浅议立交排水工程设计.pdf

2 0 1 2 年 8 月第 8 期 城 市道桥 与 防洪 防洪排水2 3 1 浅议立交排水工程设计 李永光 ( 上海浦东建筑设计研究院有限公司， 上海 2 ~o 3 o ) 摘要 ： 该文结合工程实际， 对立交工程中的排水工程设计经验进行了介绍 。 首先 ， 阐述 了进行立交排水工程设计所需的 基础资料及一般设计原则和方法； 接着 ， 对实际立交工程中排水工程设计实践的几个相关方面进行了介绍。 关键词 ： 排水 ；立交 ； 设计原则 ；施工方法 ；设计体会 中图分类号 ： U 4 1 2 - 3 5 、 U 4 1 7 ． 3 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 9 — 7 7 1 6 ( 2 0 1 2 ) 0 8 — 0 2 3 1 — 0 2 0 前言 随着交 通的迅猛发展 ，道路立交工程 作为一 种 主要 的交通枢纽 正在蓬勃 兴起 ，其 中道 路立交 排水工程是与道路立交密切相关 的工程。虽然 ， 排 水工程在立交工程建设投资中所占比例较小 ， 但 其对于立交桥的安全通畅及沿线基础设施改善有 着重要的作用 。 1 立交排水工程设计中基础资料的调查了解 在立交排水工程设计时，主要需要对如下方 面的基础资料进行调查了解 ： ( 1 ) 沿线排水 系统 现状及规划 ， 了解 现状排水 设施建设情况及规划排水体制、排水标准及规划 走 向等情况 ； ( 2 ) 沿线水利 工程现状及规划 ， 了解 河道或排 洪渠等水利工程设施的现有断面、 水位 、 是否航道、 属几级河道， 以及规划断面、 水位、 通航条件等资料； ( 3 ) 沿线现有和规划公用管线的设 置情况 ； ( 4 ) 沿线现有地面标高变化情况和规划地面 标高变化情况； ( 5 ) 立交道路设计方案 ， 由道桥设计专业了解 高架道路 、 匝道 、 立交桥墩的不同形式 、 桩基形式 及其施工方法等情况 ； ( 6 ) 沿线水文地质情况 。 2 立交排水工程设计一般设计原则及方法 2 ． 1 总体 系统方案确定 首先根据调查 了解 的工程 相关 排水 、水利 现 状及 规 划经 过 水力 计 算后 确定 排 水 管 道总 体 走 向、 管径、 标高等系统设计方案。对于雨水工程还 需 考虑立交汇水范 围内是 否需 要对设计标 高低 的 收稿 日期 ：2 0 1 2 — 0 7 — 0 4 作者简 介 ： 李永 光 ( 1 9 8 2 一 ) ， 男 ， 山东阳信人 ， 硕士 ， 工 程师 ， 从事 市政给排水设计工作 。 区域设 置雨水泵站排除雨水 。总体方案 的确定 既 要符合规划要求， 又要与已建工程设施相匹配， 并 尽量充分利用 已建工程设施 。 2 ． 2 施工方法选择 根据现有交通流量 、 交通允否情况 ， 以及管径 、 埋设深 度 、支管接人情况 ，周 围构筑物及环境 因 素 、当地施工条件等情况确定排水管道的施工方 法 。在 交通量稀疏 、 管径不大且覆土不深 的地段 ， 可考虑 浅层开 挖施工 ； 在交通量 大 、 管径 大 、 覆 土 较深且公用管线复杂地段 ， 可考虑顶管法施工 。 2 ． 3 排水管道具体布置 排水管道平 面布置与一般市政道 路下排水 工 程 相似 ， 仍 应结合设计 立交道路布置 ， 管道管位宜 平行 道路主线及 匝道 中心线 布置 ，并尽可能地避 免布置于机动车道下 ，同时要考虑避免桥墩 和填 土过高的路段。