生態(tài)溝雨水收集系統(tǒng)施工技術(shù)

生態(tài)溝雨水收集系統(tǒng)施工技術(shù)

在19世紀(jì)，我們面臨著主要問題，比如干旱、干旱和水環(huán)境惡化。水已成為世界各國人民關(guān)注的焦點(diǎn)，人類社會面臨著前所未有的水問題。雨水是地球上一切可更新資源的源泉,雨水資源開發(fā)、收集與利用對解決目前對水資源短缺問題具有戰(zhàn)略意義。雨水是城市水資源的主要來源之一,對補(bǔ)充城市水資源和改善生態(tài)環(huán)境起著關(guān)鍵的作用。生態(tài)溝渠雨水收集利用技術(shù),作為城市雨水收集利用的一個分支,對雨水的回收利用起著十分重要的作用?？蓪?shí)現(xiàn)節(jié)水、水資源涵養(yǎng)與保護(hù)、控制城市水土流失和水澇、減輕城市排水和處理系統(tǒng)的負(fù)荷、減少水污染和改善城市生態(tài)環(huán)境等目標(biāo)。筆者以實(shí)際工程為例,對生態(tài)溝渠雨水收集利用系統(tǒng)的施工技術(shù)加以闡述,供同行參考。1生態(tài)環(huán)保,低能耗該工程位于北京市昌平區(qū)未來科技城境內(nèi),未來科技城以“創(chuàng)新、科技”之城,“開放、共享”之城,“美好、活力”之城,“低碳、節(jié)能”之城和“和諧、生態(tài)”之城為建設(shè)理念,在園區(qū)配套道路建設(shè)中首次采用生態(tài)溝渠雨水收集利用系統(tǒng),用于雨水排除及綠化帶、綠地植被的生長用水,改善生態(tài)環(huán)境。1.1過緣雨水排放生態(tài)溝渠雨水收集系統(tǒng)將人行道及非機(jī)動車道內(nèi)雨水直接排入生態(tài)溝,機(jī)動車道路面內(nèi)雨水通過緣石泄水口處排入生態(tài)溝,生態(tài)溝內(nèi)雨水通過溝內(nèi)種植土涵養(yǎng)水分,飽和后通過生態(tài)溝內(nèi)溢流雨水口收集水分,導(dǎo)入就近路面內(nèi)雨水口并匯入雨水干管(見圖1)。跟傳統(tǒng)雨水篦子排水系統(tǒng)相比具有合理利用雨水、減少徑流排放、提高排澇能力、改善生態(tài)環(huán)境、營造生態(tài)景觀等優(yōu)點(diǎn)。1.2復(fù)合防滲土工膜生態(tài)溝渠主要采用PE滲透管和PP塑料模塊滲透渠及滲透井組合而成,并根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)形式選用不同性能的包裹材質(zhì),既防滲土工膜和濾水土工布,實(shí)現(xiàn)密閉儲存和滲透調(diào)蓄等不同功能。滲透管選用聚乙烯(PE)雙壁波紋管,環(huán)剛度≥8kN/m2,滲透管與集水滲透檢查井上預(yù)留短管使用熱收縮帶連接,波紋管間承插連接,并套好密封膠圈。滲透渠采用PP塑料模塊組合而成,每塊單體尺寸(l×b×h):Ⅰ型為1000mm×500mm×400mm、Ⅱ型為800mm×400mm×440mm,層間采用連接桿進(jìn)行連接,列間采用連接卡進(jìn)行連接。滲透井分為集水滲透檢查井、集水滲透溢流井,均為聚乙烯(PE)纏繞結(jié)構(gòu)壁管組合焊接式雨水檢查井,井體上預(yù)留的進(jìn)出水管、溢流管短管均為聚乙烯(PE)纏繞結(jié)構(gòu)壁管。每座集水滲透檢查井內(nèi)均設(shè)有配套的截污筐和截污網(wǎng)袋,以保證收集雨水的水質(zhì)良好,使?jié)B透井清掏維護(hù)方便。復(fù)合防滲土工膜采用中密度聚乙烯膜,厚度為0.5mm,鋪裝在溝渠的側(cè)面,緊貼基坑側(cè)壁鋪設(shè)。土工布采用高強(qiáng)度丙綸布(200g/m2),對整個碎石進(jìn)行包裹,土工布相互之間搭接面不小于30cm。2施工過程溝槽開挖→土工膜鋪裝→土工布鋪裝→底部級配砂石回填→管道安裝/組合模塊安裝→級配砂石覆蓋→土工布包裹→溝渠回填。3施工控制要點(diǎn)3.1溝槽底凈寬的確定嚴(yán)格控制槽底高程和寬度,防止超挖。機(jī)械挖槽應(yīng)按設(shè)計(jì)高程留出20cm不挖,使用人工清槽,保證槽底原狀土不被擾動。在開槽過程中應(yīng)特別注意根據(jù)土質(zhì)情況對放坡進(jìn)行調(diào)整,以保證邊坡的穩(wěn)定和安全。溝槽底的凈寬應(yīng)根據(jù)管道的直徑、埋設(shè)深度、施工工藝等確定,當(dāng)管徑不大于450mm時(shí),管道的每邊凈寬不宜小于30cm;當(dāng)管徑大于450mm時(shí),管道的每邊凈寬不宜小于50cm。