王荔川 李正森 李勝任 周堅(jiān) 何東東 彭德坤

【摘要】覆土頂板虹吸排水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了建筑集排水、防水、蓄水、凈水一體化的功能，是發(fā)展海綿城市的重要環(huán)節(jié)。文章基于成都天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)航站區(qū)施工項(xiàng)目地下室覆土頂板為例，介紹了覆土頂板虹吸排水系統(tǒng)的施工技術(shù)，為虹吸排水技術(shù)的推廣應(yīng)用提供了參考。

【關(guān)鍵詞】海綿城市;虹吸排水系統(tǒng);頂板排水

【中圖分類(lèi)號(hào)】 TU992.21????????? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】 A

隨著人們對(duì)居住環(huán)境要求的提高，海綿城市建設(shè)理念引入建設(shè)領(lǐng)域，覆土頂板虹吸排水系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了無(wú)坡度、有序化的排水效果，通過(guò)對(duì)雨水的收集、過(guò)濾，實(shí)現(xiàn)雨水的重復(fù)利用，對(duì)現(xiàn)代建筑在集排水、防水、蓄水、凈水一體化方面起到了重要作用。覆土頂板虹吸排水系統(tǒng)是在頂板防水層與覆土之間鋪設(shè)一層高分子排水異型片、專(zhuān)用排水槽、排水管等，利用虹吸機(jī)理，將頂板覆土中的多余水分排除，有效的解決了覆土中的積水問(wèn)題，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了雨水重復(fù)利用。

1項(xiàng)目概況

成都天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)航站區(qū)施工項(xiàng)目的覆土頂板虹吸排水系統(tǒng)做法：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)頂板＋防水層（1.5 mm厚非固化橡膠瀝青防水涂料＋4 mm厚聚酯胎sBs改性瀝青防水卷材）＋虹吸排水系統(tǒng)（PED14高分子防護(hù)排水異型片＋虹吸排水槽）＋覆土（種植土/景觀鋪裝）。

2優(yōu)勢(shì)分析

傳統(tǒng)覆土頂板排水采用被動(dòng)排水，在降水量大的區(qū)域，往往會(huì)因?yàn)榕潘蛔?，易造成覆土層大面積積水，長(zhǎng)期積水不僅會(huì)造成種植層植物爛根甚至死亡，也會(huì)對(duì)防水層產(chǎn)生侵蝕，縮短防水層的壽命。虹吸排水系統(tǒng)利用虹吸原理可以實(shí)現(xiàn)無(wú)坡度、有序、快速排除覆土層內(nèi)的積水（圖1），相較于傳統(tǒng)排水方式有很多優(yōu)點(diǎn)。

2.1無(wú)坡度、有組織排水

覆土頂板虹吸排水系統(tǒng)是基于虹吸原理，直接在已施工的防水平面上鋪設(shè)高分子排水異型片，虹吸力不僅可將異型片內(nèi)的積水排除，還能將覆土層中多余的積水抽出，通過(guò)在排水異型片中有規(guī)則的設(shè)置排水槽，可將積水有組織地歸集到觀察井、集水井中，以便二次利用。

2.2減少了隔離層、排水層、濾水層等傳統(tǒng)做法，簡(jiǎn)化施工工序

傳統(tǒng)排水做法為建筑頂板＋找坡層＋找平層＋防水層＋隔離層＋細(xì)石混凝土保護(hù)層＋卵石排水層＋過(guò)濾層＋覆土層，而覆土頂板虹吸排水系統(tǒng)中的虹吸排水層便能實(shí)現(xiàn)濾水、集水、排水等功能，大大減少了施工工程量，簡(jiǎn)化了施工工序（圖2）。

2.3可兼做防水保護(hù)層

高分子防護(hù)排水異型片具有較高的韌性、抗沖擊性、抗壓性，其本身就是柔性保護(hù)層，粘貼于防水層上可替代細(xì)石混凝土防水保護(hù)層。本項(xiàng)目覆土頂板設(shè)計(jì)做法充分考慮的該特性，取消了防水保護(hù)層，取而代之是將高分子防護(hù)排水異型片直接粘貼在防水層上。

