王革來（廣東省交通規(guī)劃設(shè)計研究院股份有限公司，廣東 廣州 510635）

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橋梁排水事故收集池設(shè)計探究

王革來（廣東省交通規(guī)劃設(shè)計研究院股份有限公司，廣東 廣州 510635）

橋梁排水按照常規(guī)做法為經(jīng)橋面雨水口收集后通過沿橋墩敷設(shè)的雨水立管直排至橋下自然水體，但當(dāng)橋梁跨越水域環(huán)保要求較高時，如發(fā)生交通事故造成液態(tài)化學(xué)危險品泄漏，常規(guī)排水做法會對橋下水體造成較大污染，有必要對此類橋梁排水設(shè)置事故收集池，受污染的排水經(jīng)收集池暫存后，再排入自然水體。結(jié)合工程實際，就事故收集池的設(shè)置形式，容積計算，運行維護(hù)等方面進(jìn)行探究，相關(guān)方法可為新建跨越敏感水域的橋梁排水設(shè)計提供參照。

敏感水域；橋梁排水；事故收集池；雨水量

引言

隨著國家經(jīng)濟水平的提高，公路建設(shè)里程和機動車保有量持續(xù)增長，由此帶來的各類交通事故頻繁發(fā)生。液態(tài)化學(xué)危險品運輸車輛在發(fā)生交通事故時，容易造成泄漏事故，當(dāng)該事故發(fā)生在跨越敏感水域的橋梁上時，如不對泄漏事故區(qū)域的排水進(jìn)行有效隔離暫存，任其排放至自然水體，勢必造成極大的環(huán)境污染事故。

本文通過對實際工程的排水系統(tǒng)進(jìn)行分析，提出對跨域敏感水域橋梁雨水進(jìn)行有組織的排放，并在系統(tǒng)排放入自然水體前設(shè)置排水事故收集池，從而提高發(fā)生事故的反應(yīng)時間，避免造成因交通事故連帶發(fā)生的污染水體環(huán)保事故。

1　工程概況

某大橋位于廣東省梅州市西北部，跨越程江河，是梅州市城市道路網(wǎng)規(guī)劃的重要組成部分。大橋采用雙向六車道公路兼顧城市道路功能，設(shè)計速度30km/h，荷載標(biāo)準(zhǔn)公路Ⅰ級、城市A級，橋梁、路基寬度均為40m，大橋全長113.6m，橋面最大縱坡為3%。程江河水域環(huán)保要求較高，根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門要求，對橋面雨水需進(jìn)行有組織排放，并設(shè)置相關(guān)沉淀設(shè)施，不得直排入程江河內(nèi)。

2　設(shè)計過程

2.1排水管道設(shè)計

根據(jù) 《室外排水設(shè)計規(guī)范》（GB50014-2006，2014年版）［3］第3.2.1條規(guī)定，雨水設(shè)計流量Qs（L/s）計算公式如下：

式中：Ψ-徑流系數(shù)，混凝土或瀝青路面取0.95；F-匯水面積，等于橋面寬度乘以參與匯流的橋面長度（hm2）；q-設(shè)計暴雨強度［L/s·hm2）］，設(shè)計暴雨強度計算公式《室外排水設(shè)計規(guī)范》［3］第3.2.3條僅提供了通用計算公式，但其中參數(shù)選擇應(yīng)根據(jù)各地實際情況按照統(tǒng)計計算方法進(jìn)行確定，本項目所在位置暴雨強度公式如下：

式中：P-設(shè)計重現(xiàn)期（年），按照《室外排水設(shè)計規(guī)范》［3］第3.2.4條規(guī)定，本工程橋梁雨水排水重現(xiàn)期取5年；t-降雨歷時，為地面集流時間與管道流行時間累計值，本次計算合計取15min，經(jīng)計算可得本次雨水設(shè)計流量為162.95L/s，接入事故收集池的雨水總管采用鋼筋混凝土排水管，管徑D600，管道坡度0.002，管道滿流時最大設(shè)計排水能力274.54L/s，滿足橋梁雨水排水需要。

