中核华泰建设有限公司2020年度施工论文

中核华泰建设有限公司2020年度施工论文

地下室雨水监测循环利用装置施工技术研究

张斌

（中核华泰建设有限公司，广东深圳，518055）

摘要：在国家绿色发展的模式下，中国核建上海科创园项目部设计一种地下室雨水监测循环利用装置，目的通过对现有雨水收集系统进行改进进行研究，通过设置流量传感器监测从通孔处留下的雨水水流，当雨水水流达到阈值时，通过电机带动转动轴转动，从而将挡板抬起，将导流板放下，增大导通的通孔数量，从而将雨水阻隔在挡板左侧，并增大雨水落下的流量，区别于现有的雨水循环利用装置，针对不同降雨量，对装置的入水效率进行调整，增大雨水收集效率，减少地下室积水。在科创园项目实际使用中相较于现有地下室雨水收集利用，优点在于可采用实现雨水收集的自动调整，对节能环保、经济等具有较大的意义。

关键词：流量传感器；导流板；传动箱；入水效率

中核华泰建设有限公司2020年度施工论文

1  引  言

随着国家绿色施工的要求下，雨水循环利用被广泛应用于施工项目，是一种综合考虑雨水径流污染控制、城市防洪以及生态环境的改善等的节能减排的措施。通过建立包括屋面雨水集蓄系统、雨水截污与渗透系统、生态小区雨水利用系统等诸多应用，将雨水用作喷洒路面、灌溉绿地、蓄水冲厕等，然而现有技术的雨水收集系统的收集雨水的方式仍然比较粗犷，且对于入水效率等没有相应的手段，在中核科创园项目实施过程中，发明制作地下室雨水监测循环利用装置，一次制造可循环实用，将收集的雨水、降水等，用于现场养护用水或文明施工用水，对节能环保、经济等具有较大的意义。

2  工程概况

中国核建上海科创园项目位于上海市青浦区徐泾板块，东至蟠和路，西临规划河道，北至徐民路南侧绿化带，南至盈港东路，建筑面积33814.63㎡，地下2层，地上5层。工程所在区域属于亚热带海洋性季风气候，常年主导风位东南风，气候温和，日照充足，四季分明，雨水充沛，年最大降雨量为1056mm，其中5～9 月降雨量约占全年的 65～70%。

地下室雨水监测循环利用装置分两个阶段应用，制作该装置一套，第一阶段为基坑围护及基础施工阶段，第二阶段为主体施工阶段。为验证地下室雨水监测循环利用装置的性能，在第一阶段将装置设置在E地块栈桥区域，汇水面积约900㎡，第二阶段设置在E地块地下室顶板处，汇水面积约1400㎡。

3雨水监测循环利用装置技术参数

地下室雨水监测循环利用装置系统的组成部分，包括箱体、挡板和电机，箱体的上表面设置有挡板，箱体的内部设置有电机，具体如下图所示：

图中：1、箱体；11、通孔；12、出水阀；13、法兰；14、隔板；15、滤网；16、传动箱；17、机箱；2、挡板；21、转动轴；22、导流板；23、插杆；24、齿盘；3、电机；31、主动齿轮；32、传动杆；4、控制器；5、流量传感器。

箱体采用装配式水箱，通过板材的拉伸、模压、液压成型，内胆采用304-2B不锈钢0.4mm，外用镀锌钢板3.0mm，通过模具进行复合，为确保牢固，内部使用40cm镀锌钢管支撑，底座采用12#工字钢加固，顶面采用2cm不锈钢板制作，表面位于中间1.5m宽的范围开设直径2cm圆孔@10cm。

挡板采用2cm不锈钢板制作，挡板同箱体宽度为1.5m，长度为2.5m，挡板与转动轴相连，如结构示意图中，22长度为1.5m，2长度为0.1m。

电机采用380V齿轮减速机异步立式变频电机（CV-32-750），可正反转。

5施工技术研究路线及应用效果

5.1施工技术研究路线

现有的雨水循环利用装置无法在雨量较大时将雨水收集完全，而且无法针对不同降雨量调整雨水收集，易造成雨水的涌出或收集不完全。本课题进行的技术研究针对不同降雨量，采用镂空地板对水流进行收集，通过调节装置，降水量较大时雨水收集完全，避免造成地下室积水，可用于公司后续雨水收集应用。

（1）箱体采用装配式水箱，上表面开设有通孔，下端固定连接出水阀，出水阀的下端通过导管固定连接法兰。内部固定安装隔板，隔板的左侧与箱体的左内壁之间固定连接滤网，后壁固定连接传动箱，箱内下端固定安装机箱；

