超高層雨水管道施工淺談

邱洋 張拓 鄒鵬程 周致成 呂建軍 姜榮成

摘? ? 要：隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，世界經(jīng)濟主體向我國的轉(zhuǎn)移，新建超高層寫字樓、酒店等物業(yè)數(shù)量的增多，隨之而來許多新問題應(yīng)運而生，其中超高層雨水管道施工就是一個，而且近年各地暴雨時有發(fā)生，對高層建筑雨水施工又是一種挑戰(zhàn)，在施工當中既要考慮到雨水排放安全性，又要考慮到雨水排放的高效性。下面我結(jié)合我所在的沈陽華強城市金廊廣場一期工程，談一下個人的一些觀點，不足之處還望共同學(xué)習(xí)交流。

關(guān)鍵詞：超高層;雨水管道;施工

1? 工程概況及雨水系統(tǒng)基本概況

沈陽華強城市金廊一期工程，位于遼寧省沈陽市沈河區(qū)青年大街南側(cè)，總建筑面積14萬平方米，其中1#樓建筑高度為299.8m，2#樓建筑高度為189.5m，3#樓建筑高度為189.5m，這三棟樓均屬于超高層建筑。

本工程雨水系統(tǒng)均采用重力流，雨水管道材質(zhì)選用機制鑄鐵排水管，連接方式為加強型卡箍連接，屋面雨水斗采用87式鑄鐵雨水斗，屋面雨水重現(xiàn)期設(shè)計為10年，1#樓雨水直接排放，2、3#樓雨水在六層匯總后，再通過六層立管分別排放。

2? 雨水系統(tǒng)理論研討、材料選擇

2.1? 屋面雨水設(shè)計重現(xiàn)期

由于降雨不可人為控制，雨水系統(tǒng)設(shè)計不安全對建筑尤其是超高層建筑的損害非常大，因此超高層建筑屋面雨水設(shè)計重現(xiàn)期的取值應(yīng)慎重?！督ㄖo水排水設(shè)計規(guī)范》4.9.5條規(guī)定，重要公共建筑屋面雨水排水設(shè)計重現(xiàn)期不宜小于10年。本工程設(shè)計正好為10年，符合規(guī)范要求。本項目為住宅工程，如果是共建或者重點工程重現(xiàn)期應(yīng)適當取高，應(yīng)為50年或者100年。

2.2? 雨水系統(tǒng)、雨水斗的選擇

本工程雨水排放選用的是重力流，主要原因如下：在水力學(xué)中，管道內(nèi)水的流動分為三種狀態(tài)無壓流太有壓力，和處于二者之間的過渡流態(tài)。過渡流態(tài)在某些情況下可表現(xiàn)為伴有壓流狀態(tài)。虹吸式屋面雨水系統(tǒng)，利用特殊的雨水斗進行汽水分離，使管道內(nèi)充滿水，充分利用屋面的雨水與地面的落差勢能，在管道內(nèi)產(chǎn)生局部真空，從而引發(fā)虹吸現(xiàn)象。同樣屋面的條件下所需的管道及雨水斗管徑小，數(shù)量少，節(jié)省空間，但系統(tǒng)造價高，適用于建筑面積大的屋面，而超高層屋面面積相對較小，且屋面高水，頭較大，虹吸雨水流速過大，對支架和管道造成的沖擊大，因此超高層屋面不易采用虹吸雨水系統(tǒng)。

本項目雨水斗選用我們通常用的87型雨水斗，材質(zhì)為鑄鐵，這種雨水斗可用于半有壓雨水系統(tǒng)，具有良好的排水性，排水時摻氣量小，根據(jù)施工經(jīng)驗及實驗分析可知，87型雨水斗的進水流量隨斗前水位上升而迅速增大。當水位上升到100mm左右時，進水量就不再增加，管道中的水流狀態(tài)也從無壓流變?yōu)橛袎毫?。由?7型雨水斗已經(jīng)經(jīng)歷全國20余年的工程運行，設(shè)計安裝簡單，性能安全可靠，價格不高，超高層屋面一般都選用此系統(tǒng)，本項目也是如此。

2.3? 管道材質(zhì)

