城市下穿式立交橋排水系統(tǒng)構(gòu)建研究,道路橋梁與渡河工程論文摘要：對(duì)下穿式立交橋雨水排水系統(tǒng)的組成與特點(diǎn)進(jìn)行了介紹,并且結(jié)合設(shè)計(jì)經(jīng)歷體驗(yàn)及設(shè)計(jì)實(shí)例,對(duì)下穿式立交橋雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題進(jìn)行了討論。本文關(guān)鍵詞語(yǔ)：下穿式立交橋雨水系統(tǒng);雨水提升泵站;排水系統(tǒng)設(shè)計(jì);0、引言本文主要介紹下穿式立交橋雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)。下穿式立交是用地道或者隧道從相交的道路下方穿過(guò)的穿插方式,對(duì)視線和市容美觀影響較小,排水困難。立交橋的排水系統(tǒng)是立交橋的一個(gè)重要組成部分,由于它直接關(guān)系到立交道路行駛的安全。1、下穿式立交橋雨水系統(tǒng)的作用下立交雨水系統(tǒng)的主要任務(wù)是確保立交范圍內(nèi)的大氣降水產(chǎn)生的地面徑流能夠及時(shí)通暢地排走。若排除不及時(shí)就會(huì)威脅行車、行人安全,以致中斷道路交通,給人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)嚴(yán)重的不便[1]。設(shè)置雨水提升泵房起著很重要的作用,因而著重介紹下穿立交橋雨水提升泵站的設(shè)計(jì)經(jīng)歷體驗(yàn)以及實(shí)際設(shè)計(jì)例子。2、泵房的設(shè)計(jì)要求2.1、泵房布置形式泵站的布置形式取決于泵站的性質(zhì)、建設(shè)規(guī)模、選用的泵的型號(hào)臺(tái)數(shù)、進(jìn)出水管渠的深度與方位、出水壓力與接納泵站出水條件、施工方式方法,管理水平,以及地形、水文地質(zhì)情況等等。常用的形式有下面幾點(diǎn)[2]:(1)干式泵房。集水池和機(jī)器間用隔墻分開(kāi)。(2)濕式泵房。立式的電動(dòng)機(jī)設(shè)置在上不電機(jī)房間,水泵及管件淹沒(méi)在集水池中。2.2、水泵的選擇水泵是輸送和提升液體的機(jī)器。選擇適宜的水泵不僅能夠提高排水效率,而且還會(huì)節(jié)約人力物力。根據(jù)下穿立交橋排水泵房一般布置形式,潛水泵的潛水功能成為濕式泵房的首選。2.3、格柵池格柵會(huì)攔截雨水中較大的漂浮物及雜質(zhì),起到凈化水質(zhì)、保衛(wèi)水泵的作用這樣也有利于后續(xù)的排放[3]。2.4、配水池設(shè)計(jì)中宜先使淶水在配水池中緩沖,再通過(guò)擋水墻下布出水口進(jìn)入泵站集水池中保證進(jìn)水均勻、穩(wěn)[3]。2.5、集水池集水池的容積式根據(jù)進(jìn)水管的設(shè)計(jì)流量、水泵的抽水能力、臺(tái)數(shù)、停開(kāi)次數(shù)等來(lái)確定。既要避免水泵啟動(dòng)過(guò)于頻繁,又要減小池容以降低運(yùn)行和施工費(fèi)用,減輕雜物的沉積和腐化[3]。3、設(shè)計(jì)實(shí)例由于民安大道下穿翔安大道,下穿框架橋引道段路面設(shè)計(jì)高程范圍為23.20~18.82m,市政雨水管網(wǎng)高程為為20.76~18.61m,路面雨水無(wú)法通過(guò)重力流排入市政雨水管渠,故本次在框架橋處設(shè)置一座雨水提升泵房。雨水泵房設(shè)計(jì)采用高水高排、低水低排的原則,雨水提升泵房考慮兩側(cè)引道范圍內(nèi)路面雨水。3.1、泵站位置該泵站設(shè)在民安大道下穿框架橋道路最低點(diǎn)處,泵站為地下式,下部為集水池、格柵池和配水池,上部為管理與檢修區(qū)。3.2、泵站設(shè)計(jì)流量3.2.1、暴雨強(qiáng)度(1)暴雨強(qiáng)度。廈門雨量公式根據(jù)福建省氣候中心最新編制的(廈門市暴雨強(qiáng)度公式及設(shè)計(jì)雨型研究〕:短歷時(shí)暴雨強(qiáng)度公式:長(zhǎng)歷時(shí)暴雨強(qiáng)度公式:式中:q設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度(L/shm2);P設(shè)計(jì)重現(xiàn)期(年),本次采用P=20年。降雨歷時(shí):t=t1+t2式中:t1地面集水時(shí)間,一般段采用10min;t2管道內(nèi)流行時(shí)間。(2)雨水設(shè)計(jì)流量。