虹吸负压雨水排放系统施工工法

虹吸负压雨水排放系统施工工法1前言随着时代的前进，建筑业的发展，无论是工业厂房还是公用建筑都朝着“大面积”、“大体量”的方向发展，而在建筑施工的屋面给排水系统中，由于传统工艺是按“重力式”设计，因此雨水管道的多少及管径的大小是决定雨水排泄顺畅与否的主要依据。在新型建筑中，仅靠传统施工工艺，由于屋面面积的增大，将势必导致雨水管道增多、管径增大，从而影响建筑物的美观和实用。因此，传统的屋面排水系统已显得越来越不适应，而“大面积屋面排水系统的设计”便成了现代施工的一个新课题。为此，利用“虹吸”原理，采用屋面“雨水虹吸”，是解决屋面排水设计的有效途径。2工法特点2.1工法在使用功能上的特点由于虹吸负压雨水排放系统依据虹吸原理，在雨水排放过程中极易达到管内满水状态，且流速快，流量大，在使用中明显的体现出了屋面排水能力强的特点。虹吸雨水管道的理论流量，在设计阶段参考了该地区的年均降水量与数十年来的最大降雨量，尤其是当雨季来临时，雨水量的突然增大更有利于虹吸现象的形成。换言之，就是当屋面的雨水累积量越大，其排放的速度就越快，这一难能可贵的特点在普通的重力排放系统中是根本无法实现的。2.2工法与传统施工方法的先进性和新颖性虹吸负压雨水排放系统采用HDPE（高密度聚乙烯）管，这种管材能承受较大的冲击力，且不会因弯曲而破裂、折断，还具有耐腐蚀性，其抗极端温度范围也大，一般在-30℃～100℃，同时管材的自身重量轻，施工方便，可使安装工效大大提高。因此，在与传统的屋面重力流排水系统相比较，虹吸排水系统具有十大优点：适用于各种类型、各种用途的建筑物（平屋顶建筑同样适用）；排水管道无需坡度排设；由于虹吸排水系统在产生虹吸作用时，管道内呈满水状态，且系统的水流流速很高，故其泄流量较之重力排水系统大大提高；系统所需的地下埋管较少；现场的施工量减少；管道及配件的使用量减少；降低了排水管道的管径；由于重力排水系统悬吊水平管道需要有坡度，这样其他管道、设备安装标高随之降低，安装空间减小，而虹吸排水系统的管道本身就少，加之其无需敷设坡度，进而节约了安装空间；当虹吸排水系统产生虹吸作用时，水流流速很高，管道具有较好的自洁能力；从设计到施工简单快捷。在以上这十大优点中，最为可贵的是建筑物屋面即使是平屋顶也能使用，以及现场施工量大大减少这两点。3适用范围本工法适用于公用建筑、民用建筑及各类工业厂房等建筑物的屋面雨水排放系统以及生活污水、生产废水等的排放，对屋面及管道的坡度没有过于严格的要求。虹吸负压排水系统具有很大的推广价值，在现代建筑中，科学技术的发展、新型材料的应用，人们对建筑的实用性、美观性的要求越来越高，因此，虹吸负压排水系统具有广泛的发展前景和空间，特别是在厂房、机场、体育馆、展览馆等建筑中其适用性将日益体现。4工艺原理虹吸负压雨水排放系统是经过精密的管道水力平衡计算，利用屋顶能够实现汽水分离的雨水斗，并依靠建筑物的势能使雨水在管道里产生虹吸现象以达到迅速排放雨水的系统。当屋面水位达到一定高度时，通过专用雨水斗自动隔绝空气，使得系统中排水管道逐渐呈满流状态，由于重力作用当雨水流入立管时跌落形成虹吸作用，悬吊横管内出现真空，在降雨过程中由于连续不断的虹吸作用，最终屋顶的雨水得以快速排放。5施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程图：留Φ180孔，TY90留Φ180孔），安装时将不锈钢底施工准备工作管道、管件、设备备器具的检验测量与定位预留孔洞处理埋地排水管道安装装与试验支、吊、托架的安安装立管及水平总支管管预制屋面雨水斗就位安安装立管及水平总支管管安装盘平放在孔的正上方（确保底盘与面板顶面标高一致），同时封堵尾管与孔之间的空隙。钢筋混凝土板钢筋混凝土板模板板不锈钢底盘图雨水斗固定示意图5.2虹吸雨水斗的安装要求：防水卷材的施工（见图5.2.2）雨水斗的固定（见图5.2.1）土建在混凝土封堵完成后，土建方制作防水，同施工时在天面雨水斗安装位置留孔（TY56时保证防水层施工不要超过规定的界限。防水卷材防水卷材模板钢筋混凝土板（备注：右图自左上角顺时针方向依次意为：防水层截至位置、防水层、钢筋混凝土板）模板钢筋混凝土板图防水卷材施工示意图夹圈安装在防水卷材施工完成后，在屋面找平层施工前，安装夹圈。