给水排水设计教程范文

时间:2024-04-17 18:11:17

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篇1

【关键词】 立交排水系统 设计原则 系统组成 雨水量计算 雨水泵站

1 引言

城市交通是城市社会经济发展的重要保障,也是城市建设的重要内容。随着经济发展、人民生活水平提高,机动车量剧增,目前我国各个大、中城市普遍存在难以解决的交通拥堵问题,而设置立交桥是缓解城市交通拥挤和不畅、避免或减少各种交通工具交叉的有效办法。城市道路立交作为交通枢纽,对城市交通的正常运营起着举足轻重的作用,而立交排水问题能否妥善解决,是确保城市立体交通系统正常运行的关键环节。

根据城市道路立交的标高及结构形式不同,城市立交可分为高架桥形式与下穿地道形式两大类,而下穿地道形式的立交约占了70%以上。由于下穿式立交形成凹点,汇水快,暴雨期容易被淹没,因此交通安全隐患大,本文主要对下穿式立交的排水设计进行简略分析。

2 立交雨水排水系统设计原则

(1)立体交叉道路排水应排除汇水区域的地面径流水,其形式应根据当地规划、立交形式等工程特点确定。(2)对立体交叉桥下的地面水,宜采用自流排除。当不能自流排除,有条件修建蓄水池时,可采用调蓄排水。无调蓄条件时,应设泵站排水。(3)当汇水区域的的地面径流水不能完全自流排除时,宜采用高水高排、低水低排互不连通的系统,并应有防止高水进入低水系统的可靠措施。(4)设计重现期不小于3年,重要区域标准可适当提高,同一立体交叉工程的不同部位可采用不同的重现期。地面集水时间宜为5~10min,径流系数宜为0.8~1.0。(5)立体交叉桥面雨水口的间距宜为20~30m。每个雨水口单独用立管引至地面排水系统。雨水口的入口应设置格网。(6)立体交叉地道排水应设独立的排水系统,其出水口必须可靠。

3 立交雨水排水系统组成

立交雨水排水系统由雨水收集系统和雨水泵站组成。雨水收集系统的作用是收集立交集水范围内的雨水至集水池。由于立交引道坡度较大(通常在2%-3.5%之间),造成雨水的地面径流流速较大,在引道上设置雨水井效果并不理想,所以一般采取在立交最低处设置多篦集水井来收集雨水,就近进入泵站集水池;或在下穿部分采用盲管截留路基下的地下水,以降低地下水位措施,盲管采用穿孔管纵向铺设且在最低点横向设连通管将收集后的雨水就近入泵站集水池,盲管的周围分层铺设反滤层;或在下穿段U型槽和地道桥的道路两侧设置排水沟以及在U型槽和地道桥的交界处.地道桥的最低处设置横截沟收集下穿段雨水,收集雨水就近进入泵站集水池。

雨水泵站的作用是及时排除收集的雨水,相对于城市雨水泵站,立交雨水泵站属于小型泵站。近几年的设计与运行经验表明,利用潜水泵的立交排水泵站在实践中取得的效果较好,这是由潜水泵及潜水泵站的优点所决定的,其优点为:(1)工程投资省,一般可节省40%~60%,工期可以缩短1/2~2/3;(2)安装维护方便,可临时安装;(3)运行安全可靠,辅助设备少,降低了故障率;(4)运行条件大为改善,泵房与控制室分开,振动.噪声小;(5)自动化程度高,潜水泵机组启动程序简单,操作程序简化;⑥简化泵房结构。

4 立交雨水量计算

城市立交雨水排水系统设计与城市雨水排水系统的设计原理相同,但有其特殊性。

雨水量计算公式:Q=ψqF(L/s)

式中:ψ-径流系数,q-设计暴雨强度(L/s·ha),F-汇水面积(ha)

其中,q以杭州地区为例:

(L/s·ha)

由于立交桥在交通中的特殊性,其排水标准要高于一般的城市道路。P-暴雨设计重现期为3~5年(一般城市道路为1~3年),交通繁忙、汇水面积大的取高限;ψ-径流系数为0.8~1.0,其具体数值根据地面种类来确定,绿化率越高则径流系数越小;地面集水时间为t1-5~8min。

