虹吸排水施工技术
新建广州和谐型大功率机车检修基地工程综合技术研究分项研究报告九
虹吸排水施工技术
一、概述
虹吸式雨水排水系统是一种新型的雨水排水系统，与传统的种类雨水排水是完全不同的。。。。。。。。。。。。。。工程，本项目所在地为。。。。。。。。。。。。。，年降雨量1677mm，日最大降雨量284.9mm。4月-9月为雨季，占年降雨量的80%。地区主要为暴雨洪水，每年4-9月为洪水期，较大洪水多出现在5-8月。基地内多为单层门式钢架架构，高度一般在15～20米，厂房单个面积较大，为减少雨期屋面的荷载，需要对屋面的雨水及时排出，基地内所用厂房都采用虹吸排水系统。
虹吸排水系统在降雨初期，天沟雨水高度未超过雨水斗一定高度是，整个排水系统工作状况与与重力排水系统相同，随着降雨的持续，当屋面雨水高度超过雨水斗一定高度是，由于采用了科学设计的仿漩涡雨水斗，通过控制进入雨水斗的雨水流量和调整流态减少漩涡，从而极大地减少了雨水进入排水排水系统时所夹带的空气量，使得系统排水管道是满流状态，利用建筑物屋面的高度和雨水所具有的重力势能，在雨水连续流经过雨水悬吊管转入雨水立管跌落时形成虹吸作用，并在该处管道内形成最大负压，屋面雨水在管道内负压的抽吸作用下以较高的流速被排至室外，此时的流量远远大于重力排水的流量。
二、虹吸排水系统安装工艺流程
施工准备
排水干管安装预留预埋雨水斗安装雨水支管安装末端管道灌水试验收101
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三、虹吸排石系统的施工
1、雨水斗的要求
雨水斗是由斗体、防水压板、防水压环、整流装置以及导流罩等组成，虹吸排水雨斗采用不锈钢材质，固定在屋面天沟的中部，雨水斗上盖有进水格栅，防止杂物进入雨水斗。降雨过程中，雨水通过格栅进入雨水斗，当汇水达到一定高度时雨水斗内的整流装置将阻挡空气从外界进入通水消除涡流状态，使雨水平稳地淹没泄流进入排水管。虹吸式雨水斗最大限度减小了天沟的积水深度，使屋面承受的雨水荷载降至最小，同时提高了雨水斗的额定流量。
2、雨水斗安装
雨水斗安装时要在钢天沟开孔，开孔尺寸为D1+10mm。误差不大于5mm，开洞为圆形。横向位置在天沟中央，误差≤5mm。纵向位置按照定位图定位，纵向偏差误差≤10mm.雨水与金属天沟采用氩弧焊，焊接线为雨水斗法兰的外边缘，要保证焊缝质量达到相关要求。雨水斗排出口与HDPE管道之间使用电焊管箍焊接，整体性和密封性非常可靠。
3、管道材质要求
虹吸式系统作为一个特殊的排水系统，其管道必须保证完全的密封性和完备的防火措施，并且做到尽可能降低噪声，吸收震动，抗击冲击外
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力，最大程度满足抗温度变化引起的形变。管道的完全抗渗漏并不意味着系统密封性得到满足。
现场采用HDPE管道，是在热力条件下生产的，材料本身的张力在制造过程中已消减，所以成品以后可能产生的尺寸微变不会有任何危害，将热胀冷缩引起的危害降至最小。从物理和化学性质上看，HDPE管道的防腐能力极强，不受各种酸、碱、盐所引起的电化学反应的影响。HDPE管道比金属管更耐磨损。抗极端温度在400c～1000c。管子重量轻，施工方便，可以事先预制，安装工效大大提高。
4、固定系统
由于管道内形成虹吸时，流量特别大，对管道产生的冲击力特别大，容易对管道的固定系统产生破坏。虹吸雨水排水系统的管道固定系统，区别于一般的管道固定系统，在业内一般称为“消能固定系统”，该系统根据虹吸雨水系统独特的工作原理及运行式会产生较大的震动，在设计时采用悬吊滑动管卡、悬吊固定管卡、立管管卡等分段补偿。
虹吸式雨水管道系统的固定装置包括与管道平行的方形钢导轨，管道与方形钢导轨间的连接管卡(根据不同的管径，每隔0.8至1.6米布置管卡)，用于固定钢导轨的吊架及镀锌角。
安装固定系统可以防止在刚性安装的排放系统中，由于热胀冷缩受到阻隔而产生的力会对建筑结构的破坏，吸收热胀冷缩导致的管道位移。同
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时，还可以避免管道因为悬挂受力而变形。
5、虹吸式雨水系统灌水试验
根据《建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242-201*，本系统采用灌水试验，灌水高度必须到每根立管上部的雨水斗。检验方法：将雨水管排出口封堵严密，从雨水斗处注入清水，系统灌注至水面与天沟底相平，经1小时后，如雨水下降则加水到原水面，直至水面下降为止，同时检查管道及接口，不渗不漏为合格。
四、施工质量控制及效果评定
虹吸效果的优越性试验
1）采用静态水：截取一段天沟做试验，两端封堵，并将该系统的排水管道末端封堵严实，用自来水灌满天沟。快速打开管道末端的封堵，观察排水速度和效果，发现虹吸排水溜俩个大大超过了重力排水。
