桥面雨水收集系统及工程施工技术研究<br/>——以海西高速公路网屏南至古田联络线跨河桥梁为例

桥面雨水收集系统及工程施工技术研究
——以海西高速公路网屏南至古田联络线跨河桥梁为例

2024-01-15郑声骏

运输经理世界 2023年33期

郑声骏

（福建省交科节能环保有限公司，福建福州 350000）

0 引言

公路在我国运输网络中的重要性不言而喻，随着近年来我国基础设施建设的持续推进、环境保护要求不断提高，越来越多的公路桥梁面临着跨越敏感水体的情况，公路运营造成的水体污染现象也日益严重，特别是运输危化品的重型卡车在桥面遇到突发性事件，对水体的污染更为严重。

孙金[1]等以河南省西部三淅高速公路丹江大桥为背景，介绍了跨越敏感水域桥面径流收集和应急处理系统设计方法，提出基于敏感水域环境风险防范的桥面径流收集和应急处理综合系统，该系统由桥梁监控报警系统、桥面径流管道收集系统、桥面雨水处理及危险品泄漏应急储存系统3 部分组成。程丽娜[2]等以鲁班奖获奖工程——京广快速路为工程实例，详细探讨了城市高架桥桥面防水工程设计及施工技术。施亚军[3]对桥面排水和防水设施、桥面铺装层、桥梁伸缩装置、防护设施及人行道的施工技术要点进行了深入探讨。杜钦钦[4]等以2 座运营桥梁的桥面径流收集处理系统的改造升级为基础，研究在已运营桥梁上增设或改造桥面径流收集系统时径流特点、系统整体设计、管道选型、收集处理池方案设计、施工要点等建设技术和管理经验，提出适用于在役桥梁增设径流收集处理系统的建设管理经验与技术措施。可见，近年来对以上雨水收集系统及施工应急系统的研究不断增加，但仍然缺乏系统性的研究。

基于此，文章以海西高速公路网屏南至古田联络线跨河桥梁工程为例，介绍桥面排水系统、桥下沉淀池、出水管及清淤管等施工技术，以期为处理桥面危化品事故及雨水污染提供参考。

1 工程概况

海西高速公路网屏南至古田联络线跨河桥梁桥面雨水收集系统及事故应急池工程位于宁德市古田与屏古境内，该联络线归属于政永高速（见图1）。共含新华大桥、天坪丘大桥、吾坂大桥、大桥互通F 匝道桥、沂洋大桥、官牛洋大桥、石床大桥、吉巷大桥、溪口大桥、深弯垄大桥、下村大桥、溪坪洋大桥、坂兜大桥、巴地大桥、凤溪大桥、虾形洋大桥、屏城大桥17 座大桥。

桥梁采用挂管收集方式，并在河岸处设置沉淀池进行沉淀处理，该设计方案主要考虑收集桥面雨水、泄漏的化学品、溢油。根据《公路排水设计规范》（JTG/T D33—2012）的要求，路界内设计降雨重现期为5 年，沉淀池蓄水能力按降雨历时10min 雨量进行设计。

沉淀池沿桥梁边缘布置，以便对突发事件的应急处理。桥梁左右幅分离，利用两幅桥梁之间的夹角地布置沉淀池，沉淀池需开挖基坑时，应确保沉淀池设置不影响桩基结构安全。沉淀池应避开建筑物、低洼地、居民区，具体位置由参建各方经现场勘察后确定。施工前应考察现场，结合地形地势综合考虑沉淀池底标高及排水管坡度（坡度不小于0.5%）保证排水顺畅。施工单位应全面核查桥梁排水方向、竖向排水及横向排水布置等，如有不符，应及时反馈设计单位再行处理。沉淀池设置盖防护栏杆，并设置醒目的警示标志，以防人员跌落池内。池内每10m 设置一个钢扶梯。沉淀池施工完毕后应加盖V860 型单层彩钢板，防止杂物落入沉淀池，造成沉淀池排水堵塞。屏古联络线桥面雨水收集系统及事故应急池工程的工程量如表1 所示。

