李朝廷，阳 陈

(中国十七冶集团有限公司，安徽 马鞍山 243000)

滁州奥体中心游泳馆项目采用铝镁锰直立锁边金属屋面，主楼为椭球屋面，屋面标高从最高点往四周顺次降低，外檐口标高各不相同；连廊与主楼衔接部位为坡向连廊檐口的双曲屋面，连廊其余部位为单曲拱形屋面，连廊檐口标高均相同。为了保证屋面结构安全，排水系统采用虹吸雨排水。在双曲连廊和椭球屋面的低边分别设置不锈钢天沟和集水槽，加快虹吸效果迅速形成。

1 虹吸雨排水深化设计

1.1 虹吸雨排水深化设计

暴雨强度重现期P=10 a，5 min暴雨强度q=5.67 L/(s·100 m2)，溢流系统按50 a校核，5 min暴雨强度q=7.41 L/(s·100 m2)。 天沟宽400 mm，深400 mm，双曲屋面集水槽长度3 000 mm，在相应位置天沟最低点下沉300 mm；椭球屋面集水槽长度2 000 mm，在相应位置天沟最低点下沉300 mm。虹吸排水共分6个子系统，选用SF63,SF90和SF110型雨水斗；溢流虹吸系统分为2个子系统，选用SF75,SF90和SF110型雨水斗[1]。

1.2 汇水分区划分

结合屋面的具体情况和雨排水设计选用的参数划分汇水分区。对于坡度很大的双曲连廊屋面[2]，天沟集中布置在连廊屋面的最低处；坡度较小的椭球屋面，连廊屋面覆盖范围内不考虑雨排水，暴露在连廊屋面范围外的区域设置雨排水系统，天沟集中布置在椭球屋面的最低处；在天沟内设置足够套数的虹吸雨水系统满足排水要求，充分考虑50 a暴雨强度在连续天沟最低处设置了虹吸溢流系统，保证水位不超过天沟高度直立锁边板，防止屋面漏水[3]。

根据金属屋面施工图纸对游泳馆双曲连廊屋面和椭球屋面的虹吸雨排水系统进行深化，划分汇水分区；确定虹吸雨水斗、天沟挡板和溢流雨水斗位置及尺寸；确定集水槽尺寸和设置要求；确定虹吸雨水管在屋面层的水平路径[4]。汇水分区划分和排水设施设置具体见图1。

1)连廊屋面以红色屋脊线为坡度分界，屋脊南侧以屋面装饰高度线分界为2个区域，屋面装饰高度分界线东侧虹吸雨水斗设置2处，其中SF63雨水斗6个，SF90溢流雨水斗1个；屋面装饰高度分界线西侧，虹吸雨水斗设置2处，其中SF90雨水斗6个，SF90溢流雨水斗2个[5]。

2)连廊屋面屋脊北侧以天沟自然划分为2个区域，椭球屋面范围内虹吸雨水斗设置3处，其中SF90雨水斗9个，SF110溢流雨水斗2个；椭球屋面范围外虹吸雨水斗设置1处，其中SF110雨水斗3个，SF75溢流雨水斗2个。

3)椭球屋面划分2个排水区域，以屋面装饰高度分界线为界，分界线东侧虹吸雨水斗设置2处，其中SF90雨水斗4个，SF95溢流雨水斗1个；分界线西侧虹吸雨水斗设置1处，其中SF90雨水斗3个，SF95溢流雨水斗1个。

2 施工重难点与方法

2.1 虹吸雨排水管路径优化

游泳馆地上部分共3层，形状近似椭球。幕墙钢结构弯扭箱型梁从2层向内收缩，在3层与椭球屋面外边线钢结构梁连接成一个整体，3层仅土建建筑覆盖部分设置混凝土柱，导致虹吸雨水斗下方附近没有柱子，无法安装雨水立管。根据实际情况，将雨水立管设置在3层混凝土柱边，连廊和椭球屋面雨水斗通过水平雨水管向混凝土柱水平安装后垂直向下安装至1层，增加了雨水水平管道的长度，解决了排水管的路径问题。

2.2 雨水斗安装

雨水斗采用铝锰合金顶盖不锈钢底座材质，下方自带的连接短管为HDPE材料，雨水斗同管道连接时采用电熔连接，保证系统的气密性。

虹吸雨水斗安装需与屋面专业穿插施工，安装流程如下：

1)金属屋面天沟和集水槽安装完成后，根据雨水斗位置和尺寸在集水槽底部开孔，安装雨水斗底座并将雨水斗底座与集水槽焊接在一起，焊后对焊缝进行打磨刷漆，确保焊接和焊后处理的施工质量。

2)准备PVC防水卷材，按照雨水斗形状和尺寸裁剪卷材形成喇叭状，将卷材铺设在雨水斗底座上，喇叭筒插入雨水斗短管内，雨水斗底座的螺栓与PVC卷材之间的缝隙用密封胶密封。

