虹吸雨水系统施工工艺

虹吸雨水排放系统施工工法

前言

八十年代末到九十年代初，压力流雨水斗、屋面雨水排水系统研究开发成功，近几年压力流雨水的以较快的速度增长，并在各大城市得以安装使用。虹吸式雨水系统是当今国际上较为先进的屋面雨水排放系统，广泛的应用于大型厂房、展览馆、机场、运动场、高层裙房等跨度大、结构复杂的屋面。由于目前的设计更多地考虑建筑物外表的美观、施工简便、增加建筑物的使用面积及使用寿命等因素，传统的重力式雨水系统越来越显得捉襟见肘，满足不了日益进步的设计概念；而取而代之的虹吸式雨水系统，它不仅能解决一些传统重力式雨水系统无法做到的设计难点，而且在节省管材和施工量上，有着传统系统无法比拟的优点。

1、特点

1.1设计特点

1.1.1 虹吸式屋面雨水排放系统排水管道均按满流有压状态设计，因此虹吸排水系统中雨水悬吊管可做到无坡度敷设。同时，当产生出虹吸作用时管道内水流流速很高，因此系统具有较好的自清作用。而重力式排水设计计算不按满流计算，雨水悬吊管的敷设坡度不得小于0.005。

1.1.2 虹吸排水系统中排水管泄流量要远大于重力排水系统中同一管径排水管的泄流量，就是说排除同样的雨水流量，采用虹吸排水系统的排水管管径要小于采用重力排水系统的排水管管径。

1.1.3 虹吸排水系统其实质是一种多斗压力流雨水排水系统。因此埋地管相对重力式排水系统要明显减少。

1.2施工特点：

1.2.1 采用虹吸式雨水系统，立管数量少、土方开挖少，大大减少工程量，缩短工期。 1.2.2虹吸式雨水斗，优异的防腐性能、安装时无需做防腐处理，采用独特机械固定方式（类似法兰结构），能彻底解决雨水口的密封问题，屋面预留孔洞小，安装、维护便捷。

1.2.3 由于高密度聚乙烯(HDPE)管具有成本低、质量轻、安装方便等特性，虹吸式雨水系统管道通常采用高密度聚乙烯(HDPE)管,采用高密度聚乙烯（HDPE）管，管道安装快速、需要较少的固定点、无热膨胀、无伸缩节要求、更适合预制安装。

2、适用范围

压力（虹吸）流雨水系统适用于大型会展中心、体育馆、候机楼、飞机库、物流中心、商厦、厂房等大型工业与民用建筑的各种类型屋面的排水。

3、工艺原理

该系统采用特制的雨水斗，配合精确的计算，在设计条件下，充分利用与地面的高差所形成

1

有效作用，水头形成虹吸，使屋面雨水得以快速排泄。虹吸雨水的安装示意图如图3.1所示。

图3-1 虹吸雨水安装示意图

4、工艺流程及操作要点

4.1工艺流程图如图4.1-1所示。

图4.1-1 施工工艺流程图

4.2操作要点 4.2.1施工准备

4.2.1.1技术准备：施工前认真熟悉图纸，做好图纸会审工作，根据施工技术要求和施工验收规范，制定相应的施工方案、工艺标准。施工前对施工人员进行全面的技术交底，其主要内容有：有关的施工技术标准及规范；主要施工技术要求；工艺流程及物料性能、用途等。

4.2.1.2施工现场准备：依据施工图纸测量定位，确定标高，处理管路径上的预留孔洞，预留孔洞尺寸宜较管外径大50-100mm，架空管道顶上部的净空不小于80mm。

4.3雨水斗安装

4.3.1压力流雨水斗安装图：虹吸雨水斗的安装示意图如图4.3-1,4.3-2,4.3-3,4.3-4所示。

图4.3-1

压力流雨水斗安装图

图4.3-2 压力流雨水斗安装图

图4.3-3 压力流雨水斗安装图

图4.3-4压力流雨水斗安装图

4.3.2雨水斗安装要求：

⑴国产雨水斗的安装见国家建筑标准图01S302

⑵设于钢筋混凝土屋面上，檐沟或天沟内的雨水斗应按雨水斗制造厂的要求预留洞。 ⑶设于钢屋面，天沟或檐沟内的雨水斗，可在预制厂预留洞或在安装现场开洞安装。 ⑷钢制雨水斗与钢屋面，天沟或檐沟采用焊接连接时，焊缝应光滑平整，不允许出现断焊现象，表面不应有焊渣，焊疤。

