初審編輯：王曉亮
責(zé)任編輯：劉美顯
地下水進(jìn)入管道后回灌地下
濟(jì)南軌道交通R1線地下施工即將火力全開(kāi)。下個(gè)月，首臺(tái)盾構(gòu)機(jī)將入地施工，比起高架上天，地鐵入地行走更受關(guān)注。在全國(guó)各城市地下水位下降的大環(huán)境下，泉城濟(jì)南的地下水位升降更是牽動(dòng)著萬(wàn)千百姓的心。地鐵的地下施工，會(huì)不會(huì)影響濟(jì)南地下水？15日，齊魯晚報(bào)·齊魯壹點(diǎn)記者了解到，濟(jì)南軌道交通集團(tuán)自主研發(fā)了“地下水回灌保泉施工技術(shù)”，施工中抽出的地下水八成都可以回灌到地下，避免了像其他工程出現(xiàn)的地下水浪費(fèi)。以地鐵演馬莊站為例，8個(gè)月施工期，可以回灌的地下水達(dá)57600方，接近半個(gè)大明湖的蓄水量。R1線四個(gè)地下站綜合測(cè)算，回灌地下水量接近2個(gè)大明湖。
回灌井
抽取的地下水，8成可回灌
今年3月份起，R1線站點(diǎn)演馬莊西站、演馬莊入地段基坑施工現(xiàn)場(chǎng)就多了一臺(tái)特殊的設(shè)備——降水回灌一體化設(shè)備，這也是濟(jì)南第一臺(tái)真正意義的回灌設(shè)備，把降水和回灌的功能實(shí)現(xiàn)了“二合一”。
“有了這臺(tái)設(shè)備，施工中抽出的地下水八成都可以回灌到地下，在試驗(yàn)時(shí)，有的站點(diǎn)可以達(dá)到100%的回灌。”15日，濟(jì)南軌道交通集團(tuán)有關(guān)人士說(shuō)，在目前絕大多數(shù)的工程基坑施工中，只有基坑降水設(shè)備，也就是說(shuō)，簡(jiǎn)單的把開(kāi)挖出的地下水抽出去排出，保證基坑現(xiàn)場(chǎng)的施工條件。基坑降水雖然可以提高基坑的整體穩(wěn)定性，但容易引起基坑周?chē)ㄖ锂a(chǎn)生不均勻沉降、開(kāi)裂、傾斜，甚至坍塌。
只有降水，沒(méi)有回灌，這就意味著這些地下水都流進(jìn)了雨污水的排水管網(wǎng)中，造成了地下水資源的極大浪費(fèi)，進(jìn)而加劇城市地下水資源的短缺。
“我們針對(duì)濟(jì)南的獨(dú)特地質(zhì)情況，以及濟(jì)南枯水季保泉壓力大的現(xiàn)狀，從一開(kāi)始就注重對(duì)地下水的保護(hù)，形成了一整套地下水保護(hù)理念。”該人士說(shuō)，從回灌情況來(lái)看，地下水80%重新回到地下，剩下的20%也沒(méi)有浪費(fèi)，這些水用于了工地周邊菜園用水，還有施工用水等。
通過(guò)回灌，可以把抽出的地下水回補(bǔ)到下部含水層或工程場(chǎng)地外圍的含水層中。舉個(gè)例子，如果把基坑比作一個(gè)浴缸，回灌就是把浴缸抽走的水回灌到浴缸外，以此保證這個(gè)浴缸范圍以外的地下水不會(huì)受到影響。
從達(dá)到的效果來(lái)看，不但可以局部抬高基坑周邊因降水而降低的地下水位，減少其對(duì)鄰近建筑物的影響，而且還可以減少對(duì)地下水資源的浪費(fèi)。
以演馬莊西站為例，每天平均抽取地下水量2000方至3000方左右，回灌到地下的水量在1600方到2400方。8個(gè)月工期下來(lái)，可以回灌的地下水量是576000方，接近半個(gè)大明湖的蓄水量。
原位回灌，水質(zhì)不受二次污染