5 雨水泵站

当下穿道附近有低于下穿道最低路面的市政雨水管道或其他排水出路时可采用自流排水。在无条件自流排水的情况下,需要设置泵站提升雨水。

泵站的设计包括布置方式、泵站的集水池及流态、设备的选型和控制等。下文将对其中的一些关键问题进行阐述。

5.1 泵站布置方式的选择

立交的雨水泵站的布置方式可分为与下穿道路合建或分建两种形式。合建式泵站节省用地,泵站埋深相对较浅,但是存在交通安全隐患,运行管理不便。分建式泵站运行管理较为方便,安全措施可靠,但是由于增加了连通管,使得泵站埋深相对较深,增加了扬程,且经常运行费用高。

泵站布置方式的选择与雨水出路有关。对于合建式泵站,由于日常的清渣工作比较困难,目前常选用全自动粉碎型格栅加潜污泵或取消格栅单选潜水切割泵。由于切割泵效率比较低,不符合节能要求,故采用较少;而全自动粉碎型格栅效果较好,且占地面积小,安装简便,功率小,噪音小,具有广阔的使用前景。如雨水经泵站提升后直排河道,雨水中经过粉碎的固体颗粒物等杂质会直接污染河道,故此时采用合建式泵站不合适。如雨水排入城市合流管道,雨水中的污染物可通过截流形式将截流污水排入污水厂进行处理,此时可采用合建式雨水泵站,集水池前适宜采用粉碎型格栅。如雨水排入雨水管道则分两种情况:(1)其下游没有雨水提升泵站直排入河道,则采用泵站形式为分建式。(2)其下游通过雨水泵站再排入河道则可选用合建式。因为雨水泵站中有截污设施。

对于分建式泵站,由于不存在交通安全隐患,日常清渣工作较易进行,可以不受雨水出路的限制。考虑到泵站日常运行维护的方便,如有条件,在设计工作中建议采用分建式雨水泵站。

5.2 雨水泵站集水池容积及流态

对潜水泵站而言,集水池即泵室,由于潜水泵间距较小,因此集水池大小决定着泵站大小和工程造价,合理地确定集水池的大小显得尤为重要。集水池有效容积一般按《室外排水设计规范》和设计手册中规定的不应小于最大一台泵5min的出水流量计算。

集水池雨水流态会对泵的运行产生影响,由于与雨水收集系统集水井直接相连,暴雨时流速较快的雨水径流集水井直接进入集水池会形成回流、湍流,从而恶化水泵进水条件,导致水泵效率下降,应采取导流等措施改进雨水流态以助于泵站的正常运行,可采取的措施有:设置导流板或导流墩、压水板或挡水板等。

5.3 水泵的选型与控制

泵站的建设必须涉及到水泵的选型,为了保证新建的泵站能安全、可靠、长久地运行,应选用节能、管理方便、维修保养、检查简便、省力及费用低廉的水泵。以下对目前较普遍采用的潜水泵与较为新颖但使用较少的立式轴流泵进行比较。潜水泵电机与水泵构成一体,潜入水中运行,管路系统简单,具有抗堵性能,无需额外的冷却系统,只需达到水深即可开泵,安装维修方便,土建相对简单,沉井小,噪音小,无震动,抗水淹,工作环境好,对周边环境影响小,经常运行费便宜,对提高地块的使用功能有相对优势。立式轴流电机与水力部分靠轴连接,运行时可能产生轴偏转,管路复杂,需外部冷却系统,万一堵塞,清除麻烦,泵房占地大,土建投资大,噪音大,震动大,工作环境差,对周边环境影响大,电机不能浸水,维修麻烦,需拆管路系统等,对地块使用功能不利,经常运行费用高。因此,在设计时使用潜水泵较为合适。格栅的选用一般根据泵站的布置方式和选用的泵而定。如泵站采用合建式,宜采用自动化程度高、占地面积小的粉碎型格栅加潜污泵;也可单采用切割泵,但切割泵的效率太低,能耗大,增加了经常运行费用,故不宜采用。如泵站采用分建式,则可采用普通格栅加潜污泵。

立交雨水系统泵站采用潜水泵,其设计流量在自动控制时应按设计秒流量确定,人工控制时应按最大小时流量确定,水泵数量应不少于2台,以保证有1台备用泵。

水泵的控制手段与能否及时排除雨水密切相关。自动控制不仅有助于及时排水,还直接影响集水池的大小,可减小集水池容积,因此立交排水宜充分利用潜水泵易于实现自动控制的优点,采用报警水位双泵启动方式控制,即高水位(小雨)时启动1台水泵,超高水位(大雨)时再启动1台水泵并报警。值得注意的是,使用潜水泵时最低水位不应低于电动机露出液面部分的一半高度。

