橋面雨水收集系統(tǒng)及工程施工技術(shù)研究
——以海西高速公路網(wǎng)屏南至古田聯(lián)絡(luò)線跨河橋梁為例

鄭聲駿

（福建省交科節(jié)能環(huán)保有限公司，福建福州 350000）

0 引言

公路在我國運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中的重要性不言而喻，隨著近年來我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的持續(xù)推進(jìn)、環(huán)境保護(hù)要求不斷提高，越來越多的公路橋梁面臨著跨越敏感水體的情況，公路運(yùn)營造成的水體污染現(xiàn)象也日益嚴(yán)重，特別是運(yùn)輸?；返闹匦涂ㄜ囋跇蛎嬗龅酵话l(fā)性事件，對水體的污染更為嚴(yán)重。

孫金[1]等以河南省西部三淅高速公路丹江大橋?yàn)楸尘?，介紹了跨越敏感水域橋面徑流收集和應(yīng)急處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，提出基于敏感水域環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防范的橋面徑流收集和應(yīng)急處理綜合系統(tǒng)，該系統(tǒng)由橋梁監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)、橋面徑流管道收集系統(tǒng)、橋面雨水處理及危險(xiǎn)品泄漏應(yīng)急儲存系統(tǒng)3 部分組成。程麗娜[2]等以魯班獎獲獎工程——京廣快速路為工程實(shí)例，詳細(xì)探討了城市高架橋橋面防水工程設(shè)計(jì)及施工技術(shù)。施亞軍[3]對橋面排水和防水設(shè)施、橋面鋪裝層、橋梁伸縮裝置、防護(hù)設(shè)施及人行道的施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了深入探討。杜欽欽[4]等以2 座運(yùn)營橋梁的橋面徑流收集處理系統(tǒng)的改造升級為基礎(chǔ)，研究在已運(yùn)營橋梁上增設(shè)或改造橋面徑流收集系統(tǒng)時(shí)徑流特點(diǎn)、系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)、管道選型、收集處理池方案設(shè)計(jì)、施工要點(diǎn)等建設(shè)技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，提出適用于在役橋梁增設(shè)徑流收集處理系統(tǒng)的建設(shè)管理經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)措施。可見，近年來對以上雨水收集系統(tǒng)及施工應(yīng)急系統(tǒng)的研究不斷增加，但仍然缺乏系統(tǒng)性的研究。

基于此，文章以海西高速公路網(wǎng)屏南至古田聯(lián)絡(luò)線跨河橋梁工程為例，介紹橋面排水系統(tǒng)、橋下沉淀池、出水管及清淤管等施工技術(shù)，以期為處理橋面?；肥鹿始坝晁廴咎峁﹨⒖?。

1 工程概況

海西高速公路網(wǎng)屏南至古田聯(lián)絡(luò)線跨河橋梁橋面雨水收集系統(tǒng)及事故應(yīng)急池工程位于寧德市古田與屏古境內(nèi)，該聯(lián)絡(luò)線歸屬于政永高速（見圖1）。共含新華大橋、天坪丘大橋、吾坂大橋、大橋互通F 匝道橋、沂洋大橋、官牛洋大橋、石床大橋、吉巷大橋、溪口大橋、深彎壟大橋、下村大橋、溪坪洋大橋、坂兜大橋、巴地大橋、鳳溪大橋、蝦形洋大橋、屏城大橋17 座大橋。

橋梁采用掛管收集方式，并在河岸處設(shè)置沉淀池進(jìn)行沉淀處理，該設(shè)計(jì)方案主要考慮收集橋面雨水、泄漏的化學(xué)品、溢油。根據(jù)《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/T D33—2012）的要求，路界內(nèi)設(shè)計(jì)降雨重現(xiàn)期為5 年，沉淀池蓄水能力按降雨歷時(shí)10min 雨量進(jìn)行設(shè)計(jì)。

