劉永競(jìng)

（北京冠亞偉業(yè)民用建筑設(shè)計(jì)有限公司市政工程設(shè)計(jì)分公司，北京100053）

現(xiàn)階段，為了更好的實(shí)現(xiàn)屋面雨水排放以及綜合利用，在建筑工程中引入倒虹吸雨水系統(tǒng)更為常見(jiàn)，且有著相對(duì)理想的應(yīng)用效果。相比于傳統(tǒng)的氣水混合重力流雨水系統(tǒng)相比，倒虹吸雨水系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)更高、效果更好，因此受到了重點(diǎn)關(guān)注與應(yīng)用。基于此探究倒虹吸雨水施工工藝，并在實(shí)踐中重點(diǎn)落實(shí)具有極高的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

1 倒虹吸雨水施工的工藝原理

在倒虹吸雨水系統(tǒng)中，管道兩端的水體均屬于自由水面（事實(shí)上就是兩端的靜水壓強(qiáng)相等），而連接兩端的管道中水流出現(xiàn)“低- 高- 低”的流動(dòng)現(xiàn)象。

在均勻虹吸管道中，由于動(dòng)能不變，如果忽略水的粘性（忽略摩擦損失），則處于“位能＋壓能”守恒的狀態(tài)。在虹吸管道的頂部，位能最大、壓能最小，并且壓強(qiáng)小于大氣壓（負(fù)壓）。所以，當(dāng)虹吸管道頂部打一孔時(shí)，水并會(huì)留出，而是空氣進(jìn)入管道，造成壓強(qiáng)增大、虹吸中斷。因?yàn)楣艿纼啥说膲簭?qiáng)都基本等于大氣壓，而入口一端的位能大于出口一端的位能，所以，推動(dòng)倒虹吸流動(dòng)的能量主要來(lái)源于虹吸管道進(jìn)出口之間的水位差，換言之，水位差推動(dòng)水的流動(dòng)。

需要注意的是，即使有了這樣的推動(dòng)力，倒虹吸也不會(huì)自動(dòng)開(kāi)始。必須在管道中制造出負(fù)壓條件（通常是在管道里面灌滿水），才能推動(dòng)管內(nèi)液體流動(dòng)。同時(shí)，一旦流動(dòng)開(kāi)始，則不需要額外動(dòng)力[1]。

2 倒虹吸雨水系統(tǒng)的產(chǎn)生條件

倒虹吸雨水系統(tǒng)的產(chǎn)生條件主要如下：入水口于排水口之間存在一定的高差，且這一高差足夠水頭利用；當(dāng)管道內(nèi)充滿水的狀態(tài)下，所有立管區(qū)域的水流速高于2.2m/s、所有水平集水管區(qū)域的水流速高于0.7m/s；系統(tǒng)管道內(nèi)的負(fù)壓高于水蒸發(fā)所產(chǎn)生的壓力，且管道內(nèi)的負(fù)壓不得高于-80KPa[2]?？傮w來(lái)說(shuō)，并非所有的建筑屋面雨水系統(tǒng)可以成為倒虹吸雨水系統(tǒng)，其出入水口的高差、管內(nèi)水流速以及壓力等項(xiàng)目均有著一定的要求，且所有環(huán)節(jié)均不允許出現(xiàn)脫節(jié)、漏氣的現(xiàn)象。

3 倒虹吸雨水施工的關(guān)鍵工藝

3.1 施工流程

在進(jìn)行倒虹吸雨水系統(tǒng)的施工前，必須要確定施工流程，以此保證施工質(zhì)量及有序性。通常情況下，倒虹吸雨水施工的主要流程如下：提前完成施工準(zhǔn)備工作，為施工各項(xiàng)工序的展開(kāi)提供充足的支持；檢驗(yàn)施工材料、設(shè)備的質(zhì)量，包括管件、管道、設(shè)備工器具等等；結(jié)合施工圖紙完成測(cè)量與定位；處理預(yù)留孔洞；安裝埋地排水管，并展開(kāi)試驗(yàn)；安裝托架、支架等結(jié)構(gòu)；預(yù)制水平總管以及立管；安裝屋面雨水斗；安裝水平總管以及立管；落實(shí)雨水管道試驗(yàn)，并在試驗(yàn)與質(zhì)檢合格后交工驗(yàn)收。

