虹吸渗排水防护回用系统在车库顶板中的应用

李中雷

（山西三建集团有限公司，山西 长治 046000）

0 引言

种植屋面渗漏问题一直是建筑施工领域难以解决的通病，且设计方案多为传统工艺，排水方式主要为过滤层、蓄水层、找坡层、隔离层等工序，传统施工工序多、复杂，施工周期长；材料主要有鹅卵石、碎石、排水板等，材料多样化、备料速度慢，人工成本、材料费高；无组织、无规则排水、不易收集，顶板水压高、极易造成漏渗水现象，后期维修率高；植物根系泡水、缺水死亡等众多问题。影响工程质量、降低了工程的使用寿命。

为了解决屋面渗漏问题，避免渗漏后期反复修补，缩短工期，降低成本，项目通过考察研究、多方论证、决定通过利用虹吸渗排水防护回用系统，代替传统施工做法，升级工艺，实现有组织排水、防排水系统结构简便化、隔水透气、工序、材料减少化、系统装配化，植物生存率高、绿色环保，符合海绵城市绿色节能建筑规范起到渗、滞、蓄、净、用、排的作用。

虹吸渗排水防护回用系统通过高分子防护蓄水异性片收集雨水，将多余的水有组织通过渗排水管、虹吸变径管排至观察井，将收集水二次利用循环的系统，减少顶板渗漏水。它在排水和防水紧密结合形成一体化同时，保持土壤透气性和透水性，保证植物根系正常生长[1]。

1 虹吸渗排水系统工作原理

此系统由渗排水管、高分子防护排水异形片自粘土工布、丙纶土工布、蓄水模块等组成。XHSC渗排水管将车库顶板进行网格型分区，土壤渗入水通过高分子防护蓄水异型片底端两侧透水孔汇集下渗水于渗排水槽内，通过车库周边排水管产生重力，当雨水不断汇入到排水槽形成径流状态，末端虹吸管就会在排水某时段局部形成真空，并自动启动虹吸效应，利用虹吸原理将排水槽中的雨水拉出，水不断被吸入观察井，达到降低顶板水位的目的，将以往的被动排水转变成了现在的主动式排水，使防水和排水形成一体化、实现种植顶板从无组织排水转变成零坡度有组织排水、定向排水。雨水沉淀后经观察井排入收集系统内，待需要时对绿化植物进行浇灌，实现雨水循环利用[2-3]。

2 虹吸渗排水系统的技术优势

（1）本系统可在顶板零坡度状态下利用虹吸原理，主动将顶板积水拉出，解决车库顶板找坡困难的问题，排水效率高，效果好。

（2）本系统整个排水层全密封，排水通道畅通，可以很好的将顶板积水顺利排出，降低顶板水位，在顶板静水压几乎为零的情况下，少量积水不能威胁到顶板防水层，所以本系统能解决车库顶板渗漏难题。

（3）本系统主材产品高分子异防护排水异型片有阻根作用，并能完全隔离土壤，通过良好的施工工艺，本系统可以完全隔离种植层土壤进入排水通道，保持通道永久排水畅通，解决传统构造排水方法1~3年就失效的问题。

（4）本系统对下渗雨水布置了有组织的排放通道，很好的解决海绵城市车库顶板（小海绵）入渗水的排水、滞留、回收再利用的问题。

（5）本系统能减少顶板积水并可以通过透气管对排水层补充氧气，促进植物的生长，解决了原传统构造做法植物容易烂根、死亡的难题。

（6）不需要设置找坡层、保护层、耐根层、隔离层，滤水层，利用排水槽将顶板网格化划分，有组织汇集排放，且大大降低工程造价。

（7）将顶板的水有组织的排出，对防止雨水倒灌到顶板上有着重要的意义。

（8）施工非常方便，能够有效的节省1/2的施工工期。传统排水与虹吸排水对比如表1所示。

表1 传统排水与虹吸排水对比

3 施工工艺

3.1 施工流程

施工流程为：基层清理、验收→涂刷基层处理剂→铺设防水→定位弹线、铺设粘霸→安装虹吸排水槽→铺设高分子异形片→刷胶→铺设土工布→安装观察管和防尘盖→安装虹吸管→安装观察井→安装蓄水模块→验收→回填土。

3.2 施工要点

（1）基层清理、验收：①基层坚实、有足够强度，表面清洁干燥，无浮土、砂粒等污物。②基层表面平整、光滑、无松动，对于残留的砂浆或突起物用铲刀削平，无凹凸不平及起砂现象，基层表面平整度允许偏差为2mm。③阴阳角部位做成50mm圆弧或45°圆角。④混凝土表面裂缝采用防水砂浆修补处理，降低顶板渗漏的质量隐患。⑤基层待建设、监理单位验收合格后，方可进入下一道工序。

