城市下穿通道排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

林水生

1 引言

近年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化進(jìn)程的不斷加快，城市路網(wǎng)不斷完善，城市交通環(huán)境得到了極大的提升。城市道路在穿越鐵路、高等級(jí)道路等節(jié)點(diǎn)性工程中，建設(shè)了大量的城市下穿通道，對(duì)節(jié)點(diǎn)交通的改善和緩解起到了至關(guān)重要的作用。下穿通道排水系統(tǒng)是下穿通道的重要組成部分，其設(shè)計(jì)的好壞將直接影響下穿通道的安全運(yùn)行。若下穿通道排水不暢，產(chǎn)生積水，勢(shì)必會(huì)影響交通通行，造成交通中斷，甚至?xí){人員的生命安全。鑒于近年來極端惡劣天氣增多，下穿通道排水系統(tǒng)的建設(shè)更應(yīng)得到重視，以避免下穿通道積水問題的再次出現(xiàn)[1]。

2 下穿通道排水系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

下穿通道排水系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)包括：

1）雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期不應(yīng)小于10a，位于中心城區(qū)的重要地區(qū)，設(shè)計(jì)重現(xiàn)期應(yīng)為20～30a，同一立體交叉道路的不同部位可采用不同的重現(xiàn)期。

2）下穿式立體交叉道路的地面徑流，具備自流條件的，可采用自流排除，不具備自流條件的，應(yīng)設(shè)泵站排除。

3）當(dāng)采用泵站排除地面徑流時(shí)，應(yīng)校核泵站及配電設(shè)備的安全高度，采取措施防止泵站受淹。

4）下穿式立體交叉道路引道兩端應(yīng)采取措施，控制匯水面積，減少坡底聚水量。立體交叉道路宜采用高水高排、低水低排，且互不連通的系統(tǒng)。

5）立體交叉地道排水應(yīng)設(shè)獨(dú)立的排水系統(tǒng)，其出水口必須可靠。

6）當(dāng)立體交叉地道工程的最低點(diǎn)位于地下水位以下時(shí)，應(yīng)采取排水或控制地下水的措施。

3 雨水泵站主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

雨水泵站主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)包括：

1）雨水泵站應(yīng)采用自灌式泵站。

2）排水泵站供電應(yīng)按二級(jí)負(fù)荷設(shè)計(jì)，特別重要地區(qū)的泵站，應(yīng)按一級(jí)負(fù)荷設(shè)計(jì)。當(dāng)不能滿足上述要求時(shí)，應(yīng)設(shè)置備用動(dòng)力設(shè)施。

3）自然通風(fēng)條件差的地下式水泵間應(yīng)設(shè)機(jī)械送排風(fēng)綜合系統(tǒng)。

4）雨水泵站的設(shè)計(jì)流量，應(yīng)按泵站進(jìn)水總管的設(shè)計(jì)流量計(jì)算確定。當(dāng)立交道路設(shè)有盲溝時(shí)，其滲流水量應(yīng)單獨(dú)計(jì)算。

5）雨水泵的設(shè)計(jì)揚(yáng)程，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)流量時(shí)的集水池水位與受納水體平均水位差和水泵管路系統(tǒng)的水頭損失確定。

6）集水池的容積，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)流量、水泵能力和水泵工作情況等因素確定。

7）泵房應(yīng)采用正向進(jìn)水，應(yīng)考慮改善水泵吸水管的水力條件，減少滯流或渦流。

8）雨水泵房可不設(shè)備用泵。立交道路的雨水泵房可視泵房重要性設(shè)置備用泵。

4 工程實(shí)例

4.1 工程概況

枋鐘路下穿金尚路通道工程（已建成），位于廈門市金尚路與枋鐘路交叉點(diǎn)，位于湖里區(qū)北部，北側(cè)近挨廈門國(guó)際機(jī)場(chǎng)。通過對(duì)下穿通道排水系統(tǒng)及雨水泵站的優(yōu)化設(shè)計(jì)，加上合理的運(yùn)營(yíng)維護(hù)，本工程建成后，經(jīng)過多次暴雨檢驗(yàn)，排水效率高，能及時(shí)有效地排除進(jìn)入通道內(nèi)部的雨水徑流，從未產(chǎn)生積水，運(yùn)行良好，保證了通道交通的安全與舒適性。