潜水泵的安装,有悬吊式、斜拉式、自由移动式.轨道式自动耦合安装等形式。目前,小型雨水泵站中潜水泵多采用轨道式自动耦合安装,安装.检修时不需进入集水池,便于维护管理。

6 结语

立交雨水排水相比于一般道路排水具有其特殊性,设计时应充分考虑其排水特点,选择合理的设计参数和布置方式,需经多次验算复核,设计出与立交重要性相一致的雨水排水系统。

参考文献:

[1]《室外排水设计规范》,(GBJ50014-2006)(2011版).

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关键词:给水排水管网系统;课程建设;课堂教学;课程设计

一、概述

《给水排水管网系统》是给水排水工程专业的重要主干课程之一,针对给水排水工程中水的输送、分配和废水的收集及排放的管道系统的工程设计及计算理论所需求的内容,系统地论述管道系统的功能、布置原理、水量计算、水力计算理论和方法、工程优化设计理论和方法及管道系统的运行管理理论及实践。目前我校给水排水管道系统课程教学主要包括理论课教学、认识实习、课程设计和生产实习等多个环节。多年来给水排水管道系统一直采用闭卷考试、学生成绩评定标准化的模式必须改革。应坚持考试与平时的考核相结合,在严格、公平的考核制度和考场纪律的基础上,准确评价学生的学习成绩。课程设计采用平时考核、答辩、设计成果考核的成绩评定方式,以促进学生对本课程的理解与掌握。

为了强化教学效果,应灵活运用多种教学方法方式。在课堂教学之前,学生进行认识实习,在实验室和实习基地参观学习,对课程的教学内容有一个大致的了解,同时激发学习兴趣。在授课过程中,采用传统教学与多媒体教学相结合的方法,对理论性强、难度大的管网水力计算部分采用传统教学,对信息量大、相对容易理解的其它部分采用多媒体教学,以利学生掌握本课程。在课堂教学内容完成后,进行相应的课程设计,学生利用资料室、图书馆、互联网等教学资源进行资料检索,将学到的知识融会贯通地应用于解决实际工程问题。

在教材使用方面,根据高校给水排水工程专业指导委员会推荐,在学生反馈、教材比较、兄弟院校教学交流的基础上,我校选择均为中国建筑工业出版社出版的、条理清晰的《给水工程》(第四版,严煦世主编)、《排水工程》(第四版,孙慧修主编)和《给水排水管网系统》(第二版,严煦世主编)作为主要教材。选择《给水排水设计手册》、《给水管网系统理论与分析》、《水污染控制工程》等作为参考书。

自我校给水排水专业开办以来,教研室多次参加高校给水排水工程专业指导委员会组织的课程教学研讨会,不断加强与兄弟院校的专业交流,积极获取国内外给水排水专业现状与发展趋势的信息,以更好地完成本课程的教学任务。

二、课程建设特色

2003年高等学校给水排水工程专业指导委员会提出了新的给水排水工程专业本科(四年制)培养方案,将原来的给水管网和排水管网合成一门课程——给水排水管网系统,并提出了新的培养方案和课程教学基本要求,我校给排水教研室根据这一变化调整了教学计划,于2006年开设给水排水管道系统课程,取消了给水工程(一)和排水工程(一)两门课程,课时由原来的72学时变为48学时,课程设计由原来的3周变为2周,以培养社会需求的工程技术人才为培养目标,努力提高学生实践能力,在本课程的教学与管理上突出以下特色内容:

1.强调培养学生的工程观念,在夯实基础的同时注重理论联系实际的教学效果

突出工程问题的处理方法,在教学过程中,密切联系实际,从工程实践到理论,然后又从理论返回到实践,突出工程意识和工程观点,着眼于解决工程实际问题,训练学生的工程思维。

2.坚持务实的教育理念,努力提高学生实践能力

从课程设计和实践操作两方面加强理论与实际的联系。课程设计是对所学理论的系统运用,学生需查阅大量相关资料,在设计过程中,促进学生掌握本课程的原理、熟悉专业规范与标准、锻炼工程思维,增强学生的动手能力。在管网的施工、运行与管理方面,通过实践操作,提高学生分析、解决问题,理论联系实际的能力。