对沿线现状排水管道 ， 其管径、 走 向、埋深符合排水系统规划及高架排水工程要求 的均予 以利用 ，但也应 核查其是否与桥墩 冲突或 位于设 计填土过高路段 ， 以避免影 响高架 道路 、 立 交 、 匝道及桥墩桩基 。检查井位置及间距应考虑高 架道路立 管落水 的接入 ， 对 于大 口径 干管( 特别是 采用顶管施工的排水干管) ， 检查井间距过长 ， 不利 于高架道路的排水 ， 故须在主管旁设置截流管道 ， 即先将地面道路 、 高架道路 、 立交或匝道排水及其 范 围内的支管 引入截流管道 ，再 由截流 管道分段 排 向附近排水 主管上的检查井 中。另外 ， 排水管道 平 面布置 中应 考虑与其他现状及规 划公 用管线 的 协调 ，特别是大的公用管线设施和大口径输水管 道 ，在管线平面距离和高程布置上对排水管道有 较大影响 ， 不能忽视。 3 柳州莲花立交桥排水 工程设计中的几点 问题及体会 3 ． 1 概 述 莲 花立交桥工程是 柳州市南大 门上 一个重要 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 3 2 防洪排水 城 市道桥 与防洪 2 0 1 2 年 8 月第 8 期 的交通结 点和景观结点 ，两条相交道路南环路是 城市快速环岛重要组成部分，柳石路是柳州市南 向进出 口主要通道 ， 是 2 0 9国道的一部分 。道路工 程设计采用完全互通式苜蓿 叶形立交 。工程范 围 排水工程 按规 划为雨 、 污合 流制 ， 需敷设 d 8 0 0～ d 2 4 0 0 合流排水管道 ，排水管道下游汇入已建排 洪干渠后至柳 江边 ，截流污水输送至污水处理厂 处理 ，雨天溢流合流污水至江边排洪泵站提升后 排人柳江 。 3 ． 2 设计 中的几点问题及体会 3 _ 2 _ 1 立交雨水汇水范 围的确定 立交雨水 汇水范 围除考虑工程 范围内地 面道 路 、 高架 道路 、 匝道等处 的雨水排 除 ， 还 需考虑部 分立交范 围外的雨水排除并 预留雨水支管道 。对 于平原 区的立交工程通常考虑道路 、 立交 、 匝道及 道路两侧红线外一定距离范围内的雨水 ，而该工 程 位于丘 陵地 区地 形起伏大 ， 若 考虑道路 、 立 交 、 匝道及道路两侧红线外一定距离范围内的雨水 ， 并不能反映雨水汇水的实际情况 ，故该工程采取 按地形分水线划分来考虑立交工程 范围外 汇人该 工程的雨水汇水范围。 3 _ 2 ． 2 与工程范围外排水工程的衔接 与一般排水工程设计相 同 ，了解 了排 水现状 及规划后 ，与工程范 围外排水工程的衔 接是 重要 的。该工程 中方案设计时排水工程下游 已按规划 实施 ， 而上游设计的排水工程 ， 其雨天合流污水由 其他道路排向河道，截流污水则通过截流管道仍 需汇人该工程合流管道。由于该工程排水体制为 合 流制 ， 因此不仅要考虑合 流总管道 的衔接 ， 对截 流污水管道也应考虑 。 3 - 2 _ 3 范围内大口径主干管的施工 该立交的道路都为城市主要干道 ，往往规划 需敷设有较大 口径排水管道 。该工程按规划 需敷 设 d 2 4 0 0合流排水管道， 埋深达 1 1 m， 设计中需 根据地质资料和如前所述的各种具体建设条件合 理确定。 