屋面“海绵”虹吸排水施工技术

2021-01-13王吉成,雷宏

四川水力发电 2020年6期

王吉成, 雷宏

(中国水利水电第七工程局有限公司，四川成都 610213)

1 概述

虹吸排水系统建设应遵循生态优先等原则，将自然途径与人工措施相结合，在确保城市排水防涝安全的前提下，最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化，促进雨水资源的利用和生态环境保护，其统筹自然降水、地表水和地下水的系统性，协调给水、排水等水循环的各环节。笔者以张家口市宣化区宣化高铁北站站前主广场地下室顶板4.043万虹吸排水施工为例，介绍了虹吸排水的工作原理、施工工艺、操作控制要点等施工技术。

宣化高铁站主广场主要由进出站人流通道和绿地景观组成，其人流通道呈“T”型布置，绿地景观对称布置于“T” 型两翼。此“T” 型通道北侧与站房中轴线重合、直通北外环路与高铁北街平交。

“T” 型顶部西接解放北路，东接公交换乘枢纽，实现了铁路与城市交通零距离的换乘要求。高铁站前广场(含绿地景观)及设施工程总建设用地面积约为21.9万m2。其中，高铁站主广场占地约8.45 m2，高铁站北广场占地约3.62万m2，高铁站南广场占地约0.87万 m2，公交换乘枢纽占地约3.25万m2。其主广场顶面主要为铺装、景观、绿化、休闲长廊等，广场地下室主要为停车库和人防区域，建成后不仅是高铁站的接驳通道，还是周边小区市民休闲娱乐的场所。所处区域的排水问题至关重要。

2 广场顶面虹吸排水施工技术

2.1 虹吸排水系统的工作原理

雨水通过土壤持续向下渗至复合高分子排水异型板流至虹吸排水槽内(排水异型板与塑料虹吸排水槽交接处有匹配的凸凹槽能使排水通畅)；虹吸排水槽顶部按照一定距离安装通气管，虹吸排水槽内的水在空隙、重力和气体的综合作用下不断向出水口处汇集[1]；出水口通过管道变径的方式使雨水在虹吸直管形成满流进而形成虹吸，虹吸排水槽内的水不断被吸入观察井，经观察井沉淀后排入雨水收集系统内，待晴天需要对绿化植物进行浇灌时再对雨水进行循环利用，形成了从以往的被动排水转变成现在的主动式排水，从而真正实现了零坡度、有组织排水(图1)，已成为打造海绵城市的关键技术。

图1 虹吸排水系统整体构造剖面图

2.2 施工工艺流程

防水层(或混凝土基面层)验收→放样弹线→铺设双面自粘防水卷材→安装塑料虹吸排水槽→铺设复合式高分子排水异型板(高分子排水异型板+自粘聚酯透水土工布)→安装虹吸通气观察管→聚酯透水土工布覆盖虹吸排水槽→安装虹吸排水管→安装观察井→安装雨水收集井→检查验收→覆土回填→压实。

2.3 虹吸排水施工技术

(1)基面清理及排水槽位置的确定：将防水层(或混凝土基面)表面的杂物清理干净。按照设计图纸中顶板整体坡向或排水口的位置确定整体排水方向，规划、放样、定位、弹线，准确确定虹吸排水槽的位置。

(2)铺设双面自粘防水卷材：在定位线上铺设厚1.5 mm、宽40 cm的双面自粘防水卷材与顶板防水层(或混凝土基面)，粘接牢固。

(3)铺设虹吸排水槽：将高度为10 cm、宽度为185 mm、每节长100 cm的特制虹吸排水槽的中线与双面自粘防水卷材的中线重合，然后利用双面自粘防水卷材将组装好的虹吸排水槽粘接牢固，具体形状及结构见图2。

(4)铺设复合式高分子排水异型板：按照确定的排水方向平缝铺设每幅宽2.75 m，长12 m的复合式PED14复合式高分子排水异型板，相邻幅与幅之间采用拼缝搭接自粘卷材粘接，拼缝顶部采用宽20 cm的土工布平分缝覆盖并加专用胶水粘接[2]。

