咸寧市海綿城市屋面雨水收集系統(tǒng)施工方案一、工程概況本工程位于咸寧市城區(qū)，為響應(yīng)國家海綿城市建設(shè)號召，針對咸寧市亞熱帶大陸性季風氣候特征（年平均降水量1577.4mm，雨季集中在6-8月，占全年降水60%以上），結(jié)合當?shù)?夏澇冬旱"的氣候特點，設(shè)計并實施屋面雨水收集系統(tǒng)。項目覆蓋面積約50000㎡，涉及居住建筑、公共建筑及工業(yè)廠房等多種屋面類型，設(shè)計總儲水容量800m3，預(yù)計年收集利用雨水量可達5.6萬m3，主要用于綠化灌溉、道路清掃及景觀補水等非飲用水用途。二、系統(tǒng)設(shè)計方案（一）設(shè)計依據(jù)與技術(shù)標準本方案嚴格遵循《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》GB50400、《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》及咸寧市地方相關(guān)標準，結(jié)合項目區(qū)域2024年1494mm的實際降水數(shù)據(jù)，重點強化雨季6-8月（平均降水量647mm）的雨水收集效率，同時兼顧伏旱期（7-9月）的水資源儲備需求。（二）系統(tǒng)總體構(gòu)成屋面雨水收集系統(tǒng)采用"收集-截污-棄流-儲存-凈化-回用"的全流程設(shè)計，主要由以下部分組成：集水子系統(tǒng)：含屋面匯水單元、天溝導(dǎo)流裝置及落水管道預(yù)處理子系統(tǒng)：包含截污掛籃、初期雨水棄流裝置儲水子系統(tǒng)：采用地下HDPE模塊化蓄水池凈化子系統(tǒng)：由沉淀池、過濾設(shè)備及消毒裝置構(gòu)成回用子系統(tǒng)：含加壓水泵、輸配水管網(wǎng)及用水終端（三）關(guān)鍵組件設(shè)計參數(shù)1.集水區(qū)優(yōu)化設(shè)計天溝系統(tǒng)：采用U型成品天溝，材質(zhì)為0.8mm厚彩鋁合金，坡度設(shè)置為0.8%（高于規(guī)范0.5%的要求），確保雨水快速匯流。天溝每隔15m設(shè)置伸縮縫，縫寬20mm，采用三元乙丙橡膠密封雨水斗布置：按屋面面積每200㎡設(shè)置1個87型雨水斗，單個排水能力≥2L/s，雨水斗進水口設(shè)5mm孔徑濾網(wǎng)，防止樹葉等大顆粒雜質(zhì)進入立管配置：采用DN110UPVC排水管，壁厚≥3.2mm，立管每隔2m設(shè)固定支架，底部3m范圍內(nèi)采用鋼套管保護2.預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)計截污裝置：在雨水斗下方設(shè)置旋流截污器，內(nèi)置60目不銹鋼濾網(wǎng)，可截留≥0.5mm的固體顆粒，截留效率≥85%初期棄流裝置：采用雨量型自動棄流設(shè)備，設(shè)定前3mm降雨量（對應(yīng)咸寧市單次降雨初期約5分鐘的徑流）為棄流量，棄流水通過專用管道排入市政污水管網(wǎng)棄流切換：當降雨量達到3mm時，裝置自動切換至收集模式，切換響應(yīng)時間≤2秒，確保有效雨水及時收集3.儲水設(shè)施設(shè)計主體結(jié)構(gòu)：采用HDPE食品級環(huán)保模塊，單個模塊尺寸為1000×500×400mm，環(huán)剛度≥SN8，模塊間采用熱熔焊接連接，整體滲透系數(shù)≤0.01%/d水池構(gòu)造：水池總?cè)莘e800m3，分2個獨立倉體（每個400m3），單倉尺寸為15m×8m×3.5m（長×寬×高），池頂覆土1.2m，滿足綠化種植要求抗浮設(shè)計：考慮咸寧市地下水位較高（豐水期地下水位埋深1.5m），水池底部設(shè)置Φ20mm抗浮錨桿，間距2m×2m，單根錨桿抗拔力≥15kN4.