浅析某工程屋面虹吸雨水溢流事故

 顾文康

 (上海市安装工程集团有限公司上海200080)

摘要：本文着重介绍虹吸雨水溢流事故发生后，通过对虹吸雨水系统功能实现条件的再次深度理解，并经实地勘察后做出的事故原因分析，可供类似大型场馆项目施工参考借鉴。

 关键词：虹吸雨水斗前水深溢流

 中图分类号：TU823.6  文章编号：1002-3607( 2016) 05-0062-03

 2014年8月的夏季，天津地区连续遭遇特大暴雨，造成某工程公共实训中心项目屋面虹吸雨水管道系统和屋面的天沟接缝处发生较为严重的溢水漏水事故，影响其正常的教学工作，且造成较大的财产损失。笔者以实际参与过的本次虹吸雨水溢流事故处理为例，对这次虹吸雨水溢流事故产生的原因进行综合性分析和探讨。

1系统基本原理及设计简介

 虹吸式屋面雨水排水系统是一种按虹吸满管压力流原理设计、可有效控制管内雨水流速和压力的屋面排水系统，是在设计条件下利用雨水斗至排出管之间的有效位差为动力，使

系统内部产生负压的雨水排水系统，其水力计算依据为流体力学的伯努利方程。具有用材省、水平管道不需设坡度、安装空间小等优点，特别适用于公共建筑或工业建筑的大型屋面。

 本项目包含混凝土和钢结构两中形式的屋面，结合建筑屋面结构及天沟分布情况，将整个屋面划分为66个汇水区域，共设48个虹吸雨水系统，224个SS-90型和4个SS-110型雨水斗。并根据天津市暴雨重现期p=5年的5min暴雨强度值，进行虹吸雨水系统设计，系统排水总流量为1530.20L/s。

2对先前施工工作的复查

2.1图纸深化设计工作回顾

 (1)扩初图纸上要求天沟截面尺寸为600mm（宽度）×300mm（高度）。

 (2)关于对扩初图纸上天津5年的暴雨重现期和溢流管设置等情况，当时我们深化设计人员在准备深化前与设计院专业设计工程师在图纸会审期间进行沟通和交流，得到答复是按

原设计要求，即按5年暴雨重现期深化设计。

 (3)根据答疑回复，再根据原设计的要求完成对虹吸雨水系统的运行参数复核计算、出图等深化设计工作，并送原设计院审核签章确认（见图1、表1），然后再进入施工程序。

2.2施工工作回顾

 (1)系统施工范围

 我们的施工范围是从屋面天沟雨水斗（不包括天沟）到室外第一个雨水检查井位置（不包括检查井）。

 (2)系统检测验收及资料归档

 施工结束，对虹吸雨水系统进行了盛水和灌水检测，达到设计和规范要求，无一处管道渗漏水现象，通过业主、总包、监理的验收。相关档案验收资料齐全。

2.3  虹吸雨水管道安装情况复核和灌水检测

 (1)对安装的虹吸雨水管道进行再次复核，没有发现虹吸雨水排水横管倒坡、管件安装位置错误及支架设置错误等问题存在（见图2）。

 (2)对每根虹吸雨水管道进行灌水检测，没有发现管道堵塞和管道渗漏等情况存在。灌水检测方法如下：

 将一个完整系统的全部虹吸雨水斗的两边用砂袋封堵，在虹吸雨水斗上盖上塑料薄膜，将水灌入天沟，水达到高度后，抽去塑料薄膜，同时继续向天沟灌水，查看下水速度和是否有堵塞情况存在（见图3）。

3溢水漏水事故的分析

3.1溢水漏水情况发生后的现场勘察

 (1)在屋面天沟中有很多砂泥土淤结，造成暴雨时对初期排放的影响。

 (2)实测现建筑屋面天沟高度尺寸变低，现在高度是250mm左右，比设计高度低了50mm，局部甚至高度只有220mm；屋面天沟宽度尺寸变窄，现在宽度500mm，比设计宽度窄了100mm，天沟空间变小，削弱沉积雨水的能力。

 (3)整个屋面天沟坡度太大，雨水不能均匀分配，使高处的雨水集中流向最低处，造成高处位置雨水太少，低处位置的雨水太多，不能充分发挥每条虹吸雨水系统排水作用。屋

面天沟整体坡度太大的情况根据本次灌水检测就可清楚看出（见图4）。

 (4)用于虹吸式屋面雨水排水系统的雨水斗，具有气水分离、防涡流等功能，其斗前水深可有效控制，当斗前水位稳定达到设计水深时（见表2），系统内形成虹吸满管压力流。虹吸雨水系统要发挥作用，整条虹吸雨水系统上的虹吸雨水斗都要达到斗前水深的高度（见图5-1），否则就不能发挥虹吸作用。而现场屋面的实际情况是天沟坡度太大，当虹吸雨水斗都达到斗前水深时，最低处的雨水已超过了天沟高度（见图5-2）。

 (5)由于虹吸系统中水的活塞现象，会压缩下游管道内空气，而空气压力又会反过来影响虹吸系统正常工作，同时系统中也有空气释放，因此，检查井盖必须设有排气孔措施。经查，室外地面上第一个虹吸雨水检查井没有透气口，造成憋气，影响雨水排放速度。

 (6)下暴雨时，河道水上涨，水面超过了市政管网的排出口，对室内虹吸雨水排放造成了不小的影响。

 (7)虹吸式雨水排水系统的水力计算充分利用了雨水水头，系统的流量负荷未预留排除超设计重现期雨水的能力。为了保证每个汇水区域内超设计重现期雨水有出路，必须设置排

除这部分雨水的溢流口或溢流系统。本工程屋面没有设置溢流装置，也是造成溢水漏水的一部分原因。

3.2本次区域降雨量与设计资料对照

 区域降雨量依据暴雨强度公式得：q=3833.34 (1+0.8851gP)／(t+17)0 .95，屋面虹吸雨水系统按照5年暴雨重现期q=0.044161L/s．m2设计。本次暴雨东丽区金桥街气象检测站检测为167.8( mm)，是20年内的最强降雨，其降雨过程中某些时段的瞬时降雨流量远大于0.044161L/s．m2。

4结语

 通过对深化设计和安装质量及事后检测等方面的分析，本次雨水溢流主要是由于屋面施工单位没有按照设计的屋面坡度和天沟制作尺寸所引起：其次是天沟与屋面接缝处不严密；再就是屋面天沟坡度太大的情况下没有采取隔仓分流措施，致使雨水不能均匀分配排放造成。虽然造成溢水漏水原因不在安装单位，但安装单位在施工时，发现屋面坡度太大或天沟尺寸不对时，应及时与屋面施工单位密切配合，提醒纠正后再定位安装虹吸雨水斗。经过这次雨水溢流事故的处理，使我们认识到设计合理，正确施工，各专业工种施工密切配合，不可忽视。只有这样才能充分保证虹吸雨水系统运行的可靠性及在暴雨来临时能正常发挥功能。