式中:Q流量(L/s);徑流系數(shù),按地面覆蓋情況確定,路面取0.9;F匯水面積(hm2)。(3)選泵。民安大道框架橋總匯水面積約為0.876hm2。經(jīng)計(jì)算,雨水泵站總設(shè)計(jì)流量Q=1946m3/h。本次設(shè)計(jì)選用四臺(tái)潛水排污泵,互為備用,型號(hào)為QW600-20-55,單泵流量Q=600m3/h,揚(yáng)程H=20.0m,功率W=55kW。采用自動(dòng)耦合安裝形式,配有電機(jī)冷卻系統(tǒng)。另設(shè)一臺(tái)排污泵用于排出泵房?jī)?nèi)積水,型號(hào)為QW100-22-15,設(shè)計(jì)參數(shù)Q=100m3/h,H=22.0m,W=15kW(見(jiàn)圖1~圖3)。圖1泵房平面圖圖2A剖面圖3.2.2、雨水泵站工藝流程(1)工藝流程。民安大道下穿框架橋雨水提升泵房進(jìn)水由兩根DN600雨水管渠接入格柵池,由格柵池進(jìn)入集水池,通過(guò)潛水泵提升,由四根DN300壓力管接出,合并成一根DN800壓力管,經(jīng)過(guò)消能檢查井消能后,排入新建3.0m2.5m明渠,出口設(shè)置拍門。雨水泵站出水管均采用Q235A級(jí)焊接鋼管,管道接口采用焊接連接,管件制作工藝詳見(jiàn)02S403中的做法。每根壓力出水管上均設(shè)置有防晃支架、閘閥、止回閥、伸縮器。(2)格柵設(shè)計(jì)。格柵尺寸BH=1.5m1.8m,柵條寬度為20mm,柵條凈距為40mm,傾角為60泵房?jī)?nèi)設(shè)置一套高性能液位開(kāi)關(guān),并備用一套,根據(jù)液位高低的變化自動(dòng)控制泵的運(yùn)行。(3)水泵控制。雨水提升泵站采用絕對(duì)標(biāo)高:泵房外地面標(biāo)高為22.50m,泵房集水池設(shè)計(jì)啟泵水位為9.04m,當(dāng)泵房?jī)?nèi)水位到達(dá)9.04m時(shí),華而不實(shí)一臺(tái)QW600-20-55水泵啟動(dòng);當(dāng)泵房水位到達(dá)10.04m時(shí),第二臺(tái)水泵啟動(dòng)設(shè)計(jì);當(dāng)水位超過(guò)設(shè)計(jì)水位10.94m時(shí),第三、第四臺(tái)泵啟動(dòng)。同理,當(dāng)水位降低到停泵水位二9.04m時(shí),保存一臺(tái)水泵運(yùn)行其余水泵停止工作;當(dāng)水位降低到停泵水位一7.74m時(shí),最后一臺(tái)啟動(dòng)泵停止使用。泵房有效水深3.2m,有效容積為239.36m3,約為單泵23.94min的抽水量。泵房?jī)?nèi)另設(shè)一臺(tái)小型排污泵QW100-22-15,用于檢修維護(hù)時(shí)排出集水池積水,起泵水位為7.74m,停泵水位為5.74m,集水池積水深度為2m,總體積為149.6m3,全部排出積水需要89.76min。(4)提升泵房構(gòu)造尺寸設(shè)計(jì)。提升泵房采用矩形鋼筋混凝土構(gòu)造,泵房底標(biāo)高4.74m,泵房?jī)?nèi)尺寸LBH=11.0m8.7m11.2m。泵房?jī)?nèi)設(shè)置電動(dòng)葫蘆一套,起重量為2t,起升高度為9.0m。圖3B剖面圖(5)管理房。雨水提升泵房附近地面設(shè)置管理房,以免特殊情況下雨水淹沒(méi)泵房導(dǎo)致斷電使雨水泵房失去效能。管理房?jī)?nèi)設(shè)電氣控制柜和柴油發(fā)電機(jī),放置位置需考慮非運(yùn)轉(zhuǎn)期間的電機(jī)防潮問(wèn)題。(6)其他要求。雨水提升泵房和管理房都應(yīng)知足通風(fēng),采暖、采光等要求,并且要符合防潮、防火、防噪聲、節(jié)能、勞動(dòng)安全與工業(yè)衛(wèi)生等技術(shù)規(guī)定。當(dāng)降雨停止以后需及時(shí)清理格柵池沉渣,保證水流暢通。4、結(jié)束語(yǔ)城市下穿式立交橋排水是城市道路排水系統(tǒng)中的一部分,由于其交通地位重要、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高、區(qū)域集中等特殊性,其排水設(shè)計(jì)也不同于一般道路的排水設(shè)計(jì)。下穿式立交橋雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)需結(jié)合地形地物,針對(duì)立交不同組成部分進(jìn)行合理的設(shè)計(jì),使下穿式立交橋在不利的自然條件下也能正常運(yùn)行,確保交通樞紐的暢通。以下為參考文獻(xiàn)：