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1、虹吸式屋面雨水排水系统施工工法 1.前言 虹吸式雨水系统 2005年被评选为福建省级工法以来，该工法后经宝格丽（厦门）运动服饰有限公司建设体育用品项目、中骏财富广场、郑州凤凰台城中村改造工程（A 地块）等工程多次应用，我司经过应用、总结并进行修订，形成现在的工法。2.工法特点 2.1 虹吸式雨水斗采用机械固定方式，能确保雨水斗与屋面连接密封。2.2 管道排水可实现满管流，排水畅通，节省雨水斗、管材和雨水检查井等；节约建筑空间，使建筑外形美观。2.3 机械强度高，施工简便。3.适用范围 本工法适用于工业与民用建筑的屋面雨水排水系统。4.工艺原理 虹吸式屋面雨水排水系统依靠虹吸式雨水斗在天沟水深达
2、到一定深度时实现气水分离,使整个管道呈现满流，在雨水连续流过雨水悬吊管转入雨水立管跌落时，产生最大负压而形成抽吸作用，从而进入虹吸状态,实现迅速、高效的排水功能。该系统由虹吸式雨水斗、管材（悬吊管、立管、排出管）、管件、固定件组成.5.施工工艺及操作要点 5.1 施工工艺 施工前准备 支架制作、安装 屋面雨水斗安装 管道安装（悬吊管、立管安装）埋地管安装 图 5.1 工艺流程图 5.2 操作要点 5.2.1 施工准备：审查图纸，在管道穿过楼板和剪力墙处预留孔洞，在屋面结构施工时，配合土建预留符合雨水斗安装孔洞或直接将雨水斗座连同保护螺丝预埋在屋面混凝土中，预埋时应留出屋面找平层厚度。5.2.2
3、 支架制作安装：1 管道安装时应设置固定件，固定件必须能够承受满流管道的重量及高速水流所产生的冲击力。对 HDPE管道系统，固定件还应吸收管道热胀冷缩时产生的轴向应力。2 固定件应根据各种管材要求设置，位置准确，埋设平整，与管道接触紧密，不得损伤管道表面。3 固定件宜采用与虹吸式屋面雨水排放系统配套的专用管道固定系统，且应镀锌。4 管道支吊架固定在承重结构上，位置正确，埋设牢固。5 钢管支、吊架间距：横管不大于表 1 的要求，立管3m。当层高4m 时，立管可安装 1 个支架。钢管沟槽式接口、铸铁管机械接口的支、吊架位置应靠近接口，但不得影响接口的拆装。表 5.2.2-1 钢管管道支架最大间距
4、公 称 直径（mm）DN50 DN70 DN80 DN100 DN125 DN150 DN200 DN250 DN300 最 大 间距（m）5 6 6 6.5 7 8 9.5 11 12 6 铸铁管支吊架间距：横架不大于 2m，立管不大于 3m。当层高4m 时，立管安装 1 个支架。7 HDPE悬吊管采用方形钢导管进行固定。方形钢导管的尺寸如表 2 的要求。方形导管沿 HDPE悬吊管悬挂在建筑物结构上，HDPE悬吊管则采用导向管卡和锚固管卡连接在方形钢导管上。HDPE管悬吊管的锚固管卡宜设置在横管的始端、末端和三通的两端及支管处，当HDPE悬吊管管径大于 DN250时每个固定点应采用两个锚固管
