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(fēng)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(dāng)?shù)?夏澇冬旱"的氣候特點(diǎn)，設(shè)計并實(shí)施屋面雨水收集系統(tǒng)。項(xiàng)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(dá)5.6萬m3，主要用于綠化灌溉、道路清掃及景觀補(bǔ)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(biāo)準(zhǔn)本方案嚴(yán)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(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合項(xiàng)目區(qū)域2024年1494mm的實(shí)際降水?dāng)?shù)據(jù)，重點(diǎn)強(qiáng)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(jìn)水口設(shè)5mm孔徑濾網(wǎng)，防止樹葉等大顆粒雜質(zhì)進(jìn)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(hù)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(dāng)降雨量達(dá)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(dú)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(fù)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(qiáng)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(xì)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(biāo)準(zhǔn)三、施工技術(shù)方案（一）施工準(zhǔn)備工作1.現(xiàn)場勘察與放線施工前采用地質(zhì)雷達(dá)對地下管線進(jìn)行探測，重點(diǎn)標(biāo)記給水管、燃?xì)夤芗半娎|等位置，探測深度≥3m根據(jù)設(shè)計圖紙進(jìn)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(zhǔn)點(diǎn)，測量誤差控制在±5mm以內(nèi)2.材料準(zhǔn)備與驗(yàn)收HDPE模塊：進(jìn)場時需提供出廠合格證及環(huán)剛度檢測報告，每批次隨機(jī)抽取3塊進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)（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(jìn)行熱熔對接試驗(yàn)，確保焊接強(qiáng)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(jī)械配置主要施工機(jī)械設(shè)備包括：挖掘機(jī)（1.2m3斗容）、壓路機(jī)（2t）、熱熔焊接機(jī)（溫度控制范圍180-220℃）、潛水泵（揚(yáng)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(jìn)場前進(jìn)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(jìn)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(jī)分層碾壓（壓實(shí)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(jī)連接，焊接溫度200℃，焊接時間15秒/點(diǎn)，每完成5層模塊進(jìn)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(qiáng)度≥母材強(qiáng)度的80%；池壁外側(cè)回填200mm厚素土，分層夯實(shí)（壓實(shí)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(jìn)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)，接地電阻≤4Ω（三）管道工程施工要點(diǎn)1.管道敷設(shè)開挖溝槽：采用人工配合機(jī)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(biāo)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(shí)；管頂以上500mm范圍內(nèi)采用素土回填，壓實(shí)系數(shù)≥0.902.水壓試驗(yàn)試驗(yàn)準(zhǔn)備：管道充滿水后浸泡24小時，排氣閥充分排氣，試驗(yàn)壓力為工作壓力的1.5倍（但≥0.6MPa）試驗(yàn)過程：緩慢升壓至試驗(yàn)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(jìn)行外觀檢查，無滲漏為合格消毒沖洗：試驗(yàn)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(jìn)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(qiáng)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(diǎn)工序名稱控制指標(biāo)檢驗(yàn)方法檢驗(yàn)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(qiáng)度≥母材80%拉伸試驗(yàn)每100個焊點(diǎn)1組防水施工不透水性（0.3MPa，30min無滲漏）現(xiàn)場抽樣試驗(yàn)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(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)工程驗(yàn)收分為隱蔽工程驗(yàn)收、分項(xiàng)工程驗(yàn)收和竣工驗(yàn)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(yàn)收需留存影像資料分項(xiàng)驗(yàn)收：各子系統(tǒng)功能測試合格，如棄流裝置動作準(zhǔn)確率≥98%，水泵運(yùn)行噪音≤75dB竣工驗(yàn)收：系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行30天，水質(zhì)達(dá)標(biāo)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(hù)體系高空作業(yè)：屋面施工設(shè)置1.2m高防護(hù)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(yán)密，不得有探頭板臨時用電：采用TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)，配電箱設(shè)三級漏電保護(hù)（動作電流≤30mA，0.1s），電纜架空敷設(shè)高度≥2.5m基坑防護(hù)：基坑周邊設(shè)1.2m高防護(hù)欄桿，刷紅白警示漆，夜間設(shè)警示燈，坑邊1m范圍內(nèi)嚴(yán)禁堆載，上下通道采用之字形坡道（坡度1:3）2.環(huán)境保護(hù)措施揚(yáng)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(jī)等強(qiáng)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(yùn)行維護(hù)（一）系統(tǒng)調(diào)試方案1.單機(jī)調(diào)試水泵調(diào)試：測定水泵流量、揚(yáng)程及效率，與設(shè)計值偏差≤5%，運(yùn)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(zhǔn)確，電動閥門響應(yīng)時間≤5秒，遠(yuǎn)程控制與就地控制切換正常消毒設(shè)備：紫外線消毒器運(yùn)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(yàn)：采用消防水槍模擬不同降雨強(qiáng)度（5mm/h、15mm/h、30mm/h），測試系統(tǒng)響應(yīng)：棄流裝置在降雨量達(dá)3mm時自動切換蓄水池水位達(dá)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(dá)標(biāo)自動控制調(diào)試：驗(yàn)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(biāo)自動報警反沖洗自動觸發(fā)（壓差≥0.05MPa或定時72小時）（二）運(yùn)維管理方案1.日常維護(hù)計劃每日巡檢：檢查系統(tǒng)運(yùn)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(hù)：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(zhǔn)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(hù)重點(diǎn)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(dāng)增加消毒劑量旱季（10-次年4月）：排空蓄水池進(jìn)行徹底清洗檢查管道防腐層完好性對設(shè)備進(jìn)行全面保養(yǎng)3.應(yīng)急預(yù)案暴雨應(yīng)急：當(dāng)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(biāo)應(yīng)急：當(dāng)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(jī)制，故障響應(yīng)時間≤2小時，修復(fù)時間≤8小時六、工程驗(yàn)收與效益評估（一）驗(yàn)收內(nèi)容與標(biāo)準(zhǔn)功能驗(yàn)收：系統(tǒng)各組成部分運(yùn)行正常，滿足設(shè)計要求，如雨水收集率≥85%，棄流準(zhǔn)確率≥95%水質(zhì)驗(yàn)收：連續(xù)7天出水水質(zhì)監(jiān)測，各項(xiàng)指標(biāo)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(yàn)收：蓄水池?zé)o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(jì)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(fèi)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(hù)成本：年運(yùn)維費(fèi)用約3.2萬元（含電費(fèi)、藥劑費(fèi)及人工費(fèi)），投資回收期約8年環(huán)境效益：減少城市內(nèi)澇風(fēng)險：雨季可削減50%的屋面雨水徑流峰值水資源保護(hù)：年節(jié)約自來水5.6萬m3，相當(dāng)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(qiáng)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(diǎn)項(xiàng)目，為同類工程提供技術(shù)參考資源教育：通過系統(tǒng)運(yùn)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