虹吸雨水排水系統的設計與施工論文

　　摘 要：文章在工程概況方面、設計提案、設計重點(diǎn)考慮事項、施工方案（管道布局及穩定架構、安置雨水斗），設計虹吸雨水排水系統，需要對施工現場(chǎng)工況做合理分析和總結。

　　關(guān)鍵詞：屋面排水；虹吸；設計與施工

　　1 工程現狀

　　港珠澳大橋珠�？诎段挥谥楹９氨睘承陆ㄈ斯�島上，是全國第一個(gè)陸路連接粵港澳三地的口岸建筑，珠�？诎犊傆玫孛娣e約107.31公頃，建設用地面積約70.33公頃。政府投資部分包括口岸區（包括旅檢區、貨檢區和口岸辦公區）和市政配套區，建設規模為總建筑面積32.7萬(wàn)m2，建筑頂棚面積15.23萬(wàn)m2；由于是超大跨度的屋面，且是人流密集的公共場(chǎng)所，傳統的重力雨水系統已無(wú)法滿(mǎn)足要求，此次施工的屋頂選用的是虹吸雨水排水系統，選用珠海地區50年大雨再現期進(jìn)行設計、核算系統排水力度，設定徑流系數為=1.0，根據公式計算出50年一遇大雨參數是q=7.20L/s·100m3=259.25mm/hr。溢流以100年一遇大雨再現期進(jìn)核準，利用虹吸溢流結構模式，100年一遇大雨強度為q=7.80L/s·100m3=280.82mm/hr。

　　2 系統設計

　　2.1 水力工程計算

　　依據伯諾里公式，在滿(mǎn)流量情況下進(jìn)行虹吸雨水的水力核算。要依次對系統中每一管水力工況做精確的水力模型計算，得出每一管段的管徑尺寸、長(cháng)度數值、水流量、水流速、水壓等參數。施工現場(chǎng)水力計算滿(mǎn)足以下要求：

　�。�1）屋面的匯水面積是雨量計算的基礎，本項目的屋面為雙曲面的大屋面，流量的分界線(xiàn)的劃分是一個(gè)非常重要的環(huán)節，虹吸深化設計單位在進(jìn)行流量核算前，需將屋面匯水面積的分水線(xiàn)的圖紙提交給設計總包單位進(jìn)行確認，避免水量基礎數據有誤，

　�。�2）虹吸型頂面水排放管道雨水斗到過(guò)渡段共計損耗值加上過(guò)渡段處水頭總量沒(méi)達到雨水斗與過(guò)渡段之間的高度差。吊管規定水流速要超過(guò)0.75m/s，立管規定水流速需超過(guò)2.2m/s，不得超過(guò)10m/s。

　�。�3）虹吸式管道頂面到過(guò)渡段下端水流速應超過(guò)2.5m/s，壓力流轉為重力流前需設置混凝土消能井來(lái)抵擋流速過(guò)大帶來(lái)的沖刷。

　　2.2 設計過(guò)程中需重點(diǎn)考慮的方面

　�。�1）管材選擇及防腐。虹吸系統所有雨水管在地面以上20cm至屋面使用不銹鋼管，以下至第一個(gè)消能井使用內涂塑無(wú)縫鋼管。不銹鋼管采用等級為grade 1.4301 （304）奧氏體非磁性不銹鋼。本項目位于海邊，室外明露管道需做防鹽霧腐蝕措施。詳細做法是先對不銹鋼雨水管表面進(jìn)行打磨后刷20～30?m封閉漆（宜薄不宜厚），最后外表面做氟碳涂層。氟碳涂層膜厚不小于40?m，三涂三烤，樹(shù)脂含量≥75%，涂料顏色需由業(yè)主及設計院確認。

　�。�2）雨水斗的設計。雨水斗采用帶有防護外罩和抗旋渦裝置，并符合《建筑物集水溝》（EN 1253）的規定。防護罩采用具有防腐性能的鋁合金產(chǎn)品，使用及質(zhì)保年限與整體系統一致。雨水斗斗體材質(zhì)同不銹鋼管材質(zhì)。

　�。�3）管道沉降措施。本項目處于新填的人工島上，目前沉降尚未穩定，而虹吸雨水系統對密封性要求也較高，故而要求系統管道不宜穿過(guò)沉降縫、伸縮縫和變形縫。當雨水管道需穿過(guò)沉降縫、伸縮縫或變形縫時(shí)，考慮到縫隙兩側沉降以及伸縮的不均勻性，應在此處增加補償設施，采用不銹鋼波紋補償器，配合相應的固定、防晃支架使用，消除相對位移對管道的影響，以保證管道的安全。補償器應具有±40mm的軸向變形能力和±15mm的水平錯動(dòng)能力。直線(xiàn)管段超過(guò)50m時(shí)設置管道補償器，出戶(hù)管道為了防止沉降，需設置一段不銹鋼金屬軟管過(guò)渡，滿(mǎn)足本項目的沉降量為250mm的要求。不銹鋼金屬軟管，外壁采用四油三布防腐處理。

