既有桥梁增设危化品收集系统设计要点分析

闫 达， 李洪学

（天津市政工程设计研究总院有限公司，天津 300392）

随着基础设施建设的快速发展，跨越敏感水体的桥梁越来越多，早期建设的桥梁排水较多采用直排方式，桥面径流会造成水环境的污染和破坏[1]，尤其载有液态化学品运输车辆在发生交通事故时，容易造成泄漏事故，如果不加处理任其排放至自然水体，势必造成极大的环境事故[2～3]。

谭生光等[4]以南方某高速公路为依托，提出了基于危险品运输事故防控的桥面径流收集和应急处理系统，对于桥面径流的应急处理提出了建议；赵文仪等[5]对桥梁排水系统的整体设计及污染物、雨水的分类处理方面提出了建议。上述研究多从理论上分析了桥面径流尤其是跨越敏感水体的桥面径流应进行必要的分类处理，缺乏实践。本文以实际工程为例，从设计、建设、运营多个阶段的关键点进行论述，为此类工程提供经验。

1 工程概况

桥梁横断面分为左右幅。主桥跨径布置为50 m+3×80 m+50 m，单幅桥宽15.25 m。主桥为预应力变截面混凝土连续梁桥；北侧引桥分为三联，南侧引桥分为两联，所有引桥均为预应力混凝土连续梁桥。主桥中跨标高较高，向两侧标高逐渐降低，桥面水由中间向四周侧流淌。主桥及北侧引桥第三联、南侧引桥第一联的左幅桥左侧悬臂下安装有自来水管，右幅桥右侧悬臂下安装有天然气管，左幅桥右侧及右幅桥左侧悬臂下安装热力管线。见图1。

图1 既有桥梁横断面

现状桥梁在人行道外侧或者防撞护栏内侧设置了泄水管，顺桥向间距10.0 m。泄水管为圆形铸铁管，直径15 cm，开口于悬臂底部。北引桥第三联和主桥雨水直排入松花江中；北侧引桥第一、二联、南侧引桥设置收集管，收集后排入收水井，通过连接管排至桥两侧现状市政雨水管道，既有排水收集管为PVC 材质，管径15 cm，用管箍固定于悬臂和腹板上。

2 危化品收集系统设计要点

本工程设计排水系统见图2。

图2 排水系统

1）通过改造纵向雨水收集系统，收集桥面雨水及事故废水。

2）在桥南北两端各设置一座事故应急蓄水池，雨水管上设置阀门，通过阀门控制水流排入雨水管和应急蓄水池。

3）控制雨水、事故废水水流方向的蝶阀采用远程控制及手动控制。

（1）非事故时：FMN2、FMN4 及FMS2 蝶阀呈常闭状态，FMN1、FMN3 及FMS2 蝶阀呈常开状态，下雨时，养护单位远程控制FMN2、FMN4 及FMS2 蝶阀开启，FMN1、FMN3 及FMS2 蝶阀关闭或现场人员手动开启FMN2、FMN4 及FMS2 蝶 阀，手动关闭FMN1、FMN3及FMS2蝶阀，收集的雨水通过FMN2、FMN4及FMS2蝶阀排入现状雨水管道。

在中文语境下，美国研究的概念早就存在，它关注美国方方面面的研究，不是一个单一学科概念。外语专业的美国文学、政治学的美国政治、世界史的美国史、美国外交史、法学的美国法律、经济学的美国经济、艺术类专业的美国艺术等与美国有关的各种研究，都可纳入美国研究范畴。美国研究分属不同的学科，是一个非常宽泛的学科领域。

（2）事故发生时：收集的事故废水通过FMN1、FMN3 及FMS2 蝶阀排入事故应急蓄水池，养护单位接到报警电话，通知事故水收集的专业环保单位立即到达现场，对事故水随排随抽，24 h 内由专业环保单位进行处理达标后排放，使事故应急蓄水池处于空池备用状态。

