張春廷

摘要:城市立交雨水排水系統(tǒng)的組成與特點(diǎn)進(jìn)行了介紹,結(jié)合設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)對城市立交排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)相關(guān)問題進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞:下立交;雨水排水系統(tǒng)

市政排水管網(wǎng)作為城市排水系統(tǒng)的一部分,是城市基礎(chǔ)公用設(shè)施的一個(gè)較為重要組成部分。為了保證車輛和行人的正常交通,改善城市的衛(wèi)生條件和市容市貌,以及避免路面的過早損壞,必須充分發(fā)揮市政排水設(shè)施效能。隨著國民經(jīng)濟(jì)和城市化建設(shè)的不斷發(fā)展,城市道路的功能得到不斷完善,復(fù)雜的城市道路網(wǎng)具有越來越多的城市立交橋。而下立交排水問題也已逐漸成為一個(gè)影響城市交通安全順暢運(yùn)行的重要因素,受到有關(guān)部門的重視?，F(xiàn)結(jié)合設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)對城市下立交排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)相關(guān)問題略作介紹。

1下立交雨水排水系統(tǒng)的作用與特點(diǎn)

下立交雨水排水系統(tǒng)的作用是在陰雨天氣時(shí)及時(shí)有效地排除立交范圍內(nèi)匯集的大量雨水,維持城市道路安全順暢的運(yùn)行。由于下立交兩側(cè)引道縱坡一般都較大,具有降雨時(shí)聚水較快的特點(diǎn),若排除不及時(shí)就會(huì)威脅行車行人安全,以致中斷道路交通,而眾多立交一般又位于城市道路系統(tǒng)的咽喉部位,一旦交通中斷往往影響很大,所以對其排水要求高于一般的雨水排水系統(tǒng)。

2下立交雨水排水系統(tǒng)組成

立交雨水排水系統(tǒng)由雨水收集系統(tǒng)和雨水泵站組成。其作用是收集集水范圍內(nèi)的雨水至集水池。由于立交引道坡度較大(通常在2%-3.5%之間),造成雨水的地面徑流流速較大,接近甚至超過管道排放的流速,在引道上設(shè)置雨水井效果并不理想,所以一般采取在立交最低處設(shè)置多篦集水井來收集雨水,就近進(jìn)入泵站集水池。多篦水井的個(gè)數(shù)是雨水設(shè)計(jì)流量與單個(gè)集水井容納流量的比值,并考慮1.2-1.5的堵塞系數(shù)。

近幾年的設(shè)計(jì)與運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,利用潛水泵的立交排水泵站在實(shí)踐中取得的效果較好,這是由潛水泵及潛水泵站的優(yōu)點(diǎn)所決定的,其優(yōu)點(diǎn)為:①工程投資省,一般可節(jié)省40%-60%,工期可以縮短1/2-2/3;②安裝維護(hù)方便,可臨時(shí)安裝;③運(yùn)行安全可靠,輔助設(shè)備少,降低了故障率;④運(yùn)行條件大為改善,泵房與控制室分開,振動(dòng)、噪聲小;⑤自動(dòng)化程度高,潛水泵機(jī)組啟動(dòng)程序簡單,操作程序簡化;⑥簡化泵房結(jié)構(gòu)。

3設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題

下立交雨水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與城市雨水排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理相同,但有其特殊性。

設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)模。雨水排水系統(tǒng)因其整個(gè)系統(tǒng)較周圍環(huán)境要低,需要重點(diǎn)考慮排水安全性,故其設(shè)計(jì)參數(shù)較一般排水系統(tǒng)要相應(yīng)提高,在《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50014-2006)中對立體交叉道路的雨水管道設(shè)計(jì)參數(shù)有明確的規(guī)定,即重要干道、地區(qū)或短期積水即能引起嚴(yán)重 后果的地區(qū),重現(xiàn)期一般選用3-5年;立體交叉道路排水的地面徑流量計(jì)算,宜符合下列規(guī)定:

設(shè)計(jì)重現(xiàn)期不小于3年,重要區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)可適當(dāng)提高,同一立體交叉工程的不同部位可采用不同重現(xiàn)期。

地面集水時(shí)間宜為5-10min.與城市雨水排水系統(tǒng)不同的是,下立交引道坡度較大,集水較快,并考慮立交的重要程度,應(yīng)適當(dāng)提高下立交排水的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期,一般宜取其上限。

雨水泵站集水池容積及流態(tài)。對潛水泵站而言,集水池即泵室,由于潛水泵間距較小,集水池大小決定著泵站大小和工程造價(jià),合理確定集水池大小顯得尤為重要。隨著水泵技術(shù)、自控技術(shù)進(jìn)步,集水池容積可減小。集水池雨水流態(tài)會(huì)對泵的運(yùn)行產(chǎn)生影響,由于與雨水收集系統(tǒng)集水井直接相連,暴雨時(shí)流速較快的雨水徑流集水井直接進(jìn)入集水池會(huì)形成回流、湍流,從而惡化水泵進(jìn)水條件,導(dǎo)致水泵效率下降,應(yīng)采取導(dǎo)流等措施改進(jìn)雨水流態(tài)以助于泵站的正常運(yùn)行,可采取的措施有:設(shè)置導(dǎo)流板或?qū)Я鞫?、壓水板或擋水板等?/p>

水泵的選型與控制。水泵作為下立交泵站核心直接對泵站的運(yùn)行效率產(chǎn)生影響。對于立交泵站水泵運(yùn)行一般要求易安裝、易維護(hù),運(yùn)行安全可靠、結(jié)構(gòu)簡單故障率低。因此潛水泵作為一種泵與電機(jī)連體,并同時(shí)潛入液下工作的泵型。其明顯具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn):

①泵體結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小。由于泵體潛入液下工作,因此可直接安裝于污水池內(nèi),可以節(jié)省大量的土地及基建費(fèi)用。

②安裝維修方便。小型的潛水排污泵可以自由安裝,大型的潛水排污泵一般都配有自動(dòng)藕合裝置可以進(jìn)行自動(dòng)安裝,通過導(dǎo)軌下降至池底底座,安裝及維修相當(dāng)方便。

③連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長。潛水排污泵由于泵和電機(jī)同軸,軸短,轉(zhuǎn)動(dòng)部件重量輕,因此軸承上承受的徑向載荷相對較小,壽命比一般泵要長得多。

④不存在汽蝕破壞及灌引水等問題。特別是后一點(diǎn)給操作人員帶來了很大的方便。

⑤振動(dòng)噪聲小,電機(jī)溫升低,對環(huán)境無污染。其設(shè)計(jì)流量在自動(dòng)控制時(shí)應(yīng)按設(shè)計(jì)秒流量確定,人工控制時(shí)應(yīng)按最大小時(shí)流量確定,水泵數(shù)量應(yīng)不少于2臺(tái),以保證有1臺(tái)備用泵。

水泵的控制手段與能否及時(shí)排除雨水密切相關(guān)。自動(dòng)控制不僅有助于及時(shí)排水,還直接影響集水池的大小,可減小集水池容積,因此立交排水宜充分利用潛水泵易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的優(yōu)點(diǎn),采用報(bào)警水位雙泵啟動(dòng)方式控制,即高水位(小雨)時(shí)啟動(dòng)1臺(tái)水泵,超高水位(大雨)時(shí)再啟動(dòng)1臺(tái)水泵并報(bào)警。值得注意的是,使用潛水泵時(shí)最低水位不應(yīng)低于電動(dòng)機(jī)露出液面部分的一半高度。