3.2 系統(tǒng)安裝

（1）安裝前的準(zhǔn)備工作。應(yīng)當(dāng)落實(shí)施工圖審核以及技術(shù)交底，并對(duì)施工材料、設(shè)備、人員質(zhì)量進(jìn)行控制與檢驗(yàn)，保證倒虹吸雨水施工順利展開(kāi)。為了確保倒虹吸雨水系統(tǒng)與相應(yīng)主體工程的同時(shí)展開(kāi)，需要提前預(yù)留套管與孔洞，并結(jié)合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、實(shí)地測(cè)量等操作，完成部分管道的預(yù)制、吊架與管支的安裝。需要注意的是，由于在倒虹吸雨水系統(tǒng)的管線水平安裝中不需要坡度，因此在制作吊架的過(guò)程中也不用對(duì)高差進(jìn)行考量。

（2）虹吸雨水斗的安裝。在倒虹吸雨水系統(tǒng)的安裝中，虹吸雨水斗的安裝較為關(guān)鍵。通常來(lái)說(shuō)，倒虹吸雨水系統(tǒng)普遍被劃分在內(nèi)排系統(tǒng)中，因此在建筑屋面的施工中，要結(jié)合施工圖紙完成雨水斗孔洞的預(yù)留，一般預(yù)留Φ200 即可。同時(shí)，在落實(shí)屋面防水施工前，必須完成雨水斗底盤的安裝與相應(yīng)預(yù)留孔洞的密封處理，并要控制處于同一天溝內(nèi)的雨水斗穩(wěn)定在同一水平標(biāo)高。

在完成預(yù)留孔洞的密封后，可以進(jìn)一步展開(kāi)屋面天溝防水施工，并將防水圈邊的找平層制作成倒坡?tīng)睿瑸楹罄m(xù)擋葉空氣隔板的安裝以及倒虹吸的形成提供支持。需要注意的是，在落實(shí)找平層的施工前，要提前完成防水卷材夾圈的安裝，以此提升找平層的防水防滲性能。

（3）HDPE 管道安裝。結(jié)合實(shí)地測(cè)量完成配管操作后，施工人員需要堅(jiān)持“先地下后地上、先出戶再立管”的原則，依托圖紙內(nèi)容完成管道的連接。在這一過(guò)程中，需要重點(diǎn)完成以下幾項(xiàng)操作：

第一，施工鋼鋸、管子剪或管道切割機(jī)完成管材的切割，并保證切割斷面與管軸線呈現(xiàn)出垂直的狀態(tài)。切割后，應(yīng)去除毛邊，確保切斷斷面的清潔、干燥與無(wú)油。第二，測(cè)量并標(biāo)出熱熔深度。在熱熔操作中，需要在電熱熔機(jī)的溫度指示燈亮起后進(jìn)行，并結(jié)合實(shí)際情況、標(biāo)準(zhǔn)要求確定熱熔時(shí)間。第三，管道連接。要在無(wú)旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下及將導(dǎo)管連接至加熱套內(nèi)，并標(biāo)明所插入的深度。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)將管件推至加熱頭處進(jìn)行加熱。達(dá)到設(shè)定加熱時(shí)間后，需立即的取下管材與管件，并均勻無(wú)旋轉(zhuǎn)的插入到標(biāo)識(shí)刻度處，保證接頭的牢固程度。第四，完成管道的熱熔后，需要使用支架對(duì)管道展開(kāi)固定。

在安裝HDPE 管道中，相關(guān)人員要重點(diǎn)關(guān)注其與虹吸雨水斗的絲扣連接。由于這一連接位置在實(shí)際的使用中埋于混凝土中，所以必須重點(diǎn)保證其牢固程度，并使用聚四氟乙烯生料帶以及白厚漆完成密封。

3.3 試驗(yàn)驗(yàn)收

相比于傳統(tǒng)的氣水混合重力流雨水系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，倒虹吸雨水系統(tǒng)屬于壓力系統(tǒng)，因此其驗(yàn)收試驗(yàn)方法有所不同。就當(dāng)前的情況來(lái)看，流量法、容積法為倒虹吸雨水系統(tǒng)施工中常見(jiàn)的的試驗(yàn)驗(yàn)收方法，具體如下：

