大型雨水泵站排水工程施工技術(shù)

耿厚巖

（中鐵十二局集團(tuán)建筑安裝工程有限公司，山西 太原 030024）

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

為發(fā)揮排水工程更高的價值，該研究以重慶西站站房為例，對當(dāng)前站房排水工程建設(shè)的實際情況進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)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(fù)面影響[2]。因此，有關(guān)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(zhì)量，該文將對此進(jìn)行詳細(xì)研究。

1 雨棚排水工程概況與技術(shù)參數(shù)設(shè)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(jìn)深500m，主體結(jié)構(gòu)的寬度為276m，高架候車廳南北面寬150m、東西面寬276m，進(jìn)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(jié)構(gòu)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(fù)合保溫板。該工程在主梁，柱身部位表面設(shè)置分縫，采用清水混凝土純透明保護(hù)工法。其余部分采用仿清水保護(hù)工法，仿清水保護(hù)工法部分顏色與清水混凝土純透明保護(hù)工法一致。雨棚安全為一級，保護(hù)層厚度滿足一級耐火等級要求。為了保證工程順利實施，應(yīng)在掌握工程項目基本情況后，做好該項目的技術(shù)準(zhǔn)備工作。在施工準(zhǔn)備工作中，技術(shù)準(zhǔn)備是最重要的環(huán)節(jié)，任何一個技術(shù)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(fā)生質(zhì)量事故，從而給施工方帶來巨大的損失。因此需要采取相應(yīng)措施，在施工前，技術(shù)單位應(yīng)對施工圖樣進(jìn)行會審，組織技術(shù)人員對設(shè)計和施工圖樣進(jìn)行仔細(xì)研究后，全面了解施工圖樣、解設(shè)計目的意圖、解設(shè)計效果，根據(jù)具體情況，提出合理的設(shè)計意見。同時，配合相關(guān)部門做好施工前的場地交接工作，對施工測繪和相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行交接，確?，F(xiàn)場施工人員與技術(shù)人員對工地環(huán)境、結(jié)構(gòu)、管道埋設(shè)以及植被狀況等具有初步的理解。在該基礎(chǔ)上制定規(guī)范化的施工圖預(yù)算，按照設(shè)計圖、投標(biāo)文件和合同條款，對施工圖中涉及的內(nèi)容與項目進(jìn)行詳細(xì)預(yù)算，將預(yù)算結(jié)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(yè)管理的依據(jù)。

1.2 工程參數(shù)設(shè)計

為了保證工程施工達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，對排水工程施工中的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)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(qū)當(dāng)?shù)乇┯陱姸裙接嬎悖绻剑?）所示。

式中：q為排水工程所在地的暴雨量；P為設(shè)計重現(xiàn)期；t為暴雨水平（可遇年份）。計算中，設(shè)計重現(xiàn)期P為100年，根據(jù)計算可知，排水工程所在地的暴雨量q=7.57L/s100m2，系統(tǒng)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(yù)埋于結(jié)構(gòu)梁柱中，隨柱向下敷設(shè)至軌行區(qū)，排水至股道間線路明溝內(nèi)；基本站臺雨棚的排水立管沿柱向下敷設(shè)，排水至站臺邊明溝。在上述設(shè)計內(nèi)容的基礎(chǔ)上，進(jìn)行排水工程施工中材質(zhì)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(yù)埋梁內(nèi)預(yù)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(nèi)明裝雨水斗采用87型雨水斗（鑄鐵制品），安裝處應(yīng)預(yù)留孔洞[4]。明敷雨水立管設(shè)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(jié)構(gòu)柱內(nèi)的預(yù)留預(yù)埋施工

針對上述工程項目，對其施工技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)研究。首先，在清水混凝土柱內(nèi)，進(jìn)行預(yù)留預(yù)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(nèi)部構(gòu)造復(fù)雜，主筋和箍筋緊密，間隙小，管道橫向穿越現(xiàn)澆混凝土柱體進(jìn)入場地排水溝，會對柱體的承載能力產(chǎn)生影響。為了彌補這種影響，須適當(dāng)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(fā)生位移，應(yīng)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(yù)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(shè)計

在完成清水混凝土結(jié)構(gòu)柱內(nèi)的預(yù)留預(yù)埋施工后，在雨水管安裝前，需要完成的準(zhǔn)備工作如下：制定施工計劃，制定工作質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[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(guān)部門頒發(fā)的證書。要根據(jù)所需的材料清單及時準(zhǔn)備好施工材料，并按時送達(dá)，保證所需的材料能夠按時到位。負(fù)責(zé)對現(xiàn)場作業(yè)人員的技術(shù)、安全和技術(shù)文件進(jìn)行編寫。

在選擇管材以及管件的過程中，應(yīng)結(jié)合施工現(xiàn)場的實際介質(zhì)因素進(jìn)行選擇，保證符合設(shè)計預(yù)期目標(biāo)。結(jié)合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)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(wěn)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(jié)合焊接管道的厚度、焊接電流等參數(shù)，確定焊接材料，焊接技術(shù)參數(shù)設(shè)置見表1。

