排水泵站在高速公路下穿越铁路段的应用

□靳翠红

排水泵站在高速公路下穿越铁路段的应用

□靳翠红

高速公路下穿越铁路段的排水是一个系统工程，一般受占地、高程、排水面积、排水总量等诸多因素影响。本文以廊涿高速、青银高速下穿京九铁路为例，对排水泵站的应用条件及具有优势进行论述，充分发挥自排与机排相结合的灵活运行优势。

排水泵站；高速公路；铁路；渗水池

高速公路作为一种现代化的公路运输通道，在当今社会经济中发挥着越来越重要的作用。为确保排水畅通、结构稳定、行车安全，合理的高速公路排水设计在高速公路中设计是非常重要的，尤其对于特殊路段的排水。下面以廊涿高速、青银高速下穿京九铁路为例介绍排水泵站在高速公路下穿铁路段的应用。

1.工程概况

廊涿高速穿京九铁路段排水泵站工程位于固安县城南3km，路面高程14.996m。主要解决高速公路桩号K34+ 250～K35+400范围内公路路面及下挖段边坡排水问题。

青银高速穿京九铁路排水泵站工程位于清河县城附近，路面高程26.217m。主要解决高速公路桩号K15+ 910～K16+630范围内主线及互通与308国道平交圈内排水问题。

2.问题焦点

高速穿越铁路处，为了保证高速通行足够的净空高度，高速路基下挖较多，且影响范围较长，故此造成该段排水量大，排水困难，影响行车安全。高速下穿处的排水最常规最经济的方式是采用自流式渗水池，方便管理，但占地较多，尤其地下水位较高处，需要的占地面积更大。如青银高速穿越处，工程原设计为左右两个渗水池，水池深度均为7.455m，底高程23.345m，上口长×宽分别为100×100m和40×40m。水池容积很大，分别为6.42万m3和0.84万m3，存在的主要问题是由于渗水池底高程仅低于边沟底高程1.6m，故实际有效蓄水量仅为1.2万m3，不能满足洪水标准。廊涿高速穿越处焦点也是占地问题与淤积问题。

3.排涝流量及洪涝水总量

3.1 排涝流量计算

按照规范规定，排水重现期采用5年一遇。

路面排水流量按下式计算：

Q=16.67ψq F

式中：

Q—设计径流量（m3/s）；

q—设计重现期和降雨历时内的平均降雨强度（mm/min）；

ψ—径流系数；

F—汇水面积（km2）。

设计降雨历时取5min，经计算，青银泵站设计排水流量为1.1m3/s，廊涿高速泵站为1.835 m3/s。

3.2 洪涝水总量

青银泵站排水区域为下挖段公路路面及互通与308国道平交圈内区域，排水面积为0.16km2。廊涿高速泵站为0.04807km2。高速公路路基防洪标准为100年一遇，为了保证区域内100年一遇洪涝水不危及高速公路安全，渗水池容积按100年一遇设计。设计降雨历时取1年。

设计年降雨过程共有多场较大降雨产生了径流，经计算，计入蒸发量，青银排水泵站洪涝水总量总计为4.95万m3，廊涿排水区域内的100年一遇洪水总量为4.24万m3。

4.方案比较

以廊涿泵站为例进行了排水设计方案的比较。

方案Ⅰ：在公路一侧布置排水泵站，公路两侧布置渗水池，采取自流与机排结合的型式。布置4台潜水泵，抽排过程中控制进水池内水位，另设1台小型排空泵。渗水池上口尺寸按照已征土地80×80m考虑，本区地下水埋深10m左右，池深为10m，蓄水容积6.0万m3。方案Ⅱ：在公路两侧各布置1个渗水池，渗水池上口尺寸分别为133×81m、80× 80m，池深10m，蓄水容积7.0万m3。

从经济上比较，方案Ⅱ直接费比方案Ⅰ节省142万元；技术运用方面方案Ⅰ采取自流与机排相结合的方式，运用灵活，保证率高，方案Ⅱ受淤积等其他因素影响较大，保证率较低。为确保高速公路交通运输安全畅通，采用保证率较高的排水泵站方案。

5.主要工程布置

廊涿排水泵站布置在公路右侧，采用自排与抽排结合型式。左右分别布置两个渗水池，右侧大渗水池上口尺寸100×100m，深7.455m。左侧小渗水池尺寸40×40m，深7.455m。左半幅路面及边坡雨水经排水边沟、路下盖板涵、进水箱涵段入进水池，右半幅路面及边坡雨水沿排水边沟直接进入进水池。当渗水池内水位低于24.704m时，水流由进水池经1.5×1.5m箱涵自流入渗水池，渗水池内水位高于24.704m时，关闭设在进水池后的铸铁闸门，采用排水泵抽排，控制进水池内水位不高于24.804m。

6.结语两个穿越铁路工程的排水泵站工程完工近10年，在雨季运行尤其在暴雨天气时发挥了重要的作用，确保了高速通行安全。通过这两个工程的实施，对以后类似穿越工程排水积累了宝贵的经验。建议在此类穿越工程中重点考虑以下几个原则：一是合理确定渗水池尺寸，充分利用渗水池容积，尽量减少占用耕地；二是当必须采用抽排泵站时，应充分发挥自排与机排结合的方式，小水时自流，大水时启动机排，既管理方便，又运用灵活；三是为减少泵站规模，其他区域的雨水应采取可靠措施严防汇入。□

2016-05-06

靳翠红，女，汉族，河北省水利水电第二勘测设计研究院，正高级工程师。