过水源保护区的高速公路排水设计——深圳市南光高速公路设计浅谈<br/>

过水源保护区的高速公路排水设计——深圳市南光高速公路设计浅谈

2010-01-15于传海闵学生

四川建筑 2010年6期

关键词：挖方滤池路堤

于传海,闵学生

(1.中铁二院工程集团有限责任公司,四川成都 610031;2.四川路桥建设股份有限公司,四川成都 610041)

过水源保护区的高速公路排水设计
——深圳市南光高速公路设计浅谈

于传海1,闵学生2

(1.中铁二院工程集团有限责任公司,四川成都 610031;2.四川路桥建设股份有限公司,四川成都 610041)

结合某高速公路经过深圳经济特区水源保护区,介绍了排水及带有污染性质的路面水处理方案。

水源保护区; 公路设计; 排水; 环保

在交通通道资源日益紧缺的条件下,深圳南光高速公路不得不穿过水源保护区的范围。为寻求经济发展与环境保护的平衡,需要做好环保工作,其中除了空气、噪音等污染外,水源的污染控制是所有环境保护措施中的重中之重。由于目前建设的高速公路绝大部分路面均采用沥青路面,沥青有剧毒,因此路面水需要单独收集、处理后排放,才能彻底解决对水源保护区内水的污染控制。

本项目路线有19 km路段经过II级水源保护区,为保护水源区环境,本项目在国内首次采用双边沟分排路面、路基水,也是首次采用生物滤池处理初期雨水,并用应急池贮存突发事故时泄露的有毒有害液体,以保护水资源不受污染。

1 路面雨水收集

图1 双排水系统

南光高速公路沿线水系较为发育,地表水丰富,公路经过的铁岗水库、石岩水库、西丽水库等水源保护区,为保护水源环境路基排水突破传统的排水方式,采用双排水系统,分别收集路面雨水和路基边坡雨水(图1)。

路面水收集分一般路堤路段、超高路堤路段、挡土墙路段、提升路面水排导沟于路肩位置的路段、一般挖方路段、超高挖方路段和管道收集路段等情况分别进行设计。

设计遵从排水通畅,尽量减少路面水出口,减少处理池原则,并注意出口与处理池位置协调问题。

1.1 一般路堤路段

在路堤边沟内侧并排设置路面水排导沟,采用在土路肩内侧设拦水带汇集路面径流,通过急流槽进入路面水排导沟(图 2)。

1.2 超高路堤路段

图2 一般路堤路段路面水收集示意

在边坡坡脚路堤边沟内侧并排设置路面水排导沟,左侧路缘带设置纵向盖板沟汇集路面径流,间隔一定间距设置集水井,经横向排水管通过急流槽进入路面水排导沟,若同侧边坡坡脚无路面水排导沟,横向排水管则从中央分隔带底部穿出,经另一侧急流槽进入路面水排导沟(图 3)。

图3 超高路堤路段路面水收集示意

1.3 挡土墙路段

路肩挡土墙或悬臂式挡土墙路段,路面水排导沟在防撞栏内侧设置(图4)。

图4 挡土墙路段路面水收集示意

1.4 提升路面水排导沟于路肩位置的路段

为减少雨水处理站站点,节省资金和用地,需要路面水沿路线纵坡方向排导的路段将其路面水排导沟提升至土路肩外侧设置(图5)。

图5 提升路面水排导沟示意

1.5 一般挖方路段

一般挖方路段,路面水排导沟设置于路堑边沟内侧,路面径流直接汇入路面水排导沟(图6)。

图6 一般挖方路段路面水收集示意

1.6 超高挖方路段

超高挖方路段在左侧路缘带设置纵向盖板沟,对于较长的路堑超高路段,集水井汇水横向排出困难时,集水井通过纵向排水管连接,将路面汇水引入路堤段集水井,再通过横向排水管、急流槽排入路堤边沟(图7)。

图7 超高挖方路段路面水收集示意

1.7 管道收集路段

路面水采用以边沟收集为主,管道收集为辅的方式,根据实际情况,综合考虑经济性和可行性,以下情况路面水采用管道方式收集。

(1)涵洞、通道过密,或周边无合适地点设置雨水处理站,为减少排放点个数,采用管道方式收集;

(2)填挖路段交替过密,路面水走向大致沿路线纵坡,但需要局部稍做调整的路段;

(3)沿途无合适位置设置雨水处理站,路面水收集路段过长,采用路面水排导沟收集会导致沟型尺寸过大,为节约用地,采用管道方式收集;

(4)受既有道路或地物控制,用地红线受限,无设置路面水排导沟条件的路段,采用管道方式收集。

管道方式收集路面水一般路段路面径流可采用路面水排导沟或者篦子方式收集后,再由横向排水管汇入中央分隔带下检查井中;超高路段路面径流则仍然采用超高外侧左侧路缘带设置纵向盖板沟,间隔一定间距设集水井,集水井位置应与中央分隔带下的检查井对应,通过横向排水管将集水井中雨水汇入检查井中(图8)。

图8 一般路段管道收集路面水示意

2 路面雨水的处理

2.1 路面雨水处理工艺

根据初期雨水的性质和流量,设计出的水生物滤池,将人工湿地、过滤、渗滤等多种处理工艺综合在一个处理构筑物内,轻度污染的初期雨水经过格栅※沉淀※植物吸收※过滤※渗滤等处理工艺后,补充地下水或经地下渗流至附近的水体,作为水资源重复利用。首次在雨水处理站中引入了突发事故应急池,不仅可以对初期雨水进行处理,还可以通过控制闸门的开闭,将高速公路突发事故时泄漏的油类和有害有毒物质储存在应急池内,避免了有毒有害物质对水源的污染。在水生物滤池中种植水生植物,在应急池池顶种植绿色植物,可以营造一个自然的湿地环境。在旱季缺水时由于有较好的植被,不会出现大面积裸露的土壤或钢筋混凝土,与自然景观可以较好的融合(图9)。

图9 路面雨水处理设施

水生物滤池和应急池没有能耗,只需要每半年对滤池内的滤料进行清洗,每年冬季收割一次植物(芦苇),可用作造纸原料,运行费用极低。

目前国际上对初期雨水处理的方法主要包括:沉淀、过滤、人工湿地或将其排入污水管网。本设计中采用的水生物滤池,将人工湿地、过滤、渗滤等多种处理工艺综合在一个处理构筑物内,处理效果更好。

2.2 突发事故的应急处理

为了防止在水源保护区路段因车祸造成的大量油品、有毒化学品泄漏流入水库,污染约 200万人口的饮用水和生产用水水源,设计中在每个路面雨水处理站设置突发事故应急池一座,用以截流突发事故时泄漏的有害物质。考虑到发生突发事故时正在下雨的不利情况,二级水源保护区内应急池的容积按深圳市5年暴雨重现期时20min的降雨量确定,其中靠近一级水源保护区的路段, 按25m in的降雨量确定。要求公路管理部门在突发事故发生后的20min之内赶到事故现场,进行紧急处理。

应急池采用钢筋混凝土构造,并对池体内部做了重防腐处理,当池内储存有毒物质、强酸强碱或被污染的雨水时,可以避免污水通过渗透污染周围的环境和水体。事故发生后,公路管理人员必须将应急池内的污水抽出,送至城市污水处理场处理。池体要冲洗干净。为美观起见,池顶覆土种植各种绿色植物。

在水生物滤池中种植水生植物,在应急池池顶种植绿色植物,可以营造一个自然的湿地环境。在旱季缺水时由于有较好的植被,不会出现大面积裸露的土壤或钢筋混凝土,与自然景观可以较好的融合。