橋面雨水收集系統及工程施工技術研究
——以海西高速公路網屏南至古田聯絡線跨河橋梁為例

鄭聲駿

（福建省交科節能環保有限公司，福建福州 350000）

0 引言

公路在我國運輸網絡中的重要性不言而喻，隨著近年來我國基礎設施建設的持續推進、環境保護要求不斷提高，越來越多的公路橋梁面臨著跨越敏感水體的情況，公路運營造成的水體污染現象也日益嚴重，特別是運輸危化品的重型卡車在橋面遇到突發性事件，對水體的污染更為嚴重。

孫金[1]等以河南省西部三淅高速公路丹江大橋為背景，介紹了跨越敏感水域橋面徑流收集和應急處理系統設計方法，提出基于敏感水域環境風險防范的橋面徑流收集和應急處理綜合系統，該系統由橋梁監控報警系統、橋面徑流管道收集系統、橋面雨水處理及危險品泄漏應急儲存系統3 部分組成。程麗娜[2]等以魯班獎獲獎工程——京廣快速路為工程實例，詳細探討了城市高架橋橋面防水工程設計及施工技術。施亞軍[3]對橋面排水和防水設施、橋面鋪裝層、橋梁伸縮裝置、防護設施及人行道的施工技術要點進行了深入探討。杜欽欽[4]等以2 座運營橋梁的橋面徑流收集處理系統的改造升級為基礎，研究在已運營橋梁上增設或改造橋面徑流收集系統時徑流特點、系統整體設計、管道選型、收集處理池方案設計、施工要點等建設技術和管理經驗，提出適用于在役橋梁增設徑流收集處理系統的建設管理經驗與技術措施。可見，近年來對以上雨水收集系統及施工應急系統的研究不斷增加，但仍然缺乏系統性的研究。

基于此，文章以海西高速公路網屏南至古田聯絡線跨河橋梁工程為例，介紹橋面排水系統、橋下沉淀池、出水管及清淤管等施工技術，以期為處理橋面危化品事故及雨水污染提供參考。

1 工程概況

海西高速公路網屏南至古田聯絡線跨河橋梁橋面雨水收集系統及事故應急池工程位于寧德市古田與屏古境內，該聯絡線歸屬于政永高速（見圖1）。共含新華大橋、天坪丘大橋、吾坂大橋、大橋互通F 匝道橋、沂洋大橋、官牛洋大橋、石床大橋、吉巷大橋、溪口大橋、深彎壟大橋、下村大橋、溪坪洋大橋、坂兜大橋、巴地大橋、鳳溪大橋、蝦形洋大橋、屏城大橋17 座大橋。

橋梁采用掛管收集方式，并在河岸處設置沉淀池進行沉淀處理，該設計方案主要考慮收集橋面雨水、泄漏的化學品、溢油。根據《公路排水設計規范》（JTG/T D33—2012）的要求，路界內設計降雨重現期為5 年，沉淀池蓄水能力按降雨歷時10min 雨量進行設計。

沉淀池沿橋梁邊緣布置，以便對突發事件的應急處理。橋梁左右幅分離，利用兩幅橋梁之間的夾角地布置沉淀池，沉淀池需開挖基坑時，應確保沉淀池設置不影響樁基結構安全。沉淀池應避開建筑物、低洼地、居民區，具體位置由參建各方經現場勘察后確定。施工前應考察現場，結合地形地勢綜合考慮沉淀池底標高及排水管坡度（坡度不小于0.5%）保證排水順暢。施工單位應全面核查橋梁排水方向、豎向排水及橫向排水布置等，如有不符，應及時反饋設計單位再行處理。沉淀池設置蓋防護欄桿，并設置醒目的警示標志，以防人員跌落池內。池內每10m 設置一個鋼扶梯。沉淀池施工完畢后應加蓋V860 型單層彩鋼板，防止雜物落入沉淀池，造成沉淀池排水堵塞。屏古聯絡線橋面雨水收集系統及事故應急池工程的工程量如表1 所示。

表1 屏古聯絡線橋面雨水收集系統及事故應急池工程數量表

2 主要施工技術

2.1 橋面排水系統施工技術

第一，進行施工準備工作。因該工程道路已移交且運營近三年，日常車流量較大，故進行橋面排水施工前需做好施工方案、布控方案及應急預案等，報監理及相關交通、路政等部門審批，審批通過后方可安排施工。施工前需做好管材、吊架等材料的報檢手續，材料進場合格證及相關檢測材料必須齊全，經材料員檢查通過后報監理工程師，經工程師同意后方可使用，杜絕任何不合格材料進入施工現場。

