屋面排水管工程施工工艺技术标准整理

屋面排水管工程施工工艺技术标准整理屋面排水管工程施工工艺工艺流程：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→通球试验施工工艺：预制加工：根据图纸要求并结合实际情况，绘制加工草图。然后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。在粘接前，应先插入试验，不得全部插入，一般为承口的3/4深度。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30～60min即可粘接牢固。粘牢后立即将溢出的粘接剂擦试干净。多口粘连时应注意预留口方向。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.在支导管安装中，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。立管安装：在进行立管安装之前，应根据图纸坐标确定卡架位置并预装立管卡架。在土建墙面粉刷后，需要核对图纸坐标以确定管道中心线位置，然后依次安装管道、管件和伸缩节，并连接各管口。如果选用整体式防火圈，则需要根据管径大小在楼层部位安装防火圈或阻火圈，并先将其套在管段处，然后再进行接口联接。对于UPVC排水管穿过楼顶板的情况，需要预留防水刚性套管并进行屋顶防水与套管间隙的防水密封。支管安装：在进行支管安装之前，需要按照图纸、坐标和标高修整预留孔洞，并确定吊卡位置和预埋件坐标位置。然后需要清理现场并按照安装标高需要支搭操作平台。接下来，需要安装吊装导管支架和吊架，并将预制好的支管按编号运至场地。在清除粘接部位污物后，需要进行支管卡、吊件复检，并摆正各预留口坐标位置，满足图纸要求后，进行支管安装并调整支管坡度，以满足规范规定的坡度值。最后，需要锁固卡架、固定支架位置，并临时封闭各预留口，然后封堵结构孔洞。对于支导管安装，如果直管段长度大于4m，则需要安装伸缩，并确保每段内净长不超过4m。如果暗装立管的分支管管径Φ≥100mm，则需要按照设计防火等级要求安装阻火圈。在支导管安装中，如果地平管穿越楼板洞，则需要安装防水翼环，并确保其位置正确、粘接牢固。试验：在排水管道安装完成后，需要按照施工规范要求进行闭水试验。暗装的导管、立管和支管都必须进行闭水试验。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。闭水试验后，排水系统管道的立管和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，用水冲动试验球至室外结合井，取出试验球为合格。此外，应在油漆粉刷最后一道工序前进行试验。尾水管的作用：尾水管是反击式水轮机所特有的部件，其性能直接影响到水轮机的效率和稳定性。尾水管的作用包括将转轮出口处的水流引向下游、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、以及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。一般水轮机中选用经过试验和实践证明性能良好的尾水管。图5-69展示了三种不同的水轮机装置情况：没有尾水管、具有圆柱形尾水管和具有扩散形尾水管。在这三种情况下，转轮所能利用的水流能量均可用下式表示：$$\DeltaE=E_1-E_2=\left(H_d+\frac{P_a}{\rhog}-\frac{P_2}{\rhog}\right)$$其中，$\DeltaE$表示转轮前后单位水流的能量差；$H_d$表示转轮进口处的静水头；$P_a$表示大气压力；$P_2$表示转轮出口处压力；$\rho$表示水的密度；$g$表示重力加速度；$V_2$表示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$P_2$和速度$V_2$不同，从而引起使转轮前后能量差的变化。当没有尾水管时，转轮只利用了电站总水头中的$H_d$部分，转轮后至下游水面高差$H_s$没有利用，同时损失掉转轮出口水流的全部动能$V_2^2/2g$。当具有圆柱形尾水管时，为了求得转轮出口处的压力$P_2$，列出转轮出口断面2及尾水管出口断面5的伯努利方程，得到$P_2=P_a-\rhogH_s+h_\omega$。