3.培养学生的工程敏感性,增强他们的主观能动性

自2000年给水排水专业开办以来,教学中不断要求学生留心身边与给水排水工程的相关实际,使他们在短时间内,由专业空白到了解,然后到敏感,最后到积极实践,学生除了按教学计划完成实践课程外,大都有自己联系公司和工地积极实践的经历。

4.教师队伍建设

在实干中锻炼培养了一支年龄、学历、职称结构合理,充满朝气和活力、水平较高且稳定的教师队伍,教学组教师在教学过程中不断提高自己的业务水平。教学中注重任务驱动、启发、诱导和互动式教学方法的结合,充分体现以学生为本的教学理念,极大地调动了学生学习的积极性。

三、教学内容和方法的改革研究

教学组在给水排水管道系统的教学实践中,正探索采用以下措施改进教学过程,激发学生的主观能动性,使他们积极地学习本课程。

1.倡导教学过程中学生为主体的教育理念

新的教育理念认为,学生是教育过程的主体,教学过程是学生与学习资料之间的双向互动过程,而教师的作用主要体现在对学习资料的选取和整合以及对这一互动过程进行有效的协调。在德国,专业课教学强调教师的组织与主持,许多专业课程没有教材,但参考书很多,教师不是要“教会”学生,而是要强调学生的学习主动性,培养其学习能力、思维能力和创造能力。美国学者韦迪也提出了“课程与教学的整合”的新兴的教育理念,其核心思想就是正确把握好课程与教学两者的关系,彻底实现教学中两个主体(教师和学生)的互动,从根本上调动教师和学生的积极性,确立了学生在教学中的主体地位。我校正尝试新的教育理念,改“以教为主”为“引导为主”,采用启发式和讨论式的教学方法。

2.尝试让学生登台讲解

在课程学习过程中,可以让学生收集一些相关资料,以的形式在讲台解读。这样可以起到以下作用:一是促使学生去分析问题、解决问题:二是每位学生都有自己的不同感受,可以让他们利用讲台跟大家交流分享;三是锻炼学生的公众场合表达能力,提高综合素质。在教学过程中,笔者曾尝试让学生上台解读设计规范,讲解信息反馈过程,为了正确解读,学生必须事先认真阅读、思考、打电话询问。解读后,自己记忆深刻,表达能力也得到了锻炼,台下的学生则认为有新鲜感、有挑战性、记忆相对深刻,通过比较,对自己有促进作用。

3.多媒体教学与传统教学相结合

为了克服多媒体教学的弊端,应将多媒体教学与传统教学相结合运用,虽然板书浪费时间,并且在黑板上写的信息量有限,但一笔一划的板书可以带动学生的思维,通过教师与学生间的互动,起到良好的引导作用。板书过程中,教师在讲台前走来走去,时而写写,时而强调,用某些特别的肢体动作,可以吸引学生集中精力思考,对某些知识点的讲解能收到良好的教学效果,避免了多媒体教学中看显示屏、单纯念的枯燥讲解。

4.课堂教学与工程实例相结合

课堂教学与工程实例相结合主要包括两个方面。一是在课堂教学过程中多举工程实例,二是课程的讲授阶段抽时间带学生前往工地实地参观。在课堂教学之前,学生进行认识实习,到实习基地参观学习,对课程的教学内容有一个大致的了解,激发学生对本课程的学习兴趣。在授课过程中,多举工程实例,加深学生对理论知识的理解,抽时间带学生前往工地参观,有助于加深学生的理性认识,使学生更好地将理论与实践联系起来。

5.课堂教学与课程设计相结合

课堂教学过程中便开始课程设计,以给水管网设计为例,设计任务书在讲授“节点流量计算”时发放,管网定线和给水方案选定以及设计计算随课堂进度,在教师辅导下进行,设计计算说明书整理和绘图集中在设计周进行,同时,学生利用资料室、图书馆、互联网等教学资源进行资料检索,将学到的知识融会贯通地应用于课程设计中,可以达到良好的教学效果。

6.用任务驱动组织教学

任务的制定可以是教师给的具体的题目或问题,如课程设计,也可以是学生通过理论知识学习后,自选设计题目或研究内容,由教师把关,看是否满足要求。这样,学生在任务的驱动作用下,广泛查阅参考书和期刊资料,努力学习基本理论,以达到完成任务的目的,同时,也达到了教师的教学目的。此外,也可以在每堂课前,布置有关后续讲解内容的思考题,驱使学生提前自学,这样进入以后的讲解时,教师可以和学生更多地讨论和交流,使学生在教学中唱主角。