沉淀池沿橋梁邊緣布置，以便對突發(fā)事件的應(yīng)急處理。橋梁左右幅分離，利用兩幅橋梁之間的夾角地布置沉淀池，沉淀池需開挖基坑時(shí)，應(yīng)確保沉淀池設(shè)置不影響樁基結(jié)構(gòu)安全。沉淀池應(yīng)避開建筑物、低洼地、居民區(qū)，具體位置由參建各方經(jīng)現(xiàn)場勘察后確定。施工前應(yīng)考察現(xiàn)場，結(jié)合地形地勢綜合考慮沉淀池底標(biāo)高及排水管坡度（坡度不小于0.5%）保證排水順暢。施工單位應(yīng)全面核查橋梁排水方向、豎向排水及橫向排水布置等，如有不符，應(yīng)及時(shí)反饋設(shè)計(jì)單位再行處理。沉淀池設(shè)置蓋防護(hù)欄桿，并設(shè)置醒目的警示標(biāo)志，以防人員跌落池內(nèi)。池內(nèi)每10m 設(shè)置一個(gè)鋼扶梯。沉淀池施工完畢后應(yīng)加蓋V860 型單層彩鋼板，防止雜物落入沉淀池，造成沉淀池排水堵塞。屏古聯(lián)絡(luò)線橋面雨水收集系統(tǒng)及事故應(yīng)急池工程的工程量如表1 所示。

表1 屏古聯(lián)絡(luò)線橋面雨水收集系統(tǒng)及事故應(yīng)急池工程數(shù)量表

2 主要施工技術(shù)

2.1 橋面排水系統(tǒng)施工技術(shù)

第一，進(jìn)行施工準(zhǔn)備工作。因該工程道路已移交且運(yùn)營近三年，日常車流量較大，故進(jìn)行橋面排水施工前需做好施工方案、布控方案及應(yīng)急預(yù)案等，報(bào)監(jiān)理及相關(guān)交通、路政等部門審批，審批通過后方可安排施工。施工前需做好管材、吊架等材料的報(bào)檢手續(xù)，材料進(jìn)場合格證及相關(guān)檢測材料必須齊全，經(jīng)材料員檢查通過后報(bào)監(jiān)理工程師，經(jīng)工程師同意后方可使用，杜絕任何不合格材料進(jìn)入施工現(xiàn)場。

第二，進(jìn)行橋面橫向、縱向排水管安裝。在做好交通疏導(dǎo)措施的基礎(chǔ)上，安排專人進(jìn)行指揮；若涉及高空作業(yè)，需要另配備專職人員進(jìn)行安全巡查；安裝及架設(shè)小型橋梁檢測車或大型橋梁檢測車；對機(jī)械配重及錨固進(jìn)行必要的檢查，以保證相關(guān)設(shè)備在施工過程中的安全性。將橋梁檢測車的施工平臺移動至合適的位置，并調(diào)整高度，采用3km 柴油發(fā)電機(jī)與小型電鉆配合在橋梁翼緣板位置鉆孔，隨后安裝吊架，吊架安裝距離依據(jù)設(shè)計(jì)要求5m 一個(gè)，在轉(zhuǎn)彎及三通位置應(yīng)適當(dāng)加密。吊架安裝如圖2 所示。

圖2 吊架安裝詳圖（單位：mm）

吊架安裝完成后，將縱向主管（PVC-U）運(yùn)送至工作平臺進(jìn)行安裝，所有管材均采用特膠水進(jìn)行連接，在橋面橫向、豎向泄水孔位置均應(yīng)預(yù)留三通。安裝橋面橫向、豎向泄水孔位的集水斗并連接至主管道。集水斗安裝如圖3 所示。

圖3 集水斗安裝詳圖

使用小型升降機(jī)及25t 吊車配合進(jìn)行縱向排水管施工。橋墩高度≤40m 的情況下，采用小型升降機(jī)；橋墩高度≥40m 的情況下，小型升降機(jī)及25t 吊車配合施工。先在橋墩的相應(yīng)位置進(jìn)行打孔，再將排水管安裝固定在橋梁側(cè)面，豎向固定裝置間距為0.5m，管件連接位置可適當(dāng)調(diào)整?？v向排水管施工大樣如圖4所示。

圖4 縱向排水管施工大樣圖

另外，因該項(xiàng)工程涉及高空作業(yè)，故所有施工人員在上崗作業(yè)前均應(yīng)接受施工安全、高空作業(yè)安全培訓(xùn)。在施工過程中應(yīng)佩戴必備的個(gè)人防護(hù)用具，嚴(yán)禁違規(guī)作業(yè)。

2.2 橋下沉淀池施工技術(shù)

