预制排水明渠在石化园区道路中的应用

2014-09-27孙殿武齐庆祥周乃磊

城市道桥与防洪 2014年8期

孙殿武，齐庆祥，王莉，周乃磊

（1.大连长兴岛临港工业区公路管理段，辽宁大连 116317；2.中国市政工程华北设计研究总院，天津市 300074）

1 概述

公路和城市道路因功能、特点的不同，其排水形式也有很大的差异。公路路基路面排水主要是通过路面横坡、边沟、边沟急流槽等，将路表水迅速排出路基以外。城市道路的排水设计一般指雨水管线设计和污水管线设计，统称为市政排水设计。市政管线雨水系统主要是通过雨水口收集道路路面水，预留支管收集道路两侧地块的雨水，然后通过敷设在道路下的雨水管道或雨水箱涵将雨水排入江河湖海等出处。

近些年，许多城市道路的功能逐渐复杂和多元化，两种排水方式的区别不再明显。在进行道路排水设计时，必须充分分析道路的性质，道路两侧地块的地形地貌、用地性质，道路纵坡等实际情况，结合两种排水方式的特点，选择最合理的排水方式，或将两种排水方式有机结合，并根据具体情况做到灵活运用、因地制宜，才能设计出最合理的排水系统。

本项目位于大连长兴岛临港工业区，西中岛位于长兴岛临港工业区的西南部，总规划面积为95 km2。北1路位于西中岛石化区起步区中部，路线为东西走向，是西中岛石化区起步区内外交通的主要道路，道路修筑长度约2 824 m。综合考虑石化区特殊性及周边地块排水情况，本项目采用道路两侧设置预制排水明渠的排水方式。

2 雨水明渠设计必要性

本项目所处园区为石化化工园区，园区内主要以石化炼化企业为主，为了防范和控制石化企业发生事故时或事故过程中产生的物料泄漏和污水对周边水体环境的污染及危害，降低环境风险。故对水体风险实现了源头、过程、终端三级防控；并结合健全的污染事故紧急处理体系。采用雨水明渠对园区内雨水进行收集可以有效地在“过程”环节中对污染物进行很好的控制，并通过设置在明渠上的闸门对于企业内地表污水的乱排进行有效的管控。

3 雨水明渠设计

3.1 明渠形式及规模

雨水明渠通常为两种断面形式，分别为矩形断面和梯形断面。明渠断面形式的选取主要从以下几方面分析：第一：根据整个园区雨水量计算可以得知，若采用矩形断面则会导致渠深较大，但是上口截面较窄。梯形断面明渠可以有效减少渠深，但是造成梯形明渠上口较宽，更多占用路边市政设施带的公共资源。第二：梯形明渠由于其深度较大，在石油化工园区中由于产业的特殊性，这样就是造成在明渠内积聚分子量较大的危险气体，造成一定的安全隐患。若采用梯形断面可以有效的减少渠深，同时自然通风条件也会优于矩形明渠。第三：在明渠的后期养护工作中，梯形明渠利用小型设备进入明渠内进行清理。

雨水明渠规模主要根据园区整体的雨水管网计算得出。在北1路北侧新建一条梯形明渠，其规模为0.4 m×0.8 m～0.4×1 m（底宽×深度），在南侧新建一条梯形明渠，其规模为0.8 m×1.5 m～0.8 m×2.1 m～0.8 m×2.3 m（底宽×深度），明渠边坡均为1∶0.5。明渠最终排入排洪渠。

3.2 雨水明渠结构

雨水明渠采用预制钢筋混凝土构件，梯形断面形式（见图1），明渠尺寸（底宽×深度）为0.4 m×0.8 m、0.4 m×1 m、0.8 m×1.5 m、0.8 m×2.1 m、0.8 m×2.3 m，明渠边坡为1∶0.5。工程要求钢筋混凝土明渠采用采用C40防腐混凝土，抗渗等级P 4。综合考虑吊装能力确定明渠预制件长度为1.5 m，明渠连接采用钢栓连接，中间采用膨胀止水胶条做密封处理，见图2、图3。雨水明渠中设置闸门井、沉砂池、过路雨水箱涵均采用钢筋混凝土结构，见图4、图5。闸门井闸门采用不锈钢材质，启闭机为手自一体启闭机。道路路面雨水采用泄水槽收水，泄水槽采用预制混凝土构件，坡度1%，坡向明渠与明渠顺接。

图1 雨水明渠断面形式

图2 雨水明渠现场1

图3 雨水明渠现场2

图4 雨水明渠闸门

图5 雨水明渠过路箱涵

4 明渠施工方法及注意事项

4.1 明渠的施工方法

工程根据设计明渠位置及土质情况，确定管道开槽方式，设计、施工开槽时，槽底禁止扰动，尽量保持原状土，在开挖至接近设计槽底标高时，采用人工清槽，勿用机械开挖，不允许超挖。沟槽弃土应随出随清理，均匀堆放在距沟槽上口边线1 m以外，堆土高度不超过0.8 m，沟槽开挖过程中及成槽后，槽顶应避免出现震动荷载，成槽后应尽快完成铺设基础和明渠等工作，避免长时间晾槽。明渠基础采用碎石基础，明渠渠底及两侧设置碎石垫层。

明渠应敷设在承载能力达到地基支承强度要求的原状土地基或经处理后回填密实的地基上。本项目明渠应坐落在道路处理后路基之上，要求地基承载力大于100 kPa。若地基承载里不满足要求时采用强夯处理，处理方法与道路一致。

根据构件、大小，沟槽和施工机具装备情况，确定用人或机械将构件放入沟槽，下放时必须采用可靠的吊具，平稳下沟，不得与沟壁、沟底激烈碰撞。做好工序交接验收，如垫层的平整度、高程、厚度、密实度及排水沟的完好程度、土基有无坍松等。构件、管道下放时要将其一字摆开，尽量做到一次就位，以减少槽下滑动。施工单位根据具体情况决定接口使用的机具，应保证接口均匀对接。明渠安装时，顶拉速度应缓慢，保持中心线对准，间隙均匀，应请专人查看止水胶条情况，如发现不均匀应停止顶拉。每节构件安装就位后，应立即测定高程中心线，间隙量等质量指标，如不符合要求，应及时采取纠正措施。

明渠沟槽回填采用碎石回填，明渠两侧回填碎石宽度不小于30 cm，要求碎石粒径为20～40 mm之间。