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关键词:城市立交;排水泵站;设计

中图分类号:TU992 文献标识码:A

随着城市发展水平的进一步加快,我国在建设城市基础设施的过程中愈发重视对排水系统的设计,因为排水系统是否合理,直接关系着人们的生命安全,在有些地区排水系统的设计不合理,一旦出现暴雨的天气,雨水排放不出去就会在路面上不断堆积,直至高出马路许多,造成车辆无法正常通行,其他的基础设施受到严重的破坏,进而引发其他的事故。在这种情况下,加强城市排水系统的建设是不言而喻的,尤其是南方地区更加应该引起一定的重视,因为这一现象是十分普遍的。所以本文主要介绍了一种排水泵站的设计,通过对工艺方面的研究,希望在今后的城市建设中得以更好地发挥。

1.工艺设计

首先是要对进水管路进行布置,这一做法的主要目的是为了保证雨水可以在最短的时间流入泵站中,所以要求将进水管路尽可能地缩短,与立交最低点靠近,在进行纵坡的设计时,应该从最低点一侧偏向泵站的一侧,对于下穿道路的净高虽然具有一定的限制,但是也并没有较大的调整余地,应该在实际情况的基础上进行位移,通常不超过10m,这样雨水不但可以进入到泵站中,也能保证进水管道最短。在对泵站的进水管进行选择的过程中可以选用钢管,因为在下穿立交位置上都有挡墙,所以在穿过挡墙时上方会具有较大的荷载,在施工条件限制下,也不能对管道基础进行有效地处理,如果处在不良的地质条件下,那么就会出现地面沉降的现象,并且挡墙也会下沉开裂,这样产生的后果是十分严重的,又不能及时地进行维修,所以在使用钢管的同时还应该加强对其进行必要的防腐处理,并且加强对钢管以及井壁连接位置上的防水管理,采用内柔性材料对其进行填充,通常情况下选择的是油麻沥青。同时,泵房前还应该设置一个沉砂井。其主要目的在于除去雨水中含有的杂质,在进水管路中可以在实际情况的基础上将普通的检查井进行替代,选择落底检查井,这样也能代替沉砂井起到一定的作用。

在对集水池进行设计的过程中,应该注意选择合适的泵型,如果具有条件,那么应该选择具有抽升雨水以及污水功能的集水井,在当前我国生产潜水泵的厂家中,其型号众多,具有不同的流量以及扬程范围,并且质量已经达到了国际上的先进水平,这种潜水泵与传统的水泵进行比较以后可以发现,采用潜水泵能够降低工程造价,同时兼具了水泵间以及集水池的功能,在安装的过程中更加便捷,并且在维护上也十分简便。尤其是在运行的过程中更加安全可靠,我国所生产的潜水泵能够满足现在的需求,可以有效地保证质量,有效地降低了故障发生的概率。在设计集水池的过程中,应该符合相关室外排水规定的要求,不应该低于最大水泵的30s出水量要求,通常情况下的泵房都能符合这方面的要求,并且在对过往经验总结的基础上可以发现,集水池的尺寸符合相应规范的要求,所以只要在设计的过程中控制泵房的尺寸,然后再采用水泵在3min内的出水量进行校核就可以了。

由于立交排水泵站大多兼有排除地下水的功能,设计中常见的措施有:设专用水泵抽送地下水;集水池中将雨水和地下水分开。在一般情况下,地下水流量较小,只占总流量的5%~20%不等,设专用水泵增加投资;与雨水分开又增加土建难度且需人工管理,在上述四座泵站的设计均没有采用。而是采用在分别收集地下水和地表雨水的基础上,接入同一座z查井,以一根进水管接入泵房,选泵以雨水流量和地下水流量相加的流量控制。由于总流量不大,只需注意雨水与地下水汇入同一座检查井内时要有跌落,防止雨水窜入盲沟中;同时将集水池的最高水位控制在盲沟最低点底标高以下,这样地下水的排入就会畅通无阻。同时在选泵时考虑以三台泵为宜,这样平时在单独提升地下水时,以启动一台泵较为合适。这种做法经过最长7年的运行,没有出现地下水排除不畅的问题。

