某框架桥下雨水排放系统的设计

刘 秀 峰

(中铁十七局集团有限公司勘察设计院,山西 太原 030032)



某框架桥下雨水排放系统的设计

刘 秀 峰

(中铁十七局集团有限公司勘察设计院,山西 太原 030032)

以陕西省榆林市某煤矿铁路专用线为例，选取潜污泵强排雨水的压力流方案，从雨水量计算、集水坑设计和提升泵选型三方面，重点介绍了框架桥下雨水排放系统的设计方法，以有效解决框架桥下积水的问题。

框架桥，雨水设计流量，集水坑，雨水提升泵

0 引言

立交工程多是解决交叉问题的有效方法，而位于立交工程下道路的最低点往往比周围路面低很多，且纵坡较大，立交范围内的雨水很快就汇流到路面最低点，很容易造成严重的积水，如果不及时排除，会影响交通畅通，甚至会造成交通瘫痪。文章以陕西省榆林市某煤矿铁路专用线为例，结合工程实际情况，阐述了如何有效地排除框架桥下道路积水。

1 工程概况

本工程为陕西省榆林市某煤矿铁路专用线工程，线路长度为10.332 km，在DK8+768处铁路线路和已有的道路发生交叉，故需要在交叉处设计框架桥，将设计铁路线路置于框架桥上，已有道路下迁到框架桥下。

2 方案比选

在这种情况下，有两种办法供选择。

首先想到的是，类似于地下车库的做法，在下穿坡路上面设计雨棚，坡顶略高于周围路面，防止路面积水流入框架桥下地下通道。这种方案的优点是采取了措施保证一般情况下雨水不会进入地下通道，但由于道路较宽，下穿深度大，导致框架桥两侧的坡路较长，如果用雨棚封起来，难度大、造价高；再者，如遇大暴雨，路面积水有可能会流入地下通道内排不走，存在安全隐患。

另外一种做法是，坡路上面没有设计雨棚，为防止框架桥两侧坡路上的雨水汇集到框架桥下，影响道路上车辆和人员通行，在框架桥入口和出口地面处分别设置了截水沟，两截水沟通过排水沟连通至集水坑，雨水汇流至集水坑通过提升泵和管道输送到附近水塘。这种方案雨水为压力流状态，表面看不节能，实际上在关键时刻能够发挥重要作用。

3 压力流雨水系统设计计算

3.1 雨水设计流量

根据《室外排水设计规范》(2014年版)，雨水设计流量Qs=qψF，榆林市的暴雨强度q=1 372.74(1+logP)/(t+9.44)0.746。

其中，Qs为雨水设计流量，L/s；q为设计暴雨强度,L/(s·hm2)；ψ为径流系数；F为汇水面积,hm2；P为设计重现期,年；t为降雨历时,min，等于地面集水时间和管内流行时间之和。

本工程为立体交叉道路雨水系统，路面为沥青路面，径流系数取0.9，重现期取10年，汇水面积为640 m2。由于立体交叉道路坡度大，集水时间较短，降雨历时取2 min，设计暴雨强度q=479 L/(s·hm2)，雨水设计流量Qs=27.59 L/s。

3.2 雨水排水系统设计

本次设计在框架桥下设了截水沟、集水坑和潜污泵将收集到的雨水强排至附近水塘，详见图1～图3。

根据《室外排水设计规范》(2014年版)，雨水泵站集水池的容积不应小于最大一台水泵30 s的出水量。计算得到的雨水设计流量为27.59 L/s，选潜污泵的流量为100 m3/h=27.8 L/s，其30 s的出水量为0.834 m3，因此设计选用(1.2×1×1.5) m(长×宽×高)的集水坑，其水位设计见图3。停泵水位：高于集水坑底200 mm；报警水位：至少低于地沟底100 mm；两泵启动水位：低于报警水位100 mm。

《室外排水设计规范》(2014年版)规定：水泵出水管的流速宜为0.8 m/s～2.5 m/s，当水泵流量为100 m3/h时，宜选DN150的镀锌钢管，此时，流速v=1.48 m/s，1 000i=26.6。集水池最低水位为1 231.5 m，水塘平均水位为1 233 m，管路总长约为600 m，则水泵的扬程至少为21 m。雨水提升泵选型为Q=100 m3/h,H=28 m，N=18.5 kW(2台)，水泵采用水位自动控制同时可转换为手动控制，水泵低水位单泵启动；高水位两台水泵同时启动；停泵水位水泵全部停止；启动顺序应能自动或手动倒换，水泵故障时能自动切断电源报警，并自动切换到另一台水泵。

3.3 管道敷设和阀门设置情况

由于水泵不在冬季运行，其出水管部分外露，不会发生冻裂；其上设置闸阀和止回阀，以防管内水回流至集水坑内，为防止过往人员操作开关，阀门未设于地下通道内，而是设于室外阀门井内。

水泵出水管道采用DN150的镀锌钢管，沟槽连接，覆土深度1.625 m，基础采用90°的混凝土带型基础，柔性橡胶圈接口。管道应做防腐处理，外防腐采用石油沥青四油三布加强级防腐，内防腐采用水泥砂浆衬里防腐，接口处也要做好防腐处理。

4 结语

道路下穿框架桥的雨水排放问题在很多情况下往往得不到应有的重视，而正是这些位于低处的道路，在雨季期间成为道路交通的咽喉。文章结合当地实际情况，合理选择计算雨水量的各项参数，明确了此类工程设计中的几个关键点，雨水量的计算，集水坑的设计与校核，雨水提升泵的选型。在以后的设计中，如果能把握好这几点，就能很好地解决框架桥下积水问题，从而保证道路上行车和行人安全。

[1] 龙腾锐，何 强.全国勘察设计注册公用设备工程师给水排水专业职业资格考试教材(排水工程)[M].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[2] 王兆才，王秀宏.全国勘察设计注册公用设备工程师给水排水专业职业资格考试教材(常用资料)[M].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[3] GB 50014—2006，室外排水设计规范[S].

The rainwater discharge system design for a frame bridge

Liu Xiufeng

(SurveyandDesignInstitute,ChinaRailway17thBureauGroupLimitedCompany,Taiyuan030032,China)

Taking a coal mine railway special line in Shaanxi Yulin as an example, selection of the pressure flow scheme of submersible sewage pump strong rainwater, from the rainwater amount calculation, sump pit design and lifting pump type selection three aspects, emphatically introduced the design method of rainwater drainage system under frame bridge, in order to effectively solve the water problems of frame bridge.

frame bridge, rainwater design flow, sump pit, rainwater lifting pump

1009-6825(2017)14-0119-02

2017-03-06

刘秀峰(1982- )，女，工程师

TU992

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