大型雨水泵站排水工程施工技术

耿厚岩

（中铁十二局集团建筑安装工程有限公司，山西 太原 030024）

排水工程是现代化城市建设中的一项重要基础工程，其主要功能是保证城市水资源的正常循环使用、及时排出雨污废水。因此在城市中合理配置一套科学、高效的排水系统，将极大程度地改善城市投资环境，提高区域在市场内的核心竞争力[1]。

为发挥排水工程更高的价值，该研究以重庆西站站房为例，对当前站房排水工程建设的实际情况进行分析，发现当前站房的排水工程存在排水不畅的问题，给站房的形象、运营等带来了很大的负面影响[2]。因此，有关部门和施工单位要从根源着手，有效地解决给排水问题，提升排水工程施工的总体质量，该文将对此进行详细研究。

1 雨棚排水工程概况与技术参数设计

1.1 概况

本次研究的工程为雨水泵站雨棚工程，雨棚屋面面积8.11万m2。雨棚进深500m，主体结构的宽度为276m，高架候车厅南北面宽150m、东西面宽276m，进深438m。雨棚最高点为8.600m，最低点为8.100m。雨棚屋面面积为8.11万m2。屋面排水采用重力流排水，雨水管道选用304L不锈钢管，氩弧焊接[3]。屋面结构采用找坡形式，坡度约为5%。檐沟纵向坡度为0.5%。雨棚的防排水等级为I级，钢筋混凝土屋面均为保温屋面，保温材料为50mm厚硬泡聚氨酯复合保温板。该工程在主梁，柱身部位表面设置分缝，采用清水混凝土纯透明保护工法。其余部分采用仿清水保护工法，仿清水保护工法部分颜色与清水混凝土纯透明保护工法一致。雨棚安全为一级，保护层厚度满足一级耐火等级要求。为了保证工程顺利实施，应在掌握工程项目基本情况后，做好该项目的技术准备工作。在施工准备工作中，技术准备是最重要的环节，任何一个技术的错误或者存在的隐患，都有可能影响施工中人员的生命安全或发生质量事故，从而给施工方带来巨大的损失。因此需要采取相应措施，在施工前，技术单位应对施工图样进行会审，组织技术人员对设计和施工图样进行仔细研究后，全面了解施工图样、解设计目的意图、解设计效果，根据具体情况，提出合理的设计意见。同时，配合相关部门做好施工前的场地交接工作，对施工测绘和相关数据进行交接，确保现场施工人员与技术人员对工地环境、结构、管道埋设以及植被状况等具有初步的理解。在该基础上制定规范化的施工图预算，按照设计图、投标文件和合同条款，对施工图中涉及的内容与项目进行详细预算，将预算结果作为合同签订、工期安排、费用计算、物料计划制定以及作业管理的依据。

1.2 工程参数设计

为了保证工程施工达到标准，对排水工程施工中的相关参数进行设计。在该过程中，排水工程所在地的暴雨量可直接按照重庆地区当地暴雨强度公式计算，如公式（1）所示。

式中：q为排水工程所在地的暴雨量；P为设计重现期；t为暴雨水平（可遇年份）。计算中，设计重现期P为100年，根据计算可知，排水工程所在地的暴雨量q=7.57L/s100m2，系统总流量为3920L/s。

在施工中，站台雨棚雨水采用重力流排水方式，中间站台雨棚的雨水斗与立管预埋于结构梁柱中，随柱向下敷设至轨行区，排水至股道间线路明沟内；基本站台雨棚的排水立管沿柱向下敷设，排水至站台边明沟。在上述设计内容的基础上，进行排水工程施工中材质与附件的选型，在施工中，雨水管道选用304L不锈钢，氩弧焊接。预埋梁内预制雨水斗采用304L不锈钢，做法见详图，与雨水管连接采用氩弧焊接。天沟内明装雨水斗采用87型雨水斗（铸铁制品），安装处应预留孔洞[4]。明敷雨水立管设检查口，距地坪1.0m。

