朔州市海綿城市屋面雨水收集系統(tǒng)施工方案一、工程概況1.1項(xiàng)目背景與目標(biāo)本項(xiàng)目位于山西省朔州市建成區(qū)內(nèi)，為響應(yīng)國(guó)家"系統(tǒng)化全域推進(jìn)海綿城市建設(shè)"戰(zhàn)略及山西省《關(guān)于系統(tǒng)化全域推進(jìn)海綿城市建設(shè)工作的實(shí)施意見(jiàn)》要求，針對(duì)朔州市年均降雨量420mm、季節(jié)性降水集中的氣候特點(diǎn)，結(jié)合濕陷性黃土地區(qū)工程特性，建設(shè)屋面雨水收集系統(tǒng)。項(xiàng)目建成后將實(shí)現(xiàn)建筑屋面年徑流總量控制率不低于80%，雨水資源利用率達(dá)到收集量的60%以上，助力朔州市2025年城市建成區(qū)50%面積達(dá)到海綿城市建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的總體目標(biāo)。1.2工程范圍與內(nèi)容本工程涵蓋朔州市主城區(qū)10個(gè)老舊小區(qū)及5個(gè)新建公共建筑的屋面雨水收集系統(tǒng)改造與新建，總匯水面積約8.5萬(wàn)平方米。主要建設(shè)內(nèi)容包括：屋面雨水引流系統(tǒng)、初期棄流過(guò)濾裝置、PP模塊蓄水系統(tǒng)、水質(zhì)凈化處理設(shè)備、回用管網(wǎng)及智能控制系統(tǒng)安裝，同步實(shí)施配套的地面防滲及黃土路基處理工程。1.3工程地質(zhì)條件項(xiàng)目場(chǎng)地土層主要由第四紀(jì)風(fēng)積黃土構(gòu)成，具有中-強(qiáng)濕陷性，濕陷系數(shù)0.03-0.07，地基承載力特征值120-160kPa。地下水位埋深8-12m，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。根據(jù)地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)，需對(duì)蓄水模塊基礎(chǔ)進(jìn)行特殊處理，防止?jié)裣葑冃螌?dǎo)致系統(tǒng)損壞。二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與依據(jù)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)嚴(yán)格遵循《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》《建筑與小區(qū)雨水控制及利用工程技術(shù)規(guī)范》及山西省《濕陷性黃土地區(qū)海綿城市建設(shè)技術(shù)規(guī)程》，主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下：設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期：P=5年雨水設(shè)計(jì)流量：按匯水面積×降雨強(qiáng)度×徑流系數(shù)（屋面取0.9）計(jì)算年徑流總量控制率：≥80%（對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)降雨量25.3mm）蓄水有效容積：按匯水面積×設(shè)計(jì)降雨量×綜合利用系數(shù)（取0.65）確定水質(zhì)凈化目標(biāo)：滿足《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》（GB/T18920）2.2系統(tǒng)總體架構(gòu)系統(tǒng)采用"源頭控制-中途轉(zhuǎn)輸-末端處理"的三段式設(shè)計(jì)，由以下單元組成：源頭收集單元：含屋面天溝改造、雨水斗及導(dǎo)流管（采用DN100-150UPVC管，坡度≥2%）預(yù)處理單元：設(shè)置旋流分離式初期棄流裝置（棄流閾值3mm）、毛發(fā)聚集器及格柵過(guò)濾