屋面排水管工程施工工艺技术标准整理(20220305000415)

1、屋面排水管 工程施工工艺1、工艺流程： 施工准备预制加工干管安 装立管安装支管 安装卡架固定封口堵洞闭水试验通水试验 通球试验2、施工工艺（1）预制加工： 根据图纸要求并结合实际情况，绘制加工草图。根据草图量好管道尺寸，进 行断管。断口要平齐，用铣刀或刮刀除掉断口内外飞刺，外棱铣出 15角。粘接前应对承插口先插入试验，不得全部插入，一般为承口的 3/4 深度。度 试插合格后，用 棉布将承插口需粘接的部位的水分、灰尘擦试干净。如有油污需 用丙酮除掉。用毛刷涂抹粘接剂，先涂抹承口后涂抹插口，随即垂直插入，插入 粘接进将插口稍作转动，以利粘接剂分布均匀，约 3060min 即可粘接牢固。粘 牢后立即

2、将溢出的粘接剂擦试干净。多口粘连时应注意预留口方向。（2）干管安装： 1）根据图纸要求的坐标、标高，打好穿楼板及过墙孔洞，施工前按 各受水 口位置测量绘制草图，按草图进行加工预制。 2）管道穿结构墙体处应设置刚性防水套管，做法按铺设安装管道做 法施工。 3）塑料排水导管安装坡度要求，伸出外墙尺寸及与室外结合井，连 接做法 均按铺设管道做法施工。 4）支导管安装中，地平管穿越楼板洞时，均应安装防水翼环，并确 保其位置正确、粘接牢固。5）排水导管必须按设计要求及位置安装伸缩节。6）在连接 2 个及以上大便器或 3 个以上卫生器具的污水横管上， 应设置清 扫口，当污水管在顶板下吊装时，可将清扫口设在

3、一层地面上。污水管起点的清 扫口与管道相垂直的墙面，距离不得小于 200mm。如污水管起点位置设置堵头代 替清扫口时与墙面不得小于 400mm。7）在转角 135的污水横管上，应设置检查口或清扫口。 8）在转角、排水的水平管道与水平管道、水平管道与立管的连接处 应采用 45三通或 45四通和斜三通或斜四通。立管与排出管端 部的连接，应采用两 个 45弯头或曲率半径不小于 4 倍管径的 90弯头。9）通向室外的排水管，穿过墙壁或基础必须应采用 45三通和 45弯头连 接，并应在垂直管段的顶部设置清扫口。10）塑料排水管道安装时，可采用铅丝临时吊挂，进行预安装，调整甩口坐 标、位置、管道标高、坡度

4、符合设计要求进行粘接，并及 时校正甩口坐标位置、 标高、坡度。待粘接固化后，安装固定支撑 件但不宜卡固过紧，采用金属支架时， 必须在与管外径接触处垫好 橡胶垫片。11）管道安装好后应及时堵管洞，按规范要求支模封堵，安装后的管道严禁 攀登或借做他用。（3）立管安装： 1）立管安装前，应按图纸坐标，确定卡架位置，预装立管卡架。2）土建墙面粉刷后，按预留口位置核对图纸坐标，确定管道中心线 后，依 次安装管道、管件和伸缩节，并连接各管口。 3）选用整体式防火圈时，应在按设计或施工规范的要求的楼层部 位，根据 管径的大小安装防火圈或阻火圈，先将防火圈或阻火圈套在管段处，然后进行接口联接。4） UPVC排

5、水管穿过楼顶板时，应预留防水刚性套管，并作好屋顶 防水与套 管间隙的防水密封。（4）支管安装： 1）按图纸、坐标、标高修整预留孔洞，确定吊卡位置，检查调整预 埋件坐 标位置，清理现场，按安装标高需要支搭操作平台。安装吊 装导管支架、吊架。 将预制好的支管按编号运至场地，清除粘接部 位污物，进行支管卡、吊件复检， 摆正各预留口坐标位置，至满足 图纸要求后，涂刷粘接剂进行支管安装，调整支 管坡度，满足规范 规定坡度值。锁固卡架、固定支架位置，并临时封闭各预留口 后，封堵结构孔洞。2）支导管安装，直管段长度大于 4m 时，应安装伸缩，确保每段内净长4m。3）暗装立管的分支管管径 100mm时，按设计