R1線地下段一共有4個(gè)站點(diǎn)將使用降水回灌一體化設(shè)備，回灌方式的選擇，從回灌區(qū)域施工條件、含水層性質(zhì)、回灌目的層、施工管理成本等綜合考慮，選擇適宜的回灌方式。4個(gè)站點(diǎn)如果都以演馬莊西站的回灌量為標(biāo)準(zhǔn)，四個(gè)地下站綜合來(lái)看，相當(dāng)于節(jié)約了近2個(gè)大明湖的水量。
該人士說(shuō)，基坑降水抽出的地下水，經(jīng)過(guò)處理滿足要求后，直接用于地下水回灌，既能減少基坑降水工程中對(duì)地下水資源的浪費(fèi)，又能補(bǔ)給地下含水層，保護(hù)濟(jì)南泉域地下水資源，可謂一舉兩得。
地鐵站基坑的深度在10米至15米，基坑中挖出的地下水回灌如何保證水質(zhì)？“濟(jì)南的地下水是原位回灌，從基坑中抽取地下水后，通過(guò)外圍的管道就近回灌到地下。這樣在保證地下水量的同時(shí)對(duì)水質(zhì)的影響不大。”山東省地礦工程勘察院高級(jí)工程師武法偉說(shuō)。
要實(shí)現(xiàn)回灌水質(zhì)沒(méi)有二次污染，還要其他的工藝。濟(jì)南軌道交通集團(tuán)有關(guān)人士說(shuō)，抽取的地下水在回灌用水收集管道中，通過(guò)控制箱與增壓泵等設(shè)備，把水送到回灌水的處理裝置中處理，在這個(gè)過(guò)程中，水在管道中流動(dòng)，水質(zhì)會(huì)受到管線中的污垢等污染物的影響，還有就是地下水中砂子等雜質(zhì)都需要處理。“通過(guò)凈化、過(guò)濾等流程，從而保證水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。”
濟(jì)南軌道交通集團(tuán)有關(guān)人士說(shuō)，回灌用水的管道材質(zhì)可以達(dá)到飲用水管道的標(biāo)準(zhǔn)，這樣的原位回灌可以真正實(shí)現(xiàn)“水從哪里來(lái)再回到哪里去”。
回灌符合濟(jì)南地質(zhì)結(jié)構(gòu)
回灌雖然原理簡(jiǎn)單，但針對(duì)不同的水文地質(zhì)環(huán)境想達(dá)到良好持久的回灌效果還需要深入研究。武法偉說(shuō)，濟(jì)南軌道交通集團(tuán)自主研發(fā)的這套設(shè)備，適合濟(jì)南富水卵石地層結(jié)構(gòu)，從而保證基坑抽取的地下水能有效的回灌地下。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，濟(jì)南的地層結(jié)構(gòu)就是水量比較多，地質(zhì)結(jié)構(gòu)基本都是全砂或卵石。此外，濟(jì)南的地下水基本都是承壓水，根據(jù)這些特點(diǎn)，回灌一體化設(shè)備包含了“有壓”和“無(wú)壓”兩種，有的地下水是不用通過(guò)加壓就可以自然回灌，有的需要增壓泵加壓后再實(shí)現(xiàn)回灌。
在具體的回灌過(guò)程中，還有一個(gè)難題是必須解決的——堵塞。堵塞分為三類：物理堵塞、化學(xué)堵塞和生物堵塞。以物理堵塞為例，回灌水源中含有的泥土等雜質(zhì)被帶入含水層，堵塞砂層的孔隙，這種堵塞會(huì)導(dǎo)致回灌水的渾濁。
“我們針對(duì)不同的堵塞原因，采取有效的防治手段，有利于提高回灌效率，延長(zhǎng)回灌系統(tǒng)的使用壽命。”該人士說(shuō)，他們對(duì)R1線地下段基坑回灌設(shè)備定期保養(yǎng)維護(hù)，實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以保泉為出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)分析、總結(jié)演馬莊西站和玉王區(qū)間明挖段基坑不同回灌井結(jié)構(gòu)及回灌壓力試驗(yàn)，選出了最佳回灌井結(jié)構(gòu)及回灌壓力，明確了抽水井與回灌井的設(shè)置比例，原則上坑內(nèi)承壓水水位達(dá)到安全水位，回灌量大于抽水量的80%。
