园林排水工程施工技术

知识点:了解园林排水施工的基础知识,掌握园林排水施工的工艺流程和验收标准。

能力点:能根据施工图进行园林排水工程的施工、管理与验收。

任务描述

园林中为满足游人及管理人员生活的需要,每天都会产生生活污水。由于园林造景的需要,利用地形起伏创造环境空间,这样会导致一些天然降水不能排出。为保持环境,应及时收集和排出这些污水,给游人创造一个良好的环境空间。园林排水工程的主要任务就是排出生活污水和天然降水。

图2.8 是典型的排水施工图,从施工图上可以看出排水工程大多数属于隐蔽工程,雨水主要通过地面排水与明沟排水为主,而污水则可以通过管道排放。对公园排水区域采用地面排水、明沟排水与管道排水的综合排水方式,并对其进行排水工程施工。其施工内容为:地面排水、明沟排水、管道排水。

图2.8　某景观排水施工图

任务分析

园林排水主要是指排出雨水和少量的生活污水。所以要想高质量、低成本按期完成园林排水工程施工任务,在拥有高素质施工队伍的前提下,现场施工员在施工管理上必须认真做好施工过程的记录,同时还要掌握排水工程的特点、排水的方式、排水系统的组成、排水管网的设计、排水工程施工与管理技术。具体应解决好以下下几个问题:

①正确识别给水工程施工图,准确把握设计人员的设计意图。

②编制切实可行的给水工程施工组织方案。

③进行有效的给水施工现场管理、指导和协调工作。

④做好给水工程成品修整和保护工作。

⑤做好给水工程竣工验收的准备工作。

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一、园林排水种类与特点

1)园林排水种类

(1)降水 主要指地面上径流的雨水和冰雪融化水。特点是降水比较集中,径流量比较大。降水一部分渗入土壤,另一部分进入园林水体和城市排水系统。

(2)生活污水 在园林中主要指从小卖部、餐厅、茶室、公厕等排出的水。生活污水中多含酸、碱、病菌等有害物质,需经过处理后方能排放到水体和用于园林绿地灌溉等。

(3)生产废水 主要指绿地植物浇灌时淌出的水,养鱼池、喷泉水池等小型水景池中排放的废水。这类废水可直接排放园林水体,一般不做净化处理。

2)园林排水特点

①主要是排除雨水和少量污水。

②园林中为满足造景需要,利用地形起伏特点,可将雨水直接排入水体之中,形成山水相依的格局。

③园林排水有多种方式,可以根据不同地段具体情况采用适当的排水方式。

④排水设施应尽量结合造景。

⑤园林植物需要大量水分,排水的同时还要考虑土壤能吸收到足够的水分,以利植物生长,干旱地区更应注意保水。

二、园林排水方式

1)地面排水

地面排水主要指排除降水。它是利用园林中地形条件,将雨水汇集,再通过谷、涧、沟、园路等加以组织引导,就近排入水体或城市雨水管道。地面排水适用于公园绿地。

2)管渠排水

(1)明沟排水 明沟排水主要是将地表水通过各种明沟有组织地排放。根据不同地段,可以选择土质、砌砖、砖石或混凝土明沟,常见明沟断面形式见图2.9。

图2.9　常见明沟的形式

(2)盲沟排水 盲沟排水是一种地下排水渠道,用以排除地下水,降低地下水位。适用于一些要求排水良好的活动场地,如运动场、草坪、高尔夫球场等以及某些不耐水的园林植物生长区。

①盲沟的布置形式:盲沟的布置形式取决于地形和地下水的流动方向。树枝式,适用于周边高中间低的园林地形(洼地);鱼骨式,适用于谷地积水较多处;铁耙式,适用于一面坡的地形;平面式,适用于高地下水位的体育场。几种常见的布置形式见图2.10。

图2.10　盲沟布置形式

②盲沟的埋深与间距:盲沟的埋深主要受植物对地下水位的要求、冰冻深度、土壤质地和地面荷载情况等因素的影响,从不同土壤质地上看,通常在1.2～1.7 m;支管间距主要取决于土壤类型、排水量及排水速度等因素,一般在8～24 m。对于排水要求较高的场地,适当多设支管。

③盲沟沟底纵坡:沟底纵坡坡度不少于5‰,只要地形条件许可,坡度应尽可能取大些,以利于地下水的排出。

盲沟的做法依材料选择不同而有多种类型,如图2.11所示。

图2.11　盲沟的几种类型

(3)管道排水 在园林中的某些局部地方,如广场、主要建筑周围,当不方便使用明沟排水时,可以利用敷设专用管道排水。管道排水费用较高,但不妨碍地面活动,而且既卫生又美观,排水率也高。