因此，式子（5-38）中的$\DeltaE$可表示为：$$\DeltaE'=\left(H_d+\frac{P_a}{\rhog}-\frac{P_2}{\rhog}\right)=\left(H_d+H_s-h_\omega-\frac{V_2^2}{2g}\right)$$从上式可见，相对于没有尾水管时，此时多利用了吸出水头$H_s$，但动能$V_2^2/2g$仍然损失掉了，而且增加了尾水管内的损失$h_\omega$，即此时多利用了数值为$(H_s-h_\omega)$的能量（静力真空值）。当具有扩散型尾水管时，根据伯努利方程可得出$P_aV_2^2-P_5V_5^2=\rhog(Z_5-Z_2)$，其中$Z_5$和$Z_2$分别表示尾水管出口和转轮出口的高度。此时，相对于圆柱形尾水管，扩散形尾水管减小了尾水管内的损失$h_\omega$，进一步提高了能量利用率。在转轮出口处，尾水管的作用是将水流引导到下游，并尽可能地利用水流的动能。在扩散形尾水管中，水流的速度减小，从而形成真空，这种真空称为动力真空。同时，尾水管内的水头损失也会增加。根据式（5-43）和式（5-41），在转轮后面除形成静力真空外，动力真空的数值为$2g$。在断面2处，动力真空的数值为$2g$减去尾水管的水头损失$h_\omega$。因此，断面2处的真空值为：$$\frac{V_2^2-V_5^2}{2}+\left(H_s-h_\omega+\frac{V_2^2-V_5^2}{2g}\right)\rhog=P_a-P_2$$将式（5-43）中的$\rhog$代入式（5-38）得到扩散型尾水管条件下转轮利用的水流能量$\DeltaE''$：$$\DeltaE''=\left(\frac{V_2^2-V_5^2}{2}-\frac{P_a-P_2}{\rhog}\right)-\left(\frac{V_5^2}{2}+H_d+\frac{P_a-P_2}{\rhog}-H_s-h_\omega+\frac{V_2^2-V_5^2}{2g}\right)$$根据式（5-44）和式（5-42），当用扩散形尾水管代替圆柱形尾水管后，出口动能损失由$2g$减少到$2g$，同时增加了数值为$2g$的附加动力真空。但是，扩散形尾水管中的水头损失也会增加。因此，在断面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$\eta_\omega$：$$\eta_\omega=\frac{\frac{V_2^2-V_5^2}{2}-\left(H_d+H_s-h_\omega+\frac{V_5^2}{2}+\frac{V_2^2-V_5^2}{2g}\right)}{\frac{V_2^2-V_5^2}{2g}}$$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，水流经尾水管的总损失$\epsilon$为内部水力损失与出口动能损失之和，即：$$\epsilon=h_\omega+\frac{V_5^2}{2g}$$尾水管相对水力损失$\zeta$，即能量损失与水轮机水头$H$之比值为：$$\zeta=\frac{\epsilon}{H}=\frac{h_\omega+\frac{V_5^2}{2g}}{H}$$因此，尾水管的效能取决于尾水管的恢复系数和相对水力损失。尾水管是水轮机中的重要部件，它能够将水流转换成动能并使其顺利排出。尾水管的恢复系数是一个重要的参数，它反映了尾水管转换动能的效果。但是，不同比转速的水轮机即使具有相同的尾水管恢复系数，其实际相对水力损失也不同。高比转速水轮机的转轮出口动能占总水头的比重不同于低比转速水轮机，因此其实际相对水力损失也不同。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。因此，尾水管对高比转速水轮机起着十分重要的作用。从这个角度来看，尾水管对轴流式水轮机比对混流式水轮机更重要。尾水管的基本类型有两种：直锥形和弯曲形。直锥形尾水管制造容易，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。而弯曲形尾水管则用于大中型水电站的立式水轮机中。它由进口锥管、肘管和扩散管三部分组成。进口锥管是一个竖直的圆锥扩散管，肘管是一个90°的弯管，而出口扩散管是一个水平放置的断面为矩形的扩散管。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。在大中型电站的立式水轮机中，采用直锥形尾水管需要将下游控制得很深，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。