（2）挡板的左端固定连接转动轴，转动轴的左端固定连接导流板。转动轴靠近箱体侧壁内的一端固定连接插杆，插杆远离转动轴的一侧设置齿盘；

（3）电机的转子固定连接主动齿轮，传动箱的内部设置传动杆，电机的输入端与控制器电连接，控制器的输入端电连接流量传感器。

（4）挡板通过转动轴与箱体转动连接，挡板设置在箱体的上方，导流板设置在箱体上壁的下方，导流板逆时针转动后导流板的下端与隔板的上端搭接。隔板从箱体后端延伸至前端，并在箱体左侧形成蓄水槽。

（5）通孔设置在转动轴左侧，位于中间1.5m

范围内，直径2cm圆孔@10cm，距离板边10cm。

（6）传动杆两端均固定有与杆体相垂直的齿轮，传动杆的上下两端分别于齿盘和主动齿轮传动连接。

（7）流量传感器设置在箱体左上角，左侧靠近地下室入水处，雨水从通孔处流下，流量传感器感应雨水水流阈值带动电机将挡板抬起。

5.2应用效果

（1）本课题的技术研究，通过地下室雨水监测循环利用装置在上海科创园项目的应用，在使用时，将箱体1设置在地下室入水侧下端，并将带有流量传感器5的一端指向来水方向，通过法兰13将装置与雨水循环利用设备连通，降水时，雨水通过导通的通孔11从箱体1左侧流入，并通过滤网15过滤后囤积，循环利用时通过出水阀12将雨水导入雨水循环利用设备，当降水量增大，流量传感器5读数超过阈值时，通过控制器4启动电机3，电机3通过传动杆32带动转动轴21转动，将挡板2抬起，阻隔雨水继续流入地下室内，同时导流板22放下并与隔板14搭接，增多导通的通孔11数量，增大雨水的收集，减少地下室顶板的积水。

（2）雨水收集利用相关计算

1）雨水流量计算公式：[1]

式中——雨水设计流量（L/S）

q——设计暴雨强度（L/S·ha），[2][3]，其中t为降雨历时（min），P为设计重现期

——径流系数

F——汇水面积（ha公顷），按平均1000平米计

2）参数确定

设计重现期P，按《室外排水设计规范》（GB50014-2021）第4.1.3条规定：雨水管渠设计重现期，应根据汇水地区性质、地形特点和气候特征等因素确定。同一排水系统可采用同一重现期或不同重现。

汇水系数一般市区的综合径流系数为0.5~0.8，郊区的综合径流系数为0.4~0.6。本项目按《室外排水设计规范》（GB50014-2021）表4.1.8-1取各种屋面、混凝土或沥青路面取值0.85~0.95

以上参数中，已知的量有：P=3年，=0.9，t=5min

3）雨水流量计算

升/秒/100平米

1000=28.53升/秒

（3）应用效果

本施工技术研究提供了一种地下室雨水监测循环利用装置，在上海科创园项目经过基坑围护及基础施工阶段、主体施工阶段分别在施工栈道上、地下室顶板上的应用，在雨季时，通过流量传感器监测从通孔处留下的雨水水流，监测栈桥及地下室顶板雨水收集的速度，区别于现有的雨水循环利用装置，针对不同降雨量，对装置的入水效率进行调整，增大雨水收集效率，减少地下室积水，实现了顶板积水控制的自由调节。

6  讨  论

针对地下室雨水监测循环利用装置的技术研究，改善传统方式收集雨水不及时、降水量较大时雨水收集完全等造成问题，经实践证明可避免因顶板雨水收集口设置过少导致的积水情况。本课题技术研究的实际应用存在一定的局限性，因汇水面积较小，无法反映本课题实验装置的收集极限，需更深一步在多个项目上进行反复验证在大面积的地下室顶板的雨水收集效果。

基于本技术，可针对不同降雨量调整雨水收集的效果，既保障了工程整体品质，彰显工程效益，又与国家发展形势下的绿色节能环保的理念相符。基于地下室雨水监测循环利用装置的应用，下一步研究可用于屋面的雨水监测循环利用装置是今后可研究的方向。

7  结  论

结合工程实际，对于地下室雨水监测循环利用装置的应用技术研究，达到了安全、绿色、环保的预期效果，符合绿色可持续发展的理念，解决了传统降水量较大时雨水收集不完全造成地下室积水的难题，具有广泛的应用前景。

参考文献：

[1]中华人民共和国行业标准组.GB50014-2021.室外排水设计标准.中国计划出版社.2021.

[2]宁静、李田.上海市短历时暴雨强度公式与设计雨型研究，2006（03）.

[3]徐连军、励建全、李田、刘鑫华等.上海市短历时暴雨强度公式研究，中国市政工程第4期，2007（08）

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