屋面“海綿”虹吸排水施工技術(shù)

王 吉 成, 雷 宏

(中國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，最大限度地實現(xiàn)雨水在城市區(qū)域的積存、滲透和凈化，促進雨水資源的利用和生態(tài)環(huán)境保護，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地下室頂板4.043萬虹吸排水施工為例，介紹了虹吸排水的工作原理、施工工藝、操作控制要點等施工技術(shù)。

宣化高鐵站主廣場主要由進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，實現(xiàn)了鐵路與城市交通零距離的換乘要求。高鐵站前廣場(含綠地景觀)及設(shè)施工程總建設(shè)用地面積約為21.9萬m2。其中，高鐵站主廣場占地約8.45 m2，高鐵站北廣場占地約3.62萬m2，高鐵站南廣場占地約0.87萬 m2，公交換乘樞紐占地約3.25萬m2。其主廣場頂面主要為鋪裝、景觀、綠化、休閑長廊等，廣場地下室主要為停車庫和人防區(qū)域，建成后不僅是高鐵站的接駁通道，還是周邊小區(qū)市民休閑娛樂的場所。所處區(qū)域的排水問題至關(guān)重要。

2 廣場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]；出水口通過管道變徑的方式使雨水在虹吸直管形成滿流進而形成虹吸，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)，待晴天需要對綠化植物進行澆灌時再對雨水進行循環(huán)利用，形成了從以往的被動排水轉(zhuǎn)變成現(xiàn)在的主動式排水，從而真正實現(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→檢查驗收→覆土回填→壓實。

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，具體的施工過程見圖3。

PED14復(fù)合式高分子排水異型板端頭的長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。在樓梯口、采光井、車庫出口等有立墻的位置處(施工細節(jié)見圖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、過濾層聚酯透水土工布全部鋪設(shè)完成后，根據(jù)設(shè)計圖紙的頂板出水口位置連接虹吸排水管。

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

(9)根據(jù)設(shè)計圖紙安裝雨水回收系統(tǒng)，其與雨水過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。采用滾動式填筑法，將第一層填土虛鋪厚度控制在50～60 cm，施工機械不得直接接觸復(fù)合式高分子排水異型板。

(11)碾壓：采用自重為3 t的雙輪小型碾壓機靜壓2遍，振動碾壓6遍，測試壓實度為0.95，滿足設(shè)計要求0.94的壓實度且虹吸排水板無異樣。

2.4 操作要點及技術(shù)要求

(1)基層面平整堅實，對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層之上；當結(jié)構(gòu)找坡或有可靠排水措施時可不設(shè)找坡層[5]。

(3)復(fù)合式高分子排水異型板的長邊鋪設(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頂板的建筑物(圖5)，如通風井側(cè)壁鋪設(shè)復(fù)合式高分子排水異型板時需要上翻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，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。采用滾動式回填，首層虛鋪厚度為50～60 cm且碾壓密實，隨鋪隨填，施工機械不得直接接觸復(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

材料性能技術(shù)指標見表1。

表1 材料性能技術(shù)指標表

3 結(jié) 語

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

圖2 虹吸排水細部結(jié)構(gòu)施工技術(shù)圖

圖3 虹吸排水細部結(jié)構(gòu)施工技術(shù)圖

圖4 虹吸排水細部結(jié)構(gòu)大樣圖

圖5 虹吸排水細部結(jié)構(gòu)施工技術(shù)圖