風(fēng)情大道地道合建泵站及排水系統(tǒng)改造設(shè)計

張 坤

(中交一航局生態(tài)工程有限公司，廣東 深圳 518106)

0 前 言

近年來隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展及城市擴(kuò)張，城市道路建設(shè)項目逐年增加。而在鐵路縱橫的舊城區(qū)內(nèi)，由于城市道路下穿鐵路的方式較多，城市道路拓寬改造時經(jīng)常遇到既有地道泵站拆除重建的情況[1]。本文結(jié)合實(shí)際工程，對既有合建泵站及排水系統(tǒng)改造設(shè)計進(jìn)行介紹，為類似工程提供參考。

1 工程概況

風(fēng)情大道改造工程位于杭州市蕭山區(qū)，包含地面道路與高架兩部分。新建高架道路全長657 m，全線采用橋梁形式，跨越既有滬昆鐵路，采用預(yù)應(yīng)力混凝土簡支小箱梁。地面道路在既有風(fēng)情大道基礎(chǔ)上，保留原西側(cè)半幅道路，向東擴(kuò)寬，由雙向4車道改造為雙向6車道(鐵路段落預(yù)留雙向8車道條件)，全長707.69 m。鐵路段采用框構(gòu)下穿滬昆鐵路，道路框構(gòu)兩側(cè)引道采用整體U型槽結(jié)構(gòu)。

因新建高架橋與拓寬道路占用既有合建泵站位置，故拆除既有泵站，在既有泵站范圍內(nèi)重新選址新建雨、污水泵站。

2 工程現(xiàn)狀

2.1 河道現(xiàn)狀

根據(jù)河道測量資料，既有泵站附近徐家河河底高程2.60～3.0 m，最高水位5.40 m，常水位4.20 m，最低水位3.60 m。

2.2 泵站現(xiàn)狀

既有泵站為雨污合建泵站，雨水泵站設(shè)計規(guī)模為0.48 m3/s，污水泵站設(shè)計規(guī)模為30 000 t/d。泵站東側(cè)緊鄰徐家河，西側(cè)為風(fēng)情大道，南側(cè)為跨月路，北側(cè)為滬昆鐵路。場區(qū)內(nèi)有合建泵房、值班室、配電間、控制室及室外柴油發(fā)電機(jī)棚各一座，占地約2 540 m2。既有泵站供電采用雙電源供電，分別為市政供電電源和自備室外柴油發(fā)電機(jī)。

2.3 地道排水系統(tǒng)現(xiàn)狀

人行道及非機(jī)動車道通過0.4 m×0.7 m排水邊溝匯至低點(diǎn)，進(jìn)入0.6 m×0.55 m截水溝；機(jī)動車道既有框構(gòu)北側(cè)設(shè)置8箅雨水口，經(jīng)框構(gòu)內(nèi)預(yù)留D300鋼筋混凝土管排至框構(gòu)南側(cè)0.6 m×0.96 m截水溝內(nèi)，機(jī)動車道框構(gòu)南側(cè)低點(diǎn)處設(shè)置6箅雨水口，機(jī)動車道雨水通過雨水口進(jìn)入0.6 m×0.96 m截水溝，最終經(jīng)截水溝進(jìn)入既有雨水泵站。

3 設(shè)計難點(diǎn)及應(yīng)對措施

3.1 新建泵站須在既有泵站范圍內(nèi)改造設(shè)計

為解決既有泵站范圍內(nèi)可用地面積有限的情況，新建泵站考慮采用占用空間小的集成化一體泵站設(shè)計，而且成品泵站建設(shè)周期短，安裝完成后即可使用。

結(jié)合甲方管理人員的運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗，考慮一體化泵站的相關(guān)設(shè)備需定期保養(yǎng)、檢查和清掃，污水泵站主體設(shè)計采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，雨水泵站采用一體化泵站。

3.2 既有泵站內(nèi)建筑物較多，周邊環(huán)境復(fù)雜，場地內(nèi)地質(zhì)條件差

由于施工期間既有泵站正常使用，控制室、配電室、合建泵房要暫時保留，而擬建基坑距離控制室最小水平間距約1.4 m，距離合建泵房約0 m，距離現(xiàn)狀河道約2.5 m，距離滬昆鐵路約18.1 m。