6、防火等级要求， 安装阻火 圈。 4）支导管安装中，地平管穿越楼板洞时，均应安装防水翼环，并确保其位 置正确、粘接牢固。（5）试验：1）排水管道安装完成后，应按施工规范要求进行闭水试验。暗装的 导管、 立管、支管必须进行闭水试验。闭水试验应分层分段逐根进 行试验标准，以一层 结构高度采用橡胶球胆封闭管口，满水至地面高度，满水 15min ，再延续 5min， 液面不下降，检查全部满水管段管件、接口无渗漏为合格。 2）闭水试验后，排水系统管道的立管、主干管，应进行通球通水试 验。立 管通球试验应由屋顶透气口处投入不小于管径 2/3 的试验 验球，应在室外结合井 内临时设网截取试验球，用水冲动试验球

7、至 室外结合井，取出试验球为合格。且应在油漆粉刷最后一道工序前进行。E E1 E2 )(H d Pa ) ( P2 V2一、尾水管的作用尾水管是反击式水轮机所特有部件，冲击式水轮机无尾水管。尾水管的性能直接影响到水轮机的效率和稳定性，一般水轮机中均选用经过试验和实践证明性能良好的尾水管。反击式水轮机尾水管作用如下：1将转轮出口处的水流引向下游；2利用下游水面至转轮出口处的高程差，形成转轮出口处的静力真空；3利用转轮出口的水流动能，将其转换成为转轮出口处的动力真空。图 5-69 表示三种不同的水轮机装置情况：没有尾水管；具有圆柱形尾水管；具有扩散形尾水管。图 5-69 在三种情况下，转轮所能利用

8、的水流能量均可用下式表示2g g 2g （5-38）式中 E转轮前后单位水流的能量差；Hd 转轮进口处的静水头；Pa大气压力；P2 转轮出口处压力；22，2Pa h V2 hV2 转轮出口处水流速度。在三种情况下，由于转轮出口处的压力能量差的变化。P2 及V2 不同，从而引起使转轮前后图 5-69 尾水管的作用P21没有尾水管时如图 5-69( a) 。转轮出口 gE H dPag 代入式（ 5-38）得V22g （5-39）式（5-39）说明，当没有尾水管时，转轮只利用了电站总水头中的 Hd 部分，转轮后至下游水面高差V22g 。H s 没有利用，同时损失掉转轮出口水流的全部功能2具有圆柱形

9、尾水管时如图 5-69(b) 。为了求得转轮出口处的压力列出转轮出口断面 2 及尾水管出口断面 5 的伯努利方程P2gh H sP2 V2 g 2g2g 2g (5-40)gsHEPa V2V2 hhHs式中 h 尾水管内的水头损失。P2因此 gPa H s h上式亦可写成aP P2gH h（5-41）Pa P2式中 g 称为静力真空，是在圆柱型尾水管作用下利用了s 所形成。P2以 g 值代入式（ 5-38），得到采用圆柱型尾水管时，转轮利用的水流能量 EPagH a2g Hs h 2g即E (H d H s )22g （5-42）从式（ 5-42）可见与没有尾水管时相对比较，此时多利用了吸出

10、水头 ，2V2但动能 2g 仍然损失掉了，而且增加了尾水管内的损失值为 H s h 的能量（静力真空值）。，即此时多利用了数3具有扩散型尾水管时如图 5-69( c) 。此时根据伯努利方程可得出：2 22 22g2H d H s2 22g2V2 V5 h2 2 2 22 2P2 gPagH sV2 V52gh断面 2 处的真空值为：Pa P2 gH sV2 V52gh（5-43）比较式（ 5-43）与式（ 5-41）可见，此时在转轮后面除形成静力真空外，V2 V5又增加数值为 2g 的真空称为动力真空，它是因尾水管的扩散作用，使转 轮出口处的流速由 V2 减小到V5 形成的。P2将式（ 5-4

11、3）中的 g 值代入式（ 5-38）得扩散型尾水管条件下转轮利用的水流能量 E 为：EPa gH dPa V2 V5g 2gHs V5 hh V2（5-44）比较式（ 5-44）与式（ 5-42）可见，当用扩散形尾水管代替圆柱形尾水管V2 V5 V2 V5后，出口动能损失由 2g 减少到 2g ，又多利用了数值为 2g 的能量，此值亦称为断面 2 处的附加动力真空，当然此时扩散形尾水管中的水头损失也有所2 2增加。故实际上在断面 2 处所恢复的功能为 2g ，比式（ 5-43）中定义的动力真空值少了管中的损失 h 。20222g2212g2为了估计扩散形尾水管的恢复功能效能，设想扩散形尾水管内

