高速公路桥面径流水收集系统设计

王艳波

（山西省交通规划勘察设计院有限公司，山西 太原 030032）

0 引言

高速公路在跨越江河时，一般选择桥梁形式通过，但很少有人注意到，对于跨越江河桥梁，其对桥下的水资源存在着威胁，这种威胁主要表现在桥上装满液体危险品的车辆发生事故时，车上的液体危险品将会顺着桥面泄水孔流入桥下水体，对江河下游造成较为严重的环境污染。污染液收集池的作用就是当桥面上运输污染液的车辆发生事故需要紧急排放有毒有害液体时，为了防止污染液直接排入当地水系，而建造的应急性设施[1]。

1 工程背景

汕（头）湛（江）高速公路云浮至湛江段及支线工程位于珠三角西部地区外围，是广东省高速公路网规划“九纵五横两环”之“第二横”的重要组成部分，分新阳、阳化、化湛三段建设，其中新兴至阳春段规模为：主线全长85.766 km，路线沿途跨越的江河主要有新兴江、四甲河、大朗河、黄村河、漠阳江及沿线灌溉水渠，共设置桥梁：16 529.88 m/79 座。2018年10月31 至11月16日，环评咨询单位组织技术队伍对项目进行资料收集及研究，并开展项目现场全线踏勘及调查工作。经核查，大浪河、黄村河及漠阳江均为饮农用水，Ⅱ类水体。按照《关于加强公路规划和建设环境影响评价工作的通知》（环发[2007]）184 号）要求，跨域饮用水水源二级保护区、准保护区水源保护区及Ⅱ类水体应在桥梁上设置桥面径流水收集系统，因此对跨越黄村河的大浪河1 号大桥及2 号大桥、跨越黄村河的黄村河大桥及跨越漠阳江的漠阳江大桥进行桥面径流水收集系统设计。

其中大郎河1 号大桥及大郎河2 号大桥左、右幅桥孔数相等，桥梁总长250 m，上部结构采用10孔25 m 先简支后桥面连续预应力混凝土连续箱梁，下部结构桥墩采用柱式墩，桥台采用肋板台，基础采用灌注桩基础；黄村河大桥左、右幅桥孔数相等，桥梁总长375 m，上部结构采用15 孔25 m 先简支后桥面连续预应力混凝土箱梁，下部结构桥墩采用柱式墩，桥台采用肋板台、柱式台，基础采用灌注桩基础；漠阳江大桥左、右幅桥孔数相等，桥梁总长360 m，上部结构采用12 孔30 m 先简支后桥面连续预应力混凝土小箱梁，下部结构桥墩采用柱式墩，桥台采用肋板台、柱式台，基础采用灌注桩基础。上述4 座桥梁均采用整体式路基分幅设计，单幅桥面宽度12.5 m。

2 桥面径流水收集系统设计

2.1 桥面径流排水设计

桥面径流水的排水路径一般为：桥面水汇入泄水管，然后通过纵向管汇集，最后通过竖向管接入地面排水沟，地面排水沟引入桥下污染液收集池或地方水系。排水路径如图1所示。

桥面泄水管的布置原则：a）泄水管只设于横桥向高程低的一侧；b）一般路段顺桥向每隔4～5 m布置一个，在超高路段建议加密至3 m；c）在凹型竖曲线的最低点及其前后3 m 处各布置一个。考虑设计降雨重现期为5年，降雨汇流时间5 min，桥面宽度12.5 m，经相关计算得出，Φ150PVC 泄水管及4～5 m 泄水管间距均可满足广东桥面排水需求[2]。

纵向排水管的排水一般采用与桥面纵坡相同的方向和坡度，但对于一些特殊情况，则需要反坡排水。对于纵向排水管的管径，同样考虑设计降雨重现期为5年，降雨汇流时间5 min，桥面宽度12.5 m。以25 m 跨径为例，Φ150PVC 纵向排水管可以满足两孔之内即50 m 内集中排水，大于两孔即大于50 m 集中排水需设置Φ300PVC 纵向排水管，大于10 孔即大于250 m 集中排水需设置双排Φ300PVC纵向排水管[2]。竖向接地管全部采用Φ300PVC水管。

