PP 模塊化雨水收集回用系統的關鍵施工技術及控制要點研究

黃宏林，劉根榮，肖光耀，陳磊，譚波

（1.中國建筑第二工程局有限公司華南分公司，廣東深圳 518045；2.深圳市建筑工務署文體工程管理中心，廣東 深圳 518045）

1 引言

隨著建筑物能耗引起的碳排放量的不斷增加，減少碳排放，實現綠色低碳與高質量發展，已成為當前建筑業亟待解決的難題。綠色建筑是能實現降低碳排放的建筑類型，具有減少碳排放和可持續性發展等特點。因此，發展綠色建筑是實現城鄉建設綠色發展新模式的新方向。雨水是一種對環境污染較小的可再生資源，可對城市水資源進行調蓄和補充，有效控制城市下泄與內澇。為了使雨水得到科學、合理的使用，減少對環境的污染，提出了一種模塊式的雨水收集方法。該方法對于改善城市排水系統的排水性能，提高城市排水效果具有一定的現實意義。施工現場的模塊式雨水回收系統可預處理、采集、儲雨水。近幾年來，在各種城市住宅區、城市廣場和工廠中，模塊化的雨水收集和處理系統的應用也越來越多。深圳市光明區新湖街道某項目工程被列為深圳市新一輪重點規劃建設的“新十大文化設施”之一，因此，對該項目工程的模塊化雨水收集回用系統進行設計分析，旨在節省施工的建造成本與時間，推動城市化建設的生態保護發展，具有重要的施工項目研究價值。

2 工程概況

科技館（新館）模塊化雨水收集回用系統施工工程位于深圳市光明區新湖街道，光明大道（規劃）和光輝大道（規劃）交叉口西北側，東臨光明大道，南至光輝大道，西邊是體育和文化設施，北邊是城市農業公園，其后為文化場所。總用地面積65 998.42 m2，總建筑面積128 761 m2，建筑總高度57 m，建筑類別一級、耐火等級一級。項目被列為深圳市新一輪重點規劃建設的“新十大文化設施”之一，將被打造成國際一流水平的特大型公益性科學中心。項目包括7 大功能區，其中，地下室共2 層，為地下車庫、人防及設備房、影院等，地下室建筑面積43 987 m2。人防部分設于地下B2 層，共3 個防護區，平時為車庫。地上建筑共6 層，主要為科技展示區、科普影院（屬中型影院）、科普劇場（小型劇場）、創新實踐區、科技交流區、公眾服務區、業務管理區、辦公區等功能區，建筑面積84 774 m2。項目設計采用PP 模塊組合雨水收集池座，其中，1 號蓄水池150 m3，2 號蓄水池250 m3，調蓄容積為161 m3，在水池前端設置初雨分流井，經棄流后雨水進入雨水收集水池，后經全自動自清洗過濾器過濾和紫外線消毒器在線殺菌后送入廠區綠化及道路沖洗系統，棄流雨水排入下游雨水管道。

3 PP 模塊化雨水收集回用系統施工工藝流程

3.1 土方開挖平整、墊層與鋪防水土工膜

首先，在土方開挖前，需要根據現場開挖情況，采用井點降水、鋼板維護或自然放坡的方法進行挖溝槽[1]。開挖前進行線路測量和挖掘，實施裝載或運輸方案，并在挖掘過程中支撐坡度和基坑。機械設備操作人員必須具備持證上崗資格，在基坑開挖完成后，邀請5 方主體負責人共同對基坑進行檢查，待檢查通過后，方可進行施工。在建筑過程中應注意下列事項：一是地基的底面應平整，其表面的公差應為10 mm/10 m；二是建立雨水收集與回用體系，對于無紡布防水土工膜材料，應盡量選用寬幅面的材料，以減少搭設和黏接的工作量[2]；三是在建筑物上使用復合土工薄膜時，要做好雙面保護，也可使用焊接的方法。在焊接完成后，應嚴格檢查焊接接頭的焊接質量，以避免出現漏漿現象。另外，復合土工布型高密度聚乙烯薄膜在鋪展過程中，要盡量使其鋪展開來，要使雨水存儲模塊封裝嚴實。