表1 屏古联络线桥面雨水收集系统及事故应急池工程数量表

2 主要施工技术

2.1 桥面排水系统施工技术

第一，进行施工准备工作。因该工程道路已移交且运营近三年，日常车流量较大，故进行桥面排水施工前需做好施工方案、布控方案及应急预案等，报监理及相关交通、路政等部门审批，审批通过后方可安排施工。施工前需做好管材、吊架等材料的报检手续，材料进场合格证及相关检测材料必须齐全，经材料员检查通过后报监理工程师，经工程师同意后方可使用，杜绝任何不合格材料进入施工现场。

第二，进行桥面横向、纵向排水管安装。在做好交通疏导措施的基础上，安排专人进行指挥；若涉及高空作业，需要另配备专职人员进行安全巡查；安装及架设小型桥梁检测车或大型桥梁检测车；对机械配重及锚固进行必要的检查，以保证相关设备在施工过程中的安全性。将桥梁检测车的施工平台移动至合适的位置，并调整高度，采用3km 柴油发电机与小型电钻配合在桥梁翼缘板位置钻孔，随后安装吊架，吊架安装距离依据设计要求5m 一个，在转弯及三通位置应适当加密。吊架安装如图2 所示。

图2 吊架安装详图（单位：mm）

吊架安装完成后，将纵向主管（PVC-U）运送至工作平台进行安装，所有管材均采用特胶水进行连接，在桥面横向、竖向泄水孔位置均应预留三通。安装桥面横向、竖向泄水孔位的集水斗并连接至主管道。集水斗安装如图3 所示。

图3 集水斗安装详图

使用小型升降机及25t 吊车配合进行纵向排水管施工。桥墩高度≤40m 的情况下，采用小型升降机；桥墩高度≥40m 的情况下，小型升降机及25t 吊车配合施工。先在桥墩的相应位置进行打孔，再将排水管安装固定在桥梁侧面，竖向固定装置间距为0.5m，管件连接位置可适当调整。纵向排水管施工大样如图4所示。

图4 纵向排水管施工大样图

另外，因该项工程涉及高空作业，故所有施工人员在上岗作业前均应接受施工安全、高空作业安全培训。在施工过程中应佩戴必备的个人防护用具，严禁违规作业。

2.2 桥下沉淀池施工技术

2.2.1 施工流程

定位放线、土方开挖—基础底部填砂夯实—底板钢筋及模板安装—底板混凝土浇筑—池壁模板安装—池壁片石混凝土浇筑—拆模—土方回填夯实—阀门安装—池壁检修梯及栏杆安装—外围防护网安装。

2.2.2 主要施工方法

（1）土方工程

土方开挖主要采用机械开挖、翻斗车运土，部分沉淀池因机械无法到达需采用纯人工开挖方式。开挖过程中严格控制开挖标高，放坡系数为1∶0.5，开挖基坑底部混凝土外留50mm 宽工作面，底部预留30mm 厚度，由人工清槽处理，严禁开挖超深。

基底300mm 厚砂夯填，采用小型夯机进行夯实，至少夯实三遍。夯实后要取样检验。为防止填砂边坡松散影响上部结构，基坑内填砂必须按基坑实际底面进行满填。

土方回填。混凝土浇筑完成后回填池壁四周，按250mm 厚分层夯实，小型夯机夯实不少于三遍，以确保回填压实度符合要求。

（2）模板工程

要求配模有足够的强度、刚度和稳定性，保证结构外形、尺寸满足规定要求、进行模板在安装前必须经项目部技术专业人员检查验收，经过验收合格方可安装。模板支撑采用钢管满堂脚手架结构体系。根据水池设计尺寸，该次施工内外模板均采用钢模板，具体型号为1000mm×1500mm、500mm×1500mm 两种规格，采用钢脚手支撑及对拉螺栓加固。模板工程支撑系统要牢固、可靠，能够承载施工荷载，同时应确保模板位置准确、拼接严密、平整度需满足设计及规范要求，模板表面需涂刷专业脱模剂，以确保混凝土质量不受拆模影响。混凝土浇筑过程中需安排专人检查、监督模板质量，防止爆模等情况发生。