三、雨水处理工程

1)防止地表径流工程措施

(1)设置挡水石 地表径流在山谷及较大沟坡汇水线上,易形成大流速流,为防止其对地表的冲刷,可在汇水区布置一些山石,借此降低流速,减缓水流冲力,起到保护地表的作用。如溪涧的分水石、道路旁及陡坡处设的挡水石。

(2)出水口处理 园林中利用地面或明渠排水,在排入园内水体时,为保持岸坡结构稳定并结合造景,将出水口进行各种消能处理,形成一种敞口排水槽,称“水簸箕”(图2.12)。“水簸箕”的槽身加固可采用三合土、浆砌砖石或混凝土。

2)管渠排水工程

(1)雨水管渠布置

①管道的最小覆土深度:最小覆土深度应根据雨水井连接管的坡度、冰冻深度和外部荷载情况而确定,雨水管的最小覆土深度一般在0.5～0.7 m。

②最小坡度:雨水管道只有保持一定的纵坡坡度,才能使雨水靠自身重力向前流动。一般土质明渠最小坡度不小于2‰;砌筑梯形明渠的最小坡度不小于0.2‰。不同管径对坡度也有要求,见表2.4。

③流速的确定:流速过小,不仅直接影响排水速度,水中杂质也易于沉淀淤积。各种管道在自流条件下的最小容许流速不得小于0.75 m/s,各种明渠不得小于0.4 m/s。流速过大,会对管壁有磨损,降低管道的使用寿命。金属管道的最大设计流速为10 m/s,非金属管道为5 m/s。各种明渠的最大设计流速参照表2.5。

图2.12　几种排水口处理

表2.4　雨水管道各种管径最小坡度

表2.5　明渠最大设计流速

④最小管径及沟槽尺寸:一般雨水口连接管最小管径为200 mm,最小坡度为1%。公园绿地的径流中挟带泥沙及枯枝落叶较多,容易堵塞管道,故最小管径限值可适当放大,采用300 mm。梯形明渠为了便于维修和排水通畅,渠底宽度不得小于30 cm。梯形明渠的边坡,用砖石或混凝土块铺砌的一般采用1∶0.75～1∶1。边坡在无铺装情况下,根据其土壤性质可采用相应数值,参照表2.6。

表2.6　梯形明渠的边坡

(2)排水管材 常用的室外排水管材有如下几种:

①陶土管:具有内壁光滑,水流阻力小,无透水性好,耐磨、耐腐蚀等优点,但质脆易碎、抗弯、抗压强度低,节短,施工不便,不易敷设于松土或埋深较大之处。

②混凝土管与钢筋混凝土管:混凝土管多用普通地段的自流管段,钢筋混凝土管多用于深埋或土质条件不良地段及有压管段。二者具有取材制造方便、强度高、应用广泛等优点,但具有抗酸碱腐蚀性及抗渗性较差、管节短、节点多、搬运施工不便等缺点。

③塑料管:内壁光滑、水流阻力小、抗腐蚀性好、节长接头少。抗压力较低,多用于建筑排水。

(3)附属构筑物 附属构筑物是雨水管道系统的组成部分,一般雨水管道系统由雨水口、连接管、检查井、干管和出水口5 部分构成。

①检查井:检查井的功能是便于管道检查和清理,同时也起连接管段的作用。检查井通常设置在管道交汇、坡度和管径改变的地方。为了作业方便,相邻检查井之间管段应成一直线。井之间的最大间距在管径小于500 mm 时为50 m。检查井主要由井基、井底、井身、井盖座和井盖组成,其构造见图2.13。

图2.13　检查井大样图

②跌水井:跌水井是设有消能设施的检查井。跌水井一般不设在管道转弯处,常在地形较陡处设置,以保证管道有足够覆土深度。当管底标高落差不大于1 m 时,可将检查井底部做成斜坡衔接两排水管即可,不必采用跌水措施。

③雨水口:雨水口是雨水排水管道上收集地面径流的构筑物,其通常设置在道路边沟或地势低洼处。雨水口的间距一般控制在30～80 m,它与干管常用200 mm 的连接管,其长度不得超过25 m。雨水口由进水管、井筒、连接管、雨箅子组成,其构造如图2.14所示。