延伸閱讀：濟(jì)南建筑基坑排水一天2萬(wàn)方
山東省地礦工程勘察院（801第一水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì)）總工程師李常鎖說(shuō)，“我們801配合實(shí)施的這項(xiàng)降水回灌新工藝主要由抽水系統(tǒng)、綜合處理系統(tǒng)和回灌系統(tǒng)三部分組成，其中綜合處理系統(tǒng)又包括壓力控制系統(tǒng)、過(guò)濾系統(tǒng)、分水系統(tǒng)等。以上系統(tǒng)均能通過(guò)監(jiān)測(cè)中心，實(shí)施自動(dòng)控制管理，實(shí)現(xiàn)降水和回灌一體化、無(wú)壓與有壓回灌一體化，針對(duì)濟(jì)南特殊地質(zhì)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)地下水原位完全回灌，有效降低工程降水對(duì)泉水水位水質(zhì)的影響。回灌的核心就是地下水的保護(hù)，如果所有的工程都能得以應(yīng)用，節(jié)水效應(yīng)將是非常明顯的，濟(jì)南地鐵基坑施工的運(yùn)用這種降水回灌一體化設(shè)備，很適合在濟(jì)南乃至山東進(jìn)行大力推廣。”
“濟(jì)南地鐵基坑施工的這種降水回灌一體化設(shè)備，很適合在濟(jì)南乃至山東進(jìn)行推廣。”李常鎖說(shuō)，隨著氣候的變遷以及城市的不斷發(fā)展，城市地下水位普遍出現(xiàn)下降，部分城市地表水系斷流、干涸。地下水位下降，主要由于開(kāi)采過(guò)度。“回灌的核心就是地下水的保護(hù)，如果所有的工程都能應(yīng)用，節(jié)水效應(yīng)將是非常明顯的。”
濟(jì)南名泉辦統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，南水北調(diào)工程隊(duì)玉符河的補(bǔ)源量為每天20萬(wàn)立方至30萬(wàn)立方。以一個(gè)富水地層房建基坑5000方的抽水量，4000方的回灌量計(jì)算，如果有50個(gè)工地的基坑都可以使用到降水回灌一體化的設(shè)備，玉符河的補(bǔ)給就不用南水北調(diào)了。
為了節(jié)水保泉，濟(jì)南名泉辦也對(duì)各大施工單位提出了相關(guān)要求，對(duì)軌道集團(tuán)的要求為：盡量減少對(duì)地下水的影響，建設(shè)產(chǎn)生的地下水全部回灌。“這樣來(lái)看，濟(jì)南軌道集團(tuán)基本達(dá)標(biāo)。”李常鎖說(shuō)。
根據(jù)建委相關(guān)部門(mén)今年四月份的統(tǒng)計(jì)，濟(jì)南建筑基坑日均排水總量約2萬(wàn)方，如果全部用上降水回灌一體化設(shè)備，按照80%的回灌率來(lái)看，回灌的地下水量為1.6萬(wàn)方。李常鎖說(shuō)，濟(jì)南的趵突泉、黑虎泉等幾大泉群，正常噴涌下，每天的噴水量為10萬(wàn)方，如果建筑工程的回灌地下水量為1.6萬(wàn)方，相當(dāng)于泉群噴水量的近五分之一。
（齊魯晚報(bào)·齊魯壹點(diǎn)記者 喻雯）
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