大型雨水泵站排水工程施工技術

耿厚巖

（中鐵十二局集團建筑安裝工程有限公司，山西 太原 030024）

排水工程是現代化城市建設中的一項重要基礎工程，其主要功能是保證城市水資源的正常循環使用、及時排出雨污廢水。因此在城市中合理配置一套科學、高效的排水系統，將極大程度地改善城市投資環境，提高區域在市場內的核心競爭力[1]。

為發揮排水工程更高的價值，該研究以重慶西站站房為例，對當前站房排水工程建設的實際情況進行分析，發現當前站房的排水工程存在排水不暢的問題，給站房的形象、運營等帶來了很大的負面影響[2]。因此，有關部門和施工單位要從根源著手，有效地解決給排水問題，提升排水工程施工的總體質量，該文將對此進行詳細研究。

1 雨棚排水工程概況與技術參數設計

1.1 概況

本次研究的工程為雨水泵站雨棚工程，雨棚屋面面積8.11萬m2。雨棚進深500m，主體結構的寬度為276m，高架候車廳南北面寬150m、東西面寬276m，進深438m。雨棚最高點為8.600m，最低點為8.100m。雨棚屋面面積為8.11萬m2。屋面排水采用重力流排水，雨水管道選用304L不銹鋼管，氬弧焊接[3]。屋面結構采用找坡形式，坡度約為5%。檐溝縱向坡度為0.5%。雨棚的防排水等級為I級，鋼筋混凝土屋面均為保溫屋面，保溫材料為50mm厚硬泡聚氨酯復合保溫板。該工程在主梁，柱身部位表面設置分縫，采用清水混凝土純透明保護工法。其余部分采用仿清水保護工法，仿清水保護工法部分顏色與清水混凝土純透明保護工法一致。雨棚安全為一級，保護層厚度滿足一級耐火等級要求。為了保證工程順利實施，應在掌握工程項目基本情況后，做好該項目的技術準備工作。在施工準備工作中，技術準備是最重要的環節，任何一個技術的錯誤或者存在的隱患，都有可能影響施工中人員的生命安全或發生質量事故，從而給施工方帶來巨大的損失。因此需要采取相應措施，在施工前，技術單位應對施工圖樣進行會審，組織技術人員對設計和施工圖樣進行仔細研究后，全面了解施工圖樣、解設計目的意圖、解設計效果，根據具體情況，提出合理的設計意見。同時，配合相關部門做好施工前的場地交接工作，對施工測繪和相關數據進行交接，確保現場施工人員與技術人員對工地環境、結構、管道埋設以及植被狀況等具有初步的理解。在該基礎上制定規范化的施工圖預算，按照設計圖、投標文件和合同條款，對施工圖中涉及的內容與項目進行詳細預算，將預算結果作為合同簽訂、工期安排、費用計算、物料計劃制定以及作業管理的依據。

1.2 工程參數設計

為了保證工程施工達到標準，對排水工程施工中的相關參數進行設計。在該過程中，排水工程所在地的暴雨量可直接按照重慶地區當地暴雨強度公式計算，如公式（1）所示。

式中：q為排水工程所在地的暴雨量；P為設計重現期；t為暴雨水平（可遇年份）。計算中，設計重現期P為100年，根據計算可知，排水工程所在地的暴雨量q=7.57L/s100m2，系統總流量為3920L/s。

在施工中，站臺雨棚雨水采用重力流排水方式，中間站臺雨棚的雨水斗與立管預埋于結構梁柱中，隨柱向下敷設至軌行區，排水至股道間線路明溝內；基本站臺雨棚的排水立管沿柱向下敷設，排水至站臺邊明溝。在上述設計內容的基礎上，進行排水工程施工中材質與附件的選型，在施工中，雨水管道選用304L不銹鋼，氬弧焊接。預埋梁內預制雨水斗采用304L不銹鋼，做法見詳圖，與雨水管連接采用氬弧焊接。天溝內明裝雨水斗采用87型雨水斗（鑄鐵制品），安裝處應預留孔洞[4]。明敷雨水立管設檢查口，距地坪1.0m。