場地內(nèi)淤泥質(zhì)黏土分布較厚，地下水埋藏淺且較豐富，對基坑開挖、支護(hù)、基坑穩(wěn)定及降水有較大不利影響，基底易產(chǎn)生管涌、突水等不利現(xiàn)象[2]。由于基坑內(nèi)外壓力差、支護(hù)樁墻彎曲抗力作用等原因?qū)⑹箍拥淄馏w向上隆起，降低了土體的強(qiáng)度，嚴(yán)重時造成周圍土體的流失，危及基坑及附近建筑物的安全。

針對上述情況，基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻加內(nèi)支撐的支護(hù)型式，通過提高支護(hù)結(jié)構(gòu)剛度以控制基坑變形，避免基坑出現(xiàn)大變形破壞、塌方、開裂及其他失穩(wěn)風(fēng)險，以保證建筑物安全[3]；控制室在基坑開挖前拆除一半仍滿足使用要求。

基坑坑底位于淤泥質(zhì)黏土層，且基底以下淤泥質(zhì)黏土層較厚，基坑底采用水泥土三軸攪拌樁進(jìn)行滿堂加固。另要求施工單位制定專項的降水設(shè)計方案，加強(qiáng)對基坑、周邊建(構(gòu))筑物的監(jiān)測。

3.3 施工期間要保證既有合建泵站的正常使用

由于泵站考慮原址修建，需要保證既有泵站正常運(yùn)行，需合理設(shè)置新老框架排水系統(tǒng)的銜接方案及施工期間的臨時排水過渡方案。

1)雨水泵站。由于風(fēng)情大道擴(kuò)建導(dǎo)致西側(cè)地道排水管道的下游管道被破壞，地道內(nèi)雨水無法排入既有雨水泵站。為排除雨季時西側(cè)路面雨水，對地道排水管下游管道進(jìn)行調(diào)整：新建D900雨水管連接樁號FYK5+800、樁號FYK5+805附近既有雨水檢查井后向南敷設(shè)，在樁號FYK5+830附近向西排入既有雨水泵站，經(jīng)泵站提升后排至附近河道。泵站出水管破壞，需臨時鋪設(shè)DN600球墨鑄鐵管作為雨水泵站出水管。

待東側(cè)U型槽及新建排水溝完工(此時新建雨水泵站已完工)后，新建地道排水溝及附近雨水管收集雨水后，全部排入新建雨水泵站，由新建泵站提升排入附近河道。既有雨水泵站拆除，完成新老泵站轉(zhuǎn)換。

2.4 兩組患者的臨床治療復(fù)發(fā)率對比 治療后，實(shí)驗組共2耳復(fù)發(fā)，復(fù)發(fā)率為4.88%；對照組共9耳復(fù)發(fā)，復(fù)發(fā)率為24.32%，實(shí)驗組患者的復(fù)發(fā)率顯著低于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=6.071，P=0.014)。

2)污水泵站。U型槽前期施工(此時應(yīng)提前施工新建污水泵站)時，應(yīng)保證既有污水泵站的進(jìn)水管不受影響，既有污水泵站繼續(xù)正常運(yùn)行[4]。如既有污水泵站出水管破壞時，應(yīng)設(shè)置臨時出水管排入附近既有污水檢查井(該檢查井在本泵站服務(wù)范圍外)。

待新建污水泵站完工后，既有污水管改道排入新建污水泵站，由新建泵站提升排入附近既有污水檢查井(如新建污水泵站出水管未完工，應(yīng)設(shè)置臨時出水管排入附近既有污水檢查井)。既有污水泵站拆除，完成新老泵站轉(zhuǎn)換。

3.4 擴(kuò)寬后的道路應(yīng)滿足污水泵站出水管的需求

擴(kuò)寬后的道路應(yīng)滿足污水泵站出水管、規(guī)劃市政管線及既有河道穿越既有鐵路的需求。結(jié)合市政管網(wǎng)規(guī)劃及既有河道現(xiàn)狀，在風(fēng)情大道東側(cè)新建一處框構(gòu)橋，以滿足管道及河流穿越鐵路的需求?？驑?gòu)橋采用連孔設(shè)計，框構(gòu)橋跨度為2～5.5 m，與鐵路下行線斜交正做。框構(gòu)西側(cè)孔洞用于市政管線敷設(shè)，東側(cè)孔洞用于既有河流通過，其中管線孔設(shè)置隔離倉用于分隔燃?xì)夤芫€。

此外，為保障徐家河河道順暢及市政管線的安全，于綜合框構(gòu)中墻位置設(shè)置擋土墻，擋土墻向北延伸至河岸頂，向南延伸至新建雨污泵站外墻。待擋墻修筑完成后疏通河道，完成市政管線的遷改和徐家河河流的通暢。