（濾網(wǎng)孔徑5mm）蓄水單元：采用PP模塊組合水池（單個(gè)模塊尺寸1000×500×400mm，抗壓強(qiáng)度≥300kPa）凈化單元：采用"格柵+石英砂過(guò)濾+活性炭吸附+紫外線消毒"的處理工藝回用單元：包括變頻供水泵組（揚(yáng)程15-25m）、回用管網(wǎng)及用水點(diǎn)接口2.3關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)2.3.1屋面引流系統(tǒng)根據(jù)屋面坡度（平屋面2%，斜屋面≥20%）設(shè)計(jì)分區(qū)排水，采用虹吸式雨水斗（設(shè)計(jì)流量2-3L/s），斗前水深控制在50-80mm。天溝內(nèi)設(shè)置保溫防凍層（采用50mm厚擠塑聚苯板），防止冬季凍融損壞。2.3.2蓄水系統(tǒng)設(shè)計(jì)蓄水模塊采用行列式布置，單組水池尺寸根據(jù)場(chǎng)地條件確定，最大單池容積50m3。模塊頂部覆蓋200mm厚中砂墊層及防滲土工膜（HDPE材質(zhì)，厚度1.5mm，滲透系數(shù)≤1×10??cm/s），周邊設(shè)置截水溝及警示護(hù)欄。2.3.3黃土基礎(chǔ)處理針對(duì)濕陷性地基，采用"灰土擠密樁+砂石褥墊層"復(fù)合地基處理方案：擠密樁直徑400mm，樁長(zhǎng)6m，樁距1.2m，按等邊三角形布置樁體采用2:8灰土，壓實(shí)系數(shù)≥0.97樁頂設(shè)置500mm厚砂石褥墊層（級(jí)配砂石：水泥=95:5），分層碾壓密實(shí)三、施工工藝3.1施工總體流程本工程采用分區(qū)分段流水施工，總體流程為：施工準(zhǔn)備→地基處理→地下管網(wǎng)敷設(shè)→蓄水模塊安裝→設(shè)備安裝調(diào)試→地面恢復(fù)→系統(tǒng)試運(yùn)行3.2關(guān)鍵施工工藝3.2.1濕陷性黃土地基處理灰土擠密樁施工：采用沉管法成孔，樁管垂直度偏差≤1.5%灰土拌合采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)，含水量控制在最優(yōu)含水量±2%分層夯實(shí)，每層虛鋪厚度250mm，夯實(shí)后厚度200mm，壓實(shí)度≥97%樁體施工完成后進(jìn)行載荷試驗(yàn)，承載力特征值≥200kPa防滲工程施工：基坑開(kāi)挖采用階梯式放坡，坡度1:0.75，坡腳設(shè)置排水溝及集水井基底鋪設(shè)300mm厚素土墊層，壓實(shí)系數(shù)≥0.93HDPE土工膜采用熱熔焊接，搭接寬度100mm，焊接溫度180-200℃膜上鋪設(shè)200mm厚土工布保護(hù)層，采用縫合連接3.2.2蓄水模塊安裝模塊基礎(chǔ)驗(yàn)收合格后，彈線定位，鋪設(shè)100mm厚砂墊層找平模塊采用錯(cuò)縫拼接，縱向間距5mm，橫向用專用連接卡扣固定每層安裝完成后采用水準(zhǔn)儀抄平，平整度偏差≤10mm/2m模塊外側(cè)包裹2層土工布（規(guī)格400g/m2），接縫處搭接寬度≥150mm管道穿膜處采用專用柔性防水套管，套管與管道之間用遇水膨脹止水條密封3.2.3雨水處理設(shè)備安裝初期棄流裝置安裝：安裝高度距地面1.2m，進(jìn)出口管道采用法蘭連接調(diào)試棄流閥開(kāi)啟壓力0.03MPa，延時(shí)關(guān)閉時(shí)間5-10min可調(diào)過(guò)濾消毒設(shè)備安裝：石英砂過(guò)濾器填裝高度為罐體高度的2/3，濾料級(jí)配d10=0.8mm，K80=2.0紫外線消毒器安裝在水平管段，水流方向與燈管平行，進(jìn)出口設(shè)柔性接頭3.3特殊季節(jié)施工措施雨季施工：基坑周邊設(shè)置擋水墻，配備2臺(tái)Φ100mm污水泵應(yīng)急排水灰土施工避開(kāi)雨天，已開(kāi)挖基坑未及時(shí)回填時(shí)，預(yù)留300mm厚保護(hù)層冬季施工：灰土拌合水溫≥80℃，保證入模溫度≥5℃蓄水模塊安裝采取防風(fēng)措施，溫度低于-5℃時(shí)