5、卡。HDPE管立管的锚固管卡间距5m，导向管卡间距15 倍管外径。当虹吸式雨水斗的下端与悬吊管的距离750时，在方形钢导管上或悬吊管上增加两个侧向管卡。表 5.2.2-2 方形钢导管尺寸 HDPE管外径 方形钢导管尺寸 DN40DN200 3030 DN250DN315 4060 8 不锈钢管支、吊架间距：横、立管不大于表 3 的要求。表 5.2.2-3 不锈钢管支、吊架间距 公称直径（mm）DN5065 DN80125 DN150200 横管间距（m）2.5 3 3.5 立管间距（m）3 3.5 4 5.2.3 雨水斗安装：虹吸式雨水斗宜设置在屋面或天沟的最低点，每个汇水区域的雨水斗数量及雨
6、水斗之间的间距应符合设计要求；屋面或天沟的雨水斗与管路系统应可靠连接；系统接多个雨水斗时，雨水斗排水连接管应接在悬吊管上，不得直接接在雨水立管的顶部；接入同一悬吊管的虹吸式雨水斗宜在同一屋面标高；天沟起点标高应根据屋面的汇水面积、坡度及虹吸式雨水斗的斗前水深确定。天沟坡度不宜小于 0.003；雨水斗内不得遗留杂物、充填物或包装材料等,短管内的密封膏清理干净，以免堵塞。雨水斗要水平安装且要保证天沟内雨水能排净。.雨水斗与雨水管道连接时，若材质不同，应用相应的接头转接。5.2.3.1 现浇钢筋混凝土屋面雨水斗安装：（如图 5.2.3.1）将雨水斗座连同保护螺丝预埋在设计的混凝土中，并预留找坡、找平
7、层的高度；屋面防水施工完成后，旋掉保护螺丝，将表面清理干净，安装上雨水斗配套的螺杆，装上密封胶圈；屋面铺设柔性防水卷材时将卷材在螺杆位置处钻孔；用螺帽将卷材压环，空气挡板、雨水整流栅固定在雨水斗座上；根据要求调节好空气挡板上部的调节螺杆并固定螺杆。图 5.2.3.1 现浇钢筋混凝土屋面雨水斗安装 1 密封膏封边 2.雨水斗压板用螺栓固定 3.防水层 4.附加防水层 5.水泥砂浆找平层 6.屋面（天沟）板 7.防水砂浆 8.密封膏典型 9.雨水斗法兰 5.2.3.2 钢板或不锈钢板天沟（檐沟）内雨水斗安装：（如图 5.3.2）安装在钢板或不锈钢板天沟（檐沟）内的雨水斗，可采用氩氟焊与天沟（檐沟）
8、焊接连接或螺栓连接。图 5.3.2 钢板或不锈钢板天沟(檐沟)内雨水斗安装 1 保温层 2.压型采板 3.隔气层 4.保温体 5.防水法兰 6.防水层 7.雨水斗 8.加强框 9.防水密封膏 10.两道防水卷材结合缝 11.压型采板 12.隔水层 13.保温体 5.2.4 管道安装：雨水管道按施工图的位置安装，悬吊管宜水平安装，不得倒坡。雨水立管上设置的检查口中心距地面 1.0m。雨水斗立管与横管的连接采用 45三通，横管与立管、立管与排出管的连接弯头采用 2 个 45弯头或 R 4D 的 90弯头。雨水管穿过墙壁和楼板时,设套管,套管安装要符合有关规范要求。悬吊系统尽量少穿越建筑物沉降缝、伸
9、缩缝，如现场情况无法避免时，按设计要求采取措施。安装过程中，要有成品保护措施。5.2.4.1 HDPE管安装：1 HDPE管用热熔对焊连接或电熔套管连接。2 HDPE管用管子切割机切割，切口垂直于管中心 3 在悬吊的 HDPE水平管上使用电熔管箍，与固定件配合安装。5.2.4.2承压铸铁排水管安装：1 承压铸铁排水管采用法兰连接.2 按图纸要求安好支架。3 在插口上面画好安装线，承口端部的间隙取 5 10mm，在插口外壁上画好安装线，安装线所在平面应与管的轴线垂直。4 在插口端先套入压盖，再套入橡胶圈，胶圈边缘与安装线对齐。5 将插口端插入承口内，为保持橡胶圈在承口内深度相同，在推进过程中，尽