2.4排水迅速，減少荷載，延長(zhǎng)建筑物壽命

虹吸是一種流體力學(xué)現(xiàn)象，虹吸系統(tǒng)內(nèi)高點(diǎn)液體最初是在重力作用下往低處移動(dòng)，液體移動(dòng)過(guò)程中在系統(tǒng)內(nèi)形成真空，在真空吸力下，高位液體被加速吸進(jìn)最高點(diǎn)持續(xù)往低處移動(dòng)。覆土頂板虹吸系統(tǒng)就是利用以上遠(yuǎn)離，在覆土內(nèi)的積水充滿(mǎn)排水異型片后通過(guò)虹吸槽往低處流動(dòng)的過(guò)程中產(chǎn)生的真空，將積水牽引沿著排水路線迅速流動(dòng)，并最終流向集水井內(nèi)。相較于傳統(tǒng)找坡的重力式排水，在虹吸力引流下積水排出更迅速，縮短了積水在覆土內(nèi)停留的時(shí)間，減少了長(zhǎng)期積水對(duì)建筑物的侵蝕，延長(zhǎng)了建筑物壽命。

2.5隔水、透氣

高分子防護(hù)排水異型片本身就是不透水材料，將其滿(mǎn)粘于頂板上也能充當(dāng)一層隔水層。另外，在非雨季沒(méi)有積水的時(shí)間段，排水異型片相當(dāng)于一道架空層，其內(nèi)部充盈的空氣并通過(guò)觀察井與大氣相連，具有很好的透氣效果。

2.6可呼吸的排水系統(tǒng)

虹吸排水系統(tǒng)又被成為"可呼吸的排水系統(tǒng)"，可呼吸性主要體現(xiàn)在2個(gè)方面：

一方面是由于其高效的排水性，能迅速將異型片內(nèi)及覆土內(nèi)的積水排出，防止了積水長(zhǎng)時(shí)間對(duì)植物根部的浸泡;另一方面是體現(xiàn)在其透氣性，外界空氣通過(guò)觀察井、異型片可以直接與覆土下部完成空氣交換，也能使植物根部達(dá)到自由呼吸的效果。保護(hù)覆土植被，達(dá)到"固碳減排"。

虹吸排水系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)防水、排水、雨水回收利用三重功能，符合綠色建筑和海綿城市建設(shè)要求，是城市重要的"海綿體"，是城市會(huì)呼吸的"肺"[1]。

2.7綠色環(huán)保

虹吸排水系統(tǒng)通過(guò)對(duì)覆土內(nèi)積水（雨水）迅速、高效引流、收集，然后在末端設(shè)置雨水回收、處理設(shè)備，可將收集的雨水二次利用（綠化灌溉、車(chē)輛沖洗、消防用水等），在節(jié)水方面起到較大的效果。

2.8節(jié)省工期、節(jié)約成本

虹吸排水相較于傳統(tǒng)排水少了找坡、防水保護(hù)層、濾水層等工序，工序的減少直接縮短了施工工期，也降低施工成本。

3適用范圍

覆土頂板虹吸排水系統(tǒng)適用于海綿城市屋面綠化、車(chē)庫(kù)地下室頂板排水及大型公共建筑室外總坪排水等覆土頂板的雨水排放及回收系統(tǒng)的工程施工。

4工藝原理

覆土頂板虹吸排水系統(tǒng)是在防水層上鋪貼高分子防護(hù)排水異型片和虹吸專(zhuān)用排水槽，雨水通過(guò)土壤往下滲人，雨水在充滿(mǎn)高分子防護(hù)排水異型片后匯集至虹吸排水槽，沿著排水槽流入觀察井、集水井內(nèi)，在其流動(dòng)的過(guò)程中產(chǎn)生的真空形成虹吸效應(yīng)，在真空力的作用下進(jìn)而將覆土內(nèi)、異型片和排水槽內(nèi)的水不斷吸人觀察井，經(jīng)觀察井排入雨水收集系統(tǒng)內(nèi)，從而形成主動(dòng)的有序地排水[2]。

5施工流程及操作要點(diǎn)

施工流程見(jiàn)圖3。

5.1施工準(zhǔn)備

（1）圖紙深化。原設(shè)計(jì)圖紙對(duì)設(shè)計(jì)虹吸排水僅做的初步設(shè)計(jì)，施工前必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，結(jié)合原設(shè)計(jì)要求做虹吸排水系統(tǒng)的專(zhuān)項(xiàng)深化，圖紙深化工作在施工前1個(gè)月完成并通過(guò)原設(shè)計(jì)審批。

（2）施工前組織施工技術(shù)人員熟悉施工現(xiàn)場(chǎng)和圖紙，明確技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和工藝流程，并做好崗前培訓(xùn)工作。

（3）完成方案編審工作，提前落實(shí)材料、勞動(dòng)力，根據(jù)工程進(jìn)度適時(shí)組織施工隊(duì)伍進(jìn)場(chǎng)。

