浅谈城市下穿式立交雨水排水系统设计

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浅谈城市下穿式立交雨水排水系统设计

摘 要: 随着城市内下立交地道的增多,与之配套的下立交雨水排水系统设计受到有关部门的重视。该文结合实际工程经验,对下立交地道雨水系统设计及雨水泵站的布置方式、流量设计、设备选型等作了一些论述,并列举了设计实例。 代写论文

关键词:下立交; 雨水排水系统; 雨水系统; 雨水泵站;

分建式

前言

目前随着国民经济和城市化建设的不断发展,城市道路的功能得到不断完善,由于人口.车辆的日益增多,仅仅靠地面交通设施已无法满足城市巨大的交通量需要,因此, 复杂的城市道路网具有越来越多的城市立交桥.地铁隧道。地铁.城市立交的出现有效地缓解了交通紧张的局面,但是也带来了一些新的问题,比如这些设施的排水问题。据统计,城市下立交约占我国已建成立交桥的75%以上,而下立交排水问题也已逐渐成为一个影响城市交通安全顺畅运行的重要因素,受到有关部门的重视。现结合实际设计实例对城市下立交排水系统设计中的几个相关问题略作介绍。

一、下立交雨水排水系统的作用与特点

下立交雨水排水系统的作用是在阴雨天气时及时有效地排除立交范围内汇集的大量雨水,维持城市道路安全顺畅的运行。 下立交排水与一般道路排水不同,具有以下特点:

1.高程上的不利条件:由于下立交最低点往往比周围干道低2~8米,形成盆地,且两侧引道纵坡一般都较大,具有降雨时聚水较快的特点;

2.交通上的特殊性:立交多设在交通频繁的主要道路上,防止积水,确保车辆通行,自然成为排水设计应考虑的主要原因,若排除不及时就会威胁行车行人安全,以致中断道路交通,而众多立交一般又位于城市道路系统的咽喉部位,一旦交通中断往往影响很大,因此排水设计标准要高于一般道路;

3.养护管理的要求:由于立交道路一般车辆多,速度快,对排水管道的养护管理.雨水设施的清淤,带来一定困难,设计上应考虑养护管理的便利;

4.地上水排除问题;地下水位高于设计路基时,为避免地下水造成路基翻浆和冻胀,需要同时考虑地下水的排除问题。

二、下立交雨水排水系统组成

下立交雨水排水系统由雨水收集系统和雨水泵站组成。其作用是收集集水范围内的雨水至集水池。由于立交引道坡度较大(通常在2%-3.5%之间),造成雨水的地面径流流速较大,接近甚至超过管道排放的流速,在引道上设置雨水井效果并不理想,所以一般采取在立交最低处设置多篦集水井来收集雨水,就近进入泵站集水池;或在下穿部分采用盲管截留路基下的地下水,以降低地下水位措施,盲管采用穿孔管纵向铺设且在最低点横向设连通管将收集后的雨水就近入泵站集水池,盲管的周围分层铺设反滤层;或在下穿段U型槽和地道桥的道路两侧设置排水沟以及在U型槽和地道桥的交界处.地道桥的最低处设置横截沟收集下穿段雨水,收集雨水就近进入泵站集水池。 雨水泵站的作用是及时排除收集的雨水,相对于城市雨水泵站,下立交雨水泵站属于小型泵站。近几年的设计与运行经验表明,利用潜水泵的下立交排水泵站在实践中取得的效果较好,这是由潜水泵及潜水泵站的优点所决定的,其优点为:①工程投资省,一般可节省40%~6 0%,工期可以缩短1/2~2/3;②安装维护方便,可临时安装;③运行安全可靠,辅助设备少,降低了故障率;④运行条件大为改善,泵房与控制室分开,振动.噪声小;⑤自动化程度高,潜水泵机组启动程序简单,操作程序简化;⑥简化泵房结构。

三、设计中注意的问题

城市下立交雨水排水系统设计与城市雨水排水系统的设计原理相同,但有其特殊性。

1.设计标准与规模。雨水排水系统因其整个系统较周围环境要低,需要重点考虑排水安全性,故其设计参数较一般排水系统要相应提高,在《室外排水设计规范》(GB50014—2006)中对立体交叉道路的雨水管道设计参数有明确的规定,即重要干道.地区或短期积水即能引起严重 后果的地区,重现期一般选用3-;立体交叉道路排水的地面径流量计算,宜符合下列规定:

1)设计重现期不小于,重要区域标准可适当提高,同一立体交叉工程的不同部位可采用不同重现期。

2)地面集水时间宜为5-10min.与城市雨水排水系统不同的是,下立交引道坡度较大,集水较快,并考虑立交的重要程度,应适当提高下立交排水的设计重现期,一般宜取其上限。

2.雨水泵站

对于立交排水,仅需设置雨水泵站;本文结合论题仅对下立交地道雨水泵站设计作一些简述。 泵站的设计包括布置方式.泵站的集水池及流态.设备的选型和控制等。下文将对其中的一些关键问题进行阐述。

1)泵站布置方式的选择

下立交的雨水泵站的布置方式可分为与下立交地道合建或分建两种形式。合建式泵站节省用地,泵站埋深相对较浅,但是存在交通安全隐患,运行管理不便。分建式泵站运行管理较为方便,安全措施可靠,但是由于增加了连通管,使得泵站埋深相对较深,增加了扬程,经常运行费用高,此外分建式泵站还需另外征地。

泵站布置方式的选择与雨水出路相关。对于合建式泵站,由于日常的清渣工作比较困难,目前常选用全自动粉碎型格栅加潜污泵或取消格栅单选潜水切割泵。由于切割泵效率比较低,不符合节能要求,故采用较少;而全自动粉碎型格栅效果较好,且占地面积小,安装简便,功率小,噪音小,具有广阔的使用前景。如雨水经泵站提升后直排河道,雨水中经过粉碎的固体颗粒物等杂质会直接污染河道,故此时采用合建式泵站不合适。如雨水排入城市合流管道,雨水中的污染物可通过截流形式将截流污水排入污水厂进行处理,此时可采用合建式雨水泵站,集水池前适宜采用粉碎型格栅。如雨水排入雨水管道则分两种情况:

(1)其下游没有雨水提升泵站直排入河道,则采用泵站形式为分建式。

(2)其下游通过雨水泵站再排入河道则可选用合建式。因为雨水泵站中有截污设施。

对于分建式泵站,由于不存在交通安全隐患,日常清渣工作较易进行,可以不受雨水出路的限制。考虑到泵站日常运行维护的方便,如有条件,在设计工作中建议采用分建式雨水泵站。 2)雨水泵站集水池容积及流态