如下图钢筋混凝土板钢筋混凝土板模板不锈钢夹圈螺丝防水层防水层截止位置钢筋混凝土板夹圈图夹圈安装找平层的施工：找平施工做到夹圈的边缘（土建方施工）见下图防水卷材钢筋混凝土板防水卷材钢筋混凝土板模板不锈钢夹圈找平在屋面工程结束后，虹吸管路系统安装完成后，安装空气挡板或防护罩。5.2.5HDPE管道的安装1）切割管材，必须使端面垂直于管轴线。管材切割一般使用管子剪或管道切割机,必要时可使用锋利的钢锯，但切割后管材断面应去除毛边和毛刺。2）管材与管件连接端面必须清洁、干燥、无油。3）用卡尺和合适的笔在管端测量并标绘出热熔深度，热熔深度应符合规范和设计要求。4）熔接弯头或三通时，按设计图纸要求，应注意其方向，在管材和管材的直线方向上，用辅助标志标出其位置。5）连接时，无旋转地把管端导入加热套内，插入到所标志的深度，同时，无旋转把管件推到加热头上，达到规定标志。加热时间必须满足热熔工具生产厂家的规定。6）达到加热时间后，立即把管材与管件从加热套与加热头上同时取下，迅速无旋转地直线均匀插入到所标刻度，使接头处粘接均匀牢固。5.2.6HDPE管道的固定方法在安装管道系统以前，按照设计位置把固定系统安装好。首先，对于悬吊管道的消能悬吊系统，按照设计的数量和位置先把安装片焊接在钢结构上，如果是钢筋混凝土结构，则用钢膨胀螺栓把安装片固定在钢筋混凝土上，用螺杆、管卡紧固装置把型号为30*30*2.5的镀锌方钢固定起来，水平度调整至符合设计要求。以便进行水平管道的安装。（如下图）图-1HDPE水平管道的固定方法对于立管的固定装置，同样按照设计要求和规范规定把安装片固定在柱子上或墙壁上，以便进行立管管卡的安装。（如图）图-2HDPE立管的固定示意图图-2HDPE立管的固定示意图HDPE管本身具有良好的抗震性能，但其材质柔软，膨胀教其他管材大，因此应针对的采取相应措施。下面就安装中的具体措施做简要说明。1）表HDPE管管道支架最大间距：管径（mm）50637590110125160200250水平管（mm）0.80.80.800.801.01.01.601.601.60立管（mm）1.01.01.01.21.51.51.51.51.5注：此表依据GB50242-2002表3.3.9扩展部分数据而成.2）消能悬吊方式消能悬吊系统如下图所示，在悬吊管上每间隔一定距离设置一个固定支（吊）架，此点与悬吊梁固定，为不可移动的。因为HDPE管具有膨胀系数较大，但膨胀应力小的特性，所以固定支图-3HDPE管横管锚固管卡安装示意图图-3HDPE管横管锚固管卡安装示意图（吊）架的设置将整段悬吊管的膨胀变形分解到各固定支（吊）架之间，变形无法目测察觉，起到美观作用，膨胀应力由固定支（吊）架传递到消能悬吊梁上被消解，对建筑的结构本体不会造成影响。同样悬吊管的震动也通过支（吊）架传递到消能悬吊梁上，利用悬吊梁的钢性消解，限制HDPE管的振动。悬吊管及立管均设有固定支架，其间距，具有防晃抗震作用。消能支吊架系统能够保证管道不下垂，不产生水流阻塞，防晃，抗震，并固定于本体结构柱墙或顶板上。3）直接悬吊方式在无法制作消能悬吊系统的情况下，或者管径≥250mm的HDPE管的固定应采用直接悬吊。（如图）吊管安装与屋面安装公司配合，按支吊架间距要求设置支（吊）架。（如图）图-4HDPE管（管径图-4HDPE管（管径≧250）横管安装示意图管道安装的其他注意事项1）管道穿墙方式（如下图所示）2）管路过伸缩缝，消减管路应力的方法为使系统美观、耐用，在设计时将尽量避免系统跨伸缩缝安装，如不可避免，则采用如下方法消减管路应力。图-1管道穿墙方式示意图图-2消减管路应力示意图图-2消减管路应力示意图3）防止管道横向、切向振动的方法图-3防止管道横向、切向振动示意图图-3防止管道横向、切向振动示意图虹吸系统对雨水井的要求雨水窨井可能会妨碍虹吸系统的操作，以下为几个可参考的相关原理：雨水井必需是透气的。在下雨的前阶段（最少5分钟）内，地下排出管需保持于雨水窨井内的水位以上，被淹没的排水出管将可能影响虹吸系统的运作。雨水窨井必需由能承受虹吸系统的高流速排水的建材所建造。