3.2 PP 模塊控制要點

雨水收集PP 模塊要保證質量證書齊全，且經過第三方檢測，抗壓強度由權威認證部門進行測試。測試是在靜態負荷均勻分布的情況下，復制類似的控制環境。在組裝儲水模塊時，要重視組裝前各組件的質量檢查，將有缺陷的部件進行剔除。所有參與裝配模組的人員都要經過安全培訓，并仔細看過裝配視頻和裝配圖。在技術人員的指導下，進行標準化的操作。嚴格按照技術員測量和放線的位置，對模塊進行定位和碼放。此外，兩個相鄰的模塊之間不能有任何空隙。碼放工人禁止穿帶有釘子的鞋進行工作，嚴禁將模板推到HDPE 土工膜或無紡布上。在上模塊頂部行動時，注意動作要輕柔緩慢，以免用力過猛，將其踩碎。當雨水管線與蓄水系統相連時，其連接處應用HDPE 預制膜護套。平板段與系統本體HDPE 膜直接相連，PP 模塊采用專用連接夾有內連接桿進行固定。安裝完成后，必須對PP 模塊整體拼裝及連接的質量進行檢驗，無誤后按設計方案對井室進行預留，并立即采取回填法。按要求對池壁0.2 m 范圍內采用石粉進行回填，回填時四周應注意均勻性復，過程中需對模板側壁進行加固。在HDPE 土工膜或無紡布的一面應該設置隔離層，以免機器操作不當對其造成損壞。

3.3 PP 模塊組裝施工

深圳科技館（新館）PP 模塊組合雨水收集池是通過約1 600個滿足強度及耐腐蝕檢測合格的1 000 mm×500 mm×400 mm的標準聚丙烯塑料單元模塊組合，模塊利用標準連接卡內加連接桿進行組裝而成，具有較好的抗壓、伸張性，系統抗震性能較好，施工工藝簡單。模塊化雨水收集池模塊主要由模塊、連接卡及連接桿組成，如圖1 所示。

圖1 PP 模塊示意圖（單位：mm）

PP 模塊組裝施工前確保底部基礎施工完成清理干凈并鋪設土工布、土工膜，根據基礎底板長和寬找出中心點；開始鋪設第一層土工布，注意布與布臨邊搭接不得小于15 cm。按著水池的中心點，將土工膜擺放到位展開，鋪設完成后仔細檢查是否有漏點，若有漏點及時焊接以免水池漏水。按水池的中心點，再鋪設一層土工布。鋪設完成后進行PP 模塊安裝，首先根據圖紙尺寸安裝模塊的一層。同一層上的塑料模塊之間的連接通過連接器連接。每個模塊的長邊使用的連接器為4 個，側面使用2 個連接器。然后安裝頂部模塊，并使用連接器連接頂部和底部模塊。連接時，應盡可能避免上下連接，上下層應以樓梯形式連接以形成第一層和第二層。PP 模塊安裝根據水池的長、寬、高拉線定位，按施工圖紙指示將檢查井支架擺放到位，模塊組裝時必須橫向或豎向依次平行組裝，嚴禁由外圍向中間組裝及梯形組裝，單體與單體之間用卡扣連接好防止模塊錯位及傾斜，上下兩層一定要用卡扣連接。組裝時側板方向需一致，防止不一致或錯位。組裝側板間隔需等分均勻一致，不得錯位安裝。側板插接必須到位，不能有縫隙。上下層儲水模塊之間用塑料模塊縱向固定桿連接，每座模塊單體上下層之間的固定桿不少于2 只。在鋪設第一層塑料模塊時，反沖洗管要同時施工，反沖洗管的端部用管堵封牢，并將反沖洗支管引至水池頂面與總管匯合。然后在PP 雨水收集模塊頂部用防滲膜和土工布包裹，土工布為無紡布（機織塑料編織布），不得低于100 g/m2；膜為PE 膜，其厚度不得小于1 mm，不得低于400 g/m2。將其緊緊包裹在PP 模塊組合池的骨架上，并在模塊安裝完成后，布設預焊接所需的防滲膜和土工布，用其包裹頂面。