（3）钢筋工程

钢筋进场需进行报验，该项目钢筋均小于φ16mm，采用搭接绑扎放松，搭接长度应符合设计及规范要求。严格按施工图要求，认真核算、放样并加工钢筋，安装时要画线，保证各型号钢筋数量及位置正确。安装前需购买与结构物同标号的垫块，安装间距为900mm，梅花形布置，不得使用锈蚀钢筋。支模过程中要保证钢筋表面清洁，不得有污物。

（4）沉淀池闸阀安装

首先，定位。考虑流向和沉淀池的功能，确定闸阀安装位置。

其次，选择与沉淀池和预期流量相匹配的闸阀尺寸，确保与现有管道系统兼容。同时，根据沉淀池的要求选择适当的闸阀类型，常见的类型包括刀板闸阀、滑动闸阀和楔形闸阀。考虑流体特性和安装环境，选择材质耐腐蚀的阀门，确保满足承受沉淀池的工作条件。

再次，安装时按照制造商的指南正确安装闸阀，确保与管道系统正确对齐，并进行牢固连接。根据闸阀尺寸和设计，选择适当的驱动机构，如手动手轮、电动执行器或气动执行器。

最后，安装完成后进行全面的测试和检查，确保闸阀正常运行，无泄漏及其他问题。

2.3 出水管及清淤管施工技术

施工前，应对沉淀池周边环境进行调查，熟悉河流、排水设施的水流流向，掌握附近水源保护区及常水位高程等数据。合理规划管道的埋设线路，排水口的布设应符合环保要求，以最大限度地降低对周边环境的破坏。按照环保要求，危险化学品泄漏的处理设施应该包括人工湿地、集中排水池等。对于敏感性水体，还应设置雨水、污水的排泄设施。该工程主要设置集中排水池等水处理设施，以保持河道边坡的稳定性，防止水流过大时对岸边及原有排水沟渠造成破坏。

管道采用管径DN400 的HDPE 双壁波纹管，埋设时纵坡应符合《给排水管道工程施工及验收规范》（GB 50268—2008）要求，若纵坡过大应采取必要的防止管道下滑措施。基坑开挖接近坑底设计高程时，留20～30cm 土层，进行人工开挖，检查基坑底面，测量复核基坑底面高程，符合设计规范方可铺设砂垫层。

管道铺设主要包括铺管、下管、管道连接等。铺管前需要全面检验排水管的质量，核对材质、规格、性能等与设计要求是否一致。确保各项质量指标均合格后再进行管道铺设作业。

在铺设过程中，避免暴力拖拽管道的行为，尽可能轻抬轻放，防止损坏管体。依据相关规范规程进行下管作业，对于公称直径小于500mm 的排水管，一般采用人工下管方式，该工程中管道直径为400mm，采用人工下管方式。

下管过程中，沟槽内的施工人员应与沟槽外的施工人员相互配合，将管体下放至指定位置，并确保施工人员及管体的安全。进行HDPE 波纹管道和管道连接时，可采取承插连接方式。

管道下放连接完成且经验收合格后，可以进行沟槽回填作业。为了保证回填质量、保证排水管道的施工质量，应在沟槽底部到管顶500mm 的范围内回填粒径较大（2mm 以上）的中粗砂，中粗砂中应避免混入土体及其他杂质。回填时尤其应注意接口位置，一般在接口位置采用粒径较小（2mm 以下）的细粒土为宜，细颗粒的土体可以避免接口磨损破坏。为了避免竣工后水的渗入造成地面沉降，回填应分层进行，每一层的含水量宜控制在最优含水量范围内，单层回填厚度一般在200mm 左右，回填后进行分层压实处理。对于500mm 以上的范围，回填种植土，后期及时恢复原状或种植草皮。