初審編輯：王曉亮
責任編輯：劉美顯
地下水進入管道后回灌地下
濟南軌道交通R1線地下施工即將火力全開。下個月，首臺盾構機將入地施工，比起高架上天，地鐵入地行走更受關注。在全國各城市地下水位下降的大環境下，泉城濟南的地下水位升降更是牽動著萬千百姓的心。地鐵的地下施工，會不會影響濟南地下水？15日，齊魯晚報·齊魯壹點記者了解到，濟南軌道交通集團自主研發了“地下水回灌保泉施工技術”，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的地下水浪費。以地鐵演馬莊站為例，8個月施工期，可以回灌的地下水達57600方，接近半個大明湖的蓄水量。R1線四個地下站綜合測算，回灌地下水量接近2個大明湖。
回灌井
抽取的地下水，8成可回灌
今年3月份起，R1線站點演馬莊西站、演馬莊入地段基坑施工現場就多了一臺特殊的設備——降水回灌一體化設備，這也是濟南第一臺真正意義的回灌設備，把降水和回灌的功能實現了“二合一”。
“有了這臺設備，施工中抽出的地下水八成都可以回灌到地下，在試驗時，有的站點可以達到100%的回灌。”15日，濟南軌道交通集團有關人士說，在目前絕大多數的工程基坑施工中，只有基坑降水設備，也就是說，簡單的把開挖出的地下水抽出去排出，保證基坑現場的施工條件。基坑降水雖然可以提高基坑的整體穩定性，但容易引起基坑周圍建筑物產生不均勻沉降、開裂、傾斜，甚至坍塌。
只有降水，沒有回灌，這就意味著這些地下水都流進了雨污水的排水管網中，造成了地下水資源的極大浪費，進而加劇城市地下水資源的短缺。
“我們針對濟南的獨特地質情況，以及濟南枯水季保泉壓力大的現狀，從一開始就注重對地下水的保護，形成了一整套地下水保護理念。”該人士說，從回灌情況來看，地下水80%重新回到地下，剩下的20%也沒有浪費，這些水用于了工地周邊菜園用水，還有施工用水等。
通過回灌，可以把抽出的地下水回補到下部含水層或工程場地外圍的含水層中。舉個例子，如果把基坑比作一個浴缸，回灌就是把浴缸抽走的水回灌到浴缸外，以此保證這個浴缸范圍以外的地下水不會受到影響。
從達到的效果來看，不但可以局部抬高基坑周邊因降水而降低的地下水位，減少其對鄰近建筑物的影響，而且還可以減少對地下水資源的浪費。
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個月工期下來，可以回灌的地下水量是576000方，接近半個大明湖的蓄水量。
原位回灌，水質不受二次污染
R1線地下段一共有4個站點將使用降水回灌一體化設備，回灌方式的選擇，從回灌區域施工條件、含水層性質、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個站點如果都以演馬莊西站的回灌量為標準，四個地下站綜合來看，相當于節約了近2個大明湖的水量。
該人士說，基坑降水抽出的地下水，經過處理滿足要求后，直接用于地下水回灌，既能減少基坑降水工程中對地下水資源的浪費，又能補給地下含水層，保護濟南泉域地下水資源，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？“濟南的地下水是原位回灌，從基坑中抽取地下水后，通過外圍的管道就近回灌到地下。這樣在保證地下水量的同時對水質的影響不大。”山東省地礦工程勘察院高級工程師武法偉說。
要實現回灌水質沒有二次污染，還要其他的工藝。濟南軌道交通集團有關人士說，抽取的地下水在回灌用水收集管道中，通過控制箱與增壓泵等設備，把水送到回灌水的處理裝置中處理，在這個過程中，水在管道中流動，水質會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都需要處理。“通過凈化、過濾等流程，從而保證水質的標準。”