3.2滲透式聯(lián)合管道無砂基礎(chǔ)土工膜的鋪設(shè)和土工布的搭接在溝槽底部的原狀土或經(jīng)回填夯實(shí)的地基上,鋪設(shè)厚度10cm的中粗砂層。在地基較差時(shí),下層鋪粒徑5～32mm的碎石,厚度為10～15cm;上層鋪粗砂5cm?；A(chǔ)層的密實(shí)度85%～90%。對于軟土地基,先對地基進(jìn)行加固處理,在達(dá)到規(guī)定的地基承載力后,再鋪設(shè)粗砂基礎(chǔ)?；A(chǔ)施工完成后,將防滲土工膜沿溝槽側(cè)壁縱向展開,并臨時(shí)固定,再將土工布沿溝槽側(cè)壁鋪設(shè)縱向展開,成U字形貼伏在管渠的內(nèi)壁,整體溝渠的鋪裝要求土工膜成一個整體,中間接縫必須要搭接。管道安裝采用滲透式穿孔雙壁波紋管,管道之間連接方式為承插口連接,管道與成品井之間連接使用熱縮帶連接,為平接口。滲透式溝渠管道四周填充碎石,厚度為5～15cm,碎石粒徑要求20～30mm,其中,底部回填碎石厚度5cm,側(cè)壁回填碎石厚度10cm,頂部回填碎石厚度15cm。其上回填素土夯實(shí)。滲透井底部及側(cè)壁回填碎石層厚度20～25cm。最后合圍土工布,土工布的搭接寬度不小于30cm。土工布項(xiàng)面回填100mm中粗砂。滲透管渠如圖2所示。3.3儲水模塊的裝復(fù)待溝槽砂基礎(chǔ)完成后,首先將防滲土工膜沿溝槽側(cè)壁縱向展開,并臨時(shí)固定;然后再將土工布沿溝槽側(cè)壁縱向展開,成U字形貼伏在管渠,在土工布上安裝塑料模塊集水渠骨架。集水渠儲水模塊的安裝從最下層開始,逐層向上進(jìn)行。整體式多個模塊由連接桿及連接件組合,左右連接由連接件組合,有凹槽連接的地方每個連接件要安裝到位;上下連接由連接桿組合,用4個連接桿對稱插入圓孔,最終連接成1個整體。單個拼裝式模塊由側(cè)壁板、中間肋板、米字型連接件組成,左右連接由米字型連接件拼裝,上下直接由中間肋板連接,最終連接成一個整體,中間肋板為5個,側(cè)壁板為4個。模塊拼裝結(jié)構(gòu)如圖3所示。待儲水模塊拼裝完成后,合圍土工布;在塑料模塊集水渠的內(nèi)、外側(cè)土工布間填充中粗砂,將外側(cè)土工布合攏。3.4滲流井外側(cè)空土工布集水滲透雨水井采用預(yù)制成品,材質(zhì)宜為PE,現(xiàn)場與PE管或PP模塊相連接。井坑與溝渠同時(shí)開挖。當(dāng)井徑不大于600mm時(shí),井體外側(cè)凈空不小于40cm;當(dāng)井徑大于600mm時(shí),井體外側(cè)凈空不小于50cm。集水滲透雨水井的井底與井壁開孔區(qū)均做20cm厚碎石層滲透層,碎石粒徑20～30mm。滲透層外包土工布,土工布的搭接寬度不小于50cm。在經(jīng)夯實(shí)的地基上,鋪設(shè)厚度10cm的粗砂墊層,在墊層上安裝預(yù)制的檢查井。集水滲透井如圖4所示。3.5管道進(jìn)、出儲水模塊的連接管道與混凝土及磚砌井連接采用剛性連接,連接時(shí)用水泥砂漿填實(shí)管道與洞口間的空隙,水泥砂漿的質(zhì)量配合比不低于1∶2,且砂漿內(nèi)宜摻入微膨脹劑。管道與聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管井室連接時(shí)采用熱熔連接。管道進(jìn)、出儲水模塊集水渠的連接分兩步進(jìn)行:首先用厚0.5mm聚乙烯膜做1只管帽,管帽的直徑與管道的外徑相等,帽檐寬約10cm,將管帽套在管道的端部,然后用熱風(fēng)槍儲水加熱法粘合,用同樣的方法將帽檐狀膜片粘合在模塊管道穿孔的土工布膜片上,最后用801膠粘合外層土工布(見圖5)。當(dāng)集水滲透井座落在儲水模塊集水渠正上方時(shí),滲透井應(yīng)在模塊豎向承重支承板的上方,并在滲透井底部外包滲透土工布,防止沉淀物進(jìn)入儲水模塊集水渠。3.6粗砂地層回填在PE滲透管及PP塑料模塊施工完成后,立即進(jìn)行溝槽的回填。首先在滲透管渠和塑料模塊集水渠的土工布頂面墊10cm粗砂保護(hù)層。管渠以上50cm內(nèi)的回填材料可采用中砂、碎石屑或土質(zhì)良好的原土,共分2層,虛鋪厚度不大于20cm,采用人工回填,不得采用機(jī)械推土回填;從管渠50cm以上至設(shè)計(jì)高,分層回填原土,可采用機(jī)械回填、碾壓。4系統(tǒng)的主體及壽命生態(tài)溝渠雨水收集利用系統(tǒng)施工周期是傳統(tǒng)水池的1/2,PE滲透管和