過水源保護區的高速公路排水設計——深圳市南光高速公路設計淺談

于傳海,閔學生

(1.中鐵二院工程集團有限責任公司,四川成都 610031;2.四川路橋建設股份有限公司,四川成都 610041)

過水源保護區的高速公路排水設計
——深圳市南光高速公路設計淺談

于傳海1,閔學生2

(1.中鐵二院工程集團有限責任公司,四川成都 610031;2.四川路橋建設股份有限公司,四川成都 610041)

結合某高速公路經過深圳經濟特區水源保護區,介紹了排水及帶有污染性質的路面水處理方案。

水源保護區; 公路設計; 排水; 環保

在交通通道資源日益緊缺的條件下,深圳南光高速公路不得不穿過水源保護區的范圍。為尋求經濟發展與環境保護的平衡,需要做好環保工作,其中除了空氣、噪音等污染外,水源的污染控制是所有環境保護措施中的重中之重。由于目前建設的高速公路絕大部分路面均采用瀝青路面,瀝青有劇毒,因此路面水需要單獨收集、處理后排放,才能徹底解決對水源保護區內水的污染控制。

本項目路線有19 km路段經過II級水源保護區,為保護水源區環境,本項目在國內首次采用雙邊溝分排路面、路基水,也是首次采用生物濾池處理初期雨水,并用應急池貯存突發事故時泄露的有毒有害液體,以保護水資源不受污染。

1 路面雨水收集

圖1 雙排水系統

南光高速公路沿線水系較為發育,地表水豐富,公路經過的鐵崗水庫、石巖水庫、西麗水庫等水源保護區,為保護水源環境路基排水突破傳統的排水方式,采用雙排水系統,分別收集路面雨水和路基邊坡雨水(圖1)。

路面水收集分一般路堤路段、超高路堤路段、擋土墻路段、提升路面水排導溝于路肩位置的路段、一般挖方路段、超高挖方路段和管道收集路段等情況分別進行設計。

設計遵從排水通暢,盡量減少路面水出口,減少處理池原則,并注意出口與處理池位置協調問題。

1.1 一般路堤路段

在路堤邊溝內側并排設置路面水排導溝,采用在土路肩內側設攔水帶匯集路面徑流,通過急流槽進入路面水排導溝(圖 2)。

1.2 超高路堤路段

圖2 一般路堤路段路面水收集示意

在邊坡坡腳路堤邊溝內側并排設置路面水排導溝,左側路緣帶設置縱向蓋板溝匯集路面徑流,間隔一定間距設置集水井,經橫向排水管通過急流槽進入路面水排導溝,若同側邊坡坡腳無路面水排導溝,橫向排水管則從中央分隔帶底部穿出,經另一側急流槽進入路面水排導溝(圖 3)。

圖3 超高路堤路段路面水收集示意

1.3 擋土墻路段

路肩擋土墻或懸臂式擋土墻路段,路面水排導溝在防撞欄內側設置(圖4)。

圖4 擋土墻路段路面水收集示意

1.4 提升路面水排導溝于路肩位置的路段

為減少雨水處理站站點,節省資金和用地,需要路面水沿路線縱坡方向排導的路段將其路面水排導溝提升至土路肩外側設置(圖5)。

圖5 提升路面水排導溝示意

1.5 一般挖方路段

一般挖方路段,路面水排導溝設置于路塹邊溝內側,路面徑流直接匯入路面水排導溝(圖6)。

圖6 一般挖方路段路面水收集示意

1.6 超高挖方路段

超高挖方路段在左側路緣帶設置縱向蓋板溝,對于較長的路塹超高路段,集水井匯水橫向排出困難時,集水井通過縱向排水管連接,將路面匯水引入路堤段集水井,再通過橫向排水管、急流槽排入路堤邊溝(圖7)。

圖7 超高挖方路段路面水收集示意

1.7 管道收集路段

路面水采用以邊溝收集為主,管道收集為輔的方式,根據實際情況,綜合考慮經濟性和可行性,以下情況路面水采用管道方式收集。

(1)涵洞、通道過密,或周邊無合適地點設置雨水處理站,為減少排放點個數,采用管道方式收集;