2.建筑结构

在进行城市立交泵房设计的过程中,通常情况下需要较大的深埋,但是限于施工场地的要求,所以主要采用的方式是沉井法,这种方法主要是通过井点排水的方式实现下沉的,在沉井时还应该注意观测,以防发生倾斜或者是突沉的现象。一般泵站都设计在城市,所以应该满足相关工艺的要求,并且还需要与周围的建筑达到协调一致的效果。在进行设计的过程中,还应该注重美观性的要求,这样能够起到为城市增光添彩的作用。对泵房的上部进行结构设计时,可以采用花架式以及四角亭式,并且适当的配有小斜顶,选择浅色调,在四周围墙的设计上,主要以开放式,并且适当的增加绿化面积,并且增添几盏庭院灯,在这样的处理以后,城市泵站的效果会更加显著,在人们心中留下深刻的印象。

3.供电

要想保证道路立交泵站能够更加安全的运行,即便是在暴雨天也能充分地发挥其作用,就应该采用双路供电的方式,这样在出现停电高峰期的时候也能确保泵站发挥其应有的作用。对于用电总功率小于400kW的规模较小的立交泵站,可以考虑不设变压器间,及高低配电屏,而采用箱式变电站,既节约用地,又使施工维护方便。

结语

通过工程设计实例,介绍在城市立交排水泵站设计中积累起来的一些经验,包括工艺、结构、建筑、配电等方面。

参考文献

篇4

【关键词】城市道路下穿立交桥;排水设计;标准;设计方案

城市道路建设对城市发展具有积极的推动作用,随着城市立交和地道桥不断增加,在下穿立交桥的低点往往会形成盆地,且坡度较大,雨水及其他水源很容易在此处形成汇集,造成积水影响交通安全。故而,探究城市道路下穿立交桥排水设计要点显得尤为重要。

1.城市道路下穿立交桥排水系统设计标准

城市道路下穿立交桥的排水系统的设计参数主要包括了径流系数、汇水面积、重现期等。这三个参数在相关的技术标准规范中均有详细的规定,其中重现期跟所处地区的交通量以及汇水面积都具有直接联系。在排水系统的设计过程中,需要在最不利的情况下对下穿立交的雨水泵站进行设计。只有考虑到各种最坏因素,并在设计中制定相应的应对机制,才能在下穿立交桥发生实际的排水问题时迅速解决。汇水面积需要尽量减小,以缩减排水泵站的设计流量。一般采用低水低排、高水高排,互不连通的排水系统,并且设置避免高水进入低水系统的防护措施。在进行排水设计的时候,应该根据实际情况划分排水区域,将可以直接排入市政排水管道的水分为一个排水系统,不能依靠重力流排入市政管道的会分为一个排水系统。

2.城市道路下穿立交桥排水设计方案

2.1上跨桥排水设计

对于下穿立交桥排水设计而言,立交桥的不同部位应该具备不同的排水的方式及标准。对上跨桥而言,一旦上跨桥的道路坡度较缓(小于2%)时,雨水能够从坡道向下自主流动。由于路面的横坡不大,水面的实际宽度将会大于雨水口的宽度,一部分雨水会在雨水口被收集。一部分雨水则会顺着路面继续向下流动,在道路的最低点进行汇集;当上跨桥的坡度较大(大于2%)时,雨水在路面的流速较快,能够进入雨水口的雨水量大大降低,导致道路最低点的积水量不断上升,这种情况在发生暴雨的时候尤其明显。

解决上跨桥的雨水排放问题,可以从高架和桥台两个部分入手。高架桥部分排水系统由排水管、进水口和地面井组成,雨水经过泄水孔后被收集,通过悬吊管和立管排入雨水检查井中。为了保证良好的排水效果,雨水口应该采用顶向式雨水口,加强收水效果。其次,增大排水管直径强化排水效果。桥台部分长度较大,可以沿桥台设置雨水检查井,收集桥面雨水。雨水检查井的间距可以根据水流特点、在高出少量布置,在低处大量布置,确保雨水检查井能够大量排除桥面存在的雨水。

2.2下穿立交一般道路排水设计

下穿立交中与周边地面标高相差不多的道路可以与城市综合排水系统进行结合,利用城市综合排水系统进行排水。这需要优先确定下穿立交雨水流域的汇水面积,从而确定排水规模。然后根据下穿立交的基本特点,选择合理的排水流向,确保排水管道铺设最短,整体埋深科学合理。立交桥具有诸多匝道,而且各个匝道弯道较多,竖向变化复杂,纵坡变化很大,所以雨水口的位置选择就十分重要了。在实际的工程项目中,一般是根据专业的道路竖向图来确定雨水口的分布位置,最大程度避免雨水口位置不合理而引起积水。