图2.14　雨水口大样图

④出水口:出水口是排水管道向水体排放污水及雨水的构筑物,其设置位置和形式应根据水位、水流方向、驳岸形式而定。雨水管道出水口不要淹没于水中,管底标高应在水体常水位以上,以免引起水体倒灌。在出水口与水体岸边连接处,可做护坡或挡土墙,以保护河岸及固定出水管道。出水口的构造见图2.15。

图2.15　出水口大样图

(a),(b)排水口

任务实施

一、地面排水施工

①在排水区域,结合地形改造施工,通过涧、沟、地坡、小道等组织形式划分排水区,就近排入水体或附近的雨水干管。

②利用造景工程组织排水。在沟坡较大的汇水线上,结合造景设置消能石或形成瀑布水景;在园路、沟边等纵坡坡度较大处或同一纵坡较长地段,设置护坡消力槛,可用砖石镶砌铺筑而成,高出地面30～50 mm,与路中线成75°布置,并以一定间隔排列在路两边。

二、明沟排水施工

①明沟设置时,可以根据不同排水地段实际情况,选择土质、砌砖、砌石或混凝土明沟。以梯形居多。

②梯形断面的最小底宽不得小于30 cm,沟中水面与沟顶的高度不小于20 cm。

③明沟最小允许纵坡坡度为1‰～2‰。一般情况下,水沟下游纵坡坡度以不小于上游纵坡坡度2‰为宜,不至于产生淤积。

④砖砌或混凝土明沟,其边坡一般设为1∶0.75～1∶1为宜。在人流集中活动场所,为交通安全和保洁需要,明沟可做加盖处理。

三、管道排水施工

(1)管道布置 管道布置形式采用树枝式或鱼骨式,水由支渠汇入干渠排出。管道纵坡坡度要求不小于5‰。雨水干管施工图如图2.16所示。

(2)管道基础

①砂土基础:采用弧形素土与砂垫层两种方法。弧形素土基础是在原土层上挖一弧形管槽,将管子放入弧形管槽内;砂垫层基础是在挖好的弧形槽内铺一层粗砂作为砂垫层,砂垫层的厚度一般为100～150 mm。管径较大时,可适当加厚。

②混凝土枕基:混凝土枕基一般用在管道接口处,通常在管道接口下方用C7.5 混凝土做成枕状垫块,枕基长度取决于管道外径,其宽度一般为200～300 mm。

③混凝土带形基础:混凝土带形基础是沿着管道全长铺设的基础。做法是:先在基础底部垫一层100 mm 厚的砂砾层,然后在垫层上浇灌C10 混凝土。混凝土浇筑中应防止离析;浇筑后应进行养护,强度低于1.2 MPa 时不得承受荷载。混凝土带形基础规格尺寸应按施工图的要求确定。

(3)管道安装(混凝土管与钢筋混凝土管)

①下管:管道基础标高与中心线位置应符合设计要求。下管从两个检查井一端开始,将管道慢慢放到基础上,当进入沟槽后马上进行校正找直。校正时,管道接口处应保留一定间隙。管径小于600 mm 的承插口或平口管道应留10 mm 间隙;管径大于600 mm 时,应留不小于3 mm 的对口间隙。待管道下完,对其位置及标高进行检查,核实无误后,再进行接口处理。

②接口:主要接口形式有承插式和平口式两种。

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图2.16　某雨水干管施工图(平面图)

a.承插式。施工前,承口内、外壁工作面应清洗干净。用普通水泥砂浆接口时做法是:用1∶2和好的水泥砂浆,由下往上分层填入捣实,表面抹光后覆盖湿草袋养护。若敷设小口径承插管时,可在稳好第一节管段后,在下部承口上垫满灰浆,再将第二节管插入承口内稳好。挤入管内的灰浆抹平内口,多余的清除干净,接口余下的部分填灰打严或用砂浆抹平。采用沥青油膏接口时做法是:选用6 号石油膏100,重松节油11.1,废机油44.5,石棉灰77.5,滑石粉119 按重量比配成沥青油膏,调制时,先把沥青加热至120 ℃,加入其他材料搅拌均匀,待加热至140 ℃,即可使用。接口时,先涂冷底子油一道,再填沥青石膏。

b.平口式。一般采用1∶2.5 水泥砂浆抹带接口。在混凝土基础浇筑完成后可进行抹带工作。操作前应将管道接口处进行局部处理,管径小于或等于600 mm 时,应刷去抹带部分管口浆皮;管径大于600 mm 时,应将抹带部分的管口外壁凿毛刷净,管道基础与抹带相接处混凝土表面也应凿毛刷净,使之黏接牢固。抹带时,应使接口部分保持湿润,先在接口部分抹上薄薄一层素灰浆,可分两次抹压,第一层为整个厚度的1/3,抹完后在上面割划线槽使其表面粗糙,待初凝后再抹第二层,并赶光压实。抹好后,立即覆盖湿草袋并定期洒水养护,以防龟裂。接口时不应往管缝内填塞碎石、碎砖,必要时应塞麻绳或管内加垫托,待抹完后再取出。