基于以上要点，对桥面径流收集系统、桥下排水管线进行改造，同时新建事故应急蓄水池。

3 既有排水系统改造

3.1 桥面径流收集系统

由于主桥悬臂下不具备施作钢塑复合管的条件，因此在主桥段人行道板内部施作纵向雨水槽，引桥段（无人行道）在悬臂下设置纵向雨水管，收集桥面雨水与事故废水。

1）纵向雨水槽、雨水管设计。纵向雨水槽为钢板焊接而成的矩形管，在现状泄水孔处设开口，桥面雨水由此进入纵向雨水槽。在主桥和引桥衔接处，纵向雨水槽设异形集水箱，伸出人行道板外墙和雨水管连接。雨水槽和混凝土接触的部位均需用环氧砂浆黏结。见图3。

图3 雨水槽设计

雨水槽施工前需拆除人行道板，施工中需要凿除部分人行道板内隔墙结构和沥青铺装层，施工后恢复人行道板。

纵向雨水管设置于悬臂根部的支架上，通过三通、直管和弯头等与现状泄水孔连接。

2）伸缩缝处排水系统设计。由于梁体变形会引起桥梁纵向雨水管、雨水槽的变形；因此在伸缩缝处需要设置伸缩装置。对于雨水槽，在伸缩缝处将矩形管断开，交叉重叠设置，在内侧衔接处黏结橡胶带，起到密封的作用。对于雨水管，在桥梁伸缩墩处设置轴向波纹补偿器，伸缩补偿量满足桥梁要求，补偿器两端采用法兰与纵向排水管连接，设置盲板，便于管线清洗。

另外桥梁伸缩缝端部经常会漏水，在伸缩缝处设置截水槽，收集伸缩缝漏出的水，通过金属软管排入纵向排水管。见图4。

图4 伸缩缝截水槽

3）排水坡度及管件连接。排水坡度与桥面纵坡一致，利用桥面现状泄水孔收集雨水及事故废水。

现状水管与弯头、三通、直管、纵管均采用法兰连接，即在现状水管端施作法兰，然后进行连接。

3.2 桥下排水系统

根据桥下地形，在地面或路基边坡外新建排水管线，将水引入事故应急蓄水池。

桥上排水管和桥下排水管衔接处以及桥下排水管转弯处均设置雨水检查井。桥下排水管线末端接入事故应急蓄水池。

纵向雨水管道通过岸上起始桥墩处雨水立管排入埋地雨水管，埋地雨水管通过蝶阀控制，将收集的事故废水排入事故应急蓄水池或收集的雨水排入现状雨水管道。

4 事故应急蓄水池设计

雨水不经过应急蓄水池，应急蓄水池只负责收集事故废水。

4.1 选址

由于本桥周边用地比较紧张，同时为了便于清理沉积物和抽取化学品，事故应急蓄水池选择于桥下空地。池外侧设置高度≮2 m的防护网和危险警告标志，防止非工作人员进入。

4.2 容量设计原则

根据要求，大桥雨天严格禁止危化品车辆通行，应急蓄水池仅考虑非下雨时段的事故使用，最大收集量按180 m3设计，如危化品及消防废水未能收集至桥面雨水口排入应急蓄水池；而是通过地面径流排入辅路排水管，直接或间接造成的水体污染等事故，不在本工程设计范围内。

4.3 运营管理

本工程为应急工程，仅就发生事故时流入桥梁上雨水口的危害性液体进行收集，当事故发生时，负责清理的专业公司需立即到场，对现场进行清理并清空应急蓄水池。事故后需对受影响的收集系统进行清洗并确保清洗后雨水排放满足当地排放要求。

为保证收集系统密闭性，每年及每次事故后，均需对整个系统进行密闭性试验。

需在蓄水池上安装液位报警系统，当应急池内有液体流入时，发出报警讯号通知有关管理部门，以确保负责清理的专业公司能够及时到场；同时，应急池上需安装监控摄像头，以防人员坠入池体，破坏阀门等设施。

5 结论

本文对桥梁在空间受限的条件下危化品收集系统的设计进行了研究，既满足桥面雨水的收集排放要求，又满足特殊情况下危化品的收集处理要求，为此类工程的设计、建设、运营等工作提供一定的借鉴。