　�。�4）防結露措施。本項目為人流密集的交通樞紐，一旦管道結露滴水，就會(huì )讓整個(gè)口岸使用和運營(yíng)造成很大的負面影響，甚至可能造成線(xiàn)路短路等危險故障。故管道表面需采取防結露措施，本項目保溫材料采用橡塑發(fā)泡保溫材料，厚度不小于20mm。保溫層做法應按國標《管道和設備保溫、防結露及電伴熱》03S401施工。

　　3 施工方案

　　依據虹吸雨水系統及選取材質(zhì)的特點(diǎn)，施工現場(chǎng)可以重點(diǎn)關(guān)注以下幾個(gè)方面。

　　3.1 雨水斗安裝

　　雨水斗的裝置布局應滿(mǎn)足規定。行鉆孔時(shí)，依照圖紙找到雨水斗位于天溝安置的軸線(xiàn)點(diǎn)，雨水斗的型號也各不相同，繪制出適當的安裝開(kāi)孔線(xiàn)。由開(kāi)孔線(xiàn)進(jìn)行開(kāi)孔施工，孔的大小以能放置斗體是最合適的。同時(shí)在開(kāi)孔期間為了避免天溝及孔口邊緣磨損異形，要采取必要措施，在開(kāi)孔后要對孔口邊緣打磨光滑。天溝孔中要能放入雨水斗，標記開(kāi)孔部位，移走斗器并用電鉆開(kāi)始鉆孔�；炷�土混合而成的屋面頂上安放雨水斗，天溝中放置的軸線(xiàn)，再把雨水斗體和防水壓環(huán)固定螺栓預留在準確位置上。安置雨水斗預留孔，要進(jìn)行打磨光滑、沖洗、灌漿應用水泥砂漿配比高出此處結構層一個(gè)標號，灌漿要分為幾次完成，并且要完成灌水試驗，灌水無(wú)滲漏，后面灌漿可一次促成。

　　3.2 管道安裝

　　由于虹吸作用建成虹吸排水系統，管道內水流速增快，管壁清潔效果好，可以在一定程度上改善管內的環(huán)境，此時(shí)管道中有正負壓力的變化，對管道也有不小的沖擊力和振動(dòng)力，管道此時(shí)會(huì )出現振動(dòng)、搖晃和平移，所以在施工設計現場(chǎng)中要非常小心的.是管接頭的銜接工藝和管材質(zhì)量評估，這些對管道的支持和穩固系統起到很大作用。

　�。�1）不銹鋼管道接口采用氬電聯(lián)焊（氬弧焊打底，不銹鋼焊條手工電焊對焊成型），不銹鋼管連接焊縫應開(kāi)坡口，氬弧焊打底焊接時(shí)，焊縫內側應充氬氣保護。焊縫外觀(guān)質(zhì)量不低于焊縫質(zhì)量分級標準-III級標準（GB 50236的規定）。涂塑鋼管連接采用溝槽式機械配件連接，埋地涂塑鋼管外壁采用四油三布防腐措施。

　�。�2）管道通過(guò)墻體和樓層板面時(shí)，配備金屬套管.安放于樓板內的套管最頂端要突出墻體面20mm，安置于洗浴間及廚衛間套管頂部至少要超過(guò)墻面50mm，底部還要和樓板層面高度齊平；在墻體中放置的套管兩側要和裝飾面保持高度齊平。

　　3.3 安全檢查

　　雖然虹吸雨水斗有防止大顆粒物進(jìn)入系統功能，并且由于水流速較大，不宜堵賽，但為了日后維修管理方便，立管距首層地面1.0m處需設置檢查口，且檢查口應有明顯標示，并確保裝修完工后能較容易的找到。

　　4 結語(yǔ)

　　本項目所采用的虹吸排水系統施工圖經(jīng)過(guò)虹吸設備廠(chǎng)家進(jìn)行深化設計，深化設計成果再有設計總包單位確認并蓋章。施工過(guò)程中由虹吸廠(chǎng)家提供產(chǎn)品、安裝和保修的服務(wù)。相比于很多其他的工程案例，深化設計沒(méi)有把關(guān)，并且整個(gè)虹吸系統只有廠(chǎng)家提供雨水斗產(chǎn)品，其他全由施工總包單位獨包獨攬的模式，本項目的管理模式對產(chǎn)品質(zhì)量、安裝質(zhì)量的控制，均有很高的保障。但是在完工交付使用后，還需要進(jìn)行精心的維護和保養，這樣才能發(fā)揮虹吸雨水系統的優(yōu)勢，延長(cháng)虹吸系統的使用壽命。

　　參考文獻

　　[1] 同濟大學(xué)建筑設計研究院.CECS 183：2005 虹吸式屋面雨水排水系統技術(shù)規程[S].北京：中國計劃出版社，2005.

【虹吸雨水排水系統的設計與施工論文】相關(guān)文章：

住宅建筑排水系統的設計論文06-03

城市防洪排水系統設計優(yōu)化思路研究論文11-01

管井降水的設計與施工論文11-13

煤倉施工的優(yōu)化設計應用論文11-17

關(guān)于雨水回收利用系統的設計分析論文11-08

神奇的虹吸現象01-01

有趣的虹吸_550字01-21

橋梁設計與施工新技術(shù)闡述的論文11-14

引水隧洞超前支護的設計與施工論文11-12