高速公路橋面徑流水收集系統設計

王艷波

（山西省交通規劃勘察設計院有限公司，山西 太原 030032）

0 引言

高速公路在跨越江河時，一般選擇橋梁形式通過，但很少有人注意到，對于跨越江河橋梁，其對橋下的水資源存在著威脅，這種威脅主要表現在橋上裝滿液體危險品的車輛發生事故時，車上的液體危險品將會順著橋面泄水孔流入橋下水體，對江河下游造成較為嚴重的環境污染。污染液收集池的作用就是當橋面上運輸污染液的車輛發生事故需要緊急排放有毒有害液體時，為了防止污染液直接排入當地水系，而建造的應急性設施[1]。

1 工程背景

汕（頭）湛（江）高速公路云浮至湛江段及支線工程位于珠三角西部地區外圍，是廣東省高速公路網規劃“九縱五橫兩環”之“第二橫”的重要組成部分，分新陽、陽化、化湛三段建設，其中新興至陽春段規模為：主線全長85.766 km，路線沿途跨越的江河主要有新興江、四甲河、大朗河、黃村河、漠陽江及沿線灌溉水渠，共設置橋梁：16 529.88 m/79 座。2018年10月31 至11月16日，環評咨詢單位組織技術隊伍對項目進行資料收集及研究，并開展項目現場全線踏勘及調查工作。經核查，大浪河、黃村河及漠陽江均為飲農用水，Ⅱ類水體。按照《關于加強公路規劃和建設環境影響評價工作的通知》（環發[2007]）184 號）要求，跨域飲用水水源二級保護區、準保護區水源保護區及Ⅱ類水體應在橋梁上設置橋面徑流水收集系統，因此對跨越黃村河的大浪河1 號大橋及2 號大橋、跨越黃村河的黃村河大橋及跨越漠陽江的漠陽江大橋進行橋面徑流水收集系統設計。

其中大郎河1 號大橋及大郎河2 號大橋左、右幅橋孔數相等，橋梁總長250 m，上部結構采用10孔25 m 先簡支后橋面連續預應力混凝土連續箱梁，下部結構橋墩采用柱式墩，橋臺采用肋板臺，基礎采用灌注樁基礎；黃村河大橋左、右幅橋孔數相等，橋梁總長375 m，上部結構采用15 孔25 m 先簡支后橋面連續預應力混凝土箱梁，下部結構橋墩采用柱式墩，橋臺采用肋板臺、柱式臺，基礎采用灌注樁基礎；漠陽江大橋左、右幅橋孔數相等，橋梁總長360 m，上部結構采用12 孔30 m 先簡支后橋面連續預應力混凝土小箱梁，下部結構橋墩采用柱式墩，橋臺采用肋板臺、柱式臺，基礎采用灌注樁基礎。上述4 座橋梁均采用整體式路基分幅設計，單幅橋面寬度12.5 m。

2 橋面徑流水收集系統設計

2.1 橋面徑流排水設計

橋面徑流水的排水路徑一般為：橋面水匯入泄水管，然后通過縱向管匯集，最后通過豎向管接入地面排水溝，地面排水溝引入橋下污染液收集池或地方水系。排水路徑如圖1所示。

橋面泄水管的布置原則：a）泄水管只設于橫橋向高程低的一側；b）一般路段順橋向每隔4～5 m布置一個，在超高路段建議加密至3 m；c）在凹型豎曲線的最低點及其前后3 m 處各布置一個。考慮設計降雨重現期為5年，降雨匯流時間5 min，橋面寬度12.5 m，經相關計算得出，Φ150PVC 泄水管及4～5 m 泄水管間距均可滿足廣東橋面排水需求[2]。

縱向排水管的排水一般采用與橋面縱坡相同的方向和坡度，但對于一些特殊情況，則需要反坡排水。對于縱向排水管的管徑，同樣考慮設計降雨重現期為5年，降雨匯流時間5 min，橋面寬度12.5 m。以25 m 跨徑為例，Φ150PVC 縱向排水管可以滿足兩孔之內即50 m 內集中排水，大于兩孔即大于50 m 集中排水需設置Φ300PVC 縱向排水管，大于10 孔即大于250 m 集中排水需設置雙排Φ300PVC縱向排水管[2]。豎向接地管全部采用Φ300PVC水管。

