地道橋雨水系統(tǒng)設(shè)計體會

董倫山

保定市規(guī)劃設(shè)計研究院

    近幾年，隨著保定市城市建設(shè)的不斷發(fā)展，城市道路網(wǎng)格局日趨完善，諸多道路與鐵路的平交路口以及新建城市干道與鐵路相交地段都建起了立交橋。保定市目前所建成的鐵路立交橋均為下穿式立交橋，即地道橋，如1997年以后相繼建成的五四路、恒祥北大街、朝陽南大街、復(fù)興路地道橋等。隨著鐵路地道橋的建設(shè)，地道橋排水逐漸成為一項專門的排水工程技術(shù)，受到有關(guān)工程技術(shù)人員的關(guān)注。

1、地道橋雨水系統(tǒng)的作用與特點

    地道橋引道排水與一般道路排水不同，具有以下特點：①高程方面具有不利因素：引道最低點比周圍地形低約4m～5m，形成盆地，且引道縱坡很大，雨水在較短時間內(nèi)就匯集到引道最低點，極易造成嚴(yán)重積水；若不能及時排除，將會威脅行車行人安全。②排水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)高：鐵路地道橋多設(shè)在交通繁忙的城市干道上，一旦發(fā)生積水，交通中斷往往影響很大。防止積水，確保車輛正常通行，成為排水設(shè)計應(yīng)考慮的主要原則，因此排水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要高于一般道路。③養(yǎng)護(hù)管理方面的要求：由于下穿式立交道路多為城市干道，車輛多，速度快，對排水管道養(yǎng)護(hù)管理及雨水口的清淤帶來一定困難，設(shè)計上需適當(dāng)考慮排水設(shè)施養(yǎng)護(hù)管理的便利。

2、地道橋雨水系統(tǒng)的組成

    雨水系統(tǒng)由雨水管道系統(tǒng)和雨水泵站組成。雨水管道的作用是收集引道范圍內(nèi)的雨水，將其以最短的距離引入泵站集水池。由于地道橋引道縱坡較大(通常機動車道縱坡在3．5％左右，非機動車道縱坡在2％～2．5％之間)，造成雨水的地面徑流速度較大，在引道起端即開始布置雨水口收水效果并不理想，一般在引道的中后部布置雨水口，越接近最低點，雨水口布置得越多，往往開始為雙箅或多箅，到最低點增加到8箅或l0箅。雨水日布置的數(shù)量，應(yīng)與設(shè)計流量相符合，并考慮樹葉垃圾等堵塞的不利情況，在計算出雨水口的總數(shù)后，應(yīng)視重要性乘以l．2～1．5的安全系數(shù)。

    近幾年的設(shè)計與運行經(jīng)驗表明，利用潛水泵的地道橋排水泵站在實踐中取得的效果較好，這是由潛水泵的優(yōu)點所決定的。

3、設(shè)計中的注意事項

    地道橋雨水系統(tǒng)設(shè)計與城市雨水系統(tǒng)設(shè)計原理相同，但有其特殊性。

    (1)設(shè)計重現(xiàn)期的選擇。雨水系統(tǒng)的設(shè)計重現(xiàn)期決定著管道及泵站的設(shè)計規(guī)模，對整個系統(tǒng)的投資和功能發(fā)揮起重要作用。根據(jù)《室外排水設(shè)計規(guī)范》(GBJl4—87)中的規(guī)定，重要干道、地區(qū)或短期積水即能引起嚴(yán)重后果的地區(qū)，重現(xiàn)期一般選用2～5年。因此，重現(xiàn)期選用需考慮地區(qū)的重要性、所處地區(qū)交通量的多少及匯水面積的大小。與一般城市雨水系統(tǒng)不同的是，地道橋引道坡度較大，集水較快，并考慮立交的重要程度，應(yīng)適當(dāng)提高地道橋排水的設(shè)計重現(xiàn)期，通常采用3年或3年以上。

    (2)泵站集水地容積。對潛水泵站而言，集水池即水泵問，由于潛水泵布置間距較小，因此集水池大小決定著泵站大小和工程造價，合理地確定集水池的容積顯得尤為重要。《室外排水設(shè)計規(guī)范》(GBl4—87)中規(guī)定，集水池的容積應(yīng)根據(jù)水量、水泵能力和水泵工作情況等因素確定，雨水泵房的集水池容積不應(yīng)小于最大一臺水泵30s的出水量。這是基于人工操作所需啟動時間而要求的，隨著水泵技術(shù)、自控技術(shù)的進(jìn)步，集水池的容積可以適當(dāng)減小。

    (3)水泵的選擇與運行控制。根據(jù)國內(nèi)外生產(chǎn)廠家提供的資料來看，潛污泵對集水池雨水流態(tài)的要求比潛水混流泵低很多，而且安裝更為方便，多采用軌道式自動耦合安裝，安裝、檢修時不需進(jìn)入集水池，便于維護(hù)管理。市區(qū)近幾年所建成的地道橋泵站中，設(shè)計流量多為1.Om³/s左右，泵站的布置較為緊湊，在這種情況下，選用潛水污水泵更具有優(yōu)勢。水泵數(shù)量一般為2～3臺，不設(shè)備用泵。重要地區(qū)的立交，為了能及時排除出現(xiàn)超頻率降雨時所增加的流量，可考慮增設(shè)一臺備用泵。

    地道橋泵站的功能需要其水泵機組的控制運行具有較高的自動化水平，需設(shè)置水位自動控制系統(tǒng)。自動控制不僅有助于及時排水，減少泵站值守人員的數(shù)量，還直接影響集水池的大小，可減小集水池容積，因此地道橋排水宜充分利用潛水泵易于實現(xiàn)自動控制的優(yōu)點，采用不同水位自動控制水泵運行，即一般水位(小雨)時啟動l臺水泵，隨水位提高(大雨時)啟動相應(yīng)的水泵并報警。為保證立交排水，泵站必須嚴(yán)格控制水位，地道橋雨水泵站的最高水位，可以根據(jù)地道的最低點，下返1m安全水頭，推算到泵站集水池的水位決定。

4、設(shè)計實例

    恒祥北大街(五四路—七一路)是2000年新開通的一條南北向城市干道，該路與京廣鐵路交叉，交叉處設(shè)計了下穿式立交橋，即恒祥北大街地道橋。地道橋引道雨水經(jīng)泵站提升后經(jīng)出水管道排入市政雨水管道，最后匯人護(hù)城河。

    泵站位于恒祥北大街與京廣鐵路交口東北角，為半地下式，泵房與控制室及管理用房分開建設(shè)，下部為集水池，控制室等附屬建筑位于泵房北側(cè)，泵站總占地面積約900m²。雨水管道系統(tǒng)主管道管徑為Dl000，在引道最低處及其附近區(qū)域布置雙箅和多箅算雨水口，經(jīng)D300～D400雨水支管收集進(jìn)入Dl000雨水主管道，接入泵站集水池。泵房內(nèi)設(shè)3臺350QWl000--12型(55kW)潛水污水泵，單泵流量為l000m³/h，揚程H=12m，配套電機功率為55kW，水泵運行控制采取自動控制與現(xiàn)場手動控制相結(jié)合的方式。

    該雨水系統(tǒng)自建成后取得了較好的運行效果，保證了地道橋的正常使用。

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會  文徑網(wǎng)絡(luò)：溫紅娟  劉紅娟  尹維維 編輯 文徑 審核)