跨輸水渠道改擴建橋梁水質保護措施及應急蓄毒池設計研究

林云，任澤儉，黃華琪

跨輸水渠道改擴建橋梁水質保護措施及應急蓄毒池設計研究

林云1，任澤儉1，黃華琪2

（1.南水北調東線山東干線有限責任公司，山東 濟南 250109；2.上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海 200135）

隨著社會經濟發展，輸水渠道上的交叉跨越工程越來越多，面臨的水質保護任務越來越重。以山東省濟寧市內環高架路（南環）跨南水北調梁濟運河橋梁改擴建工程為例，分析了叉交跨越項目在建設期及運營期對南水北調水質影響，研究了水質保護措施，探索設計了運營期應急蓄毒池，制定了蓄毒池運行控制方案。

跨渠道工程；水質保護；應急蓄毒池；保護措施

1 改擴建橋梁概述

根據濟寧市主城區擴大和社會經濟發展需要，2018年濟寧市委、市政府決定建設內環高架路項目，長42.3 km，設計時速80 km/h，在西環高架路和濟寧大道高架路（南環）兩處跨南水北調梁濟運河輸水渠道。濟寧大道高架路跨南水北調梁濟運河輸水渠道項目，需要進行橋梁改擴建。

原有老橋改造。原有老橋改造包括橋面功能改造和對檢測發現的橋梁病害進行加固維修。橋面功能改造即將由原“機動車道+非機動車道+人行道”調整為快速路主路，護欄位置局部調整。

擴建新橋。在原有老橋兩側擴建兩座新橋，主橋采用四跨變高鋼箱連續梁，與既有老橋對孔布置；引橋采用跨預應力砼連續大箱梁。主橋上部結構為變高鋼結構大箱梁為單箱雙室直腹板斷面，承臺為六邊形承臺，倒圓角。

2 項目實施對南水北調輸水渠道水質的影響分析

2.1 建設期的影響分析

老橋改造后對河道輸水不產生影響，但改造過程可能對渠道水質產生污染，需要嚴格把控施工工藝，禁止將廢棄的污水、碎渣等垃圾排向河道內。擴建橋梁主跨上部結構為懸拼施工的鋼箱梁，與混凝土箱梁施工產生的污染相對較小，但施工期間需防止焊渣等廢棄物落入水中。

2.2 運營期的影響分析

改擴建橋梁運營期間，要防止初期雨水徑流及危險品運輸車輛發生事故產生的污染，需要提前做好應急處理措施。

3 建設期的水質保護措施研究

3.1 工序優化

根據主橋施工工藝、總工期、地方雨水分布等情況，合理安排施工時間。選擇秋冬季罕水季節進行施工，降低因降水沖刷圍堰，造成水質污染的概率。施工中采用旋挖鉆機進行施工，快速成樁縮短下部結構施工工期，并加大設備、模板、人員等資源投入，開展多個工作面，縮短主橋承臺、墩柱施工工期，盡可能減少占用河道施工。在河道兩岸大堤以外，分別設立生產作業加工區、機械設備材料存放及施工生活區。

3.2 原有舊橋改造施工預防措施

舊橋改變主要是橋面改造，包括修補破損混凝土、鋼筋除銹、更換瀝青鋪裝、對裂縫超限部位灌封、更換伸縮縫、拆除并新建混凝土防撞護欄等。施工中建設方、監理加強監督，集中收集外運所有舊橋廢料，禁止向下河道拋物；橋梁下部修補裂縫、維修變形鋼管時，在修補部位下方設置吊具隔離鋼板或封閉模板，防止修補部位的材料、漿液滴落河道污染水質。

3.3 樁基施工預防措施

樁基施工預防措施主要如下：①采用旋挖鉆成孔工藝，減少泥漿排放量。②鉆孔泥漿的原料選用性能合格的黏土或其他符合環保要求的材料，并采取措施防止泥漿外溢污染環境，鉆渣外運至指定棄土區域存放，不得隨意排放污染水源。③制漿池、泥漿池、沉淀池墻身采用磚砌、抹面或者選用鋼套箱，集中存放施工期間產生的泥漿，并及時清運，嚴禁向河中排放泥漿，造成水污染。泥漿池中的沉淀用渣土車外運，嚴禁向河中排放。④澆筑剩余的混凝土運回拌和站集中處理，嚴禁倒入河中。⑤澆筑完成后導管沖洗的污水統一收集處理，嚴禁向河內排放。