2）采用动态水计量法：选取足够管径的水源，安装水表，流量控制阀，将水引致天沟，打开水源阀门，水满到天沟深度时，及时撤掉排水管末端的封堵，同时计时。一段时间后，关闭水源阀门并停止计时。流量与时间的比值即为该系统的排水量q=Q/t。通过试验证明，该虹吸系统流量测定值在误差允许的范围内，满足设计值。
五、与当前国内外同类研究、同类技术的综合比较
虹吸排水系统一直领先与世界先进水平，虹吸排水系统打破了常规的重力排水系统，虹吸排水系统是利用屋顶专用雨水漏斗实现气水分离，开始时由重力作用，使雨水管道内产生真空，当管道中的水呈压力流状态时，形成虹吸现象，不断进行排水，最终雨水管内达到满流状态。在整个
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降水中，由于连续不断的虹吸作用，整个系统得以快速排放屋顶上的雨水。虹吸排水系统管道均按满流有压状设计，雨水悬吊管可做到无坡度敷设，当产生虹吸作用时，水流流速很高，有较好的自清作用。
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扩展阅读：虹吸式雨水排水系统施工技术交底
虹吸式雨水排水系统施工技术交底
目录
1.适用范围和编制依据....................................................................................................................................22.施工准备........................................................................................................................................................23操作工艺.........................................................................................................................................................24质量标准.........................................................................................................................................................55质量记录.........................................................................................................................................................66环境保护与施工安全.....................................................................................................................................67成品保护.........................................................................................................................................................6
1.适用范围和编制依据1.1适用范围
本工艺标准适用于建筑给、排水工程中的虹吸式雨水排水系统安装工程。1.2编制依据
《建筑给水、排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242-201*《虹吸式屋面雨水排水系统技术规程》CECS183:201*2.施工准备
2.1材料的质量要求
2.1.1管材、管件应有出厂质量证明文件。
2.1.2管材不允许有折叠、裂纹、分层、搭焊；内外表面应光滑。
2.1.5采用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，各种管材符合材料标准规定。2.2主要机具
2.2.1机械设备：电熔焊机、对接型热熔机（焊板）、角磨机、电焊机、切割机。2.2.2通用和专用工具：扳手、起子、锉刀、木榔头等。
2.2.3测量、检测和试验设备：钢卷尺、游标卡尺、角尺、水平尺等。2.3作业条件