（2）涂刷基层处理剂。待基层处理完成后，在基层表面用板刷涂刷一道冷底子油处理剂，保证基层与防水层的粘结力，起到封闭基面的作用。涂刷要均匀一致，愈薄愈好，不得留有空白，干燥2h后进入下一步防水铺贴。

（3）防水卷材铺贴。①大面积铺设前，先在阴阳角、排水和变形集中的细部节点做附加处理。②采用热熔法施工，应将卷材下方空气排空，以免产生空鼓，相邻卷材搭接宽度≥100mm。③卷材搭接部位、接缝、收头处做重点烘烤，必须保证粘接牢固、接缝密封防水效果。

（4）定位弹线、铺设粘霸：①根据设计深化图纸，对粘霸位置用全站仪进行定位放线。②根据弹线位置，铺设400mm宽双面自粘粘霸，采用喷灯进行加热固定粘霸。③粘霸必须平整粘贴在基层上，避免行人踩踏。

（5）安装虹吸排水槽。按照设计要求间距将车库顶板网格化分区，采用XHSC渗排水管纵横方向粘霸上粘贴排水槽，排水槽规格尺寸（长×宽×高）为1004mm×190mm×80mm，压缩性能＞525kPa。排水槽铺设时中心应与粘霸的中心对齐，排水槽连接采用字母扣合搭接方式，排水槽铺设牢固，两侧进行防水密封处理。

（6）铺设高分子异型片。高分子防护排水异型片自粘土工布粘接在异型片的凸台支点上制作而成，异型片本身具有抗压能力、抗拉力度强，具有排水、蓄水、防水层柔性保护、缓冲的功能。排水槽之间满铺高分子防护排水异型片，四周通过粘霸平整粘接，形成整体密封防水效果，拼接位置用200mm粘霸粘结。

高分子防护排水异型片特殊部位的粘贴方法：①车库顶板后浇带位置的铺贴，连接部位采用平缝连接原则施工。②高分子防护排水异型片在墙体位置铺设时，应顺着墙体上翻，上部边缘处粘贴一层120mm宽粘霸密封严实，再用射钉枪固定，最上口用压条密封压扣。③在立面突出管道部位，铺设100mm宽粘霸粘接高分子防护排水异型片，制作与管道实际尺寸的土工布，涂上胶水粘贴于高分子防护排水异型片上，防止回填时土壤进入内部破坏。④车库顶凸起的平台，应在平面上铺设高分子防护排水异型片，采用平缝粘结形式连接。

（7）刷胶。使用滚刷在虹吸排水槽表面均匀涂胶，利用胶水自流平找平，按铺设顺序依次进行滚涂，涂胶要求平整、光洁、无漏涂、露底的现象。

（8）铺设土工布。铺设土工布应从刷胶的一端向另一端缓慢铺设，铺设时，工人可手持30~40cm宽圆辊轻轻滚压刷胶部位，增加胶粘剂与土工布的浸润性，提高粘结效果。同时应不断调整土工布卷的走向，以免土工布偏离方向。

（9）安装观察管和防尘盖。顶板四周按设计要求在排水槽预留孔上安装观察管，出口伸出覆土层，顶部安装防尘盖，高分子异型片中的雨水通过透气观察管的导压作用，引导渗透水往排水槽中流动。

（10）安装虹吸管。铺设完成后在虹吸排水槽尾部安装虹吸排水管，将异型片自粘土工布、虹吸排水槽和虹吸排水管连接组成PDS虹吸排水系统，利用虹吸效应将被动式排水改变为主动式排水，在零坡度的情况下将雨水快速高效的排入到地下车库侧面的蓄水灌溉系统中。蓄水灌溉系统由HCC观察井和PPC集水笼组成，通过PDS虹吸排水系统收集的水流入到观察井中沉淀，沉淀后的上层清水流入到外包一层0.1mm厚的HDPE防渗膜的集水箱中，在集水箱下部安装PVC灌溉用管和增压泵与顶板植被喷灌系统相连接，形成智能微灌溉系统，同时集水箱上部安装φ250PVC排水管与景观绿地PP模块蓄水系统相连通，及时排出多雨季节蓄水及供地表植被灌溉使用。然后在蓄水箱和虹吸排水槽上部安装HXK透气观察管和HTF透气防尘盖，安装完后在车库上部回填500mm的回填土并分层压匀，压匀后回填一层轻质种植土，并在种植土中每隔2m埋设一根φ50PVC透气管，增加土壤透气性，最后种植绿化植物，在保证植物生长良好的情况下最大程度减轻了车库顶板所承受的荷载。