表1 焊接相關(guān)技術(shù)參數(shù)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(fēng)冷式噴頭，噴頭的尺寸對焊接質(zhì)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(dá)到“無接頭”的連接效果。當(dāng)不銹鋼管道進(jìn)入現(xiàn)場時，不能與其他物質(zhì)直接接觸。已經(jīng)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(dāng)焊接時，應(yīng)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(jìn)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(huán)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(yīng)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(xù)送氣3s～5s，使焊接熔池在氣體的保護(hù)下冷卻，防止縮孔、裂紋，焊后在自然環(huán)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(yù)埋于結(jié)構(gòu)梁柱中，隨柱向下敷設(shè)至軌行區(qū)，排水至股道間線路明溝內(nèi)；基本站臺雨棚的排水立管沿柱向下敷設(shè)，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(nèi)，中間站臺雨水斗采用304L不銹鋼預(yù)制品預(yù)埋于清水混凝土中。雨水管道選用304L不銹鋼，氬弧焊接。預(yù)埋梁內(nèi)預(yù)制雨水斗采用304L不銹鋼，與雨水管連接采用氬弧焊接?；菊九_雨棚天溝內(nèi)明裝雨水斗采用87型雨水斗（鑄鐵制品），安裝處應(yīng)預(yù)留孔洞。明敷雨水立管設(shè)檢查口，距地坪1.0m?；菊九_安裝87型鑄鐵雨水斗[8]。預(yù)埋梁內(nèi)預(yù)制雨水斗采用304L不銹鋼，與雨水管連接采用氬弧焊接。預(yù)制雨水斗2個規(guī)格如下：400mm×320mm×230mm，壁厚20mm，320mm×320mm×230mm壁厚20mm。安裝鑄鐵篦子規(guī)格為400mm×210mm，壁厚10mm。在屋面結(jié)構(gòu)施工的過程中，必須配合屋面工程，在屋面板天溝結(jié)構(gòu)鋼筋綁扎完畢后與雨水管一起預(yù)埋在砼屋面及柱子中。預(yù)埋時將預(yù)制不銹鋼雨水斗固定于天溝內(nèi)，保證不變形，不偏移，與雨水管安裝牢固不脫落，確認(rèn)雨水管道暢通，清除進(jìn)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(yán)密封堵，防止進(jìn)砂漿，暗裝管道在澆筑前反復(fù)檢查，直到?jīng)]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(jìn)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(jìn)行鈍化處理。在施工過程中應(yīng)選用成品不銹鋼鈍化膏，在使用前，對鈍化膏進(jìn)行充分地攪拌，確保其應(yīng)用性能得以充分發(fā)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(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制在2mm～3mm。在等待5min～15min時間后，出現(xiàn)鈍化反應(yīng)。若鈍化反應(yīng)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(yīng)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(jìn)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(zhì)塑料尼龍刷對其進(jìn)行刷洗。在該基礎(chǔ)上，利用石蕊試紙對處理部位進(jìn)行檢驗，在石蕊試紙不發(fā)生反應(yīng)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(jìn)行檢驗。在該過程中，要求所有焊工必須對焊接的作業(yè)面質(zhì)量進(jìn)行自檢，要求自檢通過率為100%后，對焊接管道表面缺陷進(jìn)行檢查，根據(jù)工程標(biāo)準(zhǔn)，焊縫表面不可以存在超規(guī)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(guī)范，而且要保證其邊緣以一種相對圓滑的狀態(tài)過渡到母材。此外，在檢驗焊縫質(zhì)量的過程中，應(yīng)注意焊縫不允許有嚴(yán)重的過燒現(xiàn)象、氧化現(xiàn)象，即焊接面不可以出現(xiàn)起渣、發(fā)黑等現(xiàn)象。在判斷焊縫效果的過程中，可參照圖4進(jìn)行質(zhì)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(zhì)量最差；呈灰色為質(zhì)量較差；呈紅灰色為質(zhì)量較好。

4 結(jié)語

完成以上設(shè)計后，從圖4可以看出，按照提出的方法進(jìn)行排水工程排水管道焊接，焊接后焊縫效果較好，根據(jù)焊縫不同顏色下所代表的含義可知，焊縫呈現(xiàn)金黃色，屬于最佳狀態(tài)。在后續(xù)工程中，為進(jìn)一步規(guī)范排水工程施工，降低施工中相關(guān)因素對工程進(jìn)度、質(zhì)量的影響，可在后續(xù)類似工程的建設(shè)與施工中，嘗試采取一系列的交通疏導(dǎo)措施、環(huán)保措施等，為工程提供全面的保障。通過上述方式，規(guī)范排水工程的建設(shè)、施工。但根據(jù)相關(guān)工作的實施進(jìn)展可以看出，該工程現(xiàn)有工作仍存在一定的缺陷，因此，有必要在后續(xù)相關(guān)工作中，采取合理、科學(xué)的措施，深化施工技術(shù)方案，通過該方式，為工程方積累工作經(jīng)驗。