10、量保证插入管的轴线与承口轴线在同一直线上，6 拧紧螺栓使胶圈均匀受力,螺栓紧固不得一次到位,要逐个逐次逐渐均匀紧固。5.2.4.3 钢管安装（镀锌钢管、涂塑钢管、衬塑钢管）：1 DN100用螺纹连接，DN100沟槽连接。2 螺纹连接：按设计要求选材，下料，套丝分 2 3 次套完,且有 1 左右的锥度。立管安装从上到下统一吊线安装卡件,将预制好的管按编号分层排开。安装前先清扫管膛，丝扣连接时抹上白厚漆缠好麻丝，按编号安装，丝扣外露 2 3 扣安装完后找正找直,清除麻丝,加好丝堵。3 沟槽连接：按设计要求选材，下料,采用机械截管，截面垂直轴心，用专用滚槽机压槽，压槽时管段保持水平，钢管与滚槽机截面
11、呈 90 度，并持续渐进，槽深应符合表 4 的要求；并用标准量规测量槽的全周深度。表 5.4.3 沟槽标准深度及公差（mm）管径 沟槽深 公差 80 2.20+0.3 100150 2.20+0.3 200250 2.50+0.3 300 3.0+0.5 对卡箍管件的密封圈进行相应的润滑，使用中性的润滑剂对密封圈整体或只对外表面进行润滑；把卡箍管件的密封圈套入管子一端，将另一管子与该端管口对齐，把密封圈移到两管子密封面处，密封圈两侧不应伸入两管子的沟槽；先把卡箍管件的接头两处螺丝松开，分成两块，先后在密封圈上套上两块外壳，装上螺栓，轮流拧紧螺帽，紧固卡箍。5.2.4.4 不锈钢管安装：1 不锈
12、钢管 DN100采用卡压式、环压式、承插氩弧焊,DN125采用对接氩弧焊连接。2 卡压式管道安装：（1）断管，用管道切割器垂直断管或用砂轮切割机按所需长度垂直切割，切割后去除管口内外毛刺并整圆；（2）采用三元乙丙橡胶圈（EPDM）或氯化丁基橡胶圈（CIIR），放入管件端部 U 型槽内时，不得使用任何润滑剂；（3）在管材端部划出插入长度的划线标记，管材插入管件时，保证划线标记到管件承口端面的净距离在 2mm以内，且橡胶圈不得扭曲，移位；（4）将卡压钳凹槽安置在接头本体圆弧凸出部位，通过压接式工具产生恒定压力，使管件和管材的外形微变形，压接成六角形或椭圆形，达到所需连接强度，同时使“O”型密封圈产
13、生压缩形变，保障密封效果。3 承插氩弧焊式管道安装：（1）断管同前，（2）将不锈钢钢管插入管件的承口时，抵住承口底部后，再向外拉 1 2mm；（3）用钨极氩弧焊（简写 TIG），将承口端部作环状焊缝。4 对接氩弧焊式管道安装：（1）断管同前；（2）将准备连接的不锈钢钢管和管件的两端，用手提砂轮破口；（3）用氩弧焊（简写 TIG），将管材和管件作环状焊缝。5.2.5 埋地管安装：排出管宜采用 HDPE管或钢管。钢管可直接铺设在未经扰动的原土地基上，当不符合要求时，在管沟底部应铺设厚度不小于 100mm的砂垫层。HDPE管铺设在一般土质的管沟内铺一层厚度不小于 100mm的砂垫层,在穿入检查井与井
14、壁接触的管端部位涂刷二道沾结剂，并滚上粗砂，然后用水泥砂浆砌入，防止漏水，雨水立管的底部弯管处应设砼支墩或采取牢固的固定措施。5.2.6 灌水、通水试验：5.2.6.1 埋地部分管道隐蔽前必须做灌水试验，试验合格后方可隐蔽。5.2.6.2 雨水斗安装后，必须对屋顶或天沟做灌水试验。试验时堵住所有雨水斗，向屋顶或天沟灌水。淹没雨水斗，持续 1 小时，雨水斗周围屋面或天沟应不渗漏,为合格。5.2.6.3 雨水管道安装后应做灌水试验。灌水高度必须到每个系统上部的雨水斗。满水15min水面下降后，再灌满观察 5min，液面不降，管口及接口无渗漏为合格。5.2.6.4 雨水主立管、水平管及干管均应作通水