4.2 排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)包括以下幾方面：

1）工程所在位置屬于廈門市中心城區(qū)的重要地區(qū)，雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期取20a；地面集水時(shí)間取5min；路面徑流系數(shù)取0.9。

2）本工程采取了控制地下水進(jìn)入通道內(nèi)部的措施，故本次設(shè)計(jì)僅考慮降雨時(shí)通道內(nèi)地面徑流的排除。

3）道路縱斷面設(shè)計(jì)時(shí)，在下穿通道兩側(cè)引道與地面層道路銜接處均設(shè)置反坡即“駝峰”，可防止高水進(jìn)入低水系統(tǒng)。

4）根據(jù)“高水高排、低水低排”的原則，在下穿通道兩側(cè)引道端口的合適位置各設(shè)置一道截水溝，對(duì)高水進(jìn)行截流，排入輔道雨水系統(tǒng)中，以控制匯水面積，減少坡底聚水量。截水溝寬度取0.8m，避免暴雨時(shí)，地面徑流量大且流速快而漫過截水溝進(jìn)入低水系統(tǒng)中。

5）將下穿通道U形槽兩側(cè)的欄桿基礎(chǔ)加高0.5m，避免輔道雨水排放不暢，導(dǎo)致積水雍高而漫入通道內(nèi)部。

6）在鋼筋混凝土框架箱體的進(jìn)出洞口各設(shè)置1道截水溝，避免U形槽的地面徑流進(jìn)入框架箱體內(nèi)部，影響行車安全和舒適性。

7）在下穿通道兩側(cè)的路緣帶范圍設(shè)置排水溝（蓋板形式），通長(zhǎng)敷設(shè)，在排水溝上間隔一定距離設(shè)置下水口，下水口采用箅子形式，根據(jù)排水溝尺寸進(jìn)行特別定制。

8）根據(jù)截水溝的設(shè)置位置，合理確定匯水面積，并將匯水面積乘以安全系數(shù)，安全系數(shù)為1.2～1.3，以應(yīng)對(duì)暴雨時(shí)，高水截流不可靠，有部分高水進(jìn)入低水系統(tǒng)中。

9）通道排水主干管規(guī)格應(yīng)比按設(shè)計(jì)流量及排水坡度計(jì)算確定的管道規(guī)格大1~2級(jí)，以滿足正常情況下或管底稍有淤積時(shí)的排水能力要求。

5 雨水泵站設(shè)計(jì)要點(diǎn)

雨水泵站設(shè)計(jì)要點(diǎn)包括：

1）雨水泵站采用潛水排污泵，自灌式啟動(dòng)。

2）通過設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)揚(yáng)程選取高性能、高可靠性的耐腐蝕潛水排污泵，潛水排污泵采用同一型號(hào)，三用一備，備用泵就位安裝，4臺(tái)潛水排污泵交替運(yùn)行，互為備用，以增強(qiáng)雨水泵站的排水能力。

聽說教學(xué)圍繞課前完成的單元Listening in學(xué)習(xí)展開，教師組織匯報(bào)學(xué)生口頭展示其課前完成的Listening in任務(wù)，同時(shí)，激發(fā)聽眾學(xué)生以該口頭展示為基礎(chǔ)，還原Listening in內(nèi)容，最后教師講解其中的聽音和理解偏差,教學(xué)采用合作學(xué)習(xí)教學(xué)法、情景教學(xué)法、課堂內(nèi)外互動(dòng)法等。Basic listening practice的教學(xué)采用教師引導(dǎo)式教學(xué)法，由教師以設(shè)問方式引導(dǎo)學(xué)生完成聽力練習(xí)。

3）在滿足規(guī)范要求的前提下，將雨水泵站集水池有效容積保守設(shè)計(jì)，進(jìn)行放大，可有效避免水泵頻繁啟動(dòng)對(duì)電機(jī)產(chǎn)生的傷害，亦可對(duì)超過設(shè)計(jì)重現(xiàn)期的暴雨徑流量進(jìn)行調(diào)節(jié)和緩沖。