(4)检查井 检查井的井坑与管道沟槽一同开挖,井基基础与管道平基同时浇筑。砌筑前应将砖用水浸透,用M10 水泥砂浆砌筑,砌筑时应满填满挤、上下搭砌,水平缝厚度与竖向缝厚度宜为10 mm。

在砌筑检查井时,应同时安装预留支管,预留支管的管径、方向、高程应符合设计要求,管与井壁衔接处应严密,采用M10 水泥砂浆二次嵌实。

砌筑圆形井时,应随时检查直径尺寸,当四面收口时,每层收进不应大于30 mm。砌筑至规定标高后,应及时浇筑井圈,盖好井盖。检查井内外壁均用1∶2防水水泥砂浆分层粉抹压实、压光。

(5)雨水口 雨水口底面为C10 现浇混凝土10 cm底板。待混凝土达到强度后,在底板面上先铺砂浆再砌砖,采用一顺一丁砌筑。雨水口砌筑应做到墙面平直,边角整齐,宽度一致。

雨水口内外抹面可用1∶2水泥砂浆由底板抹至设计标高,厚度为20 mm。抹面时用水泥板搓平,待水泥砂浆初凝后及时磨光、养护。

将砌筑顶面用水冲洗干净,并铺1∶2水泥砂浆,同时按设计标高找平,便可安装雨箅子。雨箅子安装就位后,其四周用1∶2水泥砂浆嵌牢,保证低于路面5～20 mm。

任务考核

巩固训练

图2.17 为某小区排水管网布置平面图,结合市政排水管网工程施工,让学生参加部分排水工程施工并完成相应任务。

一、材料及用具

小区排水管网布置图、混凝土管或钢筋混凝土管、水泥、中砂、链式手拉葫芦、千斤顶、撬杠、手锤、捻凿、水平仪、钢卷尺等。

图2.17　排水管网布置图(局部)

二、组织实施

①将学生分成4 个小组,以小组为单位进行排水管道施工。

②按下列施工内容完成施工任务:管道基础、管道安装、雨水口、检查井。

三、训练成果

①每人交一份训练报告,并参照管道排水任务考核进行评分。

②根据小区排水管网设计要求,完成小区排水管网施工。

拓展提高

排水管道质量验收

一、管道位置偏移或积水

1)产生原因

测量差错,施工走样和意外的避让原有构筑物,在平面上产生位置偏移,立面上产生积水甚至倒坡现象。

2)预防措施

(1)防止测量和施工造成的病害措施:

①施工前要认真按照施工测量规范和规程进行交接桩复测与保护。

②施工放样要结合水文地质条件,按照埋置深度和设计要求以及有关规定放样,且必须进行复测检验其误差符合要求后才能交付施工。

③施工时要严格按照样桩进行,沟槽和平基要做好轴线和纵坡测量验收。

(2)施工过程中如意外遇到构筑物须避让时,应在适当位置增设接井,其间以直线连通,连接井转角应大于135°。

二、管道渗水,闭水试验不合格

1)产生原因

基础不均匀下沉,管材及其接口施工质量差、闭水段端头封堵不严密、井体施工质量差等原因均可产生漏水现象。

2)防治措施

(1)管道基础条件不良导致管道和基础出现不均匀沉陷,一般造成局部积水,严重时会出现管道断裂或接口开裂。

①认真按设计要求施工,确保管道基础的强度和稳定性。当地基地质水文条件不良时,应进行换土改良处治,以提高基槽底部的承载力。

②如果槽底土壤被扰动或受水浸泡,应先挖除松软土层后,超挖部分用砂石或碎石等稳定性好的材料回填密实。

③地下水位以下开挖土方时,应采取有效措施做好抗槽底部排水降水工作,确保干槽开挖干槽施工,必要时可在槽坑底预留20 cm后土层,待后续工序施工时随时清除。

(2)管材质量差,存在裂缝或局部混凝土松散,抗渗能力差,容易产生漏水。

①所有管材要由质量部门提供合格证和力学试验报告等资料。

②管材外质量要求表面平整无松散露骨和蜂窝麻面现象。

③安装前再次逐节检查,对已发现或有质量问题的应责令退场或经有效处理后方可使用。

(3)管接口填料及施工质量差,管道在外力作用下产生破损或接口开裂。

①选用质量良好的接口填料并按试验配合比和合理的施工工艺组织施工。

②抹带施工时,接口缝内要洁净,必要时应凿毛处理,按照施工操作规程认真施工。

(4)检查井施工质量差,井壁和与其连接管的结合处渗漏。

①检查井砌筑砂浆要饱满,勾缝全面不遗漏;抹面前清洁和湿润表面,抹面时及时压光收浆并养护;遇有地下水时,抹面和勾缝应随时砌筑及时完成,不可在回填后在进行内抹面或内勾缝。