⑸雨水斗安装时使用的密闭膏应为优质产品，并与屋面防水材质相融。 4.3.3雨水斗的布置

⑴依据雨水系统的设计水力状态选用压力式雨水斗大小。 ⑵布置雨水斗的个数应使其排水量大于系统设计流量。 ⑶一个屋面上的雨水斗的个数不少于2个。

⑷DN50的雨水斗可以用于平屋面，DN75以上的雨水斗应设于檐沟或天沟内。

⑸布置雨水斗时，应以沉降缝和伸缩缝为天沟的分界线，否则应在缝的两侧各设一个雨水斗。 ⑹天沟内布置多个虹吸雨水斗时，天沟不需做坡度。

⑺寒冷地区建筑物的雨水斗宜设在冬季易受室内温度影响的范围内。

⑻雨水斗的布置除按计算决定间距外，还应考虑柱子等结构因素，虹吸式雨水斗小于20m。 ⑼多个雨水斗的排水系统，雨水斗应接在悬吊管上，不可直接与主管相连。 ⑩多个雨水斗的排水系统，雨水斗宜在主管两侧均匀布置。

⑾虹吸式排水系统，同一排水悬吊管上的多个雨水斗宜布置在同一水平面上。 4.3.4雨水不锈钢底座安装

⑴屋面土建施工时，开始安装不锈钢底座。

⑵根据结构板厚度检查底板安装高度，确保底板面与结构楼板面标高一致或最多低于结构楼板面标高5mm。

⑶确保底座面水平，固定底座，确保土建封堵孔洞时不发生偏移。

⑷安装临时封堵，用螺栓固定，确保混凝土砂浆不能进入雨水口以及将来屋面垃圾不能进入雨水口。

⑸通知土建进行孔洞封堵，注意检查防水卷材不要超过底座排水喇叭口外缘。 ⑹当找平层施工开始时，跟进并配合土建，要求找平层找坡至夹圈外缘。 4.3.5防水压盘、导流隔气板的安装

（1）屋面防水施工完毕后，应及时清楚屋面上的杂物，确认雨水管道通畅后，再安装雨水斗的防水压盘。

（2）当屋面面层施工完成，雨水系统安装完毕通过验收，安装导流隔气板。 4.4 悬吊管安装

(1) 测量放线：放线前先根据图纸定位尺寸核对现场是否与建筑物及其它管线有冲突，再放出直线，在直线上定出安装片的位置。

(2) 安装片安装：水平管安装片不超过2.5米设置一个，立管安装片不超过15倍管径设置一个，具体距离参照管道的固定。安装片装好后要重新拉线检查，如果安装片的中心不在一条直线上，可以通过上面的长形孔作调整。钢结构上可不使用安装片，但支吊点的距离不变。见图4.4-1.

图4.4-1 安装片安装示意图

(3) 安装片固定在承重结构上，管道支吊架应固定在安装片上，固定位置要准确，埋设应牢固，立管及水平管道安装如图4.4-2。

(4) 方形钢导管应沿高密度聚乙烯(HDPE)悬吊管悬挂在建筑承重结构上，高密度聚乙烯(HDPE)悬吊管则宜采用导向管卡和锚固管卡连接在方形钢导管上。支吊架及管道安装如图4.4-2。

图4.4-2 管道安装示意图

：导向管卡

图4.4-3支吊架及管道安装图

(5) 方形钢导管悬挂点间距和导向管卡、锚固管卡设置间距要符合表1要求：

高密度聚乙烯(HDPE)管的连接

(1) 热熔对焊连接：对焊连接是一种最简单的管件连接方法，所有管径从32mm到315mm的管道均可以用这种办法进行连接。它为整个系统的预制安装提供了许多方便有利的前提条件，HDPE管材用此方法焊接时不需其它部件。

