桥梁排水事故收集池设计探究

王革来（广东省交通规划设计研究院股份有限公司，广东 广州 510635）



桥梁排水事故收集池设计探究

王革来（广东省交通规划设计研究院股份有限公司，广东 广州 510635）

桥梁排水按照常规做法为经桥面雨水口收集后通过沿桥墩敷设的雨水立管直排至桥下自然水体，但当桥梁跨越水域环保要求较高时，如发生交通事故造成液态化学危险品泄漏，常规排水做法会对桥下水体造成较大污染，有必要对此类桥梁排水设置事故收集池，受污染的排水经收集池暂存后，再排入自然水体。结合工程实际，就事故收集池的设置形式，容积计算，运行维护等方面进行探究，相关方法可为新建跨越敏感水域的桥梁排水设计提供参照。

敏感水域；桥梁排水；事故收集池；雨水量

引言

随着国家经济水平的提高，公路建设里程和机动车保有量持续增长，由此带来的各类交通事故频繁发生。液态化学危险品运输车辆在发生交通事故时，容易造成泄漏事故，当该事故发生在跨越敏感水域的桥梁上时，如不对泄漏事故区域的排水进行有效隔离暂存，任其排放至自然水体，势必造成极大的环境污染事故。

本文通过对实际工程的排水系统进行分析，提出对跨域敏感水域桥梁雨水进行有组织的排放，并在系统排放入自然水体前设置排水事故收集池，从而提高发生事故的反应时间，避免造成因交通事故连带发生的污染水体环保事故。

1　工程概况

某大桥位于广东省梅州市西北部，跨越程江河，是梅州市城市道路网规划的重要组成部分。大桥采用双向六车道公路兼顾城市道路功能，设计速度30km/h，荷载标准公路Ⅰ级、城市A级，桥梁、路基宽度均为40m，大桥全长113.6m，桥面最大纵坡为3%。程江河水域环保要求较高，根据当地环保部门要求，对桥面雨水需进行有组织排放，并设置相关沉淀设施，不得直排入程江河内。

2　设计过程

2.1排水管道设计

根据 《室外排水设计规范》（GB50014-2006，2014年版）［3］第3.2.1条规定，雨水设计流量Qs（L/s）计算公式如下：

式中：Ψ-径流系数，混凝土或沥青路面取0.95；F-汇水面积，等于桥面宽度乘以参与汇流的桥面长度（hm2）；q-设计暴雨强度［L/s·hm2）］，设计暴雨强度计算公式《室外排水设计规范》［3］第3.2.3条仅提供了通用计算公式，但其中参数选择应根据各地实际情况按照统计计算方法进行确定，本项目所在位置暴雨强度公式如下：

式中：P-设计重现期（年），按照《室外排水设计规范》［3］第3.2.4条规定，本工程桥梁雨水排水重现期取5年；t-降雨历时，为地面集流时间与管道流行时间累计值，本次计算合计取15min，经计算可得本次雨水设计流量为162.95L/s，接入事故收集池的雨水总管采用钢筋混凝土排水管，管径D600，管道坡度0.002，管道满流时最大设计排水能力274.54L/s，满足桥梁雨水排水需要。

2.2事故收集池设计

2.2.1设计原理

根据《公路环境保护设计规范》（JTGB04-2010）［5］第6.4.2条规定，公路在经过水环境质量要求较高的水体时，路面径流雨水在排入该水体前应设置沉淀池处理。结合环保部门关于本工程排水的环保要求，本次设计的大桥排水系统事故收集池的设计应达到以下三个目的：

（1）对由桥梁上发生小型交通事故造成的少量漏油引起的雨水径流起隔除浮油作用；

（2）对由桥梁上积累的沙尘和固体颗粒状垃圾引起的雨水径流起沉砂作用；

（3）对由桥梁上发生大型交通事故造成泄漏的大量化学危险品和冲洗水起贮存作用。

通过对本工程桥梁雨水系统的分析，本次设计的桥梁雨水排水有组织收集排放系统原理见图1。

图1　雨水收集排放系统原理图

2.2.2事故收集池容积的确定

事故收集池的最大设计容积应按实际分两种情况考虑：①事故发生时正在下雨，事故收集池容积为因事故造成的液态化学危险品容积V1和桥面受污染雨水径流容积V2之和；②事故发生时没有下雨，事故收集池容积为因事故造成的液态化学危险品容积V1和处理现场的事故冲洗水容积V3之和。事故收集池设计容积应按以上两种情况的计算结果较大值的情况作为设计依据。

经调查，目前中国常见的运输液态危险品的车辆，包括运油品的槽罐车和化工液体运输车，其容积在2～50m3之间，较常见的多在30m3以下，关于危险品运输车辆发生事故时危险品泄漏量概率见表1［4］。