2.2事故收集池設(shè)計

2.2.1設(shè)計原理

根據(jù)《公路環(huán)境保護(hù)設(shè)計規(guī)范》（JTGB04-2010）［5］第6.4.2條規(guī)定，公路在經(jīng)過水環(huán)境質(zhì)量要求較高的水體時，路面徑流雨水在排入該水體前應(yīng)設(shè)置沉淀池處理。結(jié)合環(huán)保部門關(guān)于本工程排水的環(huán)保要求，本次設(shè)計的大橋排水系統(tǒng)事故收集池的設(shè)計應(yīng)達(dá)到以下三個目的：

（1）對由橋梁上發(fā)生小型交通事故造成的少量漏油引起的雨水徑流起隔除浮油作用；

（2）對由橋梁上積累的沙塵和固體顆粒狀垃圾引起的雨水徑流起沉砂作用；

（3）對由橋梁上發(fā)生大型交通事故造成泄漏的大量化學(xué)危險品和沖洗水起貯存作用。

通過對本工程橋梁雨水系統(tǒng)的分析，本次設(shè)計的橋梁雨水排水有組織收集排放系統(tǒng)原理見圖1。

圖1　雨水收集排放系統(tǒng)原理圖

2.2.2事故收集池容積的確定

事故收集池的最大設(shè)計容積應(yīng)按實際分兩種情況考慮：①事故發(fā)生時正在下雨，事故收集池容積為因事故造成的液態(tài)化學(xué)危險品容積V1和橋面受污染雨水徑流容積V2之和；②事故發(fā)生時沒有下雨，事故收集池容積為因事故造成的液態(tài)化學(xué)危險品容積V1和處理現(xiàn)場的事故沖洗水容積V3之和。事故收集池設(shè)計容積應(yīng)按以上兩種情況的計算結(jié)果較大值的情況作為設(shè)計依據(jù)。

經(jīng)調(diào)查，目前中國常見的運輸液態(tài)危險品的車輛，包括運油品的槽罐車和化工液體運輸車，其容積在2～50m3之間，較常見的多在30m3以下，關(guān)于危險品運輸車輛發(fā)生事故時危險品泄漏量概率見表1［4］。

表1　公路交通事故中的油罐車泄漏概率

由表1［4］數(shù)據(jù)可見，油罐車發(fā)生泄漏事故時油品泄漏量大于2kg的事件是一小概率事件，也即一般事故造成的泄漏量多在幾個立方，結(jié)合實際情況，考慮風(fēng)險因素和不利狀態(tài)，本工程按一次事故產(chǎn)生液態(tài)化學(xué)危險品泄漏容積V1=30m3考慮。

事故發(fā)生時受污染雨水徑流的計算，應(yīng)考慮橋面坡度和雨水口截流效率的因素，本工程雨水徑流受污染面按全部匯水面積考慮，設(shè)計雨水徑流收集量按橋面初期雨水棄流量計算，參照 《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》（GB50400-2006）［2］第5.6.5條規(guī)定，初期棄流量為設(shè)計徑流厚度與匯水面積的乘積，參照 《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》［2］第5.6.4條規(guī)定，地面雨水棄流厚度可采用 3～5mm，本工程地面設(shè)計徑流厚度取4mm，經(jīng)計算總初期雨水棄流量V2=40× 113.6×4=18.17m3。

事故發(fā)生后產(chǎn)生的地沖洗水量參照 《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》（GB50015-2003，2009年版）［1］第3.1.10條規(guī)定，地面沖洗水量按每平方每次沖洗水量3L計算，考慮車輛長度等實際情況，事故發(fā)生后需要地面沖洗的面積按沿橋長度50m計算，即每次設(shè)計地面沖洗水量V3=50×40×0.003=6.0m3。

結(jié)合以上計算，本次事故收集池設(shè)計總有效容積取50m3，事故收集池平面尺寸為長度6m寬度6m，池內(nèi)最大有效設(shè)計水深1.4m，隔油板底距池底0.5m，隔油部分面積22.8m2，設(shè)計隔油厚度0.3m，最大設(shè)計隔油量6.84m3，沉砂面積36m2，最大設(shè)計沉砂厚度0.4m，最大設(shè)計沉砂量14.4m3，事故收集池在正常狀態(tài)下（池內(nèi)無沉砂）最大設(shè)計受污染水和液態(tài)化學(xué)危險品收納容積為50.4m3。事故收集池平面圖與剖面圖見圖2～3。