(2) 无论预制安装是在现场或是在车间里，在各种环境下都用此焊接法，而完成一个完美的焊接过程所需要的条件：保持焊接部位、管道及电热板的清洁度正确的焊接温度；焊接连接过程中施加相应的力；焊接切断面必须是垂直90度，必须通过刨刀刨平。

(3) 对于32mm到75mm的管道采用手动焊接的操作方式，手动焊接采用便携式电焊板操作。操作步骤如下：保持焊板清洁，检查焊板温度，在绿灯亮之前不要进行焊接（图4.5-1）；一开始，用力把管道焊接面顶在焊接板上，然后放松的握住管道。仔细观察整个焊接熔化过程（图4.5-2）；当焊接面凸出的大小与要求相关产品相符时，同时取下两边的焊接管道，并迅速把焊接面用力碰拢，慢慢的加压直到要求的压力（图4.5-3）。用力压住管道，保持大约30秒，直到管道焊接接缝处冷却。不允许用冷水或者其它冷的物体加速冷却管道。如土4.5-1,4.5-2,4.5-3。

图 4.5-1 图 4.5-2 图 4.5-3

(4) 对于直径40mm到315mm的管道采用电动对焊接法，热熔对焊的操作在地面进行，一般在预制阶段使用。操作步骤如下：把相应的管件固定在管道箍紧装置上成一直线（图4.5-4）；把管件小心的顶在切割盘上，切割管端直到把管端完全平直、干净为止。把两个管件合拢，观察切割面是否正确（图4.5-5）；用焊接片熔焊管端 (绿灯亮)直到焊接面凸出处达到相应的要求大小(取决于管径的大小) （图4.5-6）；把两管件按要求的焊接压力(参见刻度)仔细地碰拢。在焊接处完全冷却前，不要松开锁扣把手。（大约40秒）（图4.5-7）。

图4.5-4 图

4.5-5

图 4.5-6 图4.5-7

(5) 对焊焊接容许的厚度几乎和管道的壁厚差不多，参照表2的规定。

表2对焊容许厚度

不合格的要锯开重焊。

图 4.5-8

(7) 高密度聚乙烯(HDPE)管也可以采用电焊管箍（图4.5-9）连接，操作步骤如下：把管道及配件嵌入管箍连接件内（图4.5-10）；接通电

图4.5-9 电焊管箍

焊机，开始焊接过程（图4.5-11）；当《END》信号显示灯亮起时，切断电熔焊机，热量显示器会从白色转为黑色（图4.5-12）；考虑外观起见，安装结束以后，可去除Ø40-160mm的电焊管箍连接件上的电源连接插孔（图4.5-13）。

图 4.5-12

图 4.5-13

图 4.5-10

图 4.5-11

(6) 悬吊系统如图4.5-14的示，在悬吊管上每间隔≤5米设置一个固定管卡，此点与悬吊梁固定，为不可移动的。因为HDPE管具有膨胀系数较大，但膨胀应力小的特性，所以固定支（吊）架的设置将整段悬吊管的膨胀变形分解到各固定支（吊）架之间，变形无法目测察觉，起到美观作用，膨胀应力由固定支（吊）架传递到悬吊梁上被消解，对建筑的结构本体不会造成影响，同样悬吊管的振动也通过支（吊）架传递到悬吊梁上，利用悬吊梁的刚性消解，限制HDPE管的振动。

5

1 管卡 2 方形钢导管 3 方形钢管骑形卡

4 方形钢导管联接件 5 连接管卡与方型钢导管的角钢

图4.5-14支吊架固定安装

表3 方形导管尺寸表

系统能够保证管道不下垂，不产生水流阻塞，防晃，抗震，并固定于本体结构柱墙或顶板上。

(8) 高密度聚乙烯（HDPE）悬吊管的锚固管卡宜安装在管道的端部和末端，以及Y型支管的每个方向上，2个锚固管卡之间的距离不应大于5m。当雨水斗与立管之间的悬吊管长度超过1m时，应安装带有锚固管卡的固定件。

(9) 当管径小于250mm时：每个Y型接口需要一个锚固管卡，在最大管径的管道上，当两个Y型接口间距超过5米，需要增加锚固管卡，保证相邻两个锚固管卡间距不大于5米。最后一个雨水斗处及水平管接至立管需要有锚固管卡。锚固管卡采用专用电焊圈(图4.5-15)，200 毫米管径的管道的固定点需要双法兰衬管（图4.5-16）。如果方钢间断，需要安装两个锚固管卡。每2.5米需要有一个连接房顶和墙面的连接件。