(2)填挖路段交替過密,路面水走向大致沿路線縱坡,但需要局部稍做調整的路段;

(3)沿途無合適位置設置雨水處理站,路面水收集路段過長,采用路面水排導溝收集會導致溝型尺寸過大,為節約用地,采用管道方式收集;

(4)受既有道路或地物控制,用地紅線受限,無設置路面水排導溝條件的路段,采用管道方式收集。

管道方式收集路面水一般路段路面徑流可采用路面水排導溝或者篦子方式收集后,再由橫向排水管匯入中央分隔帶下檢查井中;超高路段路面徑流則仍然采用超高外側左側路緣帶設置縱向蓋板溝,間隔一定間距設集水井,集水井位置應與中央分隔帶下的檢查井對應,通過橫向排水管將集水井中雨水匯入檢查井中(圖8)。

圖8 一般路段管道收集路面水示意

2 路面雨水的處理

2.1 路面雨水處理工藝

根據初期雨水的性質和流量,設計出的水生物濾池,將人工濕地、過濾、滲濾等多種處理工藝綜合在一個處理構筑物內,輕度污染的初期雨水經過格柵※沉淀※植物吸收※過濾※滲濾等處理工藝后,補充地下水或經地下滲流至附近的水體,作為水資源重復利用。首次在雨水處理站中引入了突發事故應急池,不僅可以對初期雨水進行處理,還可以通過控制閘門的開閉,將高速公路突發事故時泄漏的油類和有害有毒物質儲存在應急池內,避免了有毒有害物質對水源的污染。在水生物濾池中種植水生植物,在應急池池頂種植綠色植物,可以營造一個自然的濕地環境。在旱季缺水時由于有較好的植被,不會出現大面積裸露的土壤或鋼筋混凝土,與自然景觀可以較好的融合(圖9)。

圖9 路面雨水處理設施

水生物濾池和應急池沒有能耗,只需要每半年對濾池內的濾料進行清洗,每年冬季收割一次植物(蘆葦),可用作造紙原料,運行費用極低。

目前國際上對初期雨水處理的方法主要包括:沉淀、過濾、人工濕地或將其排入污水管網。本設計中采用的水生物濾池,將人工濕地、過濾、滲濾等多種處理工藝綜合在一個處理構筑物內,處理效果更好。

2.2 突發事故的應急處理

為了防止在水源保護區路段因車禍造成的大量油品、有毒化學品泄漏流入水庫,污染約 200萬人口的飲用水和生產用水水源,設計中在每個路面雨水處理站設置突發事故應急池一座,用以截流突發事故時泄漏的有害物質。考慮到發生突發事故時正在下雨的不利情況,二級水源保護區內應急池的容積按深圳市5年暴雨重現期時20min的降雨量確定,其中靠近一級水源保護區的路段, 按25m in的降雨量確定。要求公路管理部門在突發事故發生后的20min之內趕到事故現場,進行緊急處理。

應急池采用鋼筋混凝土構造,并對池體內部做了重防腐處理,當池內儲存有毒物質、強酸強堿或被污染的雨水時,可以避免污水通過滲透污染周圍的環境和水體。事故發生后,公路管理人員必須將應急池內的污水抽出,送至城市污水處理場處理。池體要沖洗干凈。為美觀起見,池頂覆土種植各種綠色植物。

在水生物濾池中種植水生植物,在應急池池頂種植綠色植物,可以營造一個自然的濕地環境。在旱季缺水時由于有較好的植被,不會出現大面積裸露的土壤或鋼筋混凝土,與自然景觀可以較好的融合。

3 結束語

公路設計要具有環保的設計理念,應對環保有影響的各方面因素和可持續發展貫穿在設計全過程之中。

[1] JTG D 20-2006公路路線設計規范[S]

[2] 交通部公路司.新概念公路設計指南[M].北京:人民交通出版社,2005

[3] JTJ/T 006-98公路環境保護設計規范[S]

U412.36+6.2

B

2010-01-18

于傳海(1979～),男,本科,工程師,從事道路設計工作。