3.4 回填

模塊及包裹后經甲方、監理驗收通過后，必須盡快進行土方回填，防止地下水位過高，將模塊整體頂浮起來造成不必要的損失。注意回填的過程中，若集水井中有水就必須保證一直抽水，直至回填結束。回填沿水池四周進行，從水池底部向上對稱分層實施，每層300～500 mm，澆水并夯實，保證密實度，防止以后地面下沉。在雨水模塊池四周，采用中砂回填至水池頂部，回填厚度為20 cm。其他回填土應為素土，不得采用淤泥及垃圾顆粒土。

4 雨水棄流與處理裝置設置

4.1 雨水棄流裝置設置

雨水收集和回用系統一般包含初期雨水棄流裝置、雨水水質處理裝置、雨水收集裝置、雨水提升裝置和再生網絡[3]。雨水收集系統的實施涉及道路、排水、綠化等多個方面，因此，需要對其進行合理有效的組織調度，減少其對項目施工的不利影響。雨水棄流是城市雨水回收利用技術中的一個關鍵環節，雨量型 棄流裝置的應用較為廣泛，該棄流裝置的組成具體如圖2 所示。

圖2 雨量型棄流裝置組成

如圖2 所示，雨水棄流裝置包括濕室與干室。在流經初期棄流過濾過程中，雨水因重力的作用，首先通過低位敞口的排水管進入濕室。當雨量增大后，擋板上的壓力增大，位于排水管上端的浮球在水流壓力的作用下將排污管關閉，桶中液位升高，雨水通過水平的過濾網進行過濾后流向雨水棄流管，進行收集。

4.2 雨水處理

許多工程項目由于考慮到物理化學過程不能保證水的質量，所以采用生化過程解決，增加了物化過程的復雜性，而實際結果并不理想。因此，在進行生態雨污治理設施的選擇時，應該優先考慮生態雨污治理。若不具備這樣的條件，則應盡可能地選擇具有更低能耗，并且設備數目更少的沉淀、過濾等工藝。若在室內安裝雨水收集器，由于雨水容易外溢，其帶來的危害極大。因此，在條件較好的地方，應盡量使用地埋式雨水集水器。若不能選擇在室外埋地的方式，而且也不能滿足重力流入水的條件，則可在室外設置一個溢流井，利用泵的上升功能來收集雨水，以避免雨水產生內溢。

5 PP 模塊化雨水收集回用系統應用效果

原設計中的雨水收集回用系統施工周期為60 d。PP 模塊化雨水回收系統的施工可減少鋼筋綁扎、混凝土養護、模板拆除等工序。共計歷時30 d，極大地縮減了施工時間。原有的現澆混凝土雨水蓄水池的成本總計為136 萬元，而此次工程項目的模塊化雨水蓄水池的總成本為128 萬元。通過對蓄水池設計方案的調整，使蓄水池的造價降低了8 萬元，節約率達5.88%，取得了明顯的經濟效益。

6 結語

深圳市光明區新湖街道工程采用了模塊化雨水收集回用系統，項目在工期上能夠極大地縮減施工時間，并且通過對蓄水池設計方案的調整，使蓄水池的造價降低了8 萬元，節約率達5.88%，取得了明顯的經濟效益。作為一種創新型的綠色建造技術，能夠滿足雙碳目標下的環境保護要求。并且模塊化雨水收集回用系統的后期維護簡單，重新利用率高，具有較好的實用價值。