12、没有水力损失 h 0 ，且出口断面为无穷大，没有动能损失V2的理想动力真空就等于转轮出口的全部功能 2g 。V22g ，则此时断面 2 处实际恢复的动能与理想恢复的功能的比值称为尾水管的恢复系数V2 2gh V5V22g （5-45）式（5-45）表明，尾水管内的水头损失及出口动能越小，则尾水管的恢复系数越高。因此恢复系数表征了尾水管的质量，反映了其转换功能的能力，故有时也称为尾水管的效率。根据以上分析，水流经尾水管总的损失 为内部水力损失与出口动能损失之和，即h V5将式（ 5-45）代入上式得：2V22g （5-46）尾水管相对水力损失 ，即能量损失与水轮机水头 H 之比值为：2221 H

13、V22gH由上式可见，尾水管的恢复系数 不是尾水管的相对损失，它只反映其转换动能的效果。两个不同比转速的水轮机即使具有相同的尾水管恢复系数，而V2由于它们的转轮出口动能 2g 所占总水头的比重不同，其实际相对水力损失也V2不同。高比转速水轮机的转轮出口动能 2g 占总水头的 40%左右，而低比转速水轮机却不到 1%。以尾水管的恢复系数都等于 75%来估算，则高比转速水轮机尾水管的相对水力损失达 10% ，而低比转速的仅为 0 .25% 左右。由此可见，尾水管对高比转速水轮机起着十分重要的作用。从此也可以看到尾水管对轴流式水轮机比对混流式水轮机更重要。二、尾水管的基本类型1直锥形尾水管。如图 5

14、-70 所示，这是一种简单的扩散形尾水管，广泛使用于中小型水电站中（转轮直径 D1 0 5. 0 8. m）它制造图 5-70 直锥形尾水管容易，因为在直锥形尾水管内部水流均匀，阻力小，所以其水力损失小，恢复系数 比较高，一般可以达到 83%以上。图 5-71 弯肘形尾水管。直锥形尾水管母线多是直线， 图 5-70 (b) 。图 5-72 肘管 图 5-70(a) ，也有母线为曲线而使管子呈喇叭状2弯曲形尾水管。如图 5-71所示，用于大中型水电站的立式水轮机中。它由三部分组成。进口锥管 A，肘管B 及扩散管1锥面； 2水平圆柱面； 3垂直圆锥面；C4垂直面； 5斜面； 6圆环面；7上翘面 进

15、口锥管是一个竖直的圆锥扩散管。图 5-72 肘管是一图 5-73 弯锥形尾水管个 90的弯管，它的进口断面为圆形，出口断面为矩形。出口扩散管是一个水平放置的断面为矩形的扩散管。这种尾水管的锥管段里衬由制造厂提供，尾水管在现场用钢筋混凝土完成。在大中型电站的立式水轮机中，如采用直锥形尾水管，由于管子长，需将下游控制得很深，大大增加土建工程量，以致实际上不可能实现，所以必须采用弯肘形尾水管。在这种尾水管中，水流经过一段不长的直锥管后进入肘管，使水流变为水平方向，再经过水平的扩散段而流入下游。弯肘形尾水管增加了转弯的附加水力损失及出口水流不均匀性的水力损失，因此这种尾水管的恢复系数较直锥形尾水管低。

16、如图 5-73 所示，为小型卧式机组用的弯锥形尾水管，它由两部分组成，第一段为圆段面弯管，转弯角度一般为 90，第二段为竖直的圆锥管段。弯管的形 状比肘管简单，易于制造。但由于弯管为等断面，其中水流速度较大，所以其水力损失很大。此外，拐弯后速度分布不均匀，这就使得水流在直锥扩散管中 流动状态恶化，故其回能系数较弯肘形尾水管的小，一般在 0.40.6之间。三、尾水管选择在设计尾水管时，首先要根据机组和电站的具体条件来确定和选择尾水管 的形式。目前在小型机组上多采用圆形断面的直锥形尾水管，对于大型卧式机 组（例如大型贯流式水轮机），为了减少水电站的土建投资并保证尾水管有足够的淹没深度，通常将直锥管