2.2.1 施工流程

定位放線、土方開挖—基礎(chǔ)底部填砂夯實(shí)—底板鋼筋及模板安裝—底板混凝土澆筑—池壁模板安裝—池壁片石混凝土澆筑—拆?！练交靥詈粚?shí)—閥門安裝—池壁檢修梯及欄桿安裝—外圍防護(hù)網(wǎng)安裝。

2.2.2 主要施工方法

（1）土方工程

土方開挖主要采用機(jī)械開挖、翻斗車運(yùn)土，部分沉淀池因機(jī)械無法到達(dá)需采用純?nèi)斯ら_挖方式。開挖過程中嚴(yán)格控制開挖標(biāo)高，放坡系數(shù)為1∶0.5，開挖基坑底部混凝土外留50mm 寬工作面，底部預(yù)留30mm 厚度，由人工清槽處理，嚴(yán)禁開挖超深。

基底300mm 厚砂夯填，采用小型夯機(jī)進(jìn)行夯實(shí)，至少夯實(shí)三遍。夯實(shí)后要取樣檢驗(yàn)。為防止填砂邊坡松散影響上部結(jié)構(gòu)，基坑內(nèi)填砂必須按基坑實(shí)際底面進(jìn)行滿填。

土方回填?；炷翝仓瓿珊蠡靥畛乇谒闹埽?50mm 厚分層夯實(shí)，小型夯機(jī)夯實(shí)不少于三遍，以確?；靥顗簩?shí)度符合要求。

（2）模板工程

要求配模有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，保證結(jié)構(gòu)外形、尺寸滿足規(guī)定要求、進(jìn)行模板在安裝前必須經(jīng)項(xiàng)目部技術(shù)專業(yè)人員檢查驗(yàn)收，經(jīng)過驗(yàn)收合格方可安裝。模板支撐采用鋼管滿堂腳手架結(jié)構(gòu)體系。根據(jù)水池設(shè)計(jì)尺寸，該次施工內(nèi)外模板均采用鋼模板，具體型號為1000mm×1500mm、500mm×1500mm 兩種規(guī)格，采用鋼腳手支撐及對拉螺栓加固。模板工程支撐系統(tǒng)要牢固、可靠，能夠承載施工荷載，同時(shí)應(yīng)確保模板位置準(zhǔn)確、拼接嚴(yán)密、平整度需滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，模板表面需涂刷專業(yè)脫模劑，以確?；炷临|(zhì)量不受拆模影響?；炷翝仓^程中需安排專人檢查、監(jiān)督模板質(zhì)量，防止爆模等情況發(fā)生。

（3）鋼筋工程

鋼筋進(jìn)場需進(jìn)行報(bào)驗(yàn)，該項(xiàng)目鋼筋均小于φ16mm，采用搭接綁扎放松，搭接長度應(yīng)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。嚴(yán)格按施工圖要求，認(rèn)真核算、放樣并加工鋼筋，安裝時(shí)要畫線，保證各型號鋼筋數(shù)量及位置正確。安裝前需購買與結(jié)構(gòu)物同標(biāo)號的墊塊，安裝間距為900mm，梅花形布置，不得使用銹蝕鋼筋。支模過程中要保證鋼筋表面清潔，不得有污物。

（4）沉淀池閘閥安裝

首先，定位?？紤]流向和沉淀池的功能，確定閘閥安裝位置。

其次，選擇與沉淀池和預(yù)期流量相匹配的閘閥尺寸，確保與現(xiàn)有管道系統(tǒng)兼容。同時(shí)，根據(jù)沉淀池的要求選擇適當(dāng)?shù)拈l閥類型，常見的類型包括刀板閘閥、滑動閘閥和楔形閘閥。考慮流體特性和安裝環(huán)境，選擇材質(zhì)耐腐蝕的閥門，確保滿足承受沉淀池的工作條件。

再次，安裝時(shí)按照制造商的指南正確安裝閘閥，確保與管道系統(tǒng)正確對齊，并進(jìn)行牢固連接。根據(jù)閘閥尺寸和設(shè)計(jì)，選擇適當(dāng)?shù)尿?qū)動機(jī)構(gòu)，如手動手輪、電動執(zhí)行器或氣動執(zhí)行器。

最后，安裝完成后進(jìn)行全面的測試和檢查，確保閘閥正常運(yùn)行，無泄漏及其他問題。

2.3 出水管及清淤管施工技術(shù)