圖2　事故收集池平面圖

圖3　事故收集池剖面圖

2.2.3事故收集池運行維護(hù)

（1）本工程事故收集池兼具雨水沉砂池功能，因此在建成后期運行維護(hù)期間，應(yīng)根據(jù)池內(nèi)沉砂量和沉砂周期按需定期清掏池內(nèi)沉砂。

（2）本工程事故收集池對橋面雨水徑流具有隔油作用，因此池內(nèi)常態(tài)下會儲存一部分浮油，由于油份的揮發(fā)作用，在后期運行維護(hù)期間人工進(jìn)入池內(nèi)清掏操作前，需對池內(nèi)有害氣體進(jìn)行檢測，如池內(nèi)有害氣體超標(biāo)，需先對池內(nèi)空氣進(jìn)行鼓風(fēng)換氣，確?？諝獍踩蠓娇扇斯みM(jìn)入操作。

（3）事故收集池應(yīng)設(shè)置檢修人孔，人孔蓋板可選用通透型蓋板，兼具通氣功能，人孔周邊嚴(yán)禁煙火；檢修人孔蓋板下方應(yīng)設(shè)置防墜網(wǎng)，防止人員跌落。

（4）事故收集池在事故狀態(tài)下如油類或其他液態(tài)危險化學(xué)品容量較大，超過隔油板儲油容量，應(yīng)果斷人工操作關(guān)閉隔油池出水口閘門，油類或其他液態(tài)危險化學(xué)品，以及受污染的雨水徑流或沖洗水均收集暫存于池內(nèi)，后期用槽車運送至相關(guān)污水處理廠進(jìn)行處理。事故收集池閘門采用木質(zhì)閘板，其下緣和兩側(cè)設(shè)置密封橡膠條，其頂部設(shè)置吊環(huán)，方便閘門操作。

（5）事故收集池周圍應(yīng)設(shè)警示標(biāo)志，并宜設(shè)置圍欄，事故收集池應(yīng)有專人定期維護(hù)檢修。

3　結(jié)論

本文通過對大橋排水系統(tǒng)設(shè)置事故收集池的設(shè)計探究，在防止跨越敏感水域橋梁上出現(xiàn)重大交通事故時連帶引發(fā)水體環(huán)境污染方面，有積極和實際作用。隨著國家經(jīng)濟水平的提高，對于水域水體的環(huán)境保護(hù)意識越來越強，跨越水體的橋梁排水采取傳統(tǒng)的直排入河和直排入江的排水系統(tǒng)已現(xiàn)不足，將橋梁排水有組織的收集集中排放，并在排水最終進(jìn)入自然水體前設(shè)置事故收集池，對于控制事故風(fēng)險，方便事故善后，保護(hù)水體環(huán)境方面，具有現(xiàn)實意義。

［1］上海現(xiàn)代建筑設(shè)計（集團）有限公司．《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》（GB500 15-2003）［S］．北京：中國計劃出版社，2010．

［2］中國建筑設(shè)計研究院．《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》（GB50 400-2006）［S］．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006．

［3］上海市政工程設(shè)計研究總院（集團）有限公司．《室外排水設(shè)計規(guī)范》（GB50014-2006）［S］．北京：中國計劃出版社，2014．

［4］陳瑩，趙劍強.跨越敏感水域橋梁應(yīng)急排水系統(tǒng)設(shè)計計算方法［J］.長安大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2008，28（5）：81～85.

［5］中交第一公路勘察設(shè)計研究院有限公司.《公路環(huán)境保護(hù)設(shè)計規(guī)范》（JTGB04-2010）［S］.北京：人民交通出版社，2010.

王革來（1980-），男，工程師，學(xué)士學(xué)位，主要從事給排水設(shè)計工作。

U442.5

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2016-3-12