屋面“海綿”虹吸排水施工技術(shù)

王 吉 成, 雷 宏

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 610213)

1 概 述

虹吸排水系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)遵循生態(tài)優(yōu)先等原則，將自然途徑與人工措施相結(jié)合，在確保城市排水防澇安全的前提下，最大限度地實(shí)現(xiàn)雨水在城市區(qū)域的積存、滲透和凈化，促進(jìn)雨水資源的利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)，其統(tǒng)籌自然降水、地表水和地下水的系統(tǒng)性，協(xié)調(diào)給水、排水等水循環(huán)的各環(huán)節(jié)。筆者以張家口市宣化區(qū)宣化高鐵北站站前主廣場(chǎng)地下室頂板4.043萬(wàn)虹吸排水施工為例，介紹了虹吸排水的工作原理、施工工藝、操作控制要點(diǎn)等施工技術(shù)。

宣化高鐵站主廣場(chǎng)主要由進(jìn)出站人流通道和綠地景觀組成，其人流通道呈“T”型布置，綠地景觀對(duì)稱布置于“T” 型兩翼。此“T” 型通道北側(cè)與站房中軸線重合、直通北外環(huán)路與高鐵北街平交。

“T” 型頂部西接解放北路，東接公交換乘樞紐，實(shí)現(xiàn)了鐵路與城市交通零距離的換乘要求。高鐵站前廣場(chǎng)(含綠地景觀)及設(shè)施工程總建設(shè)用地面積約為21.9萬(wàn)m2。其中，高鐵站主廣場(chǎng)占地約8.45 m2，高鐵站北廣場(chǎng)占地約3.62萬(wàn)m2，高鐵站南廣場(chǎng)占地約0.87萬(wàn) m2，公交換乘樞紐占地約3.25萬(wàn)m2。其主廣場(chǎng)頂面主要為鋪裝、景觀、綠化、休閑長(zhǎng)廊等，廣場(chǎng)地下室主要為停車庫(kù)和人防區(qū)域，建成后不僅是高鐵站的接駁通道，還是周邊小區(qū)市民休閑娛樂(lè)的場(chǎng)所。所處區(qū)域的排水問(wèn)題至關(guān)重要。

2 廣場(chǎng)頂面虹吸排水施工技術(shù)

2.1 虹吸排水系統(tǒng)的工作原理

雨水通過(guò)土壤持續(xù)向下滲至復(fù)合高分子排水異型板流至虹吸排水槽內(nèi)(排水異型板與塑料虹吸排水槽交接處有匹配的凸凹槽能使排水通暢)；虹吸排水槽頂部按照一定距離安裝通氣管，虹吸排水槽內(nèi)的水在空隙、重力和氣體的綜合作用下不斷向出水口處匯集[1]；出水口通過(guò)管道變徑的方式使雨水在虹吸直管形成滿流進(jìn)而形成虹吸，虹吸排水槽內(nèi)的水不斷被吸入觀察井，經(jīng)觀察井沉淀后排入雨水收集系統(tǒng)內(nèi)，待晴天需要對(duì)綠化植物進(jìn)行澆灌時(shí)再對(duì)雨水進(jìn)行循環(huán)利用，形成了從以往的被動(dòng)排水轉(zhuǎn)變成現(xiàn)在的主動(dòng)式排水，從而真正實(shí)現(xiàn)了零坡度、有組織排水(圖1)，已成為打造海綿城市的關(guān)鍵技術(shù)。

圖1 虹吸排水系統(tǒng)整體構(gòu)造剖面圖

2.2 施工工藝流程

防水層(或混凝土基面層)驗(yàn)收→放樣彈線→鋪設(shè)雙面自粘防水卷材→安裝塑料虹吸排水槽→鋪設(shè)復(fù)合式高分子排水異型板(高分子排水異型板+自粘聚酯透水土工布)→安裝虹吸通氣觀察管→聚酯透水土工布覆蓋虹吸排水槽→安裝虹吸排水管→安裝觀察井→安裝雨水收集井→檢查驗(yàn)收→覆土回填→壓實(shí)。

2.3 虹吸排水施工技術(shù)

(1)基面清理及排水槽位置的確定：將防水層(或混凝土基面)表面的雜物清理干凈。按照設(shè)計(jì)圖紙中頂板整體坡向或排水口的位置確定整體排水方向，規(guī)劃、放樣、定位、彈線，準(zhǔn)確確定虹吸排水槽的位置。

(2)鋪設(shè)雙面自粘防水卷材：在定位線上鋪設(shè)厚1.5 mm、寬40 cm的雙面自粘防水卷材與頂板防水層(或混凝土基面)，粘接牢固。

(3)鋪設(shè)虹吸排水槽：將高度為10 cm、寬度為185 mm、每節(jié)長(zhǎng)100 cm的特制虹吸排水槽的中線與雙面自粘防水卷材的中線重合，然后利用雙面自粘防水卷材將組裝好的虹吸排水槽粘接牢固，具體形狀及結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

(4)鋪設(shè)復(fù)合式高分子排水異型板：按照確定的排水方向平縫鋪設(shè)每幅寬2.75 m，長(zhǎng)12 m的復(fù)合式PED14復(fù)合式高分子排水異型板，相鄰幅與幅之間采用拼縫搭接自粘卷材粘接，拼縫頂部采用寬20 cm的土工布平分縫覆蓋并加專用膠水粘接[2]。

排水槽兩側(cè)需各預(yù)留10 cm寬的自粘防水卷材，用來(lái)粘接復(fù)合式高分子排水異型板，使其與排水槽相拼接，拼接縫寬不大于5 mm，從而確保排水板與排水槽相通，具體的施工過(guò)程見(jiàn)圖3。