（11）安装观察井。根据图纸设计安装雨水滤过HCC观察井，并与顶板出水口位置的HXG虹吸排水管相连接。

（12）安装蓄水模块。雨水蓄水模块是雨水回收利用系统中的一部分，能有效的将雨水进行收集、存储。通过雨水模块收集到的雨水资源可以浇洒路面、浇灌绿植、水景补水等。

根据图纸设计安装雨水回收收集系统，雨水过滤沉淀井出水口位置的排水管相连接，并接通溢水管与市政排水管网相连接。

（13）回填土。为了防止运土车辆对排水系统的破坏，回填需要由周边向内回填，工序如下：①在回填时先行铺设塑料网格、无纺布，然后回填土。②第一层回填土一次性回填厚度500mm厚，蛙夯夯实后才可以在回填土上行走车辆。③分层回填，每次回填厚度可为300mm厚。④根据需要回填人工配制种植土，自然回填，不夯实。

在同一生境中，植物必然会竞争空间、养分等，甚至会产生一些次生物质，对其他植物产生不利的影响，即化感作用[20-22]。紫茎泽兰具有较强的化感作用，其提取物能抑制多种植物的种子萌发和幼苗生长[23]。而地桃花是在紫茎泽兰下可正常生长并表现出一定竞争优势的一种植物。通过试验发现，地桃花提取物在浓度为10 mg/mL时对刺苋和稗的抑制效果分别达75.70%、62.01%，但其效果比已成功研发的植物源除草剂癸酸低15%左右。可以通过活性成分分离、鉴定来提高产品效果[24]，具体原因还需要进一步深入研究。

4 虹吸渗排水系统的注意事项

4.1 成品保护

（1）已铺设的高密度聚乙烯（HDPE）排水保护板排水层，应采取措施进行保护，严禁在铺设的排水层上进行施工和运输，并应及时进行下道工序的施工。

（2）排水层施工时要注意已经施工完成的其他成品保护。

（3）专人巡查：成品保护是防水工程成败的关键，为确保防水工程达到理想的效果，对于成品保护必须特别注意，必要时派专人巡视施工现场。

（4）防护排水层保护：在防护排水层施工中或防护排水层已完成而未进行及时覆土时，是成品保护的最关键时期。在此其间，严禁任何无关人员进入现场。已铺设的高分子防护排水异型片，应采取措施进行保护，严禁在铺设的排水层上进行施工和运输，并应及时进行下道工序的施工。已铺设的高分子防护排水异型片应及时回填土防止其他工序对其造成破坏，如不能及时回填土的需设置隔离措施，或在已铺设的高分子防护排水异型片上铺设木板供人通行，严禁机动车以及施工机械在其上面通过。

4.2 质量保证措施

（1）搭接缝：搭接缝没有胶连接牢固，有翘边现象。

（2）卷材的收口：注意卷材收口处的固定，必须保证上层的无纺布整体覆盖住排水保护板，以免土体进入排水板的空间内，阻塞排水。

（3）高分子异型片自粘土工布收口部位必须粘结牢固。

（4）高分子异型片必须同卷材之间、XHSC排水槽牢固粘接，防护排水层不得破损。

4.3 安全保证措施

（2）材料存放于专人负责的库房，严禁烟火并挂有醒目警告标识和防火措施。

（3）施工人员应佩戴安全帽、穿软底鞋、工作服，严禁在没有任何防护措施的情况下违章作业。

（4）施工用电源必须配置漏电保护装置。

（5）严禁在酒后作业，严禁乱摸、乱动非本工种的任何机械、电气设备。

（6）其他未尽事项按相应安全技术作业要求执行。

5 结语

虹吸排水收集系统的应运而生，可以将多余的水通过虹吸排水槽有组织排放至观察井进行二次回收利用，解决了现代建筑施工布局与传统排水形式的差异，同时也解决了传统排水形式在施工过程中存在的施工缺陷。它还能保持水、空气和土壤的渗透性，保证植物根系的正常生长，便于后期的物业维护。

随着目前国家大力提倡，不断推进建设“海绵城市”，种植顶板虹吸排水收集系统是海绵城市建设的重要组成部分，符合节能减排的要求，满足绿色建筑节能要求，符合现代海绵城市可持续发展理念，是目前解决种植顶板地下工程排水的最佳方案。