（4）根據(jù)施工安排，提出主要材料計(jì)劃及進(jìn)場(chǎng)時(shí)間。

（5）樣板段施工。在正式施工前14天，在現(xiàn)場(chǎng)找一處約200 m2的場(chǎng)地鋪設(shè)虹吸排水樣板段，以確定有關(guān)參數(shù)。對(duì)比樣板段施工與方案的差異，若需對(duì)方案做出修正，則在施工前及時(shí)完成修正工作。

5.2基層清理

（1）清理基層上的建渣、垃圾等施工障礙物，保證基層的干凈整潔。

（2）檢查頂板防水檢查地下室頂板防水層是否破損、是否存在滲漏風(fēng)險(xiǎn)，條件允許可做一次24 h 的閉水試驗(yàn)，確定無(wú)滲漏。

（3）檢查基層的平整度，對(duì)于表面不平整度超過(guò)10 mm 的區(qū)域進(jìn)行處理，凹陷區(qū)域采用細(xì)石混凝土進(jìn)行填平，凸起區(qū)域采用磨光機(jī)打磨平整。

5.3鋪設(shè)非固化橡膠防水瀝青涂料

（1）在鋪設(shè)防水瀝青涂料前基層表面應(yīng)檢查達(dá)標(biāo)，做到平整、干燥、無(wú)灰塵油污，轉(zhuǎn)角使用水泥砂漿做成45。斜角（高度50 mm）或半徑50 mm的圓角。

（2）專(zhuān)用非固化橡膠防水瀝青涂料涂刷范圍為虹吸槽下部，寬度每邊各超出虹吸槽200 mm為宜。

（3）充分?jǐn)嚢杌鶎犹幚韯?，在合格基層上均勻涂刷基層處理劑，涂刷時(shí)注意控制厚薄均勻，不漏底、不堆積，涂刷總體原則為先高后低，先立面后平面。

（4）待基層處理劑干燥后，將非固化橡膠瀝青防水涂料加熱直至液體狀態(tài)（采用手工刮涂，加熱溫度按照不大于120℃控制）[3]。

（5）將加熱后的非固化橡膠瀝青防水涂料用專(zhuān)用刮涂板均勻的涂刮于基層上，厚度按照設(shè)計(jì)圖紙要求控制在1.5 mm。

5.4安裝虹吸排水槽

（1）按照深化圖紙中標(biāo)注的排水方向定位放線，在現(xiàn)場(chǎng)確定出排水槽的位置。

（2）在涂刷好的專(zhuān)用非固化橡膠防水瀝青涂料基層上粘貼專(zhuān)用雙面自粘防水卷材，卷材寬度與虹吸排水槽基本一致。

（3）撕除自粘卷材覆膜，在自粘卷材上安裝虹吸排水槽。橫縱向?qū)Ｓ门潘郯丛O(shè)計(jì)間距鋪設(shè)于車(chē)庫(kù)頂板上，通過(guò)子母扣合的方式進(jìn)行連接，并將頂板按區(qū)域劃分，便于對(duì)滲透水進(jìn)行有組織地匯集及排放。

5.5鋪9高分子防護(hù)排水異型片

高分子防護(hù)排水異型片自黏土工織物卷材由土工織物粘接在異形片的凸臺(tái)支點(diǎn)上制作而成，具有排水、蓄水、阻根、防水層柔性保護(hù)等功能。卷材四周采用專(zhuān)用雙面自粘防水卷材粘貼密實(shí)，接縫處的粘接寬度為100 mm，確保整體密封防水[3]。

（1）立墻位置，防護(hù)排水異形片自粘土工織物卷材沿立墻上翻，上翻邊緣處鋪寬度約100 mm的專(zhuān)用雙面自粘防水卷材密封，用射釘槍將其固定牢固防止松脫，使用壓條在上口密封壓扣。

（2）立墻、頂板等伸出管道處，在管道上鋪設(shè)寬100 mm 的專(zhuān)用雙面自粘防水卷材，然后粘接高分子防護(hù)排水異形片，其上涂膠水粘貼與管道實(shí)際尺寸相同的土工織物，防止土壤進(jìn)入。

（3）平面凸起的平臺(tái)或臺(tái)階處：在平臺(tái)平面鋪設(shè)高分子防護(hù)排水異形片自粘土工織物卷材時(shí)，按平粘接結(jié)方式進(jìn)行。

（4）高分子防護(hù)排水異型片自粘土工布卷材長(zhǎng)邊與短邊采用專(zhuān)用膠水平縫粘接固定，形成整體的防水保護(hù)。

5.6安裝透氣觀察管

（1）安裝透氣孔：根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及現(xiàn)場(chǎng)在虹吸排水槽的實(shí)際排布情況，合理確定透氣孔位置，在土工布和排水槽上開(kāi)口，把透氣孔安裝到位，用螺絲固定，透氣管底部周邊刷上膠用土工布包裹到位。

