預制排水明渠在石化園區道路中的應用

孫殿武 ，齊慶祥 ，王 莉 ，周乃磊

（1.大連長興島臨港工業區公路管理段，遼寧大連 116317；2.中國市政工程華北設計研究總院，天津市 300074）

1 概述

公路和城市道路因功能、特點的不同，其排水形式也有很大的差異。公路路基路面排水主要是通過路面橫坡、邊溝、邊溝急流槽等，將路表水迅速排出路基以外。城市道路的排水設計一般指雨水管線設計和污水管線設計，統稱為市政排水設計。市政管線雨水系統主要是通過雨水口收集道路路面水，預留支管收集道路兩側地塊的雨水，然后通過敷設在道路下的雨水管道或雨水箱涵將雨水排入江河湖海等出處。

近些年，許多城市道路的功能逐漸復雜和多元化，兩種排水方式的區別不再明顯。在進行道路排水設計時，必須充分分析道路的性質，道路兩側地塊的地形地貌、用地性質，道路縱坡等實際情況，結合兩種排水方式的特點，選擇最合理的排水方式，或將兩種排水方式有機結合，并根據具體情況做到靈活運用、因地制宜，才能設計出最合理的排水系統。

本項目位于大連長興島臨港工業區，西中島位于長興島臨港工業區的西南部，總規劃面積為95 km2。北1路位于西中島石化區起步區中部，路線為東西走向，是西中島石化區起步區內外交通的主要道路，道路修筑長度約2 824 m。綜合考慮石化區特殊性及周邊地塊排水情況，本項目采用道路兩側設置預制排水明渠的排水方式。

2 雨水明渠設計必要性

本項目所處園區為石化化工園區，園區內主要以石化煉化企業為主，為了防范和控制石化企業發生事故時或事故過程中產生的物料泄漏和污水對周邊水體環境的污染及危害，降低環境風險。故對水體風險實現了源頭、過程、終端三級防控；并結合健全的污染事故緊急處理體系。采用雨水明渠對園區內雨水進行收集可以有效地在“過程”環節中對污染物進行很好的控制，并通過設置在明渠上的閘門對于企業內地表污水的亂排進行有效的管控。

3 雨水明渠設計

3.1 明渠形式及規模

雨水明渠通常為兩種斷面形式，分別為矩形斷面和梯形斷面。明渠斷面形式的選取主要從以下幾方面分析：第一：根據整個園區雨水量計算可以得知，若采用矩形斷面則會導致渠深較大，但是上口截面較窄。梯形斷面明渠可以有效減少渠深，但是造成梯形明渠上口較寬，更多占用路邊市政設施帶的公共資源。第二：梯形明渠由于其深度較大，在石油化工園區中由于產業的特殊性，這樣就是造成在明渠內積聚分子量較大的危險氣體，造成一定的安全隱患。若采用梯形斷面可以有效的減少渠深，同時自然通風條件也會優于矩形明渠。第三：在明渠的后期養護工作中，梯形明渠利用小型設備進入明渠內進行清理。

雨水明渠規模主要根據園區整體的雨水管網計算得出。在北1路北側新建一條梯形明渠，其規模為0.4 m×0.8 m～0.4×1 m（底寬×深度），在南側新建一條梯形明渠，其規模為0.8 m×1.5 m～0.8 m×2.1 m～0.8 m×2.3 m（底寬×深度），明渠邊坡均為1∶0.5。明渠最終排入排洪渠。

3.2 雨水明渠結構

雨水明渠采用預制鋼筋混凝土構件，梯形斷面形式（見圖1），明渠尺寸（底寬×深度）為0.4 m×0.8 m、0.4 m×1 m、0.8 m×1.5 m、0.8 m×2.1 m、0.8 m×2.3 m，明渠邊坡為1∶0.5。工程要求鋼筋混凝土明渠采用采用C40防腐混凝土，抗滲等級P 4。綜合考慮吊裝能力確定明渠預制件長度為1.5 m，明渠連接采用鋼栓連接，中間采用膨脹止水膠條做密封處理，見圖2、圖3。雨水明渠中設置閘門井、沉砂池、過路雨水箱涵均采用鋼筋混凝土結構，見圖4、圖5。閘門井閘門采用不銹鋼材質，啟閉機為手自一體啟閉機。道路路面雨水采用泄水槽收水，泄水槽采用預制混凝土構件，坡度1%，坡向明渠與明渠順接。