②与检查井连接的管外表面应先湿润且均匀刷一层水泥原浆,并坐浆就位后再做好内外抹面,以防渗漏。

(5)规划预留支管封口不密实,因其在井内而常被忽视,如果采用砌砖墙封堵时,应注意以下几点:

①砌堵前应把管口0.5 m 左右范围内的管内壁清洗干净,涂刷水泥原浆,同时把所有用的砖块润湿备用。

②砌堵砂浆标号应不低于M7.5,且具有良好的稠度。

③勾缝和抹面用的水泥砂浆标号不低于M15,且用防水水泥砂浆,抹面应按防水的5 层施工法施工。

④一般情况下,在检查井砌筑之前进行封砌,以利于保证质量。

(6)闭水试验是对管道施工和材料质量进行全面的检验,其间难免出现不合格的现象。这时应先在渗漏处一一做好记号,在排干管内水后进行认真处理。对细小的缝隙或麻面渗漏可采用水泥浆涂刷或防水涂料涂刷,较严重的应返工处理。严重的渗漏除了更换管材、重新填塞接口处,还应进行专业技术处理。处理后再做试验,如此重复进行直至闭水合格为止。

三、检查井变形、下沉,构配件质量差

1)产生原因

检查井变形和下沉,井盖质量和安装质量差,井内爬梯安装随意性太大,影响外观及其使用质量。

2)防治措施

①认真做好检查井的基层和垫层,破管做流槽的做法,防止井体下沉。

②检查井砌筑质量,应控制好井室和井口中心位置及其高度,防止井体变形。

③检查井盖与座要配套;安装时座浆要饱满;轻重型号和面底不错用,铁爬安装要控制好上、下第一步的位置,偏差不要太大,平面位置准确。

四、填土沉陷

1)产生原因

检查井周边回填不密实,不按要求分层夯实,回填材料欠佳、含水量控制不好等原因影响压实效果,给工后造成过大的沉降。

2)预防与处治措施

(1)预防措施 管槽回填时必须根据回填的部位和施工条件选择合适的填料和夯实机械;沟槽较窄时可采用人工或蛙式打夯机夯填。不同的填料、不同的填筑厚度应选用不同的夯压器具,以取得最经济的压实效果;填料中的淤泥、树根、草皮及其腐殖物既影响压实效果,又会使土干缩,腐烂形成孔洞,这些材料均不可作为填料,以免引起沉陷;控制填料含水量与最佳含水量偏差2%左右;遇地下水或雨水施工必须先排干水再分层随填随压密实。

(2)处治措施 根据沉降破坏程度采取相应的措施,不影响其他构筑物的少量沉降可不做处理和只做表面处理,如沥青路面上可采取局部填补以免积水;如造成其他构筑物基础脱空破坏的,可采用泵压水泥浆填充;如造成结构破坏的应挖除不良填料,换填稳定性能好的材料,经压实后再恢复损坏的构筑物。

管道工程属隐蔽工程,竣工时只有检查井可供人们检验,因此,必须注重主体结构施工质量,在施工过程中努力注意克服各种质量通病,确保整体工程施工质量。

学习小结

目标检测

一、简答题

(1)简述园林给排水的特点。

(2)园林排水的方式有哪些?

(3)简述园林喷灌工程的施工技术要点。

二、思考题

(1)如何科学合理地进行给排水的管线布局?

(2)如何设计出合理的喷灌工程施工方案?

三、实训题

园林喷灌工程设计与施工

1)实训目的

掌握喷灌设计的基本原理及喷灌工程的施工技术。

2)实训方法

学生以小组为单位,进行场地实测、施工图设计、备料和放线施工。每组交报告一份,内容包括施工组织设计和施工记录报告。

3)实训步骤

(1)熟悉喷灌系统布置的有关技术要求。

(2)施工场地的测量。

(3)进行喷灌系统的施工图设计。

(4)喷灌工程施工及闭水实验。

(5)施工现场清理。