15、试验，排水应畅通无堵塞。5.3 劳动力组织（见表 5.3）表 5.3 劳动力组织情况表 序号 单项工程 所需人数 备注 1 技术人员 2 视项目大小而定 2 管工 5 3 电焊工 1 4 普工 4 合计 12 6.材料与设备 6.0.1 管材 应采用铸铁管、钢管(镀锌钢管、涂塑钢管、衬塑钢管)、不锈钢管及 HDPE管材料。用于同一系统的管材和管件及虹吸式雨水斗的连接短管应采用相同材质，且应符合相应的产品标准要求。6.0.2 雨水斗（如图 6.2）、尺寸(如表 6.2）：应采用经水力测试的虹吸式雨水斗，且带有防涡流装置。图 6.0.2 雨水斗 不锈钢（YG）有压流（虹吸式）雨水斗铸铁（YT）、铸
16、铝（YL）有压流（虹吸式）雨水斗536215(B型)(A型)DDNDDN(A型)DDNHH3H246H11H235H36H2H2HH3H11H15(B型)DDNH264HH31H11.导流罩 2.固定螺栓 3.防水压板 4.防水法兰 5.整流器 6.雨水斗本体 表 6.0.2 雨水斗外形尺寸、部件名称 6.0.3设置于屋面上的虹吸式雨水斗其接触片材质应和屋面防水材料相对应。对于采用沥青作为防水材料的屋面可采用不锈钢的接触片。设置于天沟内的虹吸式雨水斗应带连接片，连接片材质应根据天沟材质确定。6.0.4机具设备：电熔焊机、对接型热熔机、角磨机、电焊机、切割机、水平尺；套丝机、滚槽机、电钻。7.质
17、量控制 7.0.1 管道施工应满足相应材料施工工艺及规范要求。7.0.2 雨水斗安装位置符合设计要求。雨水斗与屋面之间连接处应严密不漏。7.0.3 雨水管的固定件固定牢固，固定支架设置在承重结构上。7.0.4 雨水斗安装后、灌水试验必须合格。主立管、水平管及干管均做灌水、通水试验，必须合格。8.安全措施 8.0.1 电工、焊工必须取得操作证，方可进行作业。电热熔施工过程要按照热熔技术规程进行，防止发热板烫伤人。8.0.2 正确使用个人防护用品和安全防护措施，禁止穿拖鞋和光脚进入施工现场。在高空作业时，应系好安全带。8.0.3 用电设备必须有可靠的接地保护装置。9.环保措施 9.0.1 施工作业
18、面保持整洁，严禁将建筑施工垃圾随意抛弃，做到文明施工，工完场清，定点堆放。9.0.2 施工用水不得随意排放，应进行沉淀处理后直接排入排水系统。9.0.3 施工用料应做到长材不短用，加强材料回收利用，节约材料。9.0.4 尽量使用低噪声的施工作业设置，无法避免噪声的施工设备，则应对其采取噪声隔离措施。序号 型号 规 格DN D H H1 H2 H3 编号 部件名称 1 YT(YL)50A、B 50 330 415 85 120 200 1 导流罩 2 YT(YL)75A、B 75 460 504 144 160 200 2 固定螺栓 3 YG50A、B 50 400 420 100 120 20
