既有橋梁增設危化品收集系統設計要點分析

閆 達， 李洪學

（天津市政工程設計研究總院有限公司，天津 300392）

隨著基礎設施建設的快速發展，跨越敏感水體的橋梁越來越多，早期建設的橋梁排水較多采用直排方式，橋面徑流會造成水環境的污染和破壞[1]，尤其載有液態化學品運輸車輛在發生交通事故時，容易造成泄漏事故，如果不加處理任其排放至自然水體，勢必造成極大的環境事故[2～3]。

譚生光等[4]以南方某高速公路為依托，提出了基于危險品運輸事故防控的橋面徑流收集和應急處理系統，對于橋面徑流的應急處理提出了建議；趙文儀等[5]對橋梁排水系統的整體設計及污染物、雨水的分類處理方面提出了建議。上述研究多從理論上分析了橋面徑流尤其是跨越敏感水體的橋面徑流應進行必要的分類處理，缺乏實踐。本文以實際工程為例，從設計、建設、運營多個階段的關鍵點進行論述，為此類工程提供經驗。

1 工程概況

橋梁橫斷面分為左右幅。主橋跨徑布置為50 m+3×80 m+50 m，單幅橋寬15.25 m。主橋為預應力變截面混凝土連續梁橋；北側引橋分為三聯，南側引橋分為兩聯，所有引橋均為預應力混凝土連續梁橋。主橋中跨標高較高，向兩側標高逐漸降低，橋面水由中間向四周側流淌。主橋及北側引橋第三聯、南側引橋第一聯的左幅橋左側懸臂下安裝有自來水管，右幅橋右側懸臂下安裝有天然氣管，左幅橋右側及右幅橋左側懸臂下安裝熱力管線。見圖1。

圖1 既有橋梁橫斷面

現狀橋梁在人行道外側或者防撞護欄內側設置了泄水管，順橋向間距10.0 m。泄水管為圓形鑄鐵管，直徑15 cm，開口于懸臂底部。北引橋第三聯和主橋雨水直排入松花江中；北側引橋第一、二聯、南側引橋設置收集管，收集后排入收水井，通過連接管排至橋兩側現狀市政雨水管道，既有排水收集管為PVC 材質，管徑15 cm，用管箍固定于懸臂和腹板上。

2 危化品收集系統設計要點

本工程設計排水系統見圖2。

圖2 排水系統

1）通過改造縱向雨水收集系統，收集橋面雨水及事故廢水。

2）在橋南北兩端各設置一座事故應急蓄水池，雨水管上設置閥門，通過閥門控制水流排入雨水管和應急蓄水池。

3）控制雨水、事故廢水水流方向的蝶閥采用遠程控制及手動控制。

（1）非事故時：FMN2、FMN4 及FMS2 蝶閥呈常閉狀態，FMN1、FMN3 及FMS2 蝶閥呈常開狀態，下雨時，養護單位遠程控制FMN2、FMN4 及FMS2 蝶閥開啟，FMN1、FMN3 及FMS2 蝶閥關閉或現場人員手動開啟FMN2、FMN4 及FMS2 蝶 閥，手動關閉FMN1、FMN3及FMS2蝶閥，收集的雨水通過FMN2、FMN4及FMS2蝶閥排入現狀雨水管道。

在中文語境下，美國研究的概念早就存在，它關注美國方方面面的研究，不是一個單一學科概念。外語專業的美國文學、政治學的美國政治、世界史的美國史、美國外交史、法學的美國法律、經濟學的美國經濟、藝術類專業的美國藝術等與美國有關的各種研究，都可納入美國研究范疇。美國研究分屬不同的學科，是一個非常寬泛的學科領域。

（2）事故發生時：收集的事故廢水通過FMN1、FMN3 及FMS2 蝶閥排入事故應急蓄水池，養護單位接到報警電話，通知事故水收集的專業環保單位立即到達現場，對事故水隨排隨抽，24 h 內由專業環保單位進行處理達標后排放，使事故應急蓄水池處于空池備用狀態。

