超高层雨水管道施工浅谈

邱洋 张拓 邹鹏程 周致成 吕建军 姜荣成

摘    要：随着我国社会经济的快速发展，世界经济主体向我国的转移，新建超高层写字楼、酒店等物业数量的增多，随之而来许多新问题应运而生，其中超高层雨水管道施工就是一个，而且近年各地暴雨时有发生，对高层建筑雨水施工又是一种挑战，在施工当中既要考虑到雨水排放安全性，又要考虑到雨水排放的高效性。下面我结合我所在的沈阳华强城市金廊广场一期工程，谈一下个人的一些观点，不足之处还望共同学习交流。

关键词：超高层;雨水管道;施工

1  工程概况及雨水系统基本概况

沈阳华强城市金廊一期工程，位于辽宁省沈阳市沈河区青年大街南侧，总建筑面积14万平方米，其中1#楼建筑高度为299.8m，2#楼建筑高度为189.5m，3#楼建筑高度为189.5m，这三栋楼均属于超高层建筑。

本工程雨水系统均采用重力流，雨水管道材质选用机制铸铁排水管，连接方式为加强型卡箍连接，屋面雨水斗采用87式铸铁雨水斗，屋面雨水重现期设计为10年，1#楼雨水直接排放，2、3#楼雨水在六层汇总后，再通过六层立管分别排放。

2  雨水系统理论研讨、材料选择

2.1  屋面雨水设计重现期

由于降雨不可人为控制，雨水系统设计不安全对建筑尤其是超高层建筑的损害非常大，因此超高层建筑屋面雨水设计重现期的取值应慎重。《建筑给水排水设计规范》4.9.5条规定，重要公共建筑屋面雨水排水设计重现期不宜小于10年。本工程设计正好为10年，符合规范要求。本项目为住宅工程，如果是共建或者重点工程重现期应适当取高，应为50年或者100年。

2.2  雨水系统、雨水斗的选择

本工程雨水排放选用的是重力流，主要原因如下：在水力学中，管道内水的流动分为三种状态无压流太有压力，和处于二者之间的过渡流态。过渡流态在某些情况下可表现为伴有压流状态。虹吸式屋面雨水系统，利用特殊的雨水斗进行汽水分离，使管道内充满水，充分利用屋面的雨水与地面的落差势能，在管道内产生局部真空，从而引发虹吸现象。同样屋面的条件下所需的管道及雨水斗管径小，数量少，节省空间，但系统造价高，适用于建筑面积大的屋面，而超高层屋面面积相对较小，且屋面高水，头较大，虹吸雨水流速过大，对支架和管道造成的冲击大，因此超高层屋面不易采用虹吸雨水系统。

本项目雨水斗选用我们通常用的87型雨水斗，材质为铸铁，这种雨水斗可用于半有压雨水系统，具有良好的排水性，排水时掺气量小，根据施工经验及实验分析可知，87型雨水斗的进水流量随斗前水位上升而迅速增大。当水位上升到100mm左右时，进水量就不再增加，管道中的水流状态也从无压流变为有压流。由于87型雨水斗已经经历全国20余年的工程运行，设计安装简单，性能安全可靠，价格不高，超高层屋面一般都选用此系统，本项目也是如此。

2.3  管道材质

极端情况下雨水管道可能全管满流，雨水立管底部承受相当于超高层建筑屋面至立管底部高度的静水压，若管道承压能力不足会导致水管爆管或吸瘪。因此规范规定，雨水管道应采用钢管，不锈钢管，承压塑料管等，其管材和接口的工作压力应大于建筑物高度产生的静水压，本工程3栋楼高度分别为299.8m、189.5m、189.5m，理论上静水压力为3.0MPa、2.0MPa、2.0MPa。无缝钢管、镀锌钢管，铸铁管道均可满足此压力要求，但由于本工程主要功能为住宅，考虑到经济方面的原因，铸铁管道单价最为便宜，安装方式也较为便捷，且铸铁管道相比另外俩种材质，更耐腐蚀，更符合建筑持续发展要求。所以铸铁管道为本项目最好的选择。

3  超高层雨水系统消能措施

通过计算复核雨水势能及消能促使的能量消耗除量，根据建筑物设备层设置，合理选取消能措施及设置消能措施安装位置，保证系统安全、高效运行;本工程主要目的是利用管道在机电层时，管道进行转位和增设消能弯头，从而达到消能的目的。

管道在机电层进行管道转位及弯头布置如1图所示。

消能措施施工注意事项：（1）管道在换位时，不需注意管道坡度，不得行成倒坡。（2）管道换位或者安装消能弯头时，必须有安装可靠的支架进行支撑，防止因之架不能满足支撑要求而导致管道脱落或损坏。（3）在雨水管道的消能弯头、乙字弯其上部设置检查口（4）柔性接口机制排水铸铁管道的清扫口应为椭圆形清扫盖掩设计，清扫盖掩应用橡胶垫圈密封，同时并最少用俩个青铜螺栓固定。（5）其他管道的清扫口按原厂配件配置，无原厂配件，可用三通口代替。（6）清扫口设置在楼板或地坪上的需与地面向平，也可用带清扫口的弯头配件或在排水管道前设置丝堵代替清扫口。

4  超高层雨水管道支架

由于楼层高，雨水对竖向转弯处冲击较大，综合各种情况，本工程分别在12层、27层、42层雨水竖向管道设置立管固定支架，支架材质为12#槽钢，地面预埋鋼板生根，10#膨胀螺栓固定。在6层雨水水平管道设置联合支架。支架材质为12#槽钢，主体预留预埋时，在梁或顶板上预埋钢板生根，12#膨胀螺栓固定。管道与支架用抱卡固定，管道套管之间垫橡胶垫，橡胶垫有两个作用，其一起到减震的作用，缓解雨水水量过大造成管道的震动，及震动产生的噪音，其二防止铸铁管道与型钢之间的电化学腐蚀。

5  结束语

暴雨或特大暴雨时，对雨水管道安全、有效的排水要求极高，如果设计或施工中出现差错，暴雨将对人员、建筑及人民财产造成严重的危害，因此系统性未知预测并解决雨水系统的各个薄弱的环节，才能防患于未然。本工程采取了相应的措施，成功的解决了雨水施工中一系列的难题，并总结出了大量工程施工优化经验，实现了本工程质量、安全、进度的所有目标。但现行规范对于超高层雨水施工仍然较少，对于超高层雨水系统运转记录也不完善，还需在以后的项目中进一步探讨研究。