(10)

管径 ≥ 250 mm时：锚固管卡由一组配件组成，315mm管径的每个固定点需要两

图4.5-15锚固管卡

图4.5-16锚固管卡

个锚固管卡组成（图4.5-17）。 每个

Y型接口需要一个锚固管卡，在最大管径的管道上，当两个Y型接口间距超过5米，需要增加锚固管卡，保证相邻两个锚固管卡间距不大于5米。最后一个雨水斗处及水平管接至立管需要有锚固管卡。每隔 2.5 m必需与屋面或墙面固定。方形导轨不能被切断，否则需要2

的锚固管卡固定。

图4.5-17 管径250mm以上水平管的固定

Ø 250:

Ø 315:

20cm

(11) 如果坚固方钢导轨与天花板的距离超过50CM，必须每隔10M和方向改变的地方做

防止水平位移的措施。

(12)

连接管与悬吊管的连接采用45三通。悬吊管与立管的连接采用2个45弯头或R

不小于4D的90弯头。 4.6 立管安装

(1) 高密度聚乙烯(HDPE)管立管固定卡间距不应大于5m，导向管卡间距不应大于15倍管径，立管到达混凝土路面之前必须有一个固定点。

(2) 每个Y型三通都需要1个紧固点，对于大的管径，当2个Y型三通之间的距离超过3M时，我们必须增加紧固点至少使2个紧固点不能相距超过3m。末端的雨水斗和水平管（悬吊管）接入立管的地方必须有紧固点。紧固点使用电焊管箍连接件，直径为200MM的紧固点使用双法兰衬管。

图4.6-1 HDPE管垂直固定安装

(3) 管径超过125mm（含125mm）的，每隔0.8m需要一个紧固点，超过160mm的每隔1.2m需要一个紧固点。

(4) 立管与排出管的连接应采用采用2个45弯头或R不小于4D的90弯头。

(5) 高密度聚乙烯(HDPE)管道穿过墙壁、楼板或有防火要求的部位时，应按设计要求设置阻火圈、防火胶带或防火套管。

(6) 雨水管穿过墙壁和楼板时，应设置金属或塑料套管。楼板内的套管，其顶部应高出装饰地面20mm，底部与楼板地面齐平。墙壁内的套管，其两端应与饰面齐平。套管与管道之间的缝隙应采用阻燃密实材料填实。 4.7埋地管安装（图4.7-1）

(1) 雨水管应按照设计要求设置检查口，检查口中心距地面1.0m。采用高密度聚乙烯(HDPE)管，检查口的最大设置间距不宜大于30mm。

图 4.7-1 埋地管的安装

(2) 开挖埋地管沟槽，一次成形，不超挖，不支模。安装埋地管及打10cm厚混凝土垫层，由于HDPE管良好的抗化学性及抗腐蚀性，埋地管不做防腐处理。

(3) 对于埋地较深的埋地管（覆土厚度大于70cm）直接回填分层夯实；埋地浅的管段则改用360度偎管保护。

(4) 埋地管的埋设深度要考虑冰冻和外部荷载的影响。

(5) 埋地雨水管穿入检查井时，与井壁接触的管端部位应涂刷两道粘结剂，并滚上粗砂，然后用水泥砂浆砌入，防止漏水。 4.8 溢流口的设置

(1) 虹吸式屋面雨水排水系统应设置溢流口或溢流系统(图4.8-1)。虹吸式屋面雨水排水系统和溢流系统的排水总能力，不宜小于设计重现期为50年，降雨历时5min的设计与水量。

保温棉

MR-24 PANEL

屋屋面内溢流管

流管

流管)