極端情況下雨水管道可能全管滿流，雨水立管底部承受相當于超高層建筑屋面至立管底部高度的靜水壓，若管道承壓能力不足會導(dǎo)致水管爆管或吸癟。因此規(guī)范規(guī)定，雨水管道應(yīng)采用鋼管，不銹鋼管，承壓塑料管等，其管材和接口的工作壓力應(yīng)大于建筑物高度產(chǎn)生的靜水壓，本工程3棟樓高度分別為299.8m、189.5m、189.5m，理論上靜水壓力為3.0MPa、2.0MPa、2.0MPa。無縫鋼管、鍍鋅鋼管，鑄鐵管道均可滿足此壓力要求，但由于本工程主要功能為住宅，考慮到經(jīng)濟方面的原因，鑄鐵管道單價最為便宜，安裝方式也較為便捷，且鑄鐵管道相比另外倆種材質(zhì)，更耐腐蝕，更符合建筑持續(xù)發(fā)展要求。所以鑄鐵管道為本項目最好的選擇。

3? 超高層雨水系統(tǒng)消能措施

通過計算復(fù)核雨水勢能及消能促使的能量消耗除量，根據(jù)建筑物設(shè)備層設(shè)置，合理選取消能措施及設(shè)置消能措施安裝位置，保證系統(tǒng)安全、高效運行;本工程主要目的是利用管道在機電層時，管道進行轉(zhuǎn)位和增設(shè)消能彎頭，從而達到消能的目的。

管道在機電層進行管道轉(zhuǎn)位及彎頭布置如1圖所示。

消能措施施工注意事項：（1）管道在換位時，不需注意管道坡度，不得行成倒坡。（2）管道換位或者安裝消能彎頭時，必須有安裝可靠的支架進行支撐，防止因之架不能滿足支撐要求而導(dǎo)致管道脫落或損壞。（3）在雨水管道的消能彎頭、乙字彎其上部設(shè)置檢查口（4）柔性接口機制排水鑄鐵管道的清掃口應(yīng)為橢圓形清掃蓋掩設(shè)計，清掃蓋掩應(yīng)用橡膠墊圈密封，同時并最少用倆個青銅螺栓固定。（5）其他管道的清掃口按原廠配件配置，無原廠配件，可用三通口代替。（6）清掃口設(shè)置在樓板或地坪上的需與地面向平，也可用帶清掃口的彎頭配件或在排水管道前設(shè)置絲堵代替清掃口。

4? 超高層雨水管道支架

由于樓層高，雨水對豎向轉(zhuǎn)彎處沖擊較大，綜合各種情況，本工程分別在12層、27層、42層雨水豎向管道設(shè)置立管固定支架，支架材質(zhì)為12#槽鋼，地面預(yù)埋鋼板生根，10#膨脹螺栓固定。在6層雨水水平管道設(shè)置聯(lián)合支架。支架材質(zhì)為12#槽鋼，主體預(yù)留預(yù)埋時，在梁或頂板上預(yù)埋鋼板生根，12#膨脹螺栓固定。管道與支架用抱卡固定，管道套管之間墊橡膠墊，橡膠墊有兩個作用，其一起到減震的作用，緩解雨水水量過大造成管道的震動，及震動產(chǎn)生的噪音，其二防止鑄鐵管道與型鋼之間的電化學(xué)腐蝕。

5? 結(jié)束語

暴雨或特大暴雨時，對雨水管道安全、有效的排水要求極高，如果設(shè)計或施工中出現(xiàn)差錯，暴雨將對人員、建筑及人民財產(chǎn)造成嚴重的危害，因此系統(tǒng)性未知預(yù)測并解決雨水系統(tǒng)的各個薄弱的環(huán)節(jié)，才能防患于未然。本工程采取了相應(yīng)的措施，成功的解決了雨水施工中一系列的難題，并總結(jié)出了大量工程施工優(yōu)化經(jīng)驗，實現(xiàn)了本工程質(zhì)量、安全、進度的所有目標。但現(xiàn)行規(guī)范對于超高層雨水施工仍然較少，對于超高層雨水系統(tǒng)運轉(zhuǎn)記錄也不完善，還需在以后的項目中進一步探討研究。