2.3下穿道排水设计

下穿道排水一般有自流排水和泵站排水两种方式,当下穿道周边有地狱下穿道最低路面的市政排水管道时,可以采用直流排水法,将下穿道的雨水引流至市政排水管道,让其自然排除。自流排水不需要专业排水设备和专人管理,不仅能够满足排水需求,而且经济安全。在下穿道不满足自流排水的条件时,就需要通过泵站来排除雨水。泵站设计需要考虑三个方面的问题。第一,泵站规模受到下穿道汇水面积的直接影响,需要将汇水面积控制在最小范围,并预留一定的缓冲系数,最大程度减少下穿道的雨水量;第二,为了保证下穿道行车安全不受到积水影响,暴雨设计重现期应该按照最高标准进行;第三,根据暴雨计算流量选择合理的排污泵型号以及组合方式。下穿道纵坡一般坡度较大,以前的设计一般采用坡道截流的方式减少进入下穿道的雨水量,其具体方案就是在下穿道入口处设置横向的截水沟。

2.4排水系统管材选择

适用于排水系统的管材多种多样,既有传统的钢筋混凝土管道,也有新型的聚合塑料管道,还有夹砂玻璃钢管、聚乙烯径向加筋管等新型管材。新型管材具有良好的性能,可以保证排水系统的排水安全。但是新型管材造价较高,而且管径越大,造价差别极大。所以在排水设计过程中,排水管选择应该遵循以下几个基本原则:

第一,以排水需求为前提,在所需管材直径较小时选用新型管材。

第二,在所学管材直径较大时仍然选用传统的钢筋混凝土管材。

第三,排水管在铺设时,应该考虑行车情况,保证其具备足够的刚度和强度。一般来说,人行道下的排水管环刚度不小于4kN/m2,车行道下的排水管环刚度不小于8kN/m2。

3.城市道路下穿立交排水系统管理措施

3.1下穿立交桥排水系统的管理对象及内容

排水系统的管理是维持排水系统具备稳定正常排水功能的基本前提,只有做好日常的管理工作,才能确保排水系统在遭遇问题时能够发挥作用。排水系统的管理对象主要可以分为三个部分。

第一,路面排水渠道。下穿立交桥都具有部分路面排水渠道,比如排水口、排水沟等。在日常工作中,需要加强对这些基础排水渠道的管理,及时进行清污清杂工作,确保排水渠道一致保持通畅。

第二,排水管道。排水管道是排水系统的主要构成部分,尤其是不能通过自流排水的雨水更具依赖于排水管排水。日常管理工作应该以检查排水管是否存在堵塞、是否漏水、是否老化、破裂等情况,在发现问题之后要进行及时解决,及时维修或是更换排水管道。

第三,排水系统机械设备。对机械设备的管理主要是对泵站的排污泵和水泵进行管理,定时检查排污泵和水泵的运行工况,对存在故障的零部件进行维修更换,确保泵能够在需要排水时正常运转,起到排水作用。

3.2下穿立交桥排水系统的管理措施和原则

针对不同的排水系统,具体的管理措施也存在一定的差别,需要遵循的原则也各不相同。但是总的来说,排水系统的管理措施可以从以下几个方面进行:

第一,维护排水系统排水设施的正常顺畅。排水系统的大部分设施都具有引水排水的功用,因此维护排水系统设施的正常顺畅,对排水系统发挥切实的排水功能具有积极的作用。

第二,优化排水系统各个环节设计结构。设计毕竟只是根据已经发生的现实情况以及对未来的预想进行的设计,无法准确贴合排水系统在使用过程中所发生的问题。因此需要在排水系统的运行过程中,根据发生的现实情况对排水系统进行不断优化,使其能够更加符合下穿立交桥的实际排水需求。排水措施的实施应该满足排水需求和安全要求两个原则。

4.结束语

排水设计是下穿立交桥的重点环节,能够在遇到水患的时候切实将水从道路系统中排除,保证交通顺畅和行车安全。排水设计需根据下穿立交桥的特点,从不同的结构部位进行针对性的排水设计,确保排水设计满足排水和安全的双重需求。 [科]

【参考文献】

[1]周宇.浅谈城市道路下穿立交桥排水的设计要点[J].建筑技术研究,2012(06).