表1　公路交通事故中的油罐车泄漏概率

由表1［4］数据可见，油罐车发生泄漏事故时油品泄漏量大于2kg的事件是一小概率事件，也即一般事故造成的泄漏量多在几个立方，结合实际情况，考虑风险因素和不利状态，本工程按一次事故产生液态化学危险品泄漏容积V1=30m3考虑。

事故发生时受污染雨水径流的计算，应考虑桥面坡度和雨水口截流效率的因素，本工程雨水径流受污染面按全部汇水面积考虑，设计雨水径流收集量按桥面初期雨水弃流量计算，参照 《建筑与小区雨水利用工程技术规范》（GB50400-2006）［2］第5.6.5条规定，初期弃流量为设计径流厚度与汇水面积的乘积，参照 《建筑与小区雨水利用工程技术规范》［2］第5.6.4条规定，地面雨水弃流厚度可采用 3～5mm，本工程地面设计径流厚度取4mm，经计算总初期雨水弃流量V2=40× 113.6×4=18.17m3。

事故发生后产生的地冲洗水量参照 《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003，2009年版）［1］第3.1.10条规定，地面冲洗水量按每平方每次冲洗水量3L计算，考虑车辆长度等实际情况，事故发生后需要地面冲洗的面积按沿桥长度50m计算，即每次设计地面冲洗水量V3=50×40×0.003=6.0m3。

结合以上计算，本次事故收集池设计总有效容积取50m3，事故收集池平面尺寸为长度6m宽度6m，池内最大有效设计水深1.4m，隔油板底距池底0.5m，隔油部分面积22.8m2，设计隔油厚度0.3m，最大设计隔油量6.84m3，沉砂面积36m2，最大设计沉砂厚度0.4m，最大设计沉砂量14.4m3，事故收集池在正常状态下（池内无沉砂）最大设计受污染水和液态化学危险品收纳容积为50.4m3。事故收集池平面图与剖面图见图2～3。

图2　事故收集池平面图

图3　事故收集池剖面图

2.2.3事故收集池运行维护

（1）本工程事故收集池兼具雨水沉砂池功能，因此在建成后期运行维护期间，应根据池内沉砂量和沉砂周期按需定期清掏池内沉砂。

（2）本工程事故收集池对桥面雨水径流具有隔油作用，因此池内常态下会储存一部分浮油，由于油份的挥发作用，在后期运行维护期间人工进入池内清掏操作前，需对池内有害气体进行检测，如池内有害气体超标，需先对池内空气进行鼓风换气，确保空气安全后方可人工进入操作。

（3）事故收集池应设置检修人孔，人孔盖板可选用通透型盖板，兼具通气功能，人孔周边严禁烟火；检修人孔盖板下方应设置防坠网，防止人员跌落。

（4）事故收集池在事故状态下如油类或其他液态危险化学品容量较大，超过隔油板储油容量，应果断人工操作关闭隔油池出水口闸门，油类或其他液态危险化学品，以及受污染的雨水径流或冲洗水均收集暂存于池内，后期用槽车运送至相关污水处理厂进行处理。事故收集池闸门采用木质闸板，其下缘和两侧设置密封橡胶条，其顶部设置吊环，方便闸门操作。

（5）事故收集池周围应设警示标志，并宜设置围栏，事故收集池应有专人定期维护检修。

3　结论

本文通过对大桥排水系统设置事故收集池的设计探究，在防止跨越敏感水域桥梁上出现重大交通事故时连带引发水体环境污染方面，有积极和实际作用。随着国家经济水平的提高，对于水域水体的环境保护意识越来越强，跨越水体的桥梁排水采取传统的直排入河和直排入江的排水系统已现不足，将桥梁排水有组织的收集集中排放，并在排水最终进入自然水体前设置事故收集池，对于控制事故风险，方便事故善后，保护水体环境方面，具有现实意义。

［1］上海现代建筑设计（集团）有限公司．《建筑给水排水设计规范》（GB500 15-2003）［S］．北京：中国计划出版社，2010．

［2］中国建筑设计研究院．《建筑与小区雨水利用工程技术规范》（GB50 400-2006）［S］．北京：中国建筑工业出版社，2006．

［3］上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司．《室外排水设计规范》（GB50014-2006）［S］．北京：中国计划出版社，2014．

［4］陈莹，赵剑强.跨越敏感水域桥梁应急排水系统设计计算方法［J］.长安大学学报：自然科学版，2008，28（5）：81～85.

［5］中交第一公路勘察设计研究院有限公司.《公路环境保护设计规范》（JTGB04-2010）［S］.北京：人民交通出版社，2010.

王革来（1980-），男，工程师，学士学位，主要从事给排水设计工作。

U442.5

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2095-2066（2016）09-0215-02

2016-3-12