17、 的出口做成矩形断面，加大水平方向尺寸而减少高度方向尺寸。而对于大型立 式机组，由于土建投资占电厂投资比例很大，因此在电站设计中，要尽量降低 水下开挖量和混凝土量，应选用弯肘形尾水管，下面分别介绍这两种常用的尾 水管的设计的方法。1直锥形尾水管的设计直锥形尾水管由于结构简单，设计时一般可按下列步骤进行。（1）根据经验公式，决定尾水管的进口速度 V5V5 0 .008H 1 .2 （5-47）(2) 确定尾水管出口断面面积QF5V5D54 Q V5VQ1.135(3) 确定锥角 及管长 L根据扩散管中水力损失最小原则，一般选锥角（5-48）（5-49）12 16 ，管长 L 可由进口断面面积 F

18、2 (D2 )和出口断面面积 F5 (D5 ) 值及 值算出。(4) 决定排水渠道尺寸为保证尾水管出口水流畅通；排水渠道必须有足够的尺寸。对于立式小型机组可参考图 5-74 确定。设计时先根据当地地质条件按 h D5 0 .6 1 .0 确定 h 值，然后再由曲线 图 5-74(b) 查出 b D5 ，算出 b ，并取 c 0.85b 。2. 弯肘形尾图 5-74 排水渠道断面尺寸选择水(a) 排水渠道断面； (b) 排水渠道尺寸选择曲线管的选择及计算与直锥型尾水管不同之处在于弯肘形尾水管的轴心线为曲线，整个尾水管由不同的断面形状组织而成。选择弯肘形尾水管就是根据电站机组的具体条件选择各组合断

19、面的几何参数，这些参数的选择原则是设计出的尾水管要求有较高的的综合经济指标，即一方面要尾水管有较高的能量指标，即恢复系数要大，这会对电站带来长期的经济效益，同时又要求土建工程最小，即减少电站一次性投资。而上述两种经济效益往往是矛盾着的。例如为了提高尾水管的恢复系数，应增加尾水管的高度 h，但随图 5-75 弯肘形尾水管相对深度着 h 的增加将会带来电站水下开挖量及与水轮机效率差值的关系混凝土量增加。因此在弯肘形尾水管各断面参数选择时应予综合考虑。h D 1弯肘形尾水管的性能受下面三个因素影响，选择时应着重加以考虑。（1）尾水管的深度尾水管深度 h是指水轮机导水机构底环平面至尾水管底板平面之间的

20、距离。深度 h越大直锥段的长度可以取大一些，因而降低其出口即肘管段进口及其后部流道的流速，这对降低肘管中的损失较有利。尾水管的深度变化对水轮机的效率，特别是在大流量情况下影响很显著，这可从图 5-75 的曲线看出（ 代表效率差值）。尾水管的深度对水轮机的运行稳定性影响很大。特别是混流式水轮机因叶 片角度不能调整而容易产生偏心涡带及振动，实践及研究表明，采用较大的深 度可改善尾水管偏心涡带所引起的振动。因此常常需要限制尾水管深度的最小 值。但是，尾水管的深度又是影响工程量的最直接的一个因素。水下部分的开 挖和施工常常很困难而且牵涉面较广，甚至由于地质条件的限制而要求尾水管 高度必须小于某一数值，

21、会出现施工和运行二者的矛盾。需要指出，当尾水管 的深度要求采用小于正常推荐范围的数值时，必须事前进行充分的论证或试验 研究，以确保安全运行。根据实践经验一般可作如下选择。对转轮进口直径 D1 小于转轮出口直径D2 的混流式水轮机取 h 2.6D1 ；对转桨式水轮机取 h 2.3D1 ，在某些情况下必须要求降低尾水管深度时则前者取 hmin 2.3D1 ；对后者取 直径 D1 D2 的高水头混流式水轮机则可取 h 2.2D1 。hmin 2.0D1 。对转轮与上述尾水管深度推荐值相对应，直锥段的单边扩散角 分别取下列数值：对混流式水轮机 7 9 ；对转桨式水轮机取 8 10 （轮毂比大于0.45

22、 时， 取较小值）。（2）肘管型式肘管的形状十分复杂，它对整个尾水管的性能影响很大，一般推荐定型的 标准肘管。图表 5-8 标准肘管尺寸579.61579.61579.61579.61579.61 579.61579.6179.6179.6179.6179.6179.61 79.6179.61z501001502002503003504004505005506006507007508008509009501000y1-71.9041.70124.56190.69 245.60 292.12 331.94 366.17395.57 420.65441.86459.48473.74484.8149

23、2.81497.84499.94 500.0500.0500.0 x1 y2 x2 y3 x3 R1 R2 F605.20569.45542.45512.72479.77444.70408.13370.44331.91292.72251.18209.85168.80128.0987.76447.8597.996000-732.67-496.96-360.21-276.14-205.27-142.56-85.20-31.21 21.3575.71 150.07813.12713.07671.28639.26612.27588.39566.55545.98 525.97505.26 476.949

