加工完成，然后將首層臨時排水出戶管道與正式排水立管接通。樓層內(nèi)的其他轉(zhuǎn)換層也同時完成臨時管道與正式管道的轉(zhuǎn)換，最后拆除中間臨時排水管道，拆除下來的管道可重復使用在臨時排水系統(tǒng)上。其中，針對支管施工尚未完成的情況，在立管三通部位安裝臨時管對其進行封堵處理。

圖3 排水立管與轉(zhuǎn)換閥門

7 技術(shù)實施效果

通過引入永臨結(jié)合技術(shù)，該項目既節(jié)省了大量因臨時設施安裝與拆除所需的費用與工序，還減少了建筑垃圾的產(chǎn)生，切實達到了降本增效與綠色施工的目的，展現(xiàn)了對施工項目的良好規(guī)劃與管理：將消防系統(tǒng)的消防管道（豎向干管）和消火栓作為永臨結(jié)合的設施，省去了在施工階段布置額外的臨時供水管道和臨時消火栓，也避免了在安裝正式消防系統(tǒng)時再進行拆除，造成材料的浪費。將地下室排水系統(tǒng)的排污水泵作為永臨結(jié)合的設施，同樣節(jié)省了施工過程中臨時水泵安裝與拆除產(chǎn)生的額外費用。

該項目通過永臨結(jié)合技術(shù)，共計節(jié)省DN100 鍍鋅鋼管800 m，臨時消火栓箱及配件141 套，臨時地下室排污水泵16 臺。成本方面，DN100 消防及臨時用水鍍鋅鋼管的安裝綜合單價為110 元/m，節(jié)約成本8.8 萬元；消火栓及配件的安裝綜合單價為560 元/套，節(jié)約成本7.9 萬元；地下室排污水泵的安裝綜合單價為2 200 元/臺，節(jié)約成本3.52 萬元。綜合計算可得，該項目共計節(jié)約成本20.22 萬元。

8 結(jié)語

近年來，永臨結(jié)合的技術(shù)已經(jīng)在建筑領域得到了一定的認可和發(fā)展。本文以某項目為例，討論實際施工過程中，永臨結(jié)合技術(shù)的具體應用。項目通過提前策劃與現(xiàn)場管理，在施工階段將永臨結(jié)合技術(shù)引入部分臨時供水與排水系統(tǒng)中，一方面，節(jié)省了部分臨時設施安裝與拆除產(chǎn)生的費用，另一方面，避免了大量的工業(yè)垃圾與廢料的產(chǎn)生，做到了降本增效與綠色施工的有效結(jié)合與切實應用，為今后類似的施工項目積累了一定經(jīng)驗。