某框架橋下雨水排放系統的設計

劉 秀 峰

(中鐵十七局集團有限公司勘察設計院,山西 太原 030032)

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某框架橋下雨水排放系統的設計

劉 秀 峰

(中鐵十七局集團有限公司勘察設計院,山西 太原 030032)

以陜西省榆林市某煤礦鐵路專用線為例，選取潛污泵強排雨水的壓力流方案，從雨水量計算、集水坑設計和提升泵選型三方面，重點介紹了框架橋下雨水排放系統的設計方法，以有效解決框架橋下積水的問題。

框架橋，雨水設計流量，集水坑，雨水提升泵

0 引言

立交工程多是解決交叉問題的有效方法，而位于立交工程下道路的最低點往往比周圍路面低很多，且縱坡較大，立交范圍內的雨水很快就匯流到路面最低點，很容易造成嚴重的積水，如果不及時排除，會影響交通暢通，甚至會造成交通癱瘓。文章以陜西省榆林市某煤礦鐵路專用線為例，結合工程實際情況，闡述了如何有效地排除框架橋下道路積水。

1 工程概況

本工程為陜西省榆林市某煤礦鐵路專用線工程，線路長度為10.332 km，在DK8+768處鐵路線路和已有的道路發生交叉，故需要在交叉處設計框架橋，將設計鐵路線路置于框架橋上，已有道路下遷到框架橋下。

2 方案比選

在這種情況下，有兩種辦法供選擇。

首先想到的是，類似于地下車庫的做法，在下穿坡路上面設計雨棚，坡頂略高于周圍路面，防止路面積水流入框架橋下地下通道。這種方案的優點是采取了措施保證一般情況下雨水不會進入地下通道，但由于道路較寬，下穿深度大，導致框架橋兩側的坡路較長，如果用雨棚封起來，難度大、造價高；再者，如遇大暴雨，路面積水有可能會流入地下通道內排不走，存在安全隱患。

另外一種做法是，坡路上面沒有設計雨棚，為防止框架橋兩側坡路上的雨水匯集到框架橋下，影響道路上車輛和人員通行，在框架橋入口和出口地面處分別設置了截水溝，兩截水溝通過排水溝連通至集水坑，雨水匯流至集水坑通過提升泵和管道輸送到附近水塘。這種方案雨水為壓力流狀態，表面看不節能，實際上在關鍵時刻能夠發揮重要作用。

3 壓力流雨水系統設計計算

3.1 雨水設計流量

根據《室外排水設計規范》(2014年版)，雨水設計流量Qs=qψF，榆林市的暴雨強度q=1 372.74(1+logP)/(t+9.44)0.746。

其中，Qs為雨水設計流量，L/s；q為設計暴雨強度,L/(s·hm2)；ψ為徑流系數；F為匯水面積,hm2；P為設計重現期,年；t為降雨歷時,min，等于地面集水時間和管內流行時間之和。

本工程為立體交叉道路雨水系統，路面為瀝青路面，徑流系數取0.9，重現期取10年，匯水面積為640 m2。由于立體交叉道路坡度大，集水時間較短，降雨歷時取2 min，設計暴雨強度q=479 L/(s·hm2)，雨水設計流量Qs=27.59 L/s。

3.2 雨水排水系統設計

本次設計在框架橋下設了截水溝、集水坑和潛污泵將收集到的雨水強排至附近水塘，詳見圖1～圖3。

根據《室外排水設計規范》(2014年版)，雨水泵站集水池的容積不應小于最大一臺水泵30 s的出水量。計算得到的雨水設計流量為27.59 L/s，選潛污泵的流量為100 m3/h=27.8 L/s，其30 s的出水量為0.834 m3，因此設計選用(1.2×1×1.5) m(長×寬×高)的集水坑，其水位設計見圖3。停泵水位：高于集水坑底200 mm；報警水位：至少低于地溝底100 mm；兩泵啟動水位：低于報警水位100 mm。

《室外排水設計規范》(2014年版)規定：水泵出水管的流速宜為0.8 m/s～2.5 m/s，當水泵流量為100 m3/h時，宜選DN150的鍍鋅鋼管，此時，流速v=1.48 m/s，1 000i=26.6。集水池最低水位為1 231.5 m，水塘平均水位為1 233 m，管路總長約為600 m，則水泵的揚程至少為21 m。雨水提升泵選型為Q=100 m3/h,H=28 m，N=18.5 kW(2臺)，水泵采用水位自動控制同時可轉換為手動控制，水泵低水位單泵啟動；高水位兩臺水泵同時啟動；停泵水位水泵全部停止；啟動順序應能自動或手動倒換，水泵故障時能自動切斷電源報警，并自動切換到另一臺水泵。

3.3 管道敷設和閥門設置情況

由于水泵不在冬季運行，其出水管部分外露，不會發生凍裂；其上設置閘閥和止回閥，以防管內水回流至集水坑內，為防止過往人員操作開關，閥門未設于地下通道內，而是設于室外閥門井內。

水泵出水管道采用DN150的鍍鋅鋼管，溝槽連接，覆土深度1.625 m，基礎采用90°的混凝土帶型基礎，柔性橡膠圈接口。管道應做防腐處理，外防腐采用石油瀝青四油三布加強級防腐，內防腐采用水泥砂漿襯里防腐，接口處也要做好防腐處理。

4 結語

道路下穿框架橋的雨水排放問題在很多情況下往往得不到應有的重視，而正是這些位于低處的道路，在雨季期間成為道路交通的咽喉。文章結合當地實際情況，合理選擇計算雨水量的各項參數，明確了此類工程設計中的幾個關鍵點，雨水量的計算，集水坑的設計與校核，雨水提升泵的選型。在以后的設計中，如果能把握好這幾點，就能很好地解決框架橋下積水問題，從而保證道路上行車和行人安全。

[1] 龍騰銳，何 強.全國勘察設計注冊公用設備工程師給水排水專業職業資格考試教材(排水工程)[M].北京：中國建筑工業出版社，2011.

[2] 王兆才，王秀宏.全國勘察設計注冊公用設備工程師給水排水專業職業資格考試教材(常用資料)[M].北京：中國建筑工業出版社，2011.

[3] GB 50014—2006，室外排水設計規范[S].

The rainwater discharge system design for a frame bridge

Liu Xiufeng

(SurveyandDesignInstitute,ChinaRailway17thBureauGroupLimitedCompany,Taiyuan030032,China)

Taking a coal mine railway special line in Shaanxi Yulin as an example, selection of the pressure flow scheme of submersible sewage pump strong rainwater, from the rainwater amount calculation, sump pit design and lifting pump type selection three aspects, emphatically introduced the design method of rainwater drainage system under frame bridge, in order to effectively solve the water problems of frame bridge.

frame bridge, rainwater design flow, sump pit, rainwater lifting pump

1009-6825(2017)14-0119-02

2017-03-06

劉秀峰(1982- )，女，工程師

TU992

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