钢筋混凝土雨水窨井为首选。在设计雨水窨井时，需计算有虹吸系统所排出至该窨井的总雨水量以及来源于其它的水量。6施工设备HDPE管的焊接方式和方法主要为热熔对焊，其方法如下：6.1电焊机由加热片、切割器以及钳夹器组成。电焊机可用于连接管径40－315mm的管件。6.2把需要连接的两管件放置在钳夹器间。确保管道尾端与钳夹器之间的差距大约2cm。锁紧扣把手。6.3将管件顶在切割盘上、切割管道直到两个将被连接的管端都完全一样、平直以及无缝于管端合拢之间。图6.2把需要连接的两管件放置在钳夹器间图6.1电焊机：直径40mm-160mm图6.2把需要连接的两管件放置在钳夹器间图6.1电焊机：直径40mm-160mm6.4把电焊机的温度稳定在210℃，将两管件仔细地放置于电焊机熔焊片上，直到焊接表面的凸出达到相等于管壁厚1/3的厚度为止。图6.3将管件顶在切割盘上图6.4仔细焊接管件图6.3将管件顶在切割盘上图6.4仔细焊接管件6.5将两管按焊接所需要的压力（参阅刻度）仔细的拼拢。在焊接处完全冷却前，不要松开锁扣把手。6.6要达到完好的焊接，两管件的焊连面需要有正确的切割角度。电焊机也必需维持在2100C50C的温度下。图6.5拼拢焊接所需压力图6.5拼拢焊接所需压力表6.6焊接时要求的压力外径（毫米)加热时间（秒）加热时需要表面凸凸出的高度（毫毫米）加热与管道连接间间所需停留的的时间（秒）达到焊接压力允允许的时间（秒秒）要求保持压力的时时间（分钟）冷却时间（秒）32405063759011012516020025031530/4030/4030/4030/4030/4030/4040/7040/7040/7040/7070/12070/120111111111.51.51.51.53/53/53/53/53/53/54/84/84/84/86/106/104/64/64/64/64/64/66/86/86/86/88/128/125679101522284557901404/54/54/54/54/54/56/106/106/1010/1610/1610/16*注：使用不同的热熔焊机时，上述参数应做相应调整7质量控制我们在实际工程的操作中，发现了以下部分质量要点与难点，并逐一加以了解决。7.1由于HDPE管道材质柔软，易弯曲，在管道敷设时不易调直，因此管道在存放时注意须顺直平整的码放，不可累放过多，另外在管道安装的过程中，应随时注意调直，管道固定卡应合理安置。7.2HDPE管道采用电熔焊接的连接方式，在连接过程中需注意熔口深度及焊接时所需力度。特别是焊接时的力度掌握尤其重要，如若力度过轻，容易造成焊缝不均匀，甚或产生漏水现象，而若力度过大，则焊缝会过于臃肿，影响美观。7.3虹吸雨水斗是整个系统能否实现虹吸现象的关键之一，安装高度尤其重要，过高会影响到使用效果，过低则会影响美观。另外，雨水斗底盘的安装需注意上下次序，否则会影响到屋面防水效果。8安全措施安全施工一直以来是建筑施工中的重中之重，近年来国家也加大了安全监察力度，因此，做好安全保障措施是工程进展的前提条件，施工中采取具体措施如下：8.1建立以项目经理为组长的文明施工管理小组，具体负责现场安全文明施工的监督与管理。8.2严格按照施工组织设计的施工平面布置图来堆放材料，不得乱占场地，乱占道路，各种材料归类堆放整齐，地面清洁，严禁乱扔杂物。8.3施工现场严禁存放剩料杂物，剩料下脚料应及时运送到工地仓库，归类存放，做到人去料清，场地洁净，禁止随地大小便。8.4垃圾应集中收集，集中清运，不得乱扔乱倒。8.5项目经理应经常组织有关人员认真检查，加强检查力度，发现问题及时纠正。9环保措施由于HDPE管材属塑料复合管，在管道断开及焊接时会产生一定的粉尘、噪音及有害气体，因此需严格遵守国家有关环境保护的法律法规，控制粉尘、废水、噪音等对环境的污染，具体措施如下：9.1建筑垃圾严禁从高处向下抛撒，应采用塔吊运下集中堆放并及时外运。9.2如车辆轮胎在工地现场污染，出工地前应先清洗其轮胎，使其不污染路面。9.3严格控制施工现场的噪音，午间和夜间不得安排使用较大噪音的机械设备。特殊的确因工艺需要连续作业的，需经当地环保部门审批同意后方可