2 大型雨水泵站排水工程施工

2.1 清水混凝土結構柱內的預留預埋施工

針對上述工程項目，對其施工技術進行詳細研究。首先，在清水混凝土柱內，進行預留預埋施工。管道布置在柱中心位置，不能偏移，不能傾斜，管子重心在豎直方向。清水混凝土工程柱體內部構造復雜，主筋和箍筋緊密，間隙小，管道橫向穿越現澆混凝土柱體進入場地排水溝，會對柱體的承載能力產生影響。為了彌補這種影響，須適當增加補強筋的面積[5]。柱子在澆筑混凝土前，為了防止振動時發生位移，應將不銹鋼管用綁繩牢固地系在周圍的鋼筋上。若柱子分次澆筑，則分次焊接安裝不銹鋼鋼管，以防止管道偏移傾斜。不銹鋼鋼管預埋完成后，在澆筑混凝土前在管口處加管帽封堵。

2.2 雨水管安裝與施工工藝設計

在完成清水混凝土結構柱內的預留預埋施工后，在雨水管安裝前，需要完成的準備工作如下：制定施工計劃，制定工作質量標準[6]。操作者主要是管工和氬弧焊工，由其他工種輔助，氬弧焊工必須持有有關部門頒發的證書。要根據所需的材料清單及時準備好施工材料，并按時送達，保證所需的材料能夠按時到位。負責對現場作業人員的技術、安全和技術文件進行編寫。

在選擇管材以及管件的過程中，應結合施工現場的實際介質因素進行選擇，保證符合設計預期目標。結合國家標準規定，選擇純度為99.96%的氬氣。該電極選用鈰和鎢作為電極[7]。鈰鎢電極的端部形狀及直徑是影響鈰鎢電極焊接穩定性及焊縫成形的重要因素。選用圓錐形平端的效果最理想，如圖1所示。

圖1 圓錐形示意圖

結合焊接管道的厚度、焊接電流等參數，確定焊接材料，焊接技術參數設置見表1。

表1 焊接相關技術參數記錄表

表2 承插式管道元件的接合尺寸記錄表

焊接用的是PW-150風冷式噴頭，噴頭的尺寸對焊接質量有很大的影響，通常為?10mm。采用承插式的焊接方式，使整個管道融為一體，外觀可以達到“無接頭”的連接效果。當不銹鋼管道進入現場時，不能與其他物質直接接觸。已經完成下料的不銹鋼管插入管件承口，如圖2所示。

圖2 不銹鋼電弧焊管接頭接合原理圖

當焊接時，應保證套管與管子在同一條軸線上，處于水平位置，不能有夾角。除插座端外，使用厚40mm～50mm的粉筆刷一遍，晾干后進行焊接。在電弧正常燃燒的情況下，形成一個熔池后，將電弧橫向移動，并向前運弧，在承口端做一個環形焊接，控制熔池的尺寸和溫度，如圖3所示。

圖3 焊接操作原理示意圖

鎢電極延伸長度4mm～8mm，電極頭部和被加工件的間距為1mm～1.5mm，焊口和焊接件的間距為5mm～10mm。在施焊過程中或在焊接完成后，應使用衰減法滅弧。在收弧的過程中，要將焊槍輕輕移到坡口外，使電弧熄滅，立即將焊槍接到收弧處，連續送氣3s～5s，使焊接熔池在氣體的保護下冷卻，防止縮孔、裂紋，焊后在自然環境中冷卻。