凈化處理系統(tǒng)設(shè)計處理工藝：采用"格柵+沉淀池+石英砂過濾+活性炭吸附+紫外線消毒"的組合工藝，設(shè)計處理能力50m3/d沉淀池：平流式設(shè)計，停留時間2.5h，表面負荷1.0m3/(m2·h)，池內(nèi)設(shè)置蜂窩斜管填料，傾斜角度60°，有效沉淀面積≥30㎡過濾系統(tǒng)：雙層濾料過濾器（上層無煙煤1.2-2.0mm，下層石英砂0.8-1.2mm），濾速8m/h，反沖洗強度15L/(m2·s)，沖洗周期24h消毒裝置：選用紫外線消毒設(shè)備，功率300W，照射時間≥30s，確保出水細菌總數(shù)≤100CFU/mL，符合《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》GB/T18920標準三、施工技術(shù)方案（一）施工準備工作1.現(xiàn)場勘察與放線施工前采用地質(zhì)雷達對地下管線進行探測，重點標記給水管、燃氣管及電纜等位置，探測深度≥3m根據(jù)設(shè)計圖紙進行測量放線，確定蓄水池、管道走向及設(shè)備基礎(chǔ)的具體位置，設(shè)置控制樁及水準點，測量誤差控制在±5mm以內(nèi)2.材料準備與驗收HDPE模塊：進場時需提供出廠合格證及環(huán)剛度檢測報告，每批次隨機抽取3塊進行抗壓強度試驗（要求≥300kPa），合格后方可使用管材管件：UPVC排水管需檢測壁厚、垂直度及落錘沖擊性能；PE給水管需進行熱熔對接試驗，確保焊接強度≥16MPa過濾材料：石英砂濾料需滿足含泥量≤1%，不均勻系數(shù)K80=1.8-2.0；活性炭碘吸附值≥800mg/g，裝填前需用清水沖洗至出水清澈3.施工機械配置主要施工機械設(shè)備包括：挖掘機（1.2m3斗容）、壓路機（2t）、熱熔焊接機（溫度控制范圍180-220℃）、潛水泵（揚程≥15m）、混凝土振搗器（插入式φ50mm）及水質(zhì)檢測儀器等。所有設(shè)備進場前進行調(diào)試，確保性能完好。（二）主體工程施工工藝1.屋面集水系統(tǒng)安裝天溝安裝：采用膨脹螺栓固定，間距500mm，螺栓嵌入屋面結(jié)構(gòu)層深度≥50mm，天溝對接處采用專用密封膠密封，膠層厚度≥3mm雨水斗安裝：在屋面防水層施工完成后進行，雨水斗與屋面防水層交接處增設(shè)200mm寬附加層，采用滿粘法施工，確保防水可靠立管安裝：采用抱箍固定在建筑外墻，抱箍間距1.8m，立管底部設(shè)混凝土支墩（尺寸500×500×300mm），管道接口采用橡膠密封圈承插連接，接口外側(cè)打玻璃膠密封2.地下蓄水池施工基坑開挖：采用放坡開挖，坡比1:1.25，基坑底部設(shè)1.2m寬操作面，坑底四周設(shè)300×300mm排水溝及800×800×1000mm集水井，采用潛水泵連續(xù)排水，確保地下水位低于坑底500mm基礎(chǔ)處理：鋪設(shè)300mm厚級配砂石墊層（粒徑5-31.5mm），壓路機分層碾壓（壓實系數(shù)≥0.96），墊層上澆筑150mm厚C25混凝土底板，內(nèi)配Φ12@200雙向鋼筋模塊安裝：從水池一角開始，采用"品"字形錯縫拼裝，模塊間采用專用熱熔焊接機連接，焊接溫度200℃，焊接時間15秒/點，每完成5層模塊進行一次水平度校正（偏差≤3mm/10m）防滲處理：模塊外側(cè)包裹1.5mm厚HDPE土工膜，膜間搭接寬度100mm，采用雙軌熱熔焊接，焊接強度≥母材強度的80%；池壁外側(cè)回填200mm厚素土，分層夯實（壓實系數(shù)≥0.93）3.預(yù)處理系統(tǒng)安裝截污掛籃：安裝于雨水立管底部，與立管采用法蘭連接，法蘭墊片為丁腈橡膠材質(zhì)，厚度5mm，連接螺栓對稱緊固，扭矩控制在25-30N·m棄流裝置：水平安裝于地面以上1.2m高度，進出口采用DN100法蘭連接，裝置前后設(shè)壓力表，量程0-0.6MPa，調(diào)試時設(shè)定棄流延時180秒（對應(yīng)3mm降雨量）4.