施工前，應(yīng)對沉淀池周邊環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，熟悉河流、排水設(shè)施的水流流向，掌握附近水源保護(hù)區(qū)及常水位高程等數(shù)據(jù)。合理規(guī)劃管道的埋設(shè)線路，排水口的布設(shè)應(yīng)符合環(huán)保要求，以最大限度地降低對周邊環(huán)境的破壞。按照環(huán)保要求，危險(xiǎn)化學(xué)品泄漏的處理設(shè)施應(yīng)該包括人工濕地、集中排水池等。對于敏感性水體，還應(yīng)設(shè)置雨水、污水的排泄設(shè)施。該工程主要設(shè)置集中排水池等水處理設(shè)施，以保持河道邊坡的穩(wěn)定性，防止水流過大時(shí)對岸邊及原有排水溝渠造成破壞。

管道采用管徑DN400 的HDPE 雙壁波紋管，埋設(shè)時(shí)縱坡應(yīng)符合《給排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50268—2008）要求，若縱坡過大應(yīng)采取必要的防止管道下滑措施。基坑開挖接近坑底設(shè)計(jì)高程時(shí)，留20～30cm 土層，進(jìn)行人工開挖，檢查基坑底面，測量復(fù)核基坑底面高程，符合設(shè)計(jì)規(guī)范方可鋪設(shè)砂墊層。

管道鋪設(shè)主要包括鋪管、下管、管道連接等。鋪管前需要全面檢驗(yàn)排水管的質(zhì)量，核對材質(zhì)、規(guī)格、性能等與設(shè)計(jì)要求是否一致。確保各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)均合格后再進(jìn)行管道鋪設(shè)作業(yè)。

在鋪設(shè)過程中，避免暴力拖拽管道的行為，盡可能輕抬輕放，防止損壞管體。依據(jù)相關(guān)規(guī)范規(guī)程進(jìn)行下管作業(yè)，對于公稱直徑小于500mm 的排水管，一般采用人工下管方式，該工程中管道直徑為400mm，采用人工下管方式。

下管過程中，溝槽內(nèi)的施工人員應(yīng)與溝槽外的施工人員相互配合，將管體下放至指定位置，并確保施工人員及管體的安全。進(jìn)行HDPE 波紋管道和管道連接時(shí)，可采取承插連接方式。

管道下放連接完成且經(jīng)驗(yàn)收合格后，可以進(jìn)行溝槽回填作業(yè)。為了保證回填質(zhì)量、保證排水管道的施工質(zhì)量，應(yīng)在溝槽底部到管頂500mm 的范圍內(nèi)回填粒徑較大（2mm 以上）的中粗砂，中粗砂中應(yīng)避免混入土體及其他雜質(zhì)。回填時(shí)尤其應(yīng)注意接口位置，一般在接口位置采用粒徑較?。?mm 以下）的細(xì)粒土為宜，細(xì)顆粒的土體可以避免接口磨損破壞。為了避免竣工后水的滲入造成地面沉降，回填應(yīng)分層進(jìn)行，每一層的含水量宜控制在最優(yōu)含水量范圍內(nèi)，單層回填厚度一般在200mm 左右，回填后進(jìn)行分層壓實(shí)處理。對于500mm 以上的范圍，回填種植土，后期及時(shí)恢復(fù)原狀或種植草皮。

3 結(jié)論

第一，該工程自投用以來，未發(fā)生任何質(zhì)量問題，橋面排水效果良好，管道及沉淀池質(zhì)量未發(fā)現(xiàn)問題，運(yùn)行情況良好等。并且，海西高速公路的開通，有效緩解了海西地區(qū)南北方向的交通壓力，得到了社會各界的廣泛好評。

第二，橋面雨水收集系統(tǒng)及事故應(yīng)急池工程能夠通過合理利用雨水資源、減少污染物排放、增強(qiáng)災(zāi)害應(yīng)對能力等方面實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)效果，對城市可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)有積極影響。

第三，在排水管及沉淀池施工中，應(yīng)嚴(yán)格按照圖紙進(jìn)行。該工程在施工時(shí)注重排水與環(huán)境的相互結(jié)合，嚴(yán)格把控施工質(zhì)量，之后的實(shí)際使用效果證明，該工程的橋面排水系統(tǒng)效用佳，可為高速橋面雨水收集及防范化學(xué)?；沸孤┑认嚓P(guān)工程提供一定的參考。