停止室外作業(yè)管道焊接前預(yù)熱至15℃以上，接口保溫采用阻燃保溫棉包裹四、質(zhì)量控制4.1原材料質(zhì)量控制PP蓄水模塊：進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)：外觀無(wú)裂紋、凹陷，尺寸偏差≤±2mm物理性能：密度≥0.9g/cm3，壓縮強(qiáng)度≥300kPa，落錘沖擊試驗(yàn)（-10℃）無(wú)破裂防水材料：HDPE土工膜：拉伸強(qiáng)度≥18MPa，直角撕裂強(qiáng)度≥80N/mm，耐候性滿足5000h人工加速老化密封膠：邵氏硬度60±5，拉伸模量≥1.5MPa，斷裂伸長(zhǎng)率≥300%4.2施工過(guò)程質(zhì)量控制地基處理質(zhì)量控制：擠密樁施工實(shí)行"一樁一驗(yàn)"，樁身完整性采用低應(yīng)變檢測(cè)，合格率≥95%砂石褥墊層采用灌水法檢測(cè)壓實(shí)度，每100m2檢測(cè)1點(diǎn)，合格率100%管道安裝質(zhì)量控制：UPVC管道安裝：接口間隙≤0.3mm，膠粘劑涂刷均勻，固化時(shí)間≥30min壓力管道試驗(yàn)：強(qiáng)度試驗(yàn)壓力1.0MPa，穩(wěn)壓1h壓降≤0.05MPa；嚴(yán)密性試驗(yàn)壓力0.8MPa，穩(wěn)壓2h壓降≤0.02MPa蓄水系統(tǒng)驗(yàn)收：模塊安裝完成后進(jìn)行滿水試驗(yàn)，水位升至設(shè)計(jì)水位后，觀察24h，滲漏量≤2L/(m2·d)系統(tǒng)試運(yùn)行期間，水質(zhì)檢測(cè)每周1次，連續(xù)4次達(dá)標(biāo)方可驗(yàn)收4.3質(zhì)量通病防治地基不均勻沉降：嚴(yán)格控制擠密樁施工參數(shù)，樁身垂直度偏差≤1.5%墊層鋪設(shè)采用機(jī)械碾壓，壓路機(jī)行駛速度≤3km/h，碾壓次數(shù)≥6遍防滲膜滲漏：焊接前清理膜面雜質(zhì)，接縫處設(shè)專人旁站監(jiān)督采用真空檢測(cè)法對(duì)焊縫進(jìn)行檢測(cè)，負(fù)壓≥25kPa，保持30s無(wú)氣泡產(chǎn)生五、安全措施5.1施工安全管理體系建立項(xiàng)目經(jīng)理為第一責(zé)任人的安全管理體系，設(shè)置專職安全員3名，各施工班組設(shè)兼職安全員。實(shí)行安全技術(shù)交底制度，特種作業(yè)人員持證上崗率100%。5.2專項(xiàng)安全措施基坑開(kāi)挖安全：深度超過(guò)5m的基坑編制專項(xiàng)施工方案并組織專家論證基坑周邊1.5m范圍內(nèi)嚴(yán)禁堆載，設(shè)置1.2m高防護(hù)欄桿及警示標(biāo)志每日開(kāi)工前進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性觀測(cè)，位移預(yù)警值5mm/天臨時(shí)用電安全：采用TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)，配電箱設(shè)置三級(jí)配電兩級(jí)保護(hù)設(shè)備金屬外殼可靠接地，接地電阻≤4Ω潮濕環(huán)境作業(yè)，照明電壓≤36V，使用防水型燈具高空作業(yè)安全：屋面作業(yè)設(shè)置臨邊防護(hù)，作業(yè)人員佩戴雙鉤安全帶腳手架搭設(shè)高度超出作業(yè)面1.2m，腳手板滿鋪且固定牢固遇有6級(jí)以上大風(fēng)、雨雪天氣停止高空作業(yè)5.3應(yīng)急預(yù)案黃土濕陷應(yīng)急預(yù)案：配備200m3級(jí)配砂石及100m長(zhǎng)防滲膜備用發(fā)現(xiàn)地基沉降超過(guò)預(yù)警值時(shí)，立即啟動(dòng)注漿加固（水泥漿水灰比1:1）防汛應(yīng)急措施：現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)備4臺(tái)應(yīng)急排水泵（總排水能力100m3/h）與氣