城市下立交雨水排水系統(tǒng)設計

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城市下立交雨水排水系統(tǒng)設計

摘要： 城市立交雨水排水系統(tǒng)的組成與特點進行了介紹，結(jié)合設計經(jīng)驗對城市立交排水系統(tǒng)設計中的幾個相關(guān) 問題 進行了探討，并列舉了設計實例。 關(guān)鍵詞： 下立交；雨水排水系統(tǒng)隨著國民 經(jīng)濟 和城市化建設的不斷 發(fā)展 ，城市道路的功能得到不斷完善，復雜的城市道路網(wǎng)具有越來越多的城市立交橋。而下立交排水問題也已逐漸成為一個 影響 城市 交通 安全順暢運行的重要因素，受到有關(guān)部門的重視?，F(xiàn)結(jié)合設計經(jīng)驗對城市下立交排水系統(tǒng)設計中的幾個相關(guān)問題略作介紹。一、下立交雨水排水系統(tǒng)的作用與特點 下立交雨水排水系統(tǒng)的作用是在陰雨天氣時及時有效地排除立交范圍內(nèi)匯集的大量雨水，維持城市道路安全順暢的運行。由于下立交兩側(cè)引道縱坡一般都較大，具有降雨時聚水較快的特點，若排除不及時就會威脅行車行人安全，以致中斷道路交通，而眾多立交一般又位于城市道路系統(tǒng)的咽喉部位，一旦交通中斷往往影響很大，所以對其排水要求高于一般的雨水排水系統(tǒng)。二、下立交雨水排水系統(tǒng)組成 立交雨水排水系統(tǒng)由雨水收集系統(tǒng)和雨水泵站組成。其作用是收集集水范圍內(nèi)的雨水至集水池。由于立交引道坡度較大（通常在2%-3.5%之間），造成雨水的地面徑流流速較大，接近甚至超過管道排放的流速，在引道上設置雨水井效果并不理想，所以一般采取在立交最低處設置多篦集水井來收集雨水，就近進入泵站集水池。多篦水井的個數(shù)是雨水設計流量與單個集水井容納流量的比值，并考慮1.2-1.5的堵塞系數(shù)。近幾年的設計與運行經(jīng)驗表明，利用潛水泵的立交排水泵站在實踐中取得的效果較好，這是由潛水泵及潛水泵站的優(yōu)點所決定的，其優(yōu)點為：①工程投資省，一般可節(jié)省40%-60%，工期可以縮短1/2-2/3；②安裝維護方便，可臨時安裝；③運行安全可靠，輔助設備少，降低了故障率；④運行條件大為改善，泵房與控制室分開，振動、噪聲??；⑤自動化程度高，潛水泵機組啟動程序簡單，操作程序簡化；⑥簡化泵房結(jié)構(gòu)。三、設計中應注意的問題 下立交雨水排水系統(tǒng)設計與城市雨水排水系統(tǒng)的設計原理相同，但有其特殊性。（一）設計標準與規(guī)模。雨水排水系統(tǒng)因其整個系統(tǒng)較周圍環(huán)境要低，需要重點考慮排水安全性，故其設計參數(shù)較一般排水系統(tǒng)要相應提高，在《室外排水設計規(guī)范》（GB50014—2006）中對立體交叉道路的雨水管道設計參數(shù)有明確的規(guī)定，即重要干道、地區(qū)或短期積水即能引起嚴重 后果的地區(qū)，重現(xiàn)期一般選用3-5年；立體交叉道路排水的地面徑流量 計算 ，宜符合下列規(guī)定：1）設計重現(xiàn)期不小于3年，重要區(qū)域標準可適當提高，同一立體交叉工程的不同部位可采用不同重現(xiàn)期。2）地面集水時間宜為5-10min.與城市雨水排水系統(tǒng)不同的是，下立交引道坡度較大，集水較快，并考慮立交的重要程度，應適當提高下立交排水的設計重現(xiàn)期，一般宜取其上限。