施工现场土建已提交相应的施工作业面。3.操作工艺3.1工艺流程
测量定位、预留预埋→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→系统灌水、通水试验→交工验收。3.2测量定位、预留预埋
认真审查图纸，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(预留位置应参照土建施工图，根据轴线、标高以及水施图准确定出预留洞口的位置)。3.2支架制作安装
对应管材按照规范、设计要求进行支架制作安装，应注意：
(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以及高速水流所产生的冲击力。对于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，但不得损伤管道表面。
(3)固定件宜采用与虹吸式屋面雨水排水系统配套的专用管道固定系统。(4)管道支吊架应固定在承重结构上，位置正确，埋设牢固。(5)管道的支、吊架间距及设置要求要满足规范要求。
(6)HDPE悬吊管采用方形钢导管进行固定。方形钢导管的尺寸如下表的规定。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。
方形钢导管尺寸
HDPE管外径DN40~DN200DN250~DN315方形钢导管尺寸30x3040X60(7)HDPE悬吊管的固定支架一般设置在横管的始端、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卡。
(8)HDPE立管的锚固管卡间距最大为5m，导向管卡间距最大为15倍管外径。当虹吸式雨水斗的下端与悬吊管的距离大于等于750mm时，在方形钢导管上或悬吊管上，增加两个侧向管卡。?3.3雨水斗安装3.3.1基本要求：
1.虹吸式雨水斗应设置在屋面或天沟的最低点，每个汇水区域的雨水斗数量不少于2个。两个雨水斗之问的间距不超过20m。雨水斗距屋面边缘的距离不小于1m，并不大于lOm。
2.虹吸式雨水斗与屋面或天沟和管路系统应可靠连接。
3.系统接多个虹吸式雨水斗时，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。
4.接入同一悬吊管的虹吸式雨水斗宜在同一屋面标高。
5.天沟起点深度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。
46.要注意雨水斗内不得遗留杂物、充填物或包装材料等，清除流入短管内的密封膏，再安装其他部件，以免堵塞。3.3.2现浇钢筋混凝土屋面雨水斗安装
雨水斗安装在屋面防水施工完成，安装时旋掉保护螺丝，将表面清洗干净，安装上雨水斗配套的螺杆，装上密封胶圈。雨水斗的进水口高度，要保证天沟内雨水能通过雨水斗排净且雨水斗要水平安装。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。
3.3.3钢板或不锈钢板天沟(檐沟)内雨水斗安装
安装在钢板或不锈钢板天沟(檐沟)内的雨水斗，可采用等离子切割机在天沟(檐沟)开口。雨水斗与天沟采用法兰螺栓连接。连接处加垫与密封进行密封防漏。3.4管道安装
1.雨水管道应按设计规定的位置安装，悬吊管不设坡度、要水平安装。
2.雨水立管上应按设计要求设置检查口，检查口中心距地面1.0m。当采用高密度聚乙烯(HDPE)管时，检查口的最大设置间距不大于30m。
3.雨水横管与立管、立管与排出管的连接弯头采用两个45°弯头或R≥4D的90°弯头。4.雨水管穿过墙壁和楼板按要求设置套管。
5.安装过程中，管道及雨水斗的敞开口应采取封堵措施。
6悬吊系统应避免穿越建筑沉降缝伸缩缝。当因现场情况无法避免时，应根据系统管材的特点，考虑不同管材的挠度，采取相应措施。
7.HDPE管连接方法：
HDPE管采用热熔对焊连接或电熔套管连接。HDPE管采用管子切割机切割，切口垂直于管中心。在悬吊的HDPE水平管上使用电熔管箍，与固定件配合安装。
HDPE管热熔对接连接：将需安装连接的两根PE管材同时放在热熔器夹具上(夹具可根据所要安装的管径大小更换夹瓦)，每根管材另一端用管支架托起至同一水平面。用电动旋刀分别将管材端面切平整，确保两管材接触面能充分吻合。将电加热板升温至210°C，放置于两管材端面中间，操作电动液压装置使两端面同时完全与电热板接触加热。加热达到要求后，抽掉加热板，再次操作液压装置，使已熔融的两管材端面充分对接并锁定液压装置(防止反弹)。加热时管材卷边厚度、对接时间均要满足材料工艺要求，一般可参照厂家提供的技术参数及规范要求。
电熔连接：将PE管材完全插入电熔管件内，将专用电熔机两根导线分别接通电熔管件正负两极，接通电源，将预埋在电熔管件内的电热丝加热，使电熔管件与管材接触处材料在加热后熔接成一体。3.5埋地管安装：