象部門(mén)建立預(yù)警聯(lián)動(dòng)機(jī)制，暴雨來(lái)臨前24h完成基坑回填防護(hù)六、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)6.1分部工程驗(yàn)收地基處理工程：復(fù)合地基承載力：靜載荷試驗(yàn)≥200kPa樁體完整性：低應(yīng)變檢測(cè)合格率≥95%褥墊層壓實(shí)度：灌砂法檢測(cè)≥96%蓄水系統(tǒng)工程：模塊安裝：平整度≤10mm/2m，縫隙≤3mm防滲性能：滿水試驗(yàn)24h滲漏量≤2L/(m2·d)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度：承載試驗(yàn)（20kPa均布荷載）變形量≤3mm6.2系統(tǒng)功能驗(yàn)收水力性能測(cè)試：雨水收集率：達(dá)到設(shè)計(jì)值的95%以上系統(tǒng)水頭損失：≤0.02MPa（設(shè)計(jì)流量下）水質(zhì)處理效果：出水水質(zhì)：COD≤50mg/L，SS≤10mg/L，大腸桿菌≤3個(gè)/L凈化設(shè)備運(yùn)行：反沖洗周期≥7d，濾料損耗率≤1%/年6.3竣工驗(yàn)收資料竣工驗(yàn)收需提交以下資料：竣工圖及設(shè)計(jì)變更文件原材料出廠合格證及進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)報(bào)告施工記錄及隱蔽工程驗(yàn)收記錄系統(tǒng)性能測(cè)試報(bào)告運(yùn)行維護(hù)手冊(cè)及操作培訓(xùn)記錄七、運(yùn)行維護(hù)7.1日常維護(hù)定期巡檢：每日：檢查水泵運(yùn)行狀態(tài)、液位計(jì)讀數(shù)每周：清理格柵雜物，檢查管道有無(wú)滲漏每月：檢測(cè)出水水質(zhì)，記錄處理水量設(shè)備維護(hù)：棄流裝置：每季度拆解清洗閥芯，更換密封件過(guò)濾設(shè)備：每半年更換活性炭，每年更換石英砂紫外線燈管：運(yùn)行累計(jì)時(shí)間達(dá)8000h及時(shí)更換7.2季節(jié)性維護(hù)冬季維護(hù)：氣溫低于0℃前排空管道存水，水泵采取伴熱保溫蓄水模塊保持低水位運(yùn)行（不低于總?cè)莘e的1/3）雨季維護(hù)：暴雨來(lái)臨前檢查排水泵、液位開(kāi)關(guān)功能雨后及時(shí)清理初期棄流裝置內(nèi)積存的泥沙7.3智能監(jiān)控系統(tǒng)本系統(tǒng)配置物聯(lián)網(wǎng)智能監(jiān)控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)以下功能：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)雨量、水位、水質(zhì)、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)自動(dòng)控制棄流、反沖洗、消毒等操作流程異常情況自動(dòng)報(bào)警并啟動(dòng)備用設(shè)備數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析及報(bào)表自動(dòng)生成八、投資估算與效益分析8.1投資構(gòu)成本工程總投資約1280萬(wàn)元，具體構(gòu)成如下：工程費(fèi)用：1050萬(wàn)元（占82.0%）直接工程費(fèi)：890萬(wàn)元措施項(xiàng)目費(fèi)：160萬(wàn)元工程建設(shè)其他費(fèi)用：150萬(wàn)元（占11.7%）預(yù)備費(fèi)：80萬(wàn)元（占6.3%）8.2效益分析經(jīng)濟(jì)效益：年節(jié)水效益：收集雨水約3.2萬(wàn)m3，節(jié)約自來(lái)水費(fèi)用約9.6萬(wàn)元減排效益：減少雨水排放約2.8萬(wàn)m3/年，降低城市排水壓力環(huán)境效益：