在某城市廣場使用了一種以SMC蓄水模塊為主要調(diào)蓄工具的雨水收集系統(tǒng),雨水利用率實際上達到16%。對該系統(tǒng)的設(shè)計理念與施工技術(shù)要點進行分析,闡述了雨水收集系統(tǒng)的流程以及蓄水模塊施工方法,并對產(chǎn)生的效果進行總結(jié),以供參考。
作為節(jié)水型城市,在進行海綿城市改造前,水資源流失嚴重。廣場位于紅塔大道與路交叉口,是人流聚居較大的公共場所,面積約為4.3x104m2,其排水系統(tǒng)為雨污分流制,雨水利用率基本為零,年降雨量約900mm,蒸發(fā)量約1600mm,年降水量遠遠低于蒸發(fā)量,因此雨水收集利用勢在必行。鑒于此情況,在廣場海綿改造中充分利用廣場內(nèi)修建的LID設(shè)施進行雨水收集,并匯入蓄水模塊,達到雨水收集回用的目的。
1、蓄水模塊設(shè)計比選
針對匯水面積相對較小的地區(qū),目前雨水調(diào)蓄設(shè)施種類有混凝土調(diào)蓄池、SMC蓄水模塊、PP蓄水模塊、硅砂蜂巢儲水凈化設(shè)施等多種,其中混凝土調(diào)蓄池耗時*長,且施工時污染較大,容易出現(xiàn)質(zhì)量問題,故不在本次設(shè)計考慮之內(nèi)。本次設(shè)計調(diào)蓄池設(shè)施容積約360m3,凈高2m,平面面積較大,選用成品模塊需滿足剛度、硬度要求,后期能滿足檢修、數(shù)據(jù)讀取、設(shè)備沖洗容易等要求,且方便現(xiàn)存施工,故選定使用SMC蓄水模塊。
該產(chǎn)品為現(xiàn)場拼裝式安裝,運輸及安裝簡便,施工效率高,具有耐久、承載力強等特點。SMC蓄水模塊具體形式見圖1.
蓄水模塊示意圖
2、蓄水收集系統(tǒng)設(shè)計原理
廣場設(shè)計年徑總量控制率目標為92%,雨水資源利用率目標為12%,本工程雨水收集系統(tǒng)主要是將廣場及道路雨水徑流匯集至雨水蓄水池,通過截污掛籃、過濾池等裝置對水體進行凈化處理,以保障出水達到用水水質(zhì)要求。
雨水收集系統(tǒng)主要由棄流裝置、過濾池、收集池及設(shè)備間組成,具體見圖2.
地表雨水徑流通過道路兩側(cè)的開口路沿石流至LID設(shè)施,由LID設(shè)施內(nèi)盲管收集至雨水收集池,*后進入雨水收集系統(tǒng)。當初期雨水污染較嚴重時,電動棄流裝置可將3~5mm初期雨水直接棄流進入下游污水管網(wǎng),待初期雨水過后,裝置中的自動閥會及時關(guān)閉棄流管口,中后期雨水徑流進入收集池中,待一個過程的雨水結(jié)束后,棄流閥又會自動打開,以下迎接下次初期雨水的到來,依次循環(huán)往復(fù)。當雨水連續(xù)進入而致雨水過濾池滿荷載后,利用水力的原理,將雨水過濾池水位提高,雨水直接由溢流管進入雨水市政管網(wǎng)排出,以此保證雨水蓄水池的安全運行。
雨水徑流進入蓄水池前,先通過截污掛籃等裝置將其狹帶的垃圾及雜物進行過濾。攔污籃為PE材質(zhì),籃身大孔?15mm,過濾池中的濾板采用不銹鋼制成。
廣場雨水蓄水池選用SMC蓄水模塊組合水池,使用年限為100年,未端設(shè)置雨水提升泵兩臺(一備一用),泵設(shè)計流量為15m3/h,揚程為100kPa,將雨水輸送至深度處理裝置進行處理,污泥提升泵兩臺,將污泥排放至市政管網(wǎng)。
蓄水模塊系統(tǒng)剖面圖
3、蓄水池施工技術(shù)要點
3.1SMC組合式多功能蓄水池施工要求
(1)根據(jù)水池的高度,基礎(chǔ)土方承載力須達到50kN/m2以上,且地下水位必須采取措施保證降至基底1m左右。 (2)墊層澆筑完成待混凝土達到一定強度后即進行水池安裝,根據(jù)操作規(guī)范要求先進行地板、外側(cè)邊板和內(nèi)部加強板的同步安裝,待側(cè)板和加強板安裝到位后再行安裝頂板,安裝過程中必須確保每個螺絲擰緊。
3.2 SMC組合式多功能蓄水池安裝流程