（二）雨水泵站集水池容積及流態(tài)。對潛水泵站而言，集水池即泵室，由于潛水泵間距較小，集水池大小決定著泵站大小和工程造價，合理確定集水池大小顯得尤為重要。隨著水泵技術(shù)、自控技術(shù)進步，集水池容積可減小。集水池雨水流態(tài)會對泵的運行產(chǎn)生影響，由于與雨水收集系統(tǒng)集水井直接相連，暴雨時流速較快的雨水徑流集水井直接進入集水池會形成回流、湍流，從而惡化水泵進水條件，導致水泵效率下降，應采取導流等措施改進雨水流態(tài)以助于泵站的正常運行，可采取的措施有：設置導流板或?qū)Я鞫?、壓水板或擋水板等。（三）水泵的選型與控制。水泵作為下立交泵站核心直接對泵站的運行效率產(chǎn)生 影響 。對于立交泵站水泵運行一般要求易安裝、易維護，運行安全可靠、結(jié)構(gòu)簡單故障率低。因此潛水泵作為一種泵與電機連體，并同時潛入液下工作的泵型。其明顯具有以下幾個方面的優(yōu)點：①泵體結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小。由于泵體潛入液下工作，因此可直接安裝于污水池內(nèi)，可以節(jié)省大量的土地及基建費用?！　、诎惭b維修方便。小型的潛水排污泵可以自由安裝，大型的潛水排污泵一般都配有自動藕合裝置可以進行自動安裝，通過導軌下降至池底底座，安裝及維修相當方便。③連續(xù)運轉(zhuǎn)時間長。潛水排污泵由于泵和電機同軸，軸短，轉(zhuǎn)動部件重量輕，因此軸承上承受的徑向載荷相對較小，壽命比一般泵要長得多。④不存在汽蝕破壞及灌引水等 問題 。特別是后一點給操作人員帶來了很大的方便。⑤振動噪聲小，電機溫升低，對環(huán)境無污染。其設計流量在自動控制時應按設計秒流量確定，人工控制時應按最大小時流量確定，水泵數(shù)量應不少于2臺，以保證有1臺備用泵。水泵的控制手段與能否及時排除雨水密切相關(guān)。自動控制不僅有助于及時排水，還直接影響集水池的大小，可減小集水池容積，因此立交排水宜充分利用潛水泵易于實現(xiàn)自動控制的優(yōu)點，采用報警水位雙泵啟動方式控制，即高水位（小雨）時啟動1臺水泵，超高水位（大雨）時再啟動1臺水泵并報警。值得注意的是，使用潛水泵時最低水位不應低于電動機露出液面部分的一半高度。四、設計實例 隴海鐵路過商丘市區(qū)，上跨多條主干道，平原路在與之相交處設計了下穿式立交橋。該設計中，立交最低處在地下水位以上0.65m，故未考慮排除地下水。立交雨水經(jīng)泵站提升后進入壓力窖井，再納入市政雨水管道。泵站為半地下式，下部為集水池，上部為管理與生活設施。雨水收集采取在非機動車道最低處和暗埋段最低處設置橫截溝，收集后由在非機動車道橫截溝的最低處設置的200mm管道將雨水引到在立交暗埋段最低處設置的橫截溝，匯集后進入泵站集水池。橫截溝上敷設GTG50H型水溝蓋。在立交東側(cè)最低點設雨水泵房一座，內(nèi)設400QW1500-10-75型潛水泵三臺（2備1用），水泵流量Q=1500m 3 /h，揚程H=98kPa，n=990 r/min，配套電機功率為75kW，水泵采取自動與現(xiàn)場控制相結(jié)合。該雨水排水系統(tǒng)自建成后取得較好的實際運行效果。參考文獻 ： [1]《室外排水設計規(guī)范》（GBJ50014-2006）[2]《公路排水設計手冊》[3]《城市排水泵站設計規(guī)程》DBJ08－22－2003.J10248-2003