2 大型雨水泵站排水工程施工

2.1 清水混凝土结构柱内的预留预埋施工

针对上述工程项目，对其施工技术进行详细研究。首先，在清水混凝土柱内，进行预留预埋施工。管道布置在柱中心位置，不能偏移，不能倾斜，管子重心在竖直方向。清水混凝土工程柱体内部构造复杂，主筋和箍筋紧密，间隙小，管道横向穿越现浇混凝土柱体进入场地排水沟，会对柱体的承载能力产生影响。为了弥补这种影响，须适当增加补强筋的面积[5]。柱子在浇筑混凝土前，为了防止振动时发生位移，应将不锈钢管用绑绳牢固地系在周围的钢筋上。若柱子分次浇筑，则分次焊接安装不锈钢钢管，以防止管道偏移倾斜。不锈钢钢管预埋完成后，在浇筑混凝土前在管口处加管帽封堵。

2.2 雨水管安装与施工工艺设计

在完成清水混凝土结构柱内的预留预埋施工后，在雨水管安装前，需要完成的准备工作如下：制定施工计划，制定工作质量标准[6]。操作者主要是管工和氩弧焊工，由其他工种辅助，氩弧焊工必须持有有关部门颁发的证书。要根据所需的材料清单及时准备好施工材料，并按时送达，保证所需的材料能够按时到位。负责对现场作业人员的技术、安全和技术文件进行编写。

在选择管材以及管件的过程中，应结合施工现场的实际介质因素进行选择，保证符合设计预期目标。结合国家标准规定，选择纯度为99.96%的氩气。该电极选用铈和钨作为电极[7]。铈钨电极的端部形状及直径是影响铈钨电极焊接稳定性及焊缝成形的重要因素。选用圆锥形平端的效果最理想，如图1所示。

图1 圆锥形示意图

结合焊接管道的厚度、焊接电流等参数，确定焊接材料，焊接技术参数设置见表1。

表1 焊接相关技术参数记录表

表2 承插式管道元件的接合尺寸记录表

焊接用的是PW-150风冷式喷头，喷头的尺寸对焊接质量有很大的影响，通常为ø10mm。采用承插式的焊接方式，使整个管道融为一体，外观可以达到“无接头”的连接效果。当不锈钢管道进入现场时，不能与其他物质直接接触。已经完成下料的不锈钢管插入管件承口，如图2所示。

图2 不锈钢电弧焊管接头接合原理图

当焊接时，应保证套管与管子在同一条轴线上，处于水平位置，不能有夹角。除插座端外，使用厚40mm～50mm的粉笔刷一遍，晾干后进行焊接。在电弧正常燃烧的情况下，形成一个熔池后，将电弧横向移动，并向前运弧，在承口端做一个环形焊接，控制熔池的尺寸和温度，如图3所示。

图3 焊接操作原理示意图

钨电极延伸长度4mm～8mm，电极头部和被加工件的间距为1mm～1.5mm，焊口和焊接件的间距为5mm～10mm。在施焊过程中或在焊接完成后，应使用衰减法灭弧。在收弧的过程中，要将焊枪轻轻移到坡口外，使电弧熄灭，立即将焊枪接到收弧处，连续送气3s～5s，使焊接熔池在气体的保护下冷却，防止缩孔、裂纹，焊后在自然环境中冷却。