圖1 雨水明渠斷面形式

圖2 雨水明渠現場1

圖3 雨水明渠現場2

圖4 雨水明渠閘門

圖5 雨水明渠過路箱涵

4 明渠施工方法及注意事項

4.1 明渠的施工方法

工程根據設計明渠位置及土質情況，確定管道開槽方式，設計、施工開槽時，槽底禁止擾動，盡量保持原狀土，在開挖至接近設計槽底標高時，采用人工清槽，勿用機械開挖，不允許超挖。溝槽棄土應隨出隨清理，均勻堆放在距溝槽上口邊線1 m以外，堆土高度不超過0.8 m，溝槽開挖過程中及成槽后，槽頂應避免出現震動荷載，成槽后應盡快完成鋪設基礎和明渠等工作，避免長時間晾槽。明渠基礎采用碎石基礎，明渠渠底及兩側設置碎石墊層。

明渠應敷設在承載能力達到地基支承強度要求的原狀土地基或經處理后回填密實的地基上。本項目明渠應坐落在道路處理后路基之上，要求地基承載力大于100 kPa。若地基承載里不滿足要求時采用強夯處理，處理方法與道路一致。

根據構件、大小，溝槽和施工機具裝備情況，確定用人或機械將構件放入溝槽，下放時必須采用可靠的吊具，平穩下溝，不得與溝壁、溝底激烈碰撞。做好工序交接驗收，如墊層的平整度、高程、厚度、密實度及排水溝的完好程度、土基有無坍松等。構件、管道下放時要將其一字擺開，盡量做到一次就位，以減少槽下滑動。施工單位根據具體情況決定接口使用的機具，應保證接口均勻對接。明渠安裝時，頂拉速度應緩慢，保持中心線對準，間隙均勻，應請專人查看止水膠條情況，如發現不均勻應停止頂拉。每節構件安裝就位后，應立即測定高程中心線，間隙量等質量指標，如不符合要求，應及時采取糾正措施。

明渠溝槽回填采用碎石回填，明渠兩側回填碎石寬度不小于30 cm，要求碎石粒徑為20～40 mm之間。

4.2 施工中的注意事項

（1）明渠施工過程中建議其與給水和海水淡化水管線同時施工，若不能同時施工應對其相交管線做預埋處理。

（2）由于給水管網和海水淡化水管網中消火栓支管會與明渠交叉，因此在施工明渠時應把消火栓及其支管一并施工。

（3）管道、明渠與箱涵連接處灌漿要飽滿，防止滲漏。

（4）施工前應按建設方統一安排進行工程施工操作，并做好自身的施工組織設計，方可開槽施工。

（5）施工前要排除各類明水，要在排除明水三天以后，方可開槽施工。

（6）雨季施工時，應盡可能縮短開槽長度，且成槽快、回填快，并采取防止泡槽措施。一旦發生泡槽，應將受泡的軟化土層清除，換填砂石料。

（7）泄水槽位置應根據道路縱坡及交叉口豎向高程適當調整，確保泄水槽設置在道路最低點。

5 結語

合理的排水方式對于保障道路結構物的使用壽命和行車的通暢、安全具有十分重要的作用。隨著社會經濟的騰飛，道路性質趨于多樣化，一些道路穿越特殊用地性質的地塊，只有充分考慮道路功能，周邊實際情況，分析比較各種排水方式，靈活運用，才能設計出最為合理的排水系統。

[1]GB50014-2006,室外排水設計規范[S].

[2]GB/T11836-2009,混凝土和鋼筋混凝土排水管[S].

[3]劉建華,黎曉林.排水干渠下穿高速公路隧道設計[J].城市道橋與防洪,2007(7):76-78.

[4]王磊,周玉文.國內外城市排水設計規范比較研究[J].中國給水排水,2012,28(8):23-27.

[5]談至明.公路排水系統設計參數研究[J].中國公路學報,2006,19(2):7-11.

[6]姚祖康.公路排水設計手冊[M].北京:人民交通出版社,2002.