19、0 3 防水压板 4 YG80A、B 80 450 460 100 160 200 4 防水法兰 5 整流器 6 雨水斗本体 9.0.5 现场使用的粘接材料和油漆制品尽量使用环保标志产品，同时施工时应保证通风良好，并且施工人员要戴好防护口罩，同时使用后随即存放于专存库房内。10.效益分析 虹吸式雨水系统与普通（重力流）雨水系统的效益对比：10.0.1 工期效益 虹吸雨水立管及雨水斗数量少，全部采用电热熔，工效快，工程量少，施工工期减少，优于传统排水系统 30-45%。10.0.2 经济效益 中骏财富广场 10#楼工程屋面为钢架结构加天窗，排水采用虹吸式雨水系统。管道系统采用 HDPE管，造价为
20、 796245元。如本工程采用普通（重力流）雨水系统，需用 102根柔性铸铁雨水管，则其成本为 912380元，天沟还需要做 24 个不锈钢集水槽汇集雨水，钢构加固费用约 0.5万元/个102个51 万。从以上分析中不难看出，选择虹吸式雨水系统能够降低工程成本。随着虹吸式雨水系统的广泛应用，虹吸式雨水斗的专利费大大降低，工程成本也显著下降。11.应用实例 本工法已成功应用于中骏财富广场、宝格丽（厦门）运动服饰有限公司建设体育用品项目、福建师范大学综合体育馆等项目，现以中骏财富广场项目为例进行简要说明。11.1.1 工程概况 泉州市中骏中骏财富广场 10#楼工程（2012.5.26-2013.8
21、.26），位于泉州市丰泽区城东片区安吉路西侧、通源街北侧、体育街南侧，地下室 2 层，地上 5 层，建筑高度 38.6米，建筑面积 166991平方米。该工程屋面雨水排水采用虹吸式雨水排水系统，采用标准生产的HDPE管和模制 HDPE配件，共设计 22 个虹吸雨水排水系统，雨水排至室外第一个雨水井采用钢筋混凝土结构。11.1.2 施工情况 中骏财富广场 10#楼工程，建筑屋顶面层高度 22.45米，屋面汇水面积为 30000,排水采用虹吸式雨水系统。共设置 20 套虹吸雨水系统，选用 TY56型雨水斗 9 个，TY75型51 个，TY90型 21 个。工程采用本工法进行施工，施工便捷、操作简单
22、、工效提高。目前使用情况良好。11.1.3 工程评价 工程整个施工过程安全、顺畅，虹吸式雨水排水系统各项目性能指标，各项试验均满足要求，整体观感良好。经过二个雨季正常使用，未发现 HDPE虹吸雨水横立管道变形、管道接头处漏水、屋面雨水排水不通畅等缺陷。随着虹吸式雨水排水的推广使用，该工法将有广泛的应用前景。11.2.1 宝格丽（厦门）运动服饰有限公司建设体育用品项目 1#厂房屋面为平屋面，排水采用虹吸式雨水系统。管道系统采用HDPE排水塑料管，热熔连接。整个屋面采用8 套（HYL-1HYL-8）虹吸式雨水系统。屋面汇水面积约为 6922。只用 18 个 DE75、14 个 DE63雨水斗，8 根排水立管。目前使用情况良好。宝格丽（厦门）运动服饰有限公司建设体育用品项目 2#厂房屋面为平屋面，排水采用虹吸式雨水系统。管道系统采用 HDPE排水塑料管。整个屋面采用 4 套（HYL-1HYL-4）虹吸式雨水系统。屋面汇水面积约为 2996。只用 18 个 DE75雨水斗，4 根排水立管。目前使用情况良好。11.2.2 福建师范大学综合体育馆屋面为钢网架，排水采用虹吸式雨水系统。管道系统采用 HDPE管，热熔连接。整个屋面采用 6 套（F1F6）虹吸式雨水系统。屋面排水面积为6000。只用 18 个 DN100雨水斗，6 根排水立管。目前使用良好。