SECTION-A

图4.8-1 溢流口设置

(2) 溢流口或溢流装置的设置高度应根据建筑物面允许的最高溢流水位等因素确定。最高溢流水位应低于建筑物面允许的最大积水面积。

(3) 溢流口或溢流系统应设置在溢流时雨水能通畅流达的场所 4.9 系统密闭性试验

(1) 堵住所有雨水斗，向屋顶或天沟灌水。水位应淹没雨水斗，持续1h后，雨水斗周围屋面应无渗漏现象。

(2) 安装在室内的雨水管道，应根据管材和建筑高度选择整段方式或分段方式进行灌水试验，灌水高度必须达到每根立管上部雨水斗。灌水试验持续1h后，管道及其所有连接应无渗水现象。 4.10灌水试验

由雨水斗灌水，排尽空气后灌水高度至雨水斗。15min后水面下降，再灌满水，1小时液面不降，检查管道连接口无渗漏，试验成功。

5.材料

5.1符合设计和工艺要求的HDPE（高密度聚乙烯）管材，配料及其他辅料均具备完整的质量证明文件。

5.2管材与配件的外观质量应符合下列规定：

5.2.1管材与配件的颜色应一致，无色泽不均匀及分解变色线。

5.2.2管材与配件的内外壁应光滑、平整、无气泡、裂口、裂纹、蜕皮和严重的冷斑及明显的痕纹、凹陷。

5.2.3管材轴向不得有异向的弯曲，其直线度偏差应不大于1%，材料端口必须平整，并垂直于轴线。

5.2.4管件应完整，无缺损、变形、接口平整、无裂缝。

5.2.5管件的壁厚应与管材的壁厚想匹配，不得使用有损坏迹象的材料。 5.3虹吸式雨水固定系统及各组件规格和功能见表4：

5.4必须选用镀锌方钢，规格为dxwxwxl=2.0mmx30m 5.5雨水斗

5.5.1 雨水斗的材质：铸铁（YT）、铸铝（YL）、不锈钢（YG）

5.5.2压力流雨水斗的外形规格见图5.5-1

：

图5.5-1 压力流雨水斗外形图

5.5.3 雨水斗的类型见图5.5-2：

图5.5-2 压力雨水斗的类型实物图

5.5.4雨水斗的使用：

雨水斗适用于各种类型屋面，可以与屋面焊接、铆接、粘接、压板螺栓连接等。具体安装见国家标准图集。

为了保证寒冷地区雨水斗融冰需要，可以使用有加热型雨水斗YG80B-II、YG100B-II以满足工程要求。

6.机具设备

表4

7.1劳动组织见表5

表5 劳动组织表

7.2.1安全防护要点：防触电、防烫伤及用火安全，防高空坠落和物体打击。 7.2.2施工中应根据具体情况制定相应的安全防护措施。

8.质量要求

8.1按《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001

《建筑给水、排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242-2002规范的标准要求进行施工。 8.2管道系统的坐标及标高的允许偏差应符合下表规定：

表7

8.4 管道穿墙或楼板的处理

8.4.1 HDPE管道在穿越外墙时（出户管）必须加防水套管。套管尺寸大于出户管径1-2号，如出户管为不大于Φ200，则使用Φ250套管，防水套管的安装可参见国家标准图籍S312P33做法。 8.4.2 HDPE管道在穿越混凝土或砖内墙及楼板时，应预留洞或套管，雨水斗尾管穿过的屋面不能使用套管，整套系统不得安装伸缩节，因系统承压。 8.4.3管道支架最大允许间距可按表8执行

表8 管道支架最大允许间距

(1)在系统管路中，管路转弯的位置以及出现三通的位置，应在管道配件的两端加设管道支架。如图8.4-1所示：

图8.4-1管道配件的两端加设管道支架示意图

(2)建筑物楼层9层以上的高层建筑，虹吸雨水立管底部如有开阔空间，立管底部转弯处应安装加固支撑装置，加固装置要用槽钢或角铁在现场加工制作。具体制作尺寸及固定方式视现场空间尺寸而定，如图8.4-2所示。

