橋梁排水事故收集池設計探究

王革來（廣東省交通規劃設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計探究

王革來（廣東省交通規劃設計研究院股份有限公司，廣東 廣州 510635）

橋梁排水按照常規做法為經橋面雨水口收集后通過沿橋墩敷設的雨水立管直排至橋下自然水體，但當橋梁跨越水域環保要求較高時，如發生交通事故造成液態化學危險品泄漏，常規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置事故收集池，受污染的排水經收集池暫存后，再排入自然水體。結合工程實際，就事故收集池的設置形式，容積計算，運行維護等方面進行探究，相關方法可為新建跨越敏感水域的橋梁排水設計提供參照。

敏感水域；橋梁排水；事故收集池；雨水量

引言

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

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

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規劃的重要組成部分。大橋采用雙向六車道公路兼顧城市道路功能，設計速度30km/h，荷載標準公路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%。程江河水域環保要求較高，根據當地環保部門要求，對橋面雨水需進行有組織排放，并設置相關沉淀設施，不得直排入程江河內。

2　設計過程

2.1排水管道設計

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

式中：Ψ-徑流系數，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-設計暴雨強度［L/s·hm2）］，設計暴雨強度計算公式《室外排水設計規范》［3］第3.2.3條僅提供了通用計算公式，但其中參數選擇應根據各地實際情況按照統計計算方法進行確定，本項目所在位置暴雨強度公式如下：

式中：P-設計重現期（年），按照《室外排水設計規范》［3］第3.2.4條規定，本工程橋梁雨水排水重現期取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，經計算可得本次雨水設計流量為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事故收集池設計

2.2.1設計原理

根據《公路環境保護設計規范》（JTGB04-2010）［5］第6.4.2條規定，公路在經過水環境質量要求較高的水體時，路面徑流雨水在排入該水體前應設置沉淀池處理。結合環保部門關于本工程排水的環保要求，本次設計的大橋排水系統事故收集池的設計應達到以下三個目的：

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

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

圖1　雨水收集排放系統原理圖

2.2.2事故收集池容積的確定

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

經調查，目前中國常見的運輸液態危險品的車輛，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，關于危險品運輸車輛發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］數據可見，油罐車發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，結合實際情況，考慮風險因素和不利狀態，本工程按一次事故產生液態化學危險品泄漏容積V1=30m3考慮。

事故發生時受污染雨水徑流的計算，應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 《建筑與小區雨水利用工程技術規范》（GB50400-2006）［2］第5.6.5條規定，初期棄流量為設計徑流厚度與匯水面積的乘積，參照 《建筑與小區雨水利用工程技術規范》［2］第5.6.4條規定，地面雨水棄流厚度可采用 3～5mm，本工程地面設計徑流厚度取4mm，經計算總初期雨水棄流量V2=40× 113.6×4=18.17m3。

事故發生后產生的地沖洗水量參照 《建筑給水排水設計規范》（GB50015-2003，2009年版）［1］第3.1.10條規定，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，事故發生后需要地面沖洗的面積按沿橋長度50m計算，即每次設計地面沖洗水量V3=50×40×0.003=6.0m3。

結合以上計算，本次事故收集池設計總有效容積取50m3，事故收集池平面尺寸為長度6m寬度6m，池內最大有效設計水深1.4m，隔油板底距池底0.5m，隔油部分面積22.8m2，設計隔油厚度0.3m，最大設計隔油量6.84m3，沉砂面積36m2，最大設計沉砂厚度0.4m，最大設計沉砂量14.4m3，事故收集池在正常狀態下（池內無沉砂）最大設計受污染水和液態化學危險品收納容積為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

（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期間，應根據池內沉砂量和沉砂周期按需定期清掏池內沉砂。

（2）本工程事故收集池對橋面雨水徑流具有隔油作用，因此池內常態下會儲存一部分浮油，由于油份的揮發作用，在后期運行維護期間人工進入池內清掏操作前，需對池內有害氣體進行檢測，如池內有害氣體超標，需先對池內空氣進行鼓風換氣，確保空氣安全后方可人工進入操作。

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

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

（5）事故收集池周圍應設警示標志，并宜設置圍欄，事故收集池應有專人定期維護檢修。

3　結論

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

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

［2］中國建筑設計研究院．《建筑與小區雨水利用工程技術規范》（GB50 400-2006）［S］．北京：中國建筑工業出版社，2006．

［3］上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司．《室外排水設計規范》（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急排水系統設計計算方法［J］.長安大學學報：自然科學版，2008，28（5）：81～85.

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

王革來（1980-），男，工程師，學士學位，主要從事給排水設計工作。

U442.5

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2016-3-12