以該市海綿城市項目廣場SMC組合式多功能蓄水池為例,其具體安裝流程如下:放線、挖掘、碎石換填、澆筑混凝土墊層、組裝地板、組裝支撐框、安裝連接角碼、加強條、清理密封條、組裝側(cè)板、連接外板、粘貼密封條、吊裝、驗收。
(1)放線、挖掘:根據(jù)地質(zhì)勘測報告,本工程蓄水池所處位置的土質(zhì)為三、四類土壤,可采取機械開挖結(jié)合人工修整的辦法進行施工,機械開挖至距基底標高200mm處采用人工開挖,確保不超挖,且保證基地土方開挖平整度(當局部土質(zhì)達不到要求,需進行換填)。 (2)建筑混凝土墊層:為保證蓄水模塊安裝后的安全性,采用厚度不小于150mm的C30混凝土墊層,建筑尺寸根據(jù)水池的尺寸每邊放出100mm工作面,表面抹光,并保證平整度。 (3)組裝地板:墊層澆筑完成待混凝土強度達到75%后即進行水池安裝,板與板之間粘土密條,法蘭邊對齊,將螺栓穿過法蘭邊上的孔,加上墊片螺母緊固即可。 (4)組裝支撐框(見圖4):將支撐塊置于地板上,通過角碼和螺栓將支撐框上的孔與地板上的盲孔連接起來,緊固即可。
蓄水模塊組織支撐框
(5)安裝連接角碼、加強條:將超出外板表面的密封條切掉,保證外板的平整。板與板之間粘上密封條,法蘭邊對齊,將螺栓穿過法蘭邊上的孔,加上墊片螺母緊固即可。 (6)連接外板:側(cè)板轉(zhuǎn)角處通過壓條加螺栓、墊片連接緊固即可。 (7)粘貼密封條:當只剩頂板時,需先在與頂板相接的法蘭邊上粘貼密封條,在粘密封條之前需將粘接的法蘭邊清理干凈。 (8)吊裝(見圖5):用吊車配合將事先安裝好的頂板吊裝到池頂正上方,通過壓條加螺栓、墊片連接緊固即可。 蓄水模塊頂板吊裝
(9)安裝緊固螺栓:將池體所有螺栓進一步緊固,板與板之間壓實密封條,防止?jié)B漏。 (10)配套管道及檢查井的安裝根據(jù)施工圖紙要求,在土方回填前必須全部先行施工完成。 (11)土方回填:a.側(cè)邊回填。本工程蓄水池所用材質(zhì)為SMC,在夯實前必須在水池內(nèi)注水,注水高度以超過分層回填厚度100mm以上,且每層必須夯實,夯實采用輕型機械為宜。b.頂部回填。頂部回填施工需更加注意,回填總厚度以不超過1000mm為宜,每層回填厚度不宜超過300mm,下部需回填密實,回填必須采用人工操作,嚴禁一次性推土過高,以防止水池坍塌。
4、實施成效
相比于混凝土水池作為蓄水池的雨水收集系統(tǒng),成品SMC模塊實施速度更快速,操作簡單,至少節(jié)省15天工期以上,且為成品拼裝,不存在混凝土澆筑的各種質(zhì)量問題,成型質(zhì)量更好,使用壽命更長。廣場雨水收集系統(tǒng)已建成投入使用1年多,在此期間經(jīng)歷多次暴雨,累計回收利用雨水約8349m3,同時對于消減洪峰流量、降低下游雨水干管的管徑有顯著作用,提高了廣場區(qū)域的排水標準和防洪能力,降低了內(nèi)澇災(zāi)害。該系統(tǒng)收集凈化后的水可以合理利用,滿足廣場的植物澆灌需求,節(jié)省了城市水資源。
5、結(jié)語
廣場海綿化改造中雨水收集系統(tǒng)以SMC組合式模塊為核心,利用棄流井、沉泥井、截污掛籃、過濾池等輔助設(shè)施,達到雨水收集凈化利用的效果,其雨水回用率達到16%左右。其施工方法相比于傳統(tǒng)的混凝土蓄水池操作簡單,易于掌握,且為成品拼裝,只需保證出廠的模塊質(zhì)量過關(guān),并對基層及回填方式加以控制,便能保證整體成型質(zhì)量。廣場雨水收集系統(tǒng)建成以來,已經(jīng)歷1個雨季的檢驗,其調(diào)蓄效果良好,不僅有效節(jié)約了水資源,還緩解了下游排水壓力。該系統(tǒng)具有良好的調(diào)蓄功能以及簡單的操作方法,在城市雨水收集系統(tǒng)的建設(shè)中推廣應(yīng)用。
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