凈化系統(tǒng)施工沉淀池：采用C30混凝土澆筑，抗?jié)B等級P6，內(nèi)壁涂刷水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料（干膜厚度≥1.0mm），池內(nèi)預(yù)埋件進行防腐處理（熱鍍鋅，鋅層厚度≥85μm）過濾器安裝：設(shè)備基礎(chǔ)采用C20混凝土澆筑，平整度誤差≤2mm/m，設(shè)備與基礎(chǔ)之間設(shè)10mm厚橡膠減震墊，管道與設(shè)備采用柔性連接，減少振動傳遞消毒設(shè)備：紫外線燈管安裝垂直度偏差≤1°，燈管與套管間隙均勻（2-3mm），電氣接線符合GB50254標準，接地電阻≤4Ω（三）管道工程施工要點1.管道敷設(shè)開挖溝槽：采用人工配合機械開挖，溝槽底寬比管徑大300mm，槽底平整度≤5mm/m，遇軟土層時換填300mm厚級配砂石管道安裝：UPVC排水管采用承插式連接，橡膠密封圈涂抹硅油潤滑，插入深度標記清晰；PE給水管采用熱熔對接，加熱溫度210±10℃，吸熱時間10-15秒/mm壁厚，冷卻時間≥30分鐘回填要求：管道胸腔部分采用中粗砂回填，分層厚度200mm，采用水撼法密實；管頂以上500mm范圍內(nèi)采用素土回填，壓實系數(shù)≥0.902.水壓試驗試驗準備：管道充滿水后浸泡24小時，排氣閥充分排氣，試驗壓力為工作壓力的1.5倍（但≥0.6MPa）試驗過程：緩慢升壓至試驗壓力，保壓30分鐘，壓降≤0.05MPa為合格；然后降至工作壓力，保壓2小時，進行外觀檢查，無滲漏為合格消毒沖洗：試驗合格后采用含氯水（濃度20mg/L）浸泡24小時，再用自來水沖洗至出水余氯＜0.05mg/L四、質(zhì)量控制與安全管理（一）質(zhì)量控制體系1.原材料質(zhì)量控制建立材料進場"三檢"制度（自檢、互檢、專檢），主要材料需滿足以下要求：HDPE模塊：密度≥0.94g/cm3，拉伸屈服強度≥20MPa，氧化誘導(dǎo)時間（200℃）≥20分鐘防水材料：PVC防水卷材厚度≥1.5mm，耐熱度（80℃，2h）無流淌、無起泡濾料：石英砂有效粒徑0.9-1.2mm，不均勻系數(shù)≤2.0，破碎率≤1%2.關(guān)鍵工序質(zhì)量控制點工序名稱控制指標檢驗方法檢驗頻率模塊拼裝連接密封性充氣檢測（0.05MPa，15分鐘無壓降）每50m2抽查1處焊接質(zhì)量焊縫強度≥母材80%拉伸試驗每100個焊點1組防水施工不透水性（0.3MPa，30min無滲漏）現(xiàn)場抽樣試驗每500m21組水質(zhì)處理出水SS≤10mg/L，濁度≤5NTU連續(xù)監(jiān)測3天系統(tǒng)調(diào)試階段3.驗收標準工程驗收分為隱蔽工程驗收、分項工程驗收和竣工驗收三個階段：隱蔽工程：主要包括地基處理、管道接口、防水層施工等，驗收需留存影像資料分項驗收：各子系統(tǒng)功能測試合格，如棄流裝置動作準確率≥98%，水泵運行噪音≤75dB竣工驗收：系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運行30天，水質(zhì)達標率100%，收集效率≥85%，滿足設(shè)計要求（二）安全文明施工措施1.安全防護體系高空作業(yè)：屋面施工設(shè)置1.2m高防護欄桿，滿掛密目安全網(wǎng)，作業(yè)人員系雙鉤安全帶，腳手板鋪設(shè)嚴密，不得有探頭板臨時用電：采用TN-S接零保護系統(tǒng)，配電箱設(shè)三級漏電保護（動作電流≤30mA，0.1s），電纜架空敷設(shè)高度≥2.5m基坑防護：基坑周邊設(shè)1.2m高防護欄桿，刷紅白警示漆，夜間設(shè)警示燈，坑邊1m范圍內(nèi)嚴禁堆載，上下通道采用之字形坡道（坡度1:3）2.環(huán)境保護措施揚塵控制：施工現(xiàn)場裸土覆蓋率100%，出入口設(shè)洗車平臺（含三級沉淀池），車輛沖洗后方可出場噪聲管理：晝間施工噪聲≤70dB，夜間≤55dB，破碎機等強噪聲設(shè)備設(shè)置隔音棚，避免夜間施工廢水處理：施工廢水經(jīng)三級沉淀（沉淀池尺寸3m×2m×1.5m）后回用，不外排；生活污水經(jīng)化糞池處理后排入市政管網(wǎng)五、系統(tǒng)調(diào)試與運行維護（一）系統(tǒng)調(diào)試方案1.