第二，進行橋面橫向、縱向排水管安裝。在做好交通疏導措施的基礎上，安排專人進行指揮；若涉及高空作業，需要另配備專職人員進行安全巡查；安裝及架設小型橋梁檢測車或大型橋梁檢測車；對機械配重及錨固進行必要的檢查，以保證相關設備在施工過程中的安全性。將橋梁檢測車的施工平臺移動至合適的位置，并調整高度，采用3km 柴油發電機與小型電鉆配合在橋梁翼緣板位置鉆孔，隨后安裝吊架，吊架安裝距離依據設計要求5m 一個，在轉彎及三通位置應適當加密。吊架安裝如圖2 所示。

圖2 吊架安裝詳圖（單位：mm）

吊架安裝完成后，將縱向主管（PVC-U）運送至工作平臺進行安裝，所有管材均采用特膠水進行連接，在橋面橫向、豎向泄水孔位置均應預留三通。安裝橋面橫向、豎向泄水孔位的集水斗并連接至主管道。集水斗安裝如圖3 所示。

圖3 集水斗安裝詳圖

使用小型升降機及25t 吊車配合進行縱向排水管施工。橋墩高度≤40m 的情況下，采用小型升降機；橋墩高度≥40m 的情況下，小型升降機及25t 吊車配合施工。先在橋墩的相應位置進行打孔，再將排水管安裝固定在橋梁側面，豎向固定裝置間距為0.5m，管件連接位置可適當調整。縱向排水管施工大樣如圖4所示。

圖4 縱向排水管施工大樣圖

另外，因該項工程涉及高空作業，故所有施工人員在上崗作業前均應接受施工安全、高空作業安全培訓。在施工過程中應佩戴必備的個人防護用具，嚴禁違規作業。

2.2 橋下沉淀池施工技術

2.2.1 施工流程

定位放線、土方開挖—基礎底部填砂夯實—底板鋼筋及模板安裝—底板混凝土澆筑—池壁模板安裝—池壁片石混凝土澆筑—拆模—土方回填夯實—閥門安裝—池壁檢修梯及欄桿安裝—外圍防護網安裝。

2.2.2 主要施工方法

（1）土方工程

土方開挖主要采用機械開挖、翻斗車運土，部分沉淀池因機械無法到達需采用純人工開挖方式。開挖過程中嚴格控制開挖標高，放坡系數為1∶0.5，開挖基坑底部混凝土外留50mm 寬工作面，底部預留30mm 厚度，由人工清槽處理，嚴禁開挖超深。

基底300mm 厚砂夯填，采用小型夯機進行夯實，至少夯實三遍。夯實后要取樣檢驗。為防止填砂邊坡松散影響上部結構，基坑內填砂必須按基坑實際底面進行滿填。

土方回填。混凝土澆筑完成后回填池壁四周，按250mm 厚分層夯實，小型夯機夯實不少于三遍，以確保回填壓實度符合要求。

（2）模板工程

要求配模有足夠的強度、剛度和穩定性，保證結構外形、尺寸滿足規定要求、進行模板在安裝前必須經項目部技術專業人員檢查驗收，經過驗收合格方可安裝。模板支撐采用鋼管滿堂腳手架結構體系。根據水池設計尺寸，該次施工內外模板均采用鋼模板，具體型號為1000mm×1500mm、500mm×1500mm 兩種規格，采用鋼腳手支撐及對拉螺栓加固。模板工程支撐系統要牢固、可靠，能夠承載施工荷載，同時應確保模板位置準確、拼接嚴密、平整度需滿足設計及規范要求，模板表面需涂刷專業脫模劑，以確保混凝土質量不受拆模影響。混凝土澆筑過程中需安排專人檢查、監督模板質量，防止爆模等情況發生。

（3）鋼筋工程

鋼筋進場需進行報驗，該項目鋼筋均小于φ16mm，采用搭接綁扎放松，搭接長度應符合設計及規范要求。嚴格按施工圖要求，認真核算、放樣并加工鋼筋，安裝時要畫線，保證各型號鋼筋數量及位置正確。安裝前需購買與結構物同標號的墊塊，安裝間距為900mm，梅花形布置，不得使用銹蝕鋼筋。支模過程中要保證鋼筋表面清潔，不得有污物。