2.3 安装雨水斗

站台雨棚雨水采用重力流排水的方式，中间站台雨棚的雨水斗与立管预埋于结构梁柱中，随柱向下敷设至轨行区，排水至股道间线路明沟内；基本站台雨棚的排水立管沿柱向下敷设，排水至站台边明沟。该雨棚基本站台采用87型成品雨水斗（铸铁制品）明装于天沟内，中间站台雨水斗采用304L不锈钢预制品预埋于清水混凝土中。雨水管道选用304L不锈钢，氩弧焊接。预埋梁内预制雨水斗采用304L不锈钢，与雨水管连接采用氩弧焊接。基本站台雨棚天沟内明装雨水斗采用87型雨水斗（铸铁制品），安装处应预留孔洞。明敷雨水立管设检查口，距地坪1.0m。基本站台安装87型铸铁雨水斗[8]。预埋梁内预制雨水斗采用304L不锈钢，与雨水管连接采用氩弧焊接。预制雨水斗2个规格如下：400mm×320mm×230mm，壁厚20mm，320mm×320mm×230mm壁厚20mm。安装铸铁篦子规格为400mm×210mm，壁厚10mm。在屋面结构施工的过程中，必须配合屋面工程，在屋面板天沟结构钢筋绑扎完毕后与雨水管一起预埋在砼屋面及柱子中。预埋时将预制不锈钢雨水斗固定于天沟内，保证不变形，不偏移，与雨水管安装牢固不脱落，确认雨水管道畅通，清除进入雨水斗的杂物后，再安装铸铁篦子。在浇筑砼的过程中，将雨水斗严密封堵，防止进砂浆，暗装管道在浇筑前反复检查，直到没有问题。按照上述操作完成大型雨水泵站排水工程施工。在安装雨水斗后，需要对焊缝进行抛光、钝化和清晰。在焊接完毕后，可选用磨光机将管道以及焊缝表面多余的旱瘤打磨掉。焊接后待温度冷却到室温后，可在焊接位置利用酸洗钝化膏进行钝化处理。在施工过程中应选用成品不锈钢钝化膏，在使用前，对钝化膏进行充分地搅拌，确保其应用性能得以充分发挥。通常情况下，钝化膏需要均匀地涂抹在管件焊接缝的表面，其厚度应当严格控制在2mm～3mm。在等待5min～15min时间后，出现钝化反应。若钝化反应延长，可能是氧化皮过厚或周围温度低于0℃。酸洗钝化膏反应速度快，不含Cl离子和P离子等。在完成酸洗后，可用清水对处理部位进行彻底冲洗。如果冲洗后仍然存在氧化皮，就可以使用不锈钢刷或硬质塑料尼龙刷对其进行刷洗。在该基础上，利用石蕊试纸对处理部位进行检验，在石蕊试纸不发生反应后，将表面水渍擦干并晾干，完成处理。

3 焊缝检验

完成上述施工后，对排水工程中排水管道焊缝进行检验。在该过程中，要求所有焊工必须对焊接的作业面质量进行自检，要求自检通过率为100%后，对焊接管道表面缺陷进行检查，根据工程标准，焊缝表面不可以存在超规咬边、未完全熔合、气孔和裂缝等显著性的缺陷，同时，所有的焊缝不仅要外形、尺寸符合规范，而且要保证其边缘以一种相对圆滑的状态过渡到母材。此外，在检验焊缝质量的过程中，应注意焊缝不允许有严重的过烧现象、氧化现象，即焊接面不可以出现起渣、发黑等现象。在判断焊缝效果的过程中，可参照图4进行质量验收。

图4 焊缝效果观察图

通常情况下，焊缝呈金黄色、银白色为最佳；呈黑色为质量最差；呈灰色为质量较差；呈红灰色为质量较好。

4 结语

完成以上设计后，从图4可以看出，按照提出的方法进行排水工程排水管道焊接，焊接后焊缝效果较好，根据焊缝不同颜色下所代表的含义可知，焊缝呈现金黄色，属于最佳状态。在后续工程中，为进一步规范排水工程施工，降低施工中相关因素对工程进度、质量的影响，可在后续类似工程的建设与施工中，尝试采取一系列的交通疏导措施、环保措施等，为工程提供全面的保障。通过上述方式，规范排水工程的建设、施工。但根据相关工作的实施进展可以看出，该工程现有工作仍存在一定的缺陷，因此，有必要在后续相关工作中，采取合理、科学的措施，深化施工技术方案，通过该方式，为工程方积累工作经验。