3.4 基坑開挖預防措施

基坑開挖預防措施主要包括：①開挖出的廢水統一存放在沉淀池中；②處理、截斷、凈化污染水體；③嚴格控制混凝土外加劑的選用，選用對水源無污染的外加劑。

3.5 墩柱施工預防措施

墩柱施工預防措施主要包括：①嚴格控制模板的拼縫，避免產生漏漿現象從而污染河道；②為減少水污染的產生，

對墩柱采用薄膜包裹方式養護；③清理施工機械、設備及機械的廢水、廢油等有害物質以及生活污水，不直接排放于河道、池塘或其他水域中。

3.6 箱梁懸拼預防措施

在箱梁節段兩側設置安全防護網及擋板，防止物品從兩側掉落河道，在箱梁節段焊接處下方設置4 mm厚的鋼板整體焊接做封閉防護，可以有效防止重物或者尖銳的物體刺穿，杜絕焊渣、物品掉落到河道中。

3.7 施工污染預防措施

混凝土運輸車沖刷罐體用水嚴禁直接排入水體，混凝土運輸車洗罐必須返回拌和站后進行沖刷，沖刷用水經過沉淀池沉淀處理后方可排入市政污水處理管道。

施工期間加強機械設備管理與維護，配備攔油索、吸油氈、棉紗等吸油材料，防止油污染。同時橋梁施工作業完成后，及時做好施工現場清理工作，防止施工廢料等垃圾隨雨水進入調水渠道。

4 運營期水質保護措施研究

南水北調東線工程水質保護必須穩定達到國家地表水環境質量Ⅲ類水標準。為防止危險品運輸車輛發生事故后，可能造成對水質的影響，在橋兩側各設置一座危化品應急蓄毒池。

4.1 事故應急蓄毒池池容積計算

目前，國家及行業沒有事故應急蓄毒的設計標準，參與類似工程并結合本項目的實際，確定蓄毒池的容積。

初期雨水計算：初期雨水1按照設計徑流厚度取 3 mm，1=2×200×19.5×0.003=23 m3。

運輸車輛容積：一次事故泄漏量2按照50 m3考慮。

事故后沖洗水量：沖洗水量按橋面每平方米每次沖洗水量3 L計算3，3=100×19.5×0.003=5.9 m3。

事故應急蓄毒池容積：事故應急蓄毒池設計最大容積=1+2+3=23+50+5.9=78.9 m3。設計池深1.5 m，寬6 m，長9 m，實際容積80 m3。

每座應急蓄毒池總有效容積103 m3，其中事故應急容積80 m3。事故應急蓄毒池構造如圖1、圖2所示。

4.2 事故應急蓄毒池作用

事故應急蓄毒池主要起到以下三個作用：①對橋梁上發生的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對橋梁上發生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。

4.3 橋面排水系統

跨南水北調渠道橋梁主橋及引橋橋面雨水不直接排入河中，采用搜集排水的方式，每10 m設置一處泄水孔，通過縱向排水管，排入事故應急蓄毒池，處理后排入下游市政排水系統。

圖1 事故應急蓄毒池平面圖

圖2 事故應急蓄毒池立面圖

4.4 事故應急蓄毒池運行控制方案

對雨污水及事故有毒有害水體應對管控方案如下：①晴天，無危險品泄漏工況時，閘門保持關閉狀態。②晴天，有危險品泄漏工況時，打開閘門，將泄漏的危化品以及沖洗水儲存在應急蓄毒池內，待事故結束后，應及時將應急蓄毒池內收集的液態化學危險品抽吸外運處理，將應急蓄毒池騰空，以便于應對下次事故。③雨天，無危險品泄漏工況時，若正常降雨，閘門保持關閉，雨水經應急蓄毒池前池沉淀，可對其中沙塵和固體顆粒狀垃圾引起的雨水徑流起沉砂作用，而后排入市政雨水系統；若橋面污染較嚴重，特別是每年雨季首場大雨將會形成污染較為嚴重初期雨水時，應在降雨前打開閘門進行收集初期雨水，當儲存至1/4池容時關閉閘門，待降雨結束，及時將污染初期雨水排入市政污水管道中送至下游污水處理廠處理，將應急蓄毒池騰空，以便于應對下次事故。④雨天，有危險品泄漏工況時，打開閘門，將泄漏的危化品以及雨水水儲存在應急蓄毒池內，待事故結束后，應及時將應急蓄毒池內收集的液態化學危險品抽吸外運處理，將應急蓄毒池騰空，以便于應對下次事故。

5 結語

通過跨南水北調輸水渠道橋梁改擴建項目實施對水質影響分析，制定了建設期及運營期水質保護措施，設計的事故應急蓄毒池及編制的運行管控方案，需要在今后的運營中進一步檢驗和完善。

［1］王革來.橋梁排水事故收集池設計探究［J］.低碳世界，2016（9）：215-216.

［2］黃華琪.濟寧內環高架改擴建橋梁涉南水北調工程影響防治補救措施專項設計［R］.出版社不詳，2019.

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A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.18.015

2095－6835（2020）18－0042－02

〔編輯：王霞〕