结合实际地形、桥梁纵坡及污染液收集池位置，4 座桥梁桥面径流排水设计具体见表1，桥面泄水管均采用Φ150PVC 管。

图1 桥面径流排水路径

表1 桥梁桥面径流排水设计

2.2 污染液收集池设计

2.2.1 污染液收集池容积设计

根据相关设计规范[3-4]，选取5年暴雨重现期为计算依据，得出污染液应急池所需容积及尺寸，见表2。

由于污染液收集池距离河岸较近，为防止下雨期间河道涨水，倒灌入收集池，收集池顶面一般比原地面高出0.5 m，导致污染液收集池的有效容积相应减少。经计算并考虑有效容积后的污染液收集池尺寸如表3所示。

表2 污染液收集池容量计算表

表3 污染液收集池尺寸设计表

2.2.2 污染液收集池结构设计

污染液收集池采用悬臂式钢筋混凝土挡土墙结构，由于收集池尺寸较大，为防止基础不均匀沉降拉裂壁身，壁身设置两道沉降缝，沉降缝宽1 cm，缝内塞满沥青麻絮，缝处内表面先涂抹两层热沥青，再砌筑2 cm 水泥砂浆。污染液收集池底部铺设0.5 m 厚M7.5 浆砌片石，同时为防止杂物进入收集池，在排水沟与污染液收集池之间应设置一道铸铁格栅。另外，污染液收集池入口，增设2 处镀锌铸铁阀门开关，阀门1 为雨水出口阀门，平时打开，发生泄漏事故时关闭；阀门2 为污水收集池入口，平时关闭，发生泄漏事故时打开。污染液收集池结构平面图及立面图如图2、图3所示。

图2 污染液收集池结构平面图（比例：1∶100）

2.3 应急处理监控报警系统

在以上几座大桥路段设置电子监控系统，可以随时监测到路面上的突发事故，并在桥两侧设计公路监控中心电话号码牌，一旦发现桥面发生污染事故，可立即向高速公路管理中心报警。事故发生时，远程控制立即关闭或现场手动关闭收集池出水口电动阀门。收集池内储存的重污染雨水及时运往有相应危废处理资质的单位进行回收处理。

2.4 安全及其他措施

对上述8 处污染液收集池增设焊接网隔离栅进行封闭，并根据实际情况，留一处可开启的门，以便收集池的养护、管理、清淤。并且在隔离栅挂警示牌，警示牌为红底白字，表示收集池危险，提示“闲人勿进”。另外，在污染液收集池旁边设置桥面污水汇流收集系统操作流程标志牌，方便相关人员进行操作。

图3 污染液收集池结构立面图（比例：1∶100）

3 结语

本文以云湛高速公路新阳段跨越Ⅱ类水体桥梁需设置桥梁径流水收集系统为工程背景，得出结论如下：

a）对于四车道整体式路基分幅桥面需集中排水时，如纵向长度小于50 m 时，纵向排水管可取直径150 mmPVC 管；总长度大于50 m 时，纵向排水管取单排或者双排直径300 mmPVC 管。若纵向排水长度较长，而纵向排水管直径选取较小时，会导致排水不畅，桥面积水，影响行车安全。

b）污染液收集池应根据桥面集中排水分段情况分开设置。若整座桥梁只设置一座收集池，收集池体积过大，而污染液收集池大部分位于桥梁正下方，过大的收集池进行基础开挖时，会对桥梁桩基造成较大影响，危及结构安全。

c）由于污染液收集池只是起临时储存作用，事故发生后需要有相应危废处理资质的单位及时进行抽取运输，因此应做好相应的接线设计。