由于系统压力较大，排出管宜采用能承压管，并在出户口管道管径加大二级，以便泄压，从而不会冲坏与其连接的雨水井。
埋地雨水管的埋没深度应考虑管线上部的荷载。
HDPE管铺设在般土质的管沟内，下铺一层厚度不小于100mm的砂垫层，在穿入检查井与井壁接触的管端部位涂刷两道粘结剂，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，应设混凝土支墩或采取牢固的固定措施。3.6灌水、通水试验：
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。
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。水位应淹没雨水斗，持续lh，雨水斗周围屋面或天沟应不渗漏，为合格。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。灌满水15min，水面下降后，再灌满观察5min，液面不降，接口无渗漏为合格。
雨水主立管、水平管及干管均应作通水试验，排水应畅通，无堵塞，管道及接口应无渗漏为合格。4质量标准4.1主控项目
1.安装在室内的雨水管道安装后应做灌水试验，灌水高度必须到每根立管上部的雨水斗。
检验方法：灌水试验持续1h，不渗不漏。
2.雨水管道如采用塑料管，其伸缩节安装应符合设计规定。检验方法：对照图纸检查。
3.悬吊式雨水管道的敷设坡度不得小于5‰；（悬吊管不设坡度、要水平安装？）埋地雨水管道的最小坡度，应符合下表的规定。
地下埋设雨水排水管道的最小坡度
项次1234564.2一般项目
1.雨水管道不得与生活污水管道相连接。检验方法：观察检查。
2.雨水斗管的连接应固定在屋面承重结构上。雨水斗与屋面连接处应严密不漏。连接管管径当设计无要求时，不得小于100mm。
检验方法：观察和尺量检查。
3.悬吊式雨水管道的检查口或带法兰堵口的三通的间距不得大于下表的规定。悬吊管检查口间距。
项次12悬吊直径（mm）≤150≥200检查口间距（m）≯15≯20管径（mm）5075100125150201*00最小坡度（‰）201*8654检验方法：水平尺、拉线尺量检查。检验方法：拉线、尺量检查。4.雨水管道安装的允许偏差应符合下表的规定。雨水管道安装的允许偏差和检验方法
项次123项目坐标标高横管纵横方向弯曲每1m全长（25m以上）每1m全长（25m以上）允许偏差（mm）15+151.5≯383≯15吊线和尺量检查用水准仪（水平尺）、直尺、拉线和尺量检查检验方法4立管垂直度5质量记录5.1管材、管件产品合格证。5.2隐蔽工程检查记录。
5.3排水管道灌水试验、通球及通水试验记录。5.4检验批、分项、分部质量验收记录。6施工安全与环境保护6.1安全措施
1.搬运和吊装管子时，应注意不要与裸露的电线接触，以免发生触电事故。2.打洞时要戴好防护眼镜，防止伤眼，并注意锤头脱落。拧紧螺栓应当使用合适的扳手。扳手不能代替头使用。在使用头时不要戴手套。
3.当穿楼板洞还未封堵，管井立管楼层固定支承还未加设时，立管底端还应临时用木方或砖块支撑，防止立管下坠伤人。
4.打楼板眼时，上层楼板应盖好，下层有人看护，打眼时下层相应部位不得有人或物。锤錾等应握紧，严禁将工具等从孔中丢入下层。
5.安装立、托、吊管时，要上、下配合好。尚未安装的楼板预留洞口必须盖严盖牢。使用的临时脚手架、绳索等必须坚固、平稳。脚手架不得超重，不得有空隙和探头板。
6.使用架梯时，先检查有无缺档，同时必须系好防滑绳，梯子横档间距以30cm为宜，梯子要搭在坚固的支持物上，上端要扎牢，下端应采取防滑措施。单面梯与地面夹角以60°～70°为宜，禁止二人同时在梯上作业。如需接长使用，应绑扎牢固。人字梯底脚要拉牢。在通道处使用梯子，应有人监护或设置围栏。
7.使用砂轮切割机时压力应均匀，人站在砂轮片旋转方向侧面。6.2环保措施
1.施工现场做到活完场清，施工垃圾杂物及时清运。
2.灌水试验后的泄水应排入附近的排水设施内，不得随意排放。3.禁止将有毒有害废弃物混入回填土中。7成品保护1.预制加工好的干、立、支管要按编号排放整齐，不许大管压小管，并防止踩踏、物砸。
2.经除锈、刷油防腐处理后的型钢、托吊支架等金属制品，应放在有防雨、雷措施及运输畅通的专用场地。
3.安装好的管道不得用做支撑或放脚手板，不得踩踏，其支、托、卡架不得作为其他用途。
4.管道安装宜在墙面粉刷后连续施工。
5.在管网安装中断时，应将管道的敞口封闭。管道安装完毕后，应将所有管口临时封闭严实。
6.土建倒地坪前将地漏、清扫口、灌水口等进行临时封堵，以防堵塞。
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