PED14復(fù)合式高分子排水異型板端頭的長(zhǎng)邊與短邊分別采用專用的、厚1.5 mm的雙面自粘防水卷材拼縫粘接固定，形成整體的密封防水保護(hù)。在樓梯口、采光井、車庫(kù)出口等有立墻的位置處(施工細(xì)節(jié)見(jiàn)圖4)，其墻體最上端需要用200 mm寬的土工布覆蓋封口，避免回填土漏入。[3]

(5)虹吸透氣觀察管的安裝：按照設(shè)計(jì)圖紙中的透氣觀察管位置將虹吸排水槽開直徑為120 mm的孔，然后將直徑為100 mm的透氣觀察管安裝在虹吸排水槽上，再在觀察管的頂部安裝特制的透氣防塵斗笠形蓋。

(6)采用幅寬500 mm的聚酯土工布將虹吸排水槽居中覆蓋以起到過(guò)濾層的作用，聚酯透水土工布與復(fù)合排水板上的聚酯透水土工布及排水槽之間采用專用膠水粘接。

(7)頂板復(fù)合式高分子排水異型板、塑料虹吸排水槽、過(guò)濾層聚酯透水土工布全部鋪設(shè)完成后，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的頂板出水口位置連接虹吸排水管。

(8)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的位置安裝雨水過(guò)濾觀察井，并與頂板出水口位置的虹吸排水管相連接。

(9)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙安裝雨水回收系統(tǒng)，其與雨水過(guò)濾沉淀井出水口位置的排水管相連接，接通溢水管并與市政既有排水管網(wǎng)相連接。[4]

(10)回填土：為了避免其后續(xù)工作對(duì)復(fù)合式高分子排水異型板、聚酯土工布的破壞，隨鋪隨填土。采用滾動(dòng)式填筑法，將第一層填土虛鋪厚度控制在50～60 cm，施工機(jī)械不得直接接觸復(fù)合式高分子排水異型板。

(11)碾壓：采用自重為3 t的雙輪小型碾壓機(jī)靜壓2遍，振動(dòng)碾壓6遍，測(cè)試壓實(shí)度為0.95，滿足設(shè)計(jì)要求0.94的壓實(shí)度且虹吸排水板無(wú)異樣。

2.4 操作要點(diǎn)及技術(shù)要求

(1)基層面平整堅(jiān)實(shí)，對(duì)不平整的地方局部采用水泥砂漿抹平。

(2)虹吸排水槽采用雙面自粘防水卷材粘接于防水保護(hù)層之上；當(dāng)結(jié)構(gòu)找坡或有可靠排水措施時(shí)可不設(shè)找坡層[5]。

(3)復(fù)合式高分子排水異型板的長(zhǎng)邊鋪設(shè)應(yīng)與排水方向一致。

(4)復(fù)合式高分子排水異型板采用拼縫粘接，拼接部位采用雙面自粘防水卷材粘接，粘接寬度不小于200 mm，聚酯透水土工布采用專用膠水粘接牢固。

(5)在鋪設(shè)好的虹吸排水槽上安裝透氣觀察管，根部采用磚砌筑或人工填土固定。

(6)復(fù)合式高分子排水異型板沿頂板邊緣順坡鋪設(shè)，卷材上面自粘聚酯土工布過(guò)濾層，聚酯土工布與聚酯土工布邊緣粘接，粘接寬度為200 mm，其主要目的是為了防止泥水流至排水板底部堵塞排水管，因此，一定要確保排水暢通。

(7)在消防通道、綠化道路及高出地下車庫(kù)頂板的建筑物(圖5)，如通風(fēng)井側(cè)壁鋪設(shè)復(fù)合式高分子排水異型板時(shí)需要上翻200 mm，聚酯土工布上翻插入復(fù)合式高分子排水異型板與墻壁的縫隙為100 mm。

(8)在車庫(kù)頂板的邊緣設(shè)置雨水收集井，統(tǒng)一將滲水收集至塑料集水里，然后連接市政既有排水管排出多余的滲水。

(9)工程車輛不得在復(fù)合式高分子排水異型板上直接行駛?；靥钔烈皶r(shí)，避免其它工序?qū)?fù)合式高分子排水異型板、聚酯土工布造成破壞，回填土不得有尖銳物體且填土粒徑不得大于50 mm。采用滾動(dòng)式回填，首層虛鋪厚度為50～60 cm且碾壓密實(shí)，隨鋪隨填，施工機(jī)械不得直接接觸復(fù)合式高分子排水異型板，首層一定要覆厚50 cm的土后方可上設(shè)備。

2.5 材料性能技術(shù)指標(biāo)

材料性能技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 材料性能技術(shù)指標(biāo)表

3 結(jié) 語(yǔ)

筆者詳細(xì)介紹了京張高鐵宣化北站站前主廣場(chǎng)地下室頂板虹吸排水的工作原理、施工工藝、操作要點(diǎn)及細(xì)部構(gòu)造等施工技術(shù)，可為城市建筑、小區(qū)、道路、綠地與廣場(chǎng)建設(shè)海綿城市施工提供借鑒。

圖2 虹吸排水細(xì)部結(jié)構(gòu)施工技術(shù)圖

圖3 虹吸排水細(xì)部結(jié)構(gòu)施工技術(shù)圖

圖4 虹吸排水細(xì)部結(jié)構(gòu)大樣圖

圖5 虹吸排水細(xì)部結(jié)構(gòu)施工技術(shù)圖