4 排水系統(tǒng)設(shè)計

4.1 雨水量計算

4.1.1 設(shè)計重現(xiàn)期

根據(jù)室外排水設(shè)計規(guī)范的規(guī)定，特大城市中心城區(qū)地下通道的設(shè)計重現(xiàn)期為30～50年。由于工程所在區(qū)域人口密集，風(fēng)情大道車流量較大，為保證雨季地道的安全通行，設(shè)計重現(xiàn)期取50年。

4.1.2 綜合徑流系數(shù)

4.1.3 雨水量計算

1)設(shè)計暴雨強(qiáng)度。依據(jù)杭州市暴雨強(qiáng)度公式計算：

設(shè)計降雨歷時：t=t1+t2

式中，i為設(shè)計暴雨強(qiáng)度，L/(s·hm2)；P為設(shè)計重現(xiàn)期(年)，50年；t1為地面集水時間，min，取15 min；t2為管渠內(nèi)雨水流經(jīng)時間，min。

2)雨水設(shè)計流量。

Q=q×ψ×F

式中，Q為雨水設(shè)計流量，L/s；q為設(shè)計暴雨強(qiáng)度，L/(s·hm2)，167i；Ψ為綜合徑流系數(shù)，0.75；F為匯水面積，hm2，2 680 m2。

經(jīng)計算泵站雨水量為1.06 m3/s。

4.2 雨水排水設(shè)計

4.2.1 引道排水系統(tǒng)設(shè)計

計算雨水井箅數(shù)量時，堵塞系數(shù)取1.3，經(jīng)計算，應(yīng)設(shè)置數(shù)量為92個。

人行道及非機(jī)動車道拆除既有排水邊溝后，考慮設(shè)計0.5 m×0.5 m雨水邊溝，雨水邊溝敷設(shè)長度適當(dāng)增加，同時非機(jī)動車道最低點(diǎn)處16篦雨水口，增加地表徑流的泄水能力，雨水進(jìn)入集水井后通過2根D600 mm鋼筋混凝土管進(jìn)入2根D800 mm排水管。

機(jī)動車道設(shè)計地面輔道調(diào)整為雙向6車道，中間增加中分帶，原有排水系統(tǒng)不能滿足改造后道路排水要求?，F(xiàn)將原有機(jī)動車道排水系統(tǒng)拆除，為避免盲溝“跳箅”影響行車安全，增設(shè)0.5 m×0.5 m排水邊溝，框構(gòu)南側(cè)機(jī)動車道最低點(diǎn)處設(shè)置28篦雨水口，通過2根D800 mm鋼筋混凝土管進(jìn)入集水井，最后進(jìn)入D1200鋼筋混凝土管排入雨水泵站。

4.2.2 雨水泵站設(shè)計

新建雨水泵站采用一體化設(shè)計，設(shè)計為2個筒體，直徑為3 800 mm。2個筒體同時工作的設(shè)計流量為1.11 m3/s；1個筒體配備設(shè)備為2臺大泵(水泵參數(shù)為Q=1300 m3/h，H=12 m，P=75 kW，一用一備)，1臺小泵(水泵參數(shù)為Q=700 m3/h，H=12 m，P=37 kW)。進(jìn)水管管徑為DN800 mm球墨鑄鐵管，出水管管徑為DN800 mm球墨鑄鐵管，在管道末端設(shè)置拍門，排入既有河道。

4.3 污水泵站設(shè)計

按照規(guī)劃新建污水泵站規(guī)模近期為3萬m3/d，遠(yuǎn)期為5萬m3/d。主體采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)3臺潛水排污泵，兩用一備。水泵參數(shù)為：Q=950 m3/h，H=13 m，P=37 kW。進(jìn)水管為1根D800鋼筋混凝土管，并預(yù)留1根D600鋼筋混凝土管；出水管為DN800球墨鑄鐵管。

從DN800出水管兩端接出2根DN50敷設(shè)至集水池四角，每個角設(shè)置1個DN50沖洗水管，作為集水池沖洗設(shè)施。

5 結(jié)束語

該工程目前仍在施工期間，既有合建泵站運(yùn)行良好，下雨時(非雨季)引道排水及時，未受施工影響。新建雨、污水泵站運(yùn)行效果需待新建泵站投入使用后方可進(jìn)行驗證。

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