結合實際地形、橋梁縱坡及污染液收集池位置，4 座橋梁橋面徑流排水設計具體見表1，橋面泄水管均采用Φ150PVC 管。

圖1 橋面徑流排水路徑

表1 橋梁橋面徑流排水設計

2.2 污染液收集池設計

2.2.1 污染液收集池容積設計

根據相關設計規范[3-4]，選取5年暴雨重現期為計算依據，得出污染液應急池所需容積及尺寸，見表2。

由于污染液收集池距離河岸較近，為防止下雨期間河道漲水，倒灌入收集池，收集池頂面一般比原地面高出0.5 m，導致污染液收集池的有效容積相應減少。經計算并考慮有效容積后的污染液收集池尺寸如表3所示。

表2 污染液收集池容量計算表

表3 污染液收集池尺寸設計表

2.2.2 污染液收集池結構設計

污染液收集池采用懸臂式鋼筋混凝土擋土墻結構，由于收集池尺寸較大，為防止基礎不均勻沉降拉裂壁身，壁身設置兩道沉降縫，沉降縫寬1 cm，縫內塞滿瀝青麻絮，縫處內表面先涂抹兩層熱瀝青，再砌筑2 cm 水泥砂漿。污染液收集池底部鋪設0.5 m 厚M7.5 漿砌片石，同時為防止雜物進入收集池，在排水溝與污染液收集池之間應設置一道鑄鐵格柵。另外，污染液收集池入口，增設2 處鍍鋅鑄鐵閥門開關，閥門1 為雨水出口閥門，平時打開，發生泄漏事故時關閉；閥門2 為污水收集池入口，平時關閉，發生泄漏事故時打開。污染液收集池結構平面圖及立面圖如圖2、圖3所示。

圖2 污染液收集池結構平面圖（比例：1∶100）

2.3 應急處理監控報警系統

在以上幾座大橋路段設置電子監控系統，可以隨時監測到路面上的突發事故，并在橋兩側設計公路監控中心電話號碼牌，一旦發現橋面發生污染事故，可立即向高速公路管理中心報警。事故發生時，遠程控制立即關閉或現場手動關閉收集池出水口電動閥門。收集池內儲存的重污染雨水及時運往有相應危廢處理資質的單位進行回收處理。

2.4 安全及其他措施

對上述8 處污染液收集池增設焊接網隔離柵進行封閉，并根據實際情況，留一處可開啟的門，以便收集池的養護、管理、清淤。并且在隔離柵掛警示牌，警示牌為紅底白字，表示收集池危險，提示“閑人勿進”。另外，在污染液收集池旁邊設置橋面污水匯流收集系統操作流程標志牌，方便相關人員進行操作。

圖3 污染液收集池結構立面圖（比例：1∶100）

3 結語

本文以云湛高速公路新陽段跨越Ⅱ類水體橋梁需設置橋梁徑流水收集系統為工程背景，得出結論如下：

a）對于四車道整體式路基分幅橋面需集中排水時，如縱向長度小于50 m 時，縱向排水管可取直徑150 mmPVC 管；總長度大于50 m 時，縱向排水管取單排或者雙排直徑300 mmPVC 管。若縱向排水長度較長，而縱向排水管直徑選取較小時，會導致排水不暢，橋面積水，影響行車安全。

b）污染液收集池應根據橋面集中排水分段情況分開設置。若整座橋梁只設置一座收集池，收集池體積過大，而污染液收集池大部分位于橋梁正下方，過大的收集池進行基礎開挖時，會對橋梁樁基造成較大影響，危及結構安全。

c）由于污染液收集池只是起臨時儲存作用，事故發生后需要有相應危廢處理資質的單位及時進行抽取運輸，因此應做好相應的接線設計。