基于以上要點，對橋面徑流收集系統、橋下排水管線進行改造，同時新建事故應急蓄水池。

3 既有排水系統改造

3.1 橋面徑流收集系統

由于主橋懸臂下不具備施作鋼塑復合管的條件，因此在主橋段人行道板內部施作縱向雨水槽，引橋段（無人行道）在懸臂下設置縱向雨水管，收集橋面雨水與事故廢水。

1）縱向雨水槽、雨水管設計。縱向雨水槽為鋼板焊接而成的矩形管，在現狀泄水孔處設開口，橋面雨水由此進入縱向雨水槽。在主橋和引橋銜接處，縱向雨水槽設異形集水箱，伸出人行道板外墻和雨水管連接。雨水槽和混凝土接觸的部位均需用環氧砂漿黏結。見圖3。

圖3 雨水槽設計

雨水槽施工前需拆除人行道板，施工中需要鑿除部分人行道板內隔墻結構和瀝青鋪裝層，施工后恢復人行道板。

縱向雨水管設置于懸臂根部的支架上，通過三通、直管和彎頭等與現狀泄水孔連接。

2）伸縮縫處排水系統設計。由于梁體變形會引起橋梁縱向雨水管、雨水槽的變形；因此在伸縮縫處需要設置伸縮裝置。對于雨水槽，在伸縮縫處將矩形管斷開，交叉重疊設置，在內側銜接處黏結橡膠帶，起到密封的作用。對于雨水管，在橋梁伸縮墩處設置軸向波紋補償器，伸縮補償量滿足橋梁要求，補償器兩端采用法蘭與縱向排水管連接，設置盲板，便于管線清洗。

另外橋梁伸縮縫端部經常會漏水，在伸縮縫處設置截水槽，收集伸縮縫漏出的水，通過金屬軟管排入縱向排水管。見圖4。

圖4 伸縮縫截水槽

3）排水坡度及管件連接。排水坡度與橋面縱坡一致，利用橋面現狀泄水孔收集雨水及事故廢水。

現狀水管與彎頭、三通、直管、縱管均采用法蘭連接，即在現狀水管端施作法蘭，然后進行連接。

3.2 橋下排水系統

根據橋下地形，在地面或路基邊坡外新建排水管線，將水引入事故應急蓄水池。

橋上排水管和橋下排水管銜接處以及橋下排水管轉彎處均設置雨水檢查井。橋下排水管線末端接入事故應急蓄水池。

縱向雨水管道通過岸上起始橋墩處雨水立管排入埋地雨水管，埋地雨水管通過蝶閥控制，將收集的事故廢水排入事故應急蓄水池或收集的雨水排入現狀雨水管道。

4 事故應急蓄水池設計

雨水不經過應急蓄水池，應急蓄水池只負責收集事故廢水。

4.1 選址

由于本橋周邊用地比較緊張，同時為了便于清理沉積物和抽取化學品，事故應急蓄水池選擇于橋下空地。池外側設置高度≮2 m的防護網和危險警告標志，防止非工作人員進入。

4.2 容量設計原則

根據要求，大橋雨天嚴格禁止危化品車輛通行，應急蓄水池僅考慮非下雨時段的事故使用，最大收集量按180 m3設計，如危化品及消防廢水未能收集至橋面雨水口排入應急蓄水池；而是通過地面徑流排入輔路排水管，直接或間接造成的水體污染等事故，不在本工程設計范圍內。

4.3 運營管理

本工程為應急工程，僅就發生事故時流入橋梁上雨水口的危害性液體進行收集，當事故發生時，負責清理的專業公司需立即到場，對現場進行清理并清空應急蓄水池。事故后需對受影響的收集系統進行清洗并確保清洗后雨水排放滿足當地排放要求。

為保證收集系統密閉性，每年及每次事故后，均需對整個系統進行密閉性試驗。

需在蓄水池上安裝液位報警系統，當應急池內有液體流入時，發出報警訊號通知有關管理部門，以確保負責清理的專業公司能夠及時到場；同時，應急池上需安裝監控攝像頭，以防人員墜入池體，破壞閥門等設施。

5 結論

本文對橋梁在空間受限的條件下危化品收集系統的設計進行了研究，既滿足橋面雨水的收集排放要求，又滿足特殊情況下危化品的收集處理要求，為此類工程的設計、建設、運營等工作提供一定的借鑒。