2.3 安裝雨水斗

站臺雨棚雨水采用重力流排水的方式，中間站臺雨棚的雨水斗與立管預埋于結構梁柱中，隨柱向下敷設至軌行區，排水至股道間線路明溝內；基本站臺雨棚的排水立管沿柱向下敷設，排水至站臺邊明溝。該雨棚基本站臺采用87型成品雨水斗（鑄鐵制品）明裝于天溝內，中間站臺雨水斗采用304L不銹鋼預制品預埋于清水混凝土中。雨水管道選用304L不銹鋼，氬弧焊接。預埋梁內預制雨水斗采用304L不銹鋼，與雨水管連接采用氬弧焊接。基本站臺雨棚天溝內明裝雨水斗采用87型雨水斗（鑄鐵制品），安裝處應預留孔洞。明敷雨水立管設檢查口，距地坪1.0m。基本站臺安裝87型鑄鐵雨水斗[8]。預埋梁內預制雨水斗采用304L不銹鋼，與雨水管連接采用氬弧焊接。預制雨水斗2個規格如下：400mm×320mm×230mm，壁厚20mm，320mm×320mm×230mm壁厚20mm。安裝鑄鐵篦子規格為400mm×210mm，壁厚10mm。在屋面結構施工的過程中，必須配合屋面工程，在屋面板天溝結構鋼筋綁扎完畢后與雨水管一起預埋在砼屋面及柱子中。預埋時將預制不銹鋼雨水斗固定于天溝內，保證不變形，不偏移，與雨水管安裝牢固不脫落，確認雨水管道暢通，清除進入雨水斗的雜物后，再安裝鑄鐵篦子。在澆筑砼的過程中，將雨水斗嚴密封堵，防止進砂漿，暗裝管道在澆筑前反復檢查，直到沒有問題。按照上述操作完成大型雨水泵站排水工程施工。在安裝雨水斗后，需要對焊縫進行拋光、鈍化和清晰。在焊接完畢后，可選用磨光機將管道以及焊縫表面多余的旱瘤打磨掉。焊接后待溫度冷卻到室溫后，可在焊接位置利用酸洗鈍化膏進行鈍化處理。在施工過程中應選用成品不銹鋼鈍化膏，在使用前，對鈍化膏進行充分地攪拌，確保其應用性能得以充分發揮。通常情況下，鈍化膏需要均勻地涂抹在管件焊接縫的表面，其厚度應當嚴格控制在2mm～3mm。在等待5min～15min時間后，出現鈍化反應。若鈍化反應延長，可能是氧化皮過厚或周圍溫度低于0℃。酸洗鈍化膏反應速度快，不含Cl離子和P離子等。在完成酸洗后，可用清水對處理部位進行徹底沖洗。如果沖洗后仍然存在氧化皮，就可以使用不銹鋼刷或硬質塑料尼龍刷對其進行刷洗。在該基礎上，利用石蕊試紙對處理部位進行檢驗，在石蕊試紙不發生反應后，將表面水漬擦干并晾干，完成處理。

3 焊縫檢驗

完成上述施工后，對排水工程中排水管道焊縫進行檢驗。在該過程中，要求所有焊工必須對焊接的作業面質量進行自檢，要求自檢通過率為100%后，對焊接管道表面缺陷進行檢查，根據工程標準，焊縫表面不可以存在超規咬邊、未完全熔合、氣孔和裂縫等顯著性的缺陷，同時，所有的焊縫不僅要外形、尺寸符合規范，而且要保證其邊緣以一種相對圓滑的狀態過渡到母材。此外，在檢驗焊縫質量的過程中，應注意焊縫不允許有嚴重的過燒現象、氧化現象，即焊接面不可以出現起渣、發黑等現象。在判斷焊縫效果的過程中，可參照圖4進行質量驗收。

圖4 焊縫效果觀察圖

通常情況下，焊縫呈金黃色、銀白色為最佳；呈黑色為質量最差；呈灰色為質量較差；呈紅灰色為質量較好。

4 結語

完成以上設計后，從圖4可以看出，按照提出的方法進行排水工程排水管道焊接，焊接后焊縫效果較好，根據焊縫不同顏色下所代表的含義可知，焊縫呈現金黃色，屬于最佳狀態。在后續工程中，為進一步規范排水工程施工，降低施工中相關因素對工程進度、質量的影響，可在后續類似工程的建設與施工中，嘗試采取一系列的交通疏導措施、環保措施等，為工程提供全面的保障。通過上述方式，規范排水工程的建設、施工。但根據相關工作的實施進展可以看出，該工程現有工作仍存在一定的缺陷，因此，有必要在后續相關工作中，采取合理、科學的措施，深化施工技術方案，通過該方式，為工程方積累工作經驗。