高，另一方面要尽可能减小土建投资和水力损失。常用的弯肘形尾水管有三种形式，分别为单弯、双弯和三弯尾水管，其中单弯尾水管应用最广泛。其设计方法如下：（1）根据经验公式，决定尾水管的进口速度V5=0.008H+1.2（式5-47）（2）确定尾水管出口断面面积Q=F5V5（式5-48）D5=F5/π（式5-48）（3）根据水流状态和经验，确定弯肘尺寸弯肘形尾水管的水流状态较为复杂，因此需要根据经验和实验数据确定弯肘尺寸。一般来说，弯肘的曲率半径越大，水力损失越小，但土建投资也会增加。因此，在设计时需要综合考虑多种因素。（4）计算尾水管的回能系数回能系数是尾水管的重要指标之一，其值越大，代表尾水管的能量利用效率越高。根据实验数据，弯肘形尾水管的回能系数一般在0.6左右。（5）确定排水渠道尺寸与直锥型尾水管类似，为保证尾水管出口水流畅通，排水渠道必须有足够的尺寸。对于弯肘形尾水管，排水渠道的尺寸需要根据具体情况进行计算和确定。总之，在选择和设计尾水管时，需要根据机组和电站的具体条件，综合考虑多种因素，包括水力性能、土建投资、维护成本等，以达到最优化的设计效果。弯肘形尾水管是电站设计中重要的组成部分，其经济效益与土建工程投资之间存在矛盾。为了降低肘管中的损失，应增加尾水管深度h，但这会增加水下开挖量和混凝土用量。因此，在选择弯肘形尾水管各断面参数时，应综合考虑。尾水管深度对水轮机效率和运行稳定性影响很大，但也直接影响工程量。根据实践经验，尾水管深度的选择应根据水轮机类型和直径决定。肘管的形状对整个尾水管性能影响很大，一般推荐使用标准肘管。尾水管深度是指水轮机导水机构底环平面至尾水管底板平面之间的距离。增加尾水管深度可以降低肘管中的损失，但也会增加水下开挖量和混凝土用量。尾水管深度的变化对水轮机效率影响很大，特别是在大流量情况下。同时，尾水管深度也对水轮机的运行稳定性有影响，较大的深度可以改善尾水管偏心涡带所引起的振动。但是，尾水管深度的选择也直接影响工程量。根据实践经验，尾水管深度的选择应根据水轮机类型和直径决定。肘管的形状对整个尾水管性能影响很大，一般推荐使用标准肘管。肘管的形状十分复杂，它对整个尾水管的性能影响很大。因此，一般推荐使用定型的标准肘管。在选择肘管时，应考虑其尺寸和型式。标准肘管的尺寸如表5-8所示。在弯肘形尾水管各断面参数的选择中，经济效益与土建工程投资之间存在矛盾。为了降低肘管中的损失，应增加尾水管深度h，但这会增加水下开挖量和混凝土用量。因此，在选择弯肘形尾水管各断面参数时，应综合考虑。尾水管深度的变化对水轮机效率影响很大，特别是在大流量情况下。同时，尾水管深度也对水轮机的运行稳定性有影响，较大的深度可以改善尾水管偏心涡带所引起的振动。但是，尾水管深度的选择也直接影响工程量。根据实践经验，尾水管深度的选择应根据水轮机类型和直径决定。肘管的形状对整个尾水管性能影响很大，一般推荐使用标准肘管。表5-8中展示了标准混凝土肘管的线性尺寸。需要注意的是，当水头高于200m时，由于水流流速过大，应该使用形式与混凝土肘管不同的金属肘管。需要计算水平长度时，可以使用以下公式：水平长度=√(x2-x1)2+(y2-y1)2其中，(x1,y1)和(x2,y2)分别为肘管两端的坐标。水轮机的尾水管设计是影响机组性能的重要因素。其中水平长度L是机组中心到尾水管出口的距离，决定了水平扩散段的长度。适当增加L可使尾水管出口动能下降，提高效率。但过长会增加沿程损失和厂房水下部分尺寸，效益不如高度h显著，通常取L=4.5D。水轮机肘管水平段形状一般为两侧平行、顶板向上翘、倾角为10°~13°，底板一般水平，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°。转桨式水轮机的水平段宽度B为2.3~2.7D1，混流式为2.7~3.3D1。当B>10~12m时，允许在出口段中加单支墩，其尺寸为b=0.1~0.15B，R=3~6b，r=0.2~0.3b，l≥1.4D1。不宜加双支墩，会引起效率显著下降。当尾水管出口中心线需要偏离机组中心线时，肘管水平段的俯视图应按水工建筑要求绘制，保证偏心距离d和水平长L标准，且肘管两侧面夹角的角平分线过机组中心。地下电站常采用高而窄的尾水管，可用加大深度来弥补宽度的缩小，对水轮机效率影响不大。减轻尾水管振动可采用加导流隔板的措施。导流板形状和尺寸应针对机组特性而定，装得不好容易被冲掉，应先做试验研究工作。加设导流板对改善振动有一定效果，但有时会对机组