排水槽两侧需各预留10 cm宽的自粘防水卷材，用来粘接复合式高分子排水异型板，使其与排水槽相拼接，拼接缝宽不大于5 mm，从而确保排水板与排水槽相通，具体的施工过程见图3。

PED14复合式高分子排水异型板端头的长边与短边分别采用专用的、厚1.5 mm的双面自粘防水卷材拼缝粘接固定，形成整体的密封防水保护。在楼梯口、采光井、车库出口等有立墙的位置处(施工细节见图4)，其墙体最上端需要用200 mm宽的土工布覆盖封口，避免回填土漏入。[3]

(5)虹吸透气观察管的安装：按照设计图纸中的透气观察管位置将虹吸排水槽开直径为120 mm的孔，然后将直径为100 mm的透气观察管安装在虹吸排水槽上，再在观察管的顶部安装特制的透气防尘斗笠形盖。

(6)采用幅宽500 mm的聚酯土工布将虹吸排水槽居中覆盖以起到过滤层的作用，聚酯透水土工布与复合排水板上的聚酯透水土工布及排水槽之间采用专用胶水粘接。

(7)顶板复合式高分子排水异型板、塑料虹吸排水槽、过滤层聚酯透水土工布全部铺设完成后，根据设计图纸的顶板出水口位置连接虹吸排水管。

(8)根据设计图纸的位置安装雨水过滤观察井，并与顶板出水口位置的虹吸排水管相连接。

(9)根据设计图纸安装雨水回收系统，其与雨水过滤沉淀井出水口位置的排水管相连接，接通溢水管并与市政既有排水管网相连接。[4]

(10)回填土：为了避免其后续工作对复合式高分子排水异型板、聚酯土工布的破坏，随铺随填土。采用滚动式填筑法，将第一层填土虚铺厚度控制在50～60 cm，施工机械不得直接接触复合式高分子排水异型板。

(11)碾压：采用自重为3 t的双轮小型碾压机静压2遍，振动碾压6遍，测试压实度为0.95，满足设计要求0.94的压实度且虹吸排水板无异样。

2.4 操作要点及技术要求

(1)基层面平整坚实，对不平整的地方局部采用水泥砂浆抹平。

(2)虹吸排水槽采用双面自粘防水卷材粘接于防水保护层之上；当结构找坡或有可靠排水措施时可不设找坡层[5]。

(3)复合式高分子排水异型板的长边铺设应与排水方向一致。

(4)复合式高分子排水异型板采用拼缝粘接，拼接部位采用双面自粘防水卷材粘接，粘接宽度不小于200 mm，聚酯透水土工布采用专用胶水粘接牢固。

(5)在铺设好的虹吸排水槽上安装透气观察管，根部采用砖砌筑或人工填土固定。

(6)复合式高分子排水异型板沿顶板边缘顺坡铺设，卷材上面自粘聚酯土工布过滤层，聚酯土工布与聚酯土工布边缘粘接，粘接宽度为200 mm，其主要目的是为了防止泥水流至排水板底部堵塞排水管，因此，一定要确保排水畅通。

(7)在消防通道、绿化道路及高出地下车库顶板的建筑物(图5)，如通风井侧壁铺设复合式高分子排水异型板时需要上翻200 mm，聚酯土工布上翻插入复合式高分子排水异型板与墙壁的缝隙为100 mm。

(8)在车库顶板的边缘设置雨水收集井，统一将渗水收集至塑料集水里，然后连接市政既有排水管排出多余的渗水。

(9)工程车辆不得在复合式高分子排水异型板上直接行驶。回填土要及时，避免其它工序对复合式高分子排水异型板、聚酯土工布造成破坏，回填土不得有尖锐物体且填土粒径不得大于50 mm。采用滚动式回填，首层虚铺厚度为50～60 cm且碾压密实，随铺随填，施工机械不得直接接触复合式高分子排水异型板，首层一定要覆厚50 cm的土后方可上设备。