3)通知金属屋面分包进行集水槽PVC防水铺设，防水完成后进行工序交接。

4)拆除临时封堵，清扫雨水斗，安装雨水斗导流隔气盖板。

雨水斗施工质量要求高，保证措施包括：雨水斗底座与集水槽满焊，焊后打磨、修补焊缝保证焊缝质量，通过灌水试验检查焊缝漏水情况，无渗漏后对焊缝进行除锈刷漆；使用密封胶将PVC防水卷材与雨水斗底座黏结起来，底座螺栓与PVC卷材之间的缝隙处使用密封膏填满，达到密封胶和密封膏的黏结时间后再进行灌水试验，无渗漏后临时封堵雨水斗底座并与屋面专业进行工序交接，由屋面专业完成防水卷材的搭设与焊接；防水施工完成后，拆除临时封堵，安装雨水斗盖板，完成雨水斗施工。

沿着天沟坡度，在天沟最低点之前的集水槽处还需安装不锈钢天沟挡板，挡板离集水槽低边100 mm，板顶低于天沟顶面100 mm，焊接施工完成后交接屋面专业铺设防水卷材。在天沟最低点的底部还需安装溢流雨水斗，采用与虹吸雨水斗相同的安装流程和施工质量保证措施。

2.3 悬吊系统

该项目虹吸雨排水系统采用HDPE管，直径250 mm虹吸排水管道敷设在地下，地上部分管径小于250 mm。悬吊系统的水平悬吊梁采用30 mm×30 mm优质镀锌方钢，悬吊管上每间隔不大于5 m设置一个固定管卡，此点与悬吊梁固定。虹吸悬吊管及立管均设有固定支架，其间距不大于5 m，固定于本体结构柱墙、顶板或钢结构构件上。

悬吊管的锚固管卡安装在管道的端部以及Y型支管的每个方向上，2个锚固管卡间距不大于5 m。当雨水斗与立管之间的悬吊管长度超过1 m时，安装带有锚固管卡的固定件。最后一个雨水斗处及水平管接至立管均安装锚固管卡；方钢导轨每隔10 m和方向改变的地方安装防晃支架，如果方钢间断安装两个锚固管卡。

连接管与悬吊管的连接采用45°三通；悬吊管与立管的连接采用2个45°弯头或不小于4倍弯曲半径的90°弯头；管路转弯的位置以及出现三通的位置，在管道配件的两端加设管道吊架。

在金属屋面安装的虹吸雨水管道，使用抱箍将悬吊杆固定在钢结构构件上，抱箍按照固定处钢结构构件的形状和尺寸现场加工或者工厂预制[6]；悬吊连接件使用62 mm×41 mm优质C型钢与螺杆及抱箍焊接连接(见图2)。

虹吸立管固定卡间距不大于5 m，导向管卡间距不大于15倍管径，立管到达混凝土底面之前设置一个固定点。每个Y型三通都设置1个紧固点，2个Y型三通之间的距离不超过3 m。末端的雨水斗和水平管(悬吊管)接入立管的地方设置紧固点(见图3)。

虹吸雨水立管与排出管的连接应采用2个45°弯头或不小于4倍弯曲半径的90°弯头；立管底部转弯处安装加固支撑装置，加固装置要用槽钢或角铁在现场加工制作，具体尺寸及固定方式视现场情况而定。

2.4 弯扭箱型梁抱箍安装

在幕墙弯扭箱型梁下安装虹吸雨水管时，钢梁的形状导致普通方形抱箍无法与钢梁表面贴合，虹吸系统悬吊通丝螺杆与梁底面垂直但不与地面垂直，安装完成后吊箍与箱型钢梁以及吊箍连接件与吊杆均形成新的夹角。吊箍自身产生形变，磨损钢梁、吊箍油漆面；吊箍连接件与吊杆产生形变，施工质量问题无法解决。

根据实际情况，在施工中发明一种新型自动调整角度的抱箍，采用Q235镀锌扁钢和圆钢进行加工，其自动调整吊箍连接件的角度，降低吊箍的损坏率，减少对钢梁表面油漆的破坏。自动调整角度的新型抱箍包括吊箍上下固定件——镀锌扁钢，内附于镀锌扁钢的保护软胶，吊箍上下部分连接的固定螺栓，自动调整角度的连接圆环以及与吊杆连接的内螺纹连接件(见图4)。施工前根据钢结构和MEP专业图纸建立模型，在模型上确定吊箍安装位置、尺寸并进行数量统计，在工厂进行批量加工。施工时根据模型上的吊箍信息进行安装，将吊箍上下固定件贴合在箱型钢梁的表面，用固定螺栓将上下固定件连接固定，连接吊箍与吊杆；检查吊杆是否垂直向下，若不垂直向下则手动滑动连接圆环，确保吊杆向下(见图5)。

3 施工总结

通过探讨体育场馆类项目虹吸雨排水系统施工内容，介绍了异形结构、复杂金属屋面虹吸雨排水施工重难点及解决方法。根据金属屋面施工图纸深化虹吸雨排水系统，合理划分汇水分区，优化管道路径，确保屋面虹吸雨排水汇水分区划分和立管安装位置更加合理；细化雨水斗等安装过程，协调不同专业之间的频繁穿插施工，精细化管理，提高施工效率；结合BIM技术，采取新技术解决复杂钢结构区域的虹吸雨排水悬吊系统安装难题，加快施工进度、提高施工精度和质量。