24、4.3699.93105.50111.07116.65122.22127.79133.30 138.93144.50 150.07552.89545.79537.70530.10522.51514.92507.32499.73 492.13484.54 476.951094.52854.01761.82696.36645.77605.41572.92546.87526.40510.90500.0579.61571.65563.63555.73547.77539.80531.84523.88 515.92507.96 504.079.6171.6563.6955.7347.7739.8031.8

25、423.88 15.927.96 05-76 所示为标准混凝土肘管。此肘管D4 h2 ，图中各线性尺寸列于表 5-8。此外，当水头高于 200m 时，由于水流流速过大，此时可采用金属肘管，它们的形式与混凝土肘管不同。（3）水平长度水平长度 L 是机组中心到尾水管出口的距离。肘管型式一定，长度 L 决定了水平扩散段的长度。增加 L 可使尾水管出口动能下降，提高效率。但太长了将增加沿程损失和增大厂房水下部分尺寸。增加 L 的效益不如高度 h显著，通常取： L 4.5D1 。图 5-76 标准混凝土肘管水平段的形状如下：两侧平行，顶板向上翘，倾角 10 13 。底板一图 5-77 扩散段与支墩般水平

26、，少数情况下，为了减少开挖要求尾水管上抬，此时一般不超过 6 12 （低比转速水轮机取上限）。转桨式水轮机的水平段宽度 B 2.3 2.7 D1 ；混流式为B (2.7 3.3)D1 。当 B 10 12m时，允许在出口段中加单支墩。支墩尺寸（图 5-77）为： b 0.1 0.15 B； R 3 6 b; r 0 .2 0.3 b; l 1.4D1 。出口段最好不要加双支墩，试验表明双支墩会引起效率显著下降。有些水电站因水工建筑的要求，尾水管的出口中心线往往需要偏离机图 5-78 偏离机组中心线的尾水管组中心线（图 5-78）。此时，肘管水平段的俯视图按以下方法绘制：偏心距离 d 由水工建筑

27、要求决定，肘管的水平长 L 保证标准值。在以上两条件下，使肘管两侧面夹角的角平分线过机组中心（即图 5-78 所示两个 角相等）。而肘管段的断面形状则保持不变。地下电站为了减小厂房和尾水流道尺寸，常采用高而窄的尾水管。此时厂 房的挖深一般不是主要矛盾，这样就可用加大深度来弥补宽度的缩小。实践证 明这样做对水轮机效率影响不大。四、减轻尾水管振动的措施当运行机组上出现尾水管偏心涡带引起的振动时，通常可采用以下几个措 施来减轻其影响。1尾水管加导流隔板因产生偏心涡带的根本原因是转轮出口水流有环量存在。因此用加隔导流板的办法来消除环流，从而消除或减弱偏心涡带常常是有效的。导流板大致有以下几类：一是在尾

28、水管直锥段进口部位加置十字形隔板 图 5-79(a) ；二是在直锥段进口管壁加置导流板 图 5-79(b) ；三是在弯肘段前后加置导流板 图 5- 79 (c) 。实践证明，加设导流板的办法对改善振动有一定效果，但它有时会对机组的运行产生一些不利的影响：如效率降低，最优工况区改变等。导流板的 形状和尺寸的选用针对机组的特性而定，装得不好的导流板容易被冲掉，因此 在采用此法时应先做一些试验研究工作。图 5-79 尾水管中装设导流板2尾水管补气为了减少压力脉动和由它引起的尾水管振动，以及为了在混流式水轮机的某些运行工况下，破坏尾水管的真空，常对转轮区进行补气，在大多数情况下，补气对水轮机工作会产生有利的影响，动载荷减小，转轮下面的真空降低。补气方法有两类；一是自然补气，当尾水管的压力低于大气压时可采用这一类，但这种办法补气量常难以控制。二是强迫补气即用压力机或射流泵向尾水管送入空气，这是目前采用较多的一种，当尾水管管壁附近的压力高于大气压时就必须用这一类。它可以根据工况不同补进不同的气量，以保持减振效果和对机组运行效率的影响处于最优状态。补气位置通常是在直锥段。实践证明补气管口深入越多所需补气量越少，效果越显著。补气管口越接近管壁效果越差，补气量越大。这是因为旋转水流离心力的作用，使管壁处的 h 0 ，此时补入的空气不易进入旋涡中心而被水流带向下