（4）沉淀池閘閥安裝

首先，定位。考慮流向和沉淀池的功能，確定閘閥安裝位置。

其次，選擇與沉淀池和預期流量相匹配的閘閥尺寸，確保與現有管道系統兼容。同時，根據沉淀池的要求選擇適當的閘閥類型，常見的類型包括刀板閘閥、滑動閘閥和楔形閘閥。考慮流體特性和安裝環境，選擇材質耐腐蝕的閥門，確保滿足承受沉淀池的工作條件。

再次，安裝時按照制造商的指南正確安裝閘閥，確保與管道系統正確對齊，并進行牢固連接。根據閘閥尺寸和設計，選擇適當的驅動機構，如手動手輪、電動執行器或氣動執行器。

最后，安裝完成后進行全面的測試和檢查，確保閘閥正常運行，無泄漏及其他問題。

2.3 出水管及清淤管施工技術

施工前，應對沉淀池周邊環境進行調查，熟悉河流、排水設施的水流流向，掌握附近水源保護區及常水位高程等數據。合理規劃管道的埋設線路，排水口的布設應符合環保要求，以最大限度地降低對周邊環境的破壞。按照環保要求，危險化學品泄漏的處理設施應該包括人工濕地、集中排水池等。對于敏感性水體，還應設置雨水、污水的排泄設施。該工程主要設置集中排水池等水處理設施，以保持河道邊坡的穩定性，防止水流過大時對岸邊及原有排水溝渠造成破壞。

管道采用管徑DN400 的HDPE 雙壁波紋管，埋設時縱坡應符合《給排水管道工程施工及驗收規范》（GB 50268—2008）要求，若縱坡過大應采取必要的防止管道下滑措施。基坑開挖接近坑底設計高程時，留20～30cm 土層，進行人工開挖，檢查基坑底面，測量復核基坑底面高程，符合設計規范方可鋪設砂墊層。

管道鋪設主要包括鋪管、下管、管道連接等。鋪管前需要全面檢驗排水管的質量，核對材質、規格、性能等與設計要求是否一致。確保各項質量指標均合格后再進行管道鋪設作業。

在鋪設過程中，避免暴力拖拽管道的行為，盡可能輕抬輕放，防止損壞管體。依據相關規范規程進行下管作業，對于公稱直徑小于500mm 的排水管，一般采用人工下管方式，該工程中管道直徑為400mm，采用人工下管方式。

下管過程中，溝槽內的施工人員應與溝槽外的施工人員相互配合，將管體下放至指定位置，并確保施工人員及管體的安全。進行HDPE 波紋管道和管道連接時，可采取承插連接方式。

管道下放連接完成且經驗收合格后，可以進行溝槽回填作業。為了保證回填質量、保證排水管道的施工質量，應在溝槽底部到管頂500mm 的范圍內回填粒徑較大（2mm 以上）的中粗砂，中粗砂中應避免混入土體及其他雜質。回填時尤其應注意接口位置，一般在接口位置采用粒徑較小（2mm 以下）的細粒土為宜，細顆粒的土體可以避免接口磨損破壞。為了避免竣工后水的滲入造成地面沉降，回填應分層進行，每一層的含水量宜控制在最優含水量范圍內，單層回填厚度一般在200mm 左右，回填后進行分層壓實處理。對于500mm 以上的范圍，回填種植土，后期及時恢復原狀或種植草皮。

3 結論

第一，該工程自投用以來，未發生任何質量問題，橋面排水效果良好，管道及沉淀池質量未發現問題，運行情況良好等。并且，海西高速公路的開通，有效緩解了海西地區南北方向的交通壓力，得到了社會各界的廣泛好評。

第二，橋面雨水收集系統及事故應急池工程能夠通過合理利用雨水資源、減少污染物排放、增強災害應對能力等方面實現環境保護效果，對城市可持續發展和生態環境保護有積極影響。

第三，在排水管及沉淀池施工中，應嚴格按照圖紙進行。該工程在施工時注重排水與環境的相互結合，嚴格把控施工質量，之后的實際使用效果證明，該工程的橋面排水系統效用佳，可為高速橋面雨水收集及防范化學危化品泄漏等相關工程提供一定的參考。