濟南軌道交通集團有關人士說，回灌用水的管道材質可以達到飲用水管道的標準，這樣的原位回灌可以真正實現“水從哪里來再回到哪里去”。
回灌符合濟南地質結構
回灌雖然原理簡單，但針對不同的水文地質環境想達到良好持久的回灌效果還需要深入研究。武法偉說，濟南軌道交通集團自主研發的這套設備，適合濟南富水卵石地層結構，從而保證基坑抽取的地下水能有效的回灌地下。
簡單來說，濟南的地層結構就是水量比較多，地質結構基本都是全砂或卵石。此外，濟南的地下水基本都是承壓水，根據這些特點，回灌一體化設備包含了“有壓”和“無壓”兩種，有的地下水是不用通過加壓就可以自然回灌，有的需要增壓泵加壓后再實現回灌。
在具體的回灌過程中，還有一個難題是必須解決的——堵塞。堵塞分為三類：物理堵塞、化學堵塞和生物堵塞。以物理堵塞為例，回灌水源中含有的泥土等雜質被帶入含水層，堵塞砂層的孔隙，這種堵塞會導致回灌水的渾濁。
“我們針對不同的堵塞原因，采取有效的防治手段，有利于提高回灌效率，延長回灌系統的使用壽命。”該人士說，他們對R1線地下段基坑回灌設備定期保養維護，實時進行監測，以保泉為出發點，通過分析、總結演馬莊西站和玉王區間明挖段基坑不同回灌井結構及回灌壓力試驗，選出了最佳回灌井結構及回灌壓力，明確了抽水井與回灌井的設置比例，原則上坑內承壓水水位達到安全水位，回灌量大于抽水量的80%。
延伸閱讀：濟南建筑基坑排水一天2萬方
山東省地礦工程勘察院（801第一水文地質工程地質大隊）總工程師李常鎖說，“我們801配合實施的這項降水回灌新工藝主要由抽水系統、綜合處理系統和回灌系統三部分組成，其中綜合處理系統又包括壓力控制系統、過濾系統、分水系統等。以上系統均能通過監測中心，實施自動控制管理，實現降水和回灌一體化、無壓與有壓回灌一體化，針對濟南特殊地質結構，實現地下水原位完全回灌，有效降低工程降水對泉水水位水質的影響。回灌的核心就是地下水的保護，如果所有的工程都能得以應用，節水效應將是非常明顯的，濟南地鐵基坑施工的運用這種降水回灌一體化設備，很適合在濟南乃至山東進行大力推廣。”
“濟南地鐵基坑施工的這種降水回灌一體化設備，很適合在濟南乃至山東進行推廣。”李常鎖說，隨著氣候的變遷以及城市的不斷發展，城市地下水位普遍出現下降，部分城市地表水系斷流、干涸。地下水位下降，主要由于開采過度。“回灌的核心就是地下水的保護，如果所有的工程都能應用，節水效應將是非常明顯的。”
濟南名泉辦統計數據顯示，南水北調工程隊玉符河的補源量為每天20萬立方至30萬立方。以一個富水地層房建基坑5000方的抽水量，4000方的回灌量計算，如果有50個工地的基坑都可以使用到降水回灌一體化的設備，玉符河的補給就不用南水北調了。
為了節水保泉，濟南名泉辦也對各大施工單位提出了相關要求，對軌道集團的要求為：盡量減少對地下水的影響，建設產生的地下水全部回灌。“這樣來看，濟南軌道集團基本達標。”李常鎖說。
根據建委相關部門今年四月份的統計，濟南建筑基坑日均排水總量約2萬方，如果全部用上降水回灌一體化設備，按照80%的回灌率來看，回灌的地下水量為1.6萬方。李常鎖說，濟南的趵突泉、黑虎泉等幾大泉群，正常噴涌下，每天的噴水量為10萬方，如果建筑工程的回灌地下水量為1.6萬方，相當于泉群噴水量的近五分之一。
（齊魯晚報·齊魯壹點記者 喻雯）
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