單機調(diào)試水泵調(diào)試：測定水泵流量、揚程及效率，與設(shè)計值偏差≤5%，運行平穩(wěn)，無異常振動（振幅≤0.05mm）閥門調(diào)試：各類閥門啟閉靈活，指示準確，電動閥門響應(yīng)時間≤5秒，遠程控制與就地控制切換正常消毒設(shè)備：紫外線消毒器運行時燈管功率≥額定值的95%，消毒接觸時間30-60秒，劑量≥30mJ/cm22.聯(lián)動調(diào)試模擬降雨試驗：采用消防水槍模擬不同降雨強度（5mm/h、15mm/h、30mm/h），測試系統(tǒng)響應(yīng)：棄流裝置在降雨量達3mm時自動切換蓄水池水位達到設(shè)計最高水位時溢流系統(tǒng)啟動水質(zhì)凈化系統(tǒng)出水水質(zhì)穩(wěn)定達標自動控制調(diào)試：驗證PLC控制系統(tǒng)功能，包括：水位自動控制（高水位停泵，低水位啟泵）水質(zhì)超標自動報警反沖洗自動觸發(fā)（壓差≥0.05MPa或定時72小時）（二）運維管理方案1.日常維護計劃每日巡檢：檢查系統(tǒng)運行狀態(tài)，記錄水池水位、水泵電流、出水水質(zhì)等參數(shù)，清理截污掛籃雜物每周維護：清洗初期棄流裝置，檢查過濾器壓差，清理紫外線燈管套管污垢每月保養(yǎng)：檢測水泵絕緣電阻（≥0.5MΩ），潤滑閥門絲桿，校準水質(zhì)檢測儀表季度檢修：沖洗蓄水池，檢查模塊結(jié)構(gòu)完整性，測試系統(tǒng)應(yīng)急啟動功能2.季節(jié)性維護重點雨季前（5月）：全面清理屋面雜物及天溝檢查雨水斗濾網(wǎng)完整性測試溢流系統(tǒng)排水能力汛期（6-8月）：增加巡檢頻次至每日2次暴雨后及時清理截污設(shè)施監(jiān)測水質(zhì)變化，適當增加消毒劑量旱季（10-次年4月）：排空蓄水池進行徹底清洗檢查管道防腐層完好性對設(shè)備進行全面保養(yǎng)3.應(yīng)急預(yù)案暴雨應(yīng)急：當降雨量超過50mm/h時，啟動應(yīng)急排水：開啟全部雨水斗，關(guān)閉棄流裝置啟動備用排水泵（流量50m3/h）打開蓄水池應(yīng)急溢流閥水質(zhì)超標應(yīng)急：當出水濁度＞5NTU時：自動切換至旁通模式，停止回用啟動反沖洗程序，更換濾料增加消毒劑量至8mg/L，直至水質(zhì)恢復(fù)設(shè)備故障應(yīng)急：建立關(guān)鍵設(shè)備（水泵、消毒裝置）備用機制，故障響應(yīng)時間≤2小時，修復(fù)時間≤8小時六、工程驗收與效益評估（一）驗收內(nèi)容與標準功能驗收：系統(tǒng)各組成部分運行正常，滿足設(shè)計要求，如雨水收集率≥85%，棄流準確率≥95%水質(zhì)驗收：連續(xù)7天出水水質(zhì)監(jiān)測，各項指標符合GB/T18920要求，其中：SS≤10mg/LCOD≤50mg/L氨氮≤10mg/L總磷≤1mg/L結(jié)構(gòu)驗收：蓄水池無滲漏（滲漏率≤0.01%/d），管道系統(tǒng)無破損，設(shè)備安裝牢固（二）效益分析經(jīng)濟效益：年節(jié)水效益：按自來水價3.5元/m3計算，年節(jié)約水費約19.6萬元減排效益：減少市政排水壓力，年減排雨水徑流約4.2萬m3維護成本：年運維費用約3.2萬元（含電費、藥劑費及人工費），投資回收期約8年環(huán)境效益：減少城市內(nèi)澇風險：雨季可削減50%的屋面雨水徑流峰值水資源保護：年節(jié)約自來水5.6萬m3，相當于300人年用水量污染治理：年削減SS排放約1.2t，COD約0.8t，有效改善城市水環(huán)境社會效益：提升城市韌性：增強對氣候變化的適應(yīng)能力，緩解咸寧市"夏澇冬旱"矛盾示范效應(yīng)：作為咸寧市海綿城市建設(shè)試點項目，為同類工程提供技術(shù)參考資源教育：通過系統(tǒng)運行展示雨水資源化利用價值，提高公眾節(jié)水意識七、結(jié)論與建議本施工方案針對咸寧市氣候特征，優(yōu)化設(shè)計了適應(yīng)本地"雨季