据勘察资料 ，该工程场 区土层 主要 为河 流冲 积 形成 的粘 性 土及碳 酸盐 岩石 风 化形 成 的红 粘 土 ， 其总厚度一般 为 5 1 5 m， 分布及厚度都不 均 匀 ， 地表为人工填土覆盖 ， 下伏基岩为中石 炭统 黄 龙组( C 2 h ) 白云岩 ， 岩层走 向南北， 倾 向东 ， 倾角 l 5 。。结合野外钻探揭露及土工试验成果 ， 场区主 要土层 自上而下可分为：①层杂填土；②层素填 土； ③层淤泥质土 ； ④层表层亚粘土； ⑤层粘土； ⑥ 层亚粘土； ⑦层含泥碳质粘土； ⑧层红粘土 ； ⑨层 白云质灰岩 考虑施工 中会遇到岩石地质 ，根据 当地施工 条件顶管施工若遇岩石施工难度大 ，施工质量亦 难 以控制 ， 虽然现场周边交通流量较大 ， 但 可将 管 道敷设于绿化带 中，距 离周边现状道路及 房屋有 一 定安全距离 ， 故考虑开挖施工 。实际施工 中对遇 岩石地 质 的管段 采用 了无 声破 碎剂 静 态爆 破技 术 ，减小 了对周边环境的影响 。 无声破碎剂静态 爆破 ，是将一种含有铝镁钙铁氧硅磷钛等元素的 无机盐粉末化学反应后 ， 产生 巨大膨胀压力 ( 3 0— 5 0 MP a ) 将岩石( 4～1 0 MP a ) 膨胀破碎 。 此法特点 ： 破碎剂 为非易燃物 ，无公害环保 型产品 ，不属易 燃 、 易爆物品 ， 运输 、 保管 、 使用安 全方便 ； 破 碎物 体时不产生震动 、 噪音 、 飞石 、 粉尘及有毒气体 ， 对 周围的村庄、 建筑物和人民生命财产不造成危害， 绝对保证安全 。产品破碎效果稳定 ， 一般可使被破 碎物在 1 2 h以内发生破碎。 3 ． 2 ． 4 人行过街地道雨水泵站的设置 问题 该工程中为方便行人过街，需横穿柳石路设 置人行地下通道，通道设计最低标高为低于周边 地面设计标高约 4 m 。经核算， 地道邻近市政管道 设计水位标高略高于地道处最低设计标高。若通 过加大邻近市政管道设计管径以减小下游水头损 失 ，邻 近市政管道设计水位标高可略低于地道处 最低设计标 高 ，但该方案一方面增加 了较多 的投 资 ， 同时并不能确保雨天地道内不积水 ， 另考虑该 工程为合流制，雨天污水倒流人地道对环境影响 较大 ， 故考虑设置雨水泵站排除雨水 。 工程设计 雨水泵 站露天路 段汇 人地道雨 水 ， 由两部分排 出 ： 在地道入 口设 置截水 沟 ， 沟 以外雨 水排人市政雨水井内；截水沟内的雨水进人通道 雨水泵站系统。泵站位置设于地道暗埋段东侧 ， 地 道 内雨水采用边沟及横截沟收集进入地道雨水排 水泵站。该工程 中泵站服务面积约 6 5 0 m ： ，按 照 3 a一遇重现期 ， 综合径流系数 0 ． 9计算 ， 管道计算 雨水量 约为 2 2 ． 5 I J ， s 。为保证地道排水安全 ， 泵站 按管道计算流量配泵 ， 并设备用泵。雨水泵选用 2 台潜水泵， 1 用 1 备， 水泵技术参数为 Q ：8 0 t ／ h ， H=1 6 1 1 3 ， 配用 电机功率 N=7 ． 5 k W。 4 结语 立交排水 工程具 有排水 工程设 计 的一 般性 ， 也有其不同的设计特点。对于具体工程项 目只有 根据立交排水工程 的设计特点 ，按照一定 的设计 原则进行设计 ， 并充分结合具体工程实际情况 ， 才 能做好立交排水工程设计 ，确保立交排水工程设 计合理性及经济性， 并使工程效益得以发挥。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m