图8.4-2立管底部转弯处安装加固支撑装置示意图

(3)管道尽量避免穿过结构伸缩缝、抗震缝及沉降缝敷设，如必须穿过时，应根据情况采取下列保护措施：

①在过管的结构墙体处预留距管道外壁或管道保温层外壁（如有）不小于150mm的净空，见图

8.4-3。

图8.4-3管道穿墙留空示意图

②在水平跨越结构楼板伸缩缝、抗震缝及沉降缝时，在相应位置采用45°“

”形弯，设计时

要考虑。见图8.4-4。

图8.4-4管道水平跨越结构楼板缝隙时45°“ “”形弯

(4)管道及管道支墩（座），严禁敷设在冻土和未经处理的松土上。

(5)管道穿过墙体和结构板时，应设置金属或塑料套管。安装在结构 楼板内的套管，其套管顶部应高出地台完成面20mm，底部应与楼板底面相平；安装在卫生间及厨房内的套管，其套管顶部应高出地台完成面50mm，底部应与楼板底面相平；安装在墙体内的套管其套管两端应与墙体饰面相平。管道接口不得设置在套管内。如图8.4-5及8.4-6所示：

图8.4-5结构楼板套管做法 图8.4-6 墙体套管做法

是管道与套管以及结构开孔尺寸的对应列表见表9：

表9 管道与套管以及结构开孔尺寸的对应列表

(6)HDPE雨水管承压管，其压力级别的选用通常有0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa、1.25MPa及1.6MPa的管材，选用那个级别的管材应对应系统高度而定，系统灌水水密性试验的静水压不得大于管材的压力级别。这是管材及配件订购时必须注意的。

(7)虹吸式雨水系统的水平集水管必须水平安装。（除设计有特殊说明需要找坡外） (8)虹吸式雨水系统不应设置检查口。（除设计特别指定加设外）

(9)虹吸式雨水系统的管路施工，必须严格按照系统施工图进行，如有修改，必须要有设计变更洽商或技术部的正式修改图。

(10)屋面土建施工，必须严格按照即通虹吸雨水系统屋面雨水平面布置施工图进行，其雨水分区线、分水领线、屋面找坡方向以及重力流汇水位置等应严格按照平面图进行。 (11)最终安装完成的即通虹吸式雨水斗必须是各组件齐全，缺一不可。 (12)虹吸式雨水系统的管件配置必须遵行下原则见图8.4-7：

图8.4-7 虹吸式雨水系统的管件配置原则

(13)隐藏或埋地的雨水管道在隐藏前必须做灌水试验，其灌水高度不低于距地面高度1.0m。 (14)系统管路安装完成后应做灌水试验，其灌水高度必须到每根立管上部的雨水斗。超高层建筑要根据现场协调做分段灌水试验。

(15)由室内通向室外雨水检查井的雨水管，井内引入管应高于排出管或两管顶相平，并在管口安装45°弯头口向井底。

9.效益分析

以下北京奔驰项目来测算对比一下传统重力式雨水系统与虹吸雨水系统的投资价格。北京奔驰项目主要单位工程屋面总面积5万平方米，采用传统重力式雨水系统，需250个左右雨水斗（79型100mm落水管），采用单斗排放立管需250根，相应的雨水窨井也多；而虹吸雨水系统则只需25根立管就可解决整个屋面的排水，且雨水窨井也只需要25个，因此，从整个土建和设备上来看，虹吸雨水系统可以节省不少投资；另外，由于立管数少，虹吸雨水系统更可增加建筑物的实际使用面积，表10是传统式重力系统和虹吸雨水系统的详细比较清单：

表10 传统式重力系统和虹吸雨水系统比较清单

集雨水，为实施城市雨水回收利用提供了便利条件，取得了良好的经济效益和社会效益。

10.应用实例

北京吉普汽车有限公司增资生产奔驰轿车项目、北京国际鞋帽交易中心项目中使用了该工艺。北京吉普汽车有限公司增资生产奔驰轿车项目最大单体工程联合厂房建筑面积5万平米，厂房区屋面面积45000m，办公楼面积3700m；北京国际鞋帽交易中心建筑面积14万平米，屋面排水面积1万平米。这两个项目应用虹吸式屋面雨水排水系统是既增强了系统的使用功能又非常经济划算，重力式系统大量的雨水悬吊管在机电安装空间内敷设需要安装坡度，这样既浪费了安装空间又增加了机电综合协调布线的难度；而雨水立管和出户管以及雨水检查井多，既增加了工程量又浪费了宝贵的建筑使用空间，而且采用虹吸式雨水系统，大大减少的立管所占用的建筑实用面积，其价值已远远超过雨水系统的工程造价。

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