（1）流量法。在應(yīng)用流量法進(jìn)行倒虹吸雨水系統(tǒng)的檢驗(yàn)中，需要重點(diǎn)完成以下幾項(xiàng)工作：清除管道、天溝內(nèi)的雜物，檢查在同一天溝內(nèi)的虹吸雨水斗是否保持水平，并觀察管道的焊接口位置是否存在相對(duì)明顯的缺陷；依托管道向天溝內(nèi)持續(xù)放水（持續(xù)時(shí)間一般為5 分鐘），并保證水量達(dá)到倒虹吸雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最大排放量，觀察倒虹吸雨水系統(tǒng)的運(yùn)作、天溝的最高水位，并檢查接口、排水口等區(qū)域是否存在滲水漏水、堵塞的問(wèn)題。若是在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)滲漏水或堵塞，則說(shuō)明該倒虹吸雨水系統(tǒng)的質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，必須進(jìn)行返工整改。

（2）容積法。在應(yīng)用容積法進(jìn)行倒虹吸雨水系統(tǒng)的檢驗(yàn)中，需要重點(diǎn)完成以下幾項(xiàng)工作：使用法蘭盲板堵住管道的出水口（也可以在管道出水口安裝閥門），并向其中注水，當(dāng)管道內(nèi)充滿水、且天溝內(nèi)的水位達(dá)到形成虹吸的最低水位時(shí)即可停止注水；抽出法蘭盲板（打開(kāi)閥門），觀察是否出現(xiàn)虹吸，并記錄時(shí)間；重復(fù)落實(shí)上述步驟，此時(shí)控制注水達(dá)到天溝的最高水量限值，撤除擋板或打開(kāi)閥門后觀察虹吸現(xiàn)象的連續(xù)性，并進(jìn)行計(jì)時(shí)操作，直至天溝內(nèi)水量降低至空氣擋板位置后停止；使用“排量=天溝水容量/時(shí)間（本次計(jì)時(shí)的時(shí)間）”完成倒虹吸雨水系統(tǒng)的排量計(jì)算，并觀察虹吸過(guò)程中是否存在滲水漏水或堵塞問(wèn)題[3]。

3.4 施工注意事項(xiàng)

為了保證倒虹吸雨水系統(tǒng)的施工質(zhì)量，施工人員需要重點(diǎn)關(guān)注以下幾項(xiàng)工作：在雨水斗與管道碰頭、連接前，必須落實(shí)管道清潔情況的檢查，避免其中包含雜物，以此保證倒虹吸雨水系統(tǒng)運(yùn)行效果；由于倒虹吸雨水系統(tǒng)屬于壓力系統(tǒng)，所以在制作管道支架的過(guò)程中，要重點(diǎn)考量對(duì)沖擊力與壓力的承受，盡可能使用消能支架，達(dá)到降低管道實(shí)際負(fù)荷的效果；在熱熔操作中，電熱熔機(jī)的溫度相對(duì)較高，需要使用人員落實(shí)相應(yīng)的防護(hù)措施，避免出現(xiàn)燙傷；倒虹吸雨水系統(tǒng)的雨水斗外壁與混凝土接觸區(qū)域的封堵工作必須重點(diǎn)落實(shí)，防止出現(xiàn)屋面滲漏問(wèn)題。

綜上所述，相比于傳統(tǒng)的氣水混合重力流雨水系統(tǒng)相比，倒虹吸雨水系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)更高、效果更好，因此其施工工藝有著更高的探究與落實(shí)價(jià)值。在明確倒虹吸雨水施工的工藝原理及相應(yīng)系統(tǒng)產(chǎn)生條件的情況下，通過(guò)設(shè)置科學(xué)的施工流程、落實(shí)安裝前的準(zhǔn)備、嚴(yán)格控制虹吸雨水斗與HDPE 管道的安裝質(zhì)量、使用流量法或容積法落實(shí)驗(yàn)收、著重控制施工注意事項(xiàng)，提升了倒虹吸雨水系統(tǒng)的施工質(zhì)量，強(qiáng)化了建筑屋面的排水效果。