（2）根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)鋪設(shè)完塑料虹吸排水槽并在設(shè)計(jì)的位置設(shè)置塑料虹吸排水槽透氣管。

（3）鋪設(shè)的聚酯土工布過(guò)濾層覆蓋虹吸排水槽，土工布采用專(zhuān)用膠水與高分子防護(hù)排水異型片上面的聚酯土工布搭接粘合形成整體的密封過(guò)濾層。

5.7安裝觀察井和頂水井

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?jiān)谥付ㄎ恢冒惭b雨水過(guò)濾觀察井，并將其與安裝于種植頂板的虹吸式排水槽出水口相連，然后再將雨水過(guò)濾觀察井與集水井相連接，可使土壤滲出水經(jīng)觀察井沉淀后流入集水井。集水井大小應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)啬昶骄涤炅?、匯水面積綜合因素通過(guò)計(jì)算確定。

5.8安裝虹吸排水管

在頂板部位全部鋪設(shè)完成后，根據(jù)深化設(shè)計(jì)圖紙以及現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，確定出水口的具體位置。排水管道正式安裝前需要將其臨時(shí)固定安裝位置，然后經(jīng)過(guò)預(yù)裝拼裝，對(duì)管道的位置、高程、排水坡度等做詳細(xì)調(diào)整，經(jīng)過(guò)調(diào)整、校正后的管道方可使用膠粘劑做最終的固定。臨時(shí)固定的支撐/吊桿需要等粘接劑固化形成強(qiáng)度后方可拆除。

在頂板出口位置處將虹吸管連接專(zhuān)用排水槽，并用專(zhuān)用膠密閉，虹吸管另一側(cè)連接沉淀觀察井。根據(jù)設(shè)計(jì)要求雨水過(guò)濾沉淀井出水口位置的排水管與雨水調(diào)蓄池或雨水排水管網(wǎng)相連接。

5.9設(shè)板覆土（土方回填）

虹吸排水系統(tǒng)鋪設(shè)完成后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行回填土施工，為了預(yù)防土方運(yùn)輸車(chē)輛對(duì)已完成的虹吸排水系統(tǒng)造成損壞，覆土頂板土方回填方向應(yīng)由四周向中心回填，局部區(qū)域也可從一側(cè)向另一側(cè)滾動(dòng)回填。第一層回填土厚度應(yīng)大于等于500 mm，對(duì)于松散的土方可稍微加厚填筑厚度，確保夯實(shí)后的回填土上能行駛車(chē)輛。

（1）第一層回填500 mm厚細(xì)土，主要施工機(jī)械有自卸車(chē)、推土機(jī)、壓路機(jī)，自卸車(chē)將回填土運(yùn)到指定的填筑區(qū)域堆放，然后推土機(jī)把堆放的土推送攤鋪開(kāi)，最后用壓路機(jī)將松散的土碾壓密實(shí)。

（2）第二層回填作業(yè)是在已完成的第一層土方基礎(chǔ)上施工，同樣使用自卸車(chē)、推土機(jī)、壓路機(jī)配合按照第一層土的施工方式完成第二層土的運(yùn)輸、攤鋪、碾壓。

（3）虹吸透氣觀察管、集水井等特殊的部位應(yīng)使用人工回填、人工夯實(shí)，注意成品保護(hù)。

（4）頂板覆土完成后，經(jīng)檢查合格后進(jìn)行景觀綠化施工。

6結(jié)束語(yǔ)

覆土頂板虹吸排水作為新型的排水技術(shù)，具有排水快、排水效率高的特點(diǎn)，僅從使用功能方面就遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于傳統(tǒng)排水，是目前較為推行的一種排水做法。該系統(tǒng)的可呼吸性、節(jié)能節(jié)材、綠色環(huán)保、對(duì)雨水有組織回收利用等特性在"海綿城市"中扮演著重要角色具，有著廣闊的發(fā)展空間及應(yīng)用前景。此外，虹吸排水系統(tǒng)替代了傳統(tǒng)排水系統(tǒng)的防水保護(hù)層、頂板濾水排水層等，不僅降低了工程造價(jià)也加快了施工進(jìn)度。本文就理論與實(shí)踐結(jié)合描述了覆土頂板虹吸排水系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)、適用范圍、工藝原理、流程及操作要點(diǎn)，為虹吸排水系統(tǒng)在工程中的應(yīng)用提供參考。

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