4）泵站采用正向進(jìn)水，并設(shè)置擋水墻和配水區(qū)，對(duì)進(jìn)水進(jìn)行緩沖和配水，使進(jìn)水均勻、穩(wěn)定，防止進(jìn)水直接沖入集水池，將氣泡帶入泵中，產(chǎn)生氣蝕。

5）潛水排污泵采用自動(dòng)耦合裝置固定式安裝，以便拆卸清洗檢修。潛水排污泵采用液位傳感器式控制（利用靜壓來控制潛水排污泵的啟、停），其安裝應(yīng)盡量遠(yuǎn)離進(jìn)水口。

6）下穿通道的雨水泵站為地下室構(gòu)造，自然通風(fēng)條件較差，設(shè)機(jī)械送排風(fēng)綜合系統(tǒng)。

7）雨水泵站供電按照二級(jí)負(fù)荷即雙回路進(jìn)行供電，兩路互為備用。

8）由于本工程下穿通道周邊地塊已無空間敷設(shè)管理用房，故將機(jī)電設(shè)備敷設(shè)在泵站內(nèi)部的操作層上，為避免機(jī)電設(shè)備受淹，將機(jī)電設(shè)備抬高1m進(jìn)行安放。

9）鑒于區(qū)域上的空間限制，雨水泵站提升系統(tǒng)末端就近接入現(xiàn)狀的石砌暗涵（3500mm×2500mm）中，能快速地將通道雨水排走，其出水口的可靠性可得到有效保證。

6 結(jié)論及建議

1）若下穿通道最低點(diǎn)位于地下水位以下時(shí)，應(yīng)采取排水或控制地下水的措施。

2）合理確定下穿通道排水系統(tǒng)的匯水面積、高水高排、低水低排，并采取有效措施阻止高水進(jìn)入低水系統(tǒng)。

3）截水溝通常采用鋼格板箅子、伸縮縫式或防沉降式，無論采用何種做法，均應(yīng)滿足排水能力要求，且安裝牢固可靠，避免產(chǎn)生松動(dòng)影響行車安全及舒適性。

4）建議雨水泵站設(shè)置備用泵，并就位安裝，以提高雨水泵站的排水能力。應(yīng)選用高性能、高可靠性的耐腐蝕潛水排污泵，以保證水泵能長(zhǎng)期安全運(yùn)行。

5）下水口、排水溝、截水溝、排水管井、雨水泵站、出水口等各個(gè)節(jié)點(diǎn)均應(yīng)合理設(shè)計(jì)排水能力，避免出現(xiàn)“上大下小”或“上小下大”的瓶頸現(xiàn)象。

6）下穿通道排水應(yīng)設(shè)獨(dú)立的排水系統(tǒng)，其出水口必須可靠，盡量不要利用其他排水管渠排出。

7）下穿通道的雨水泵站為地下室構(gòu)造，自然通風(fēng)條件較差，應(yīng)設(shè)機(jī)械送排風(fēng)綜合系統(tǒng)。

8）有條件時(shí)，應(yīng)在地面層的高點(diǎn)設(shè)置管理用房，安放與雨水泵站相關(guān)的機(jī)電設(shè)備，防止機(jī)電設(shè)備被淹，影響雨水泵站的正常運(yùn)行。

9）根據(jù)下穿通道排水的重要性程度，合理選用供電負(fù)荷（一級(jí)負(fù)荷或二級(jí)負(fù)荷）。

10）根據(jù)下穿通道排水系統(tǒng)的長(zhǎng)期使用情況，制定合理的維護(hù)檢修周期，定期對(duì)排水溝、截水溝、排水管井、泵站集水池進(jìn)行清淤，定期對(duì)泵站內(nèi)的排水設(shè)備和機(jī)電設(shè)備進(jìn)行檢修維護(hù)，以保證整個(gè)排水系統(tǒng)長(zhǎng)期有效的安全運(yùn)行。

11）通過下水口、排水溝、截水溝、排水管井、雨水泵站、出水口組成一個(gè)行之有效的排水系統(tǒng)，將下穿通道的地面徑流及時(shí)有效地排除，營(yíng)造安全、舒適的通道交通環(huán)境。