摘要:本文从近年来惠州市市政排水设施改造的实例出发,通过对惠河高速连接道下穿京九铁路通道受涝的原因分析,初步探讨了改造的措施与方法。
关键词:通道受涝的原因分析;工程改造措施
惠州市在继获得中国优秀旅游城市、国家园林城市、国家卫生城市、国家环保模范城市四大金牌之后,2009年又荣获全国文明城市称号,迎来了城市建设的又一次飞跃。在经济飞速发展、城市地位不断提高的同时,对城市基础设施的建设要求也逐步提高,一些项目的实施与改造成为民生工程,一些历史上遗留下来的建设问题,被市民、网民所关注。排水、排涝设施与市民的生活息息相关,直接影响到市民的居住环境和出行条件,是城市文明的重要标志。本文从近年来惠州市市政排水设施改造的实例出发,通过对惠河高速连接道下穿京九铁路通道受涝的原因分析,初步探讨了改造的措施与方法。
一、 工程概况:
惠河高速连接道是连接惠河高速公路与惠州市中心道路网的一条城市次干路,道路红线宽度24米,设计时速60Km/h,道路全长3Km,是惠州市火车西站片区通往惠河高速的主要通道。道路交通以货运交通为主。该道路在K0+500处以三孔通道方式下穿京九铁路桥,受铁路标高限制,形成低洼的三孔通道。该工程建于90年代初,建设标准偏低,成为该片区的排水瓶颈,每逢雨天三孔通道被水淹没,雨大时积雨量达到两米深,对周边居民的出行、周边学校的学生上学、回家造成较大影响,甚至达到了中断交通的程度。排水等基础设施的不完善,直接影响了该片区的房地产开发,房地产开发遇冷又导致基础配套设施建设的滞后,形成恶性循环。市民对该问题反映较为强烈,希望能彻底解决淹水问题,对此相关管理部门决心对该通道内涝做综合整治,2009年立项为市10大民心工程。
二、通道受涝原因分析
为了找到问题的原因,分析基础资料、现场实地踏勘的就成为首要工作,通过对该片区地形图,规划图及现状建设情况分析,及主要控制标高的复测,基本掌握了该项目范围内的地形、地貌情况。该区域为典型的山地、丘陵地形,由连绵不断的山岭组成,区域中部低,以规划道路和现状道路为主,四周标高较高,主要为山地,区域内坡度起伏较大,由道路走向引导排水流向,区域内建有一条5米宽,3米深的排洪渠,该排洪渠是主要的排洪通道。该三孔通道受淹的原因是多方面,主要有如下的三方面:
1、三孔通道周边为山区地形,汇水面积大,约十几平方公里,雨水通过该排洪渠排走。区域内排水系统极不完善,管道系统设计标准低,缺少必要的边沟截流山洪水。造成了雨天时不能及时排走的雨水最终流到道路上,三孔桥下穿式通道为该片区道路的最低点(标高14.00米),造成其它道路(平均标高20~40米)的雨水最终流向三孔通道,造成较大的积水,道路坡度较大,一定程度上又加剧了积水上涨的速度,因而与当地实测的基本情况也吻合,暴雨开始十分钟内,三孔通道内上游十字交叉路口内很大的水流从三个方向,向三孔通道聚集,很短时间积水开始上涨。
2、现状排洪渠排洪标准低,断面宽度小,平均4~5米,沟深浅,仅为三米。雨天时排洪渠内水量几乎达到满渠的程度,甚至出现漫上道路的情况。三孔桥下穿式通道为该片区道路的最低点(标高14.00米),排洪渠底的标高为13.0米,道路标高只比沟底标高高1.0米,雨天时通道内雨水不仅不能顺利排入排洪渠,还形成雨水倒灌,具体见“受淹原因分析图”。
3、现状排涝泵站的规模偏小,现状三孔通道排涝站的设计流量200立方/小时,雨量大时抽排不及时,仍然存在大面积积水现象。以2008年6月13日的暴雨情况为例,三孔通道被淹的水,现有泵站需连续抽排7.5小时才能排干,现有泵站的抽排能力严重不足,现状泵站设计对设计流量的把握出现了较大偏差,或者是受到建设资金的限制,总之,现状泵站的装机规模明显不能满足排涝的要求。只能起到缓解的作用。
三、改造思路与措施
通过以上的分析,找到了惠河高速连接道三孔通道淹水的主要原因,对其进行改造,也有了基本的思路和方向。其形成原因是多方面,因而改造也应从多方面着手,需要城建、水利等多部门的综合整治,才能从根本上解决这一棘手的问题。具体有如下三方面的措施:
1、对与惠河高速连接道相连的已实施的周边道路进行改造,改造现有管道系统,废除一些常年淤塞的小管道,重新设计高重现期的管道;沿靠山体的道路边修建截水边沟等集水设施,加大对雨水的收集,减少雨水流入路面;对未实施的道路排水系统进行高标准的建设,增加排水能力,从根本上减少流到三孔下穿式通道的雨水。但周边用地的开发具有时效性,排水系统的完善也需要时间,对旧路的改造投入经费较大,该措施是一个逐步改造完善的过程。为提高短期改造的效率,可以先找出三孔通道上游十字交叉路口处的三条道路排来的主要雨水的来源,对这三条路的排水设施进行整治,减少暴雨时汇入三孔通道的雨水量。这样的改造可以取得立竿见影的效果,直接减小了泵站的装机规模。
2、对现状排洪渠进行改造,由现状的10年一遇的排洪标准,提高到20年一遇排洪标准,加大排洪渠的断面宽度和渠深,加大排洪渠下游排洪泵站的装机规模,最终减小排洪渠的水位高度,从而减少水倒流回管道的情况,通过降低排洪渠底标高,降低了整个排洪渠的水位标高,从而改善了整个片区内排水的出流条件,避免了洪水倒灌,减少了淹没出流的情况,使排水能够更通畅。
3、三孔通道的实际标高情况决定了依靠重力流排放是无法解决内涝问题的,要从根本上解决必须采用压力强排的方式,因而必须对三孔通道现状排涝泵站进行改造,增大装机规模,通过压力流排放雨水。对扩建泵站的设计流量的把握成了设计的关键,如果设计流量偏小,那么泵站强排的力度不够,还可能出现短时间淤水的情况,设计流量过大,虽然偏安全,会造成投资的浪费。同时设计流量的把握也是一个难点,因为流入三孔通道的总流量是可以通过汇水面积计算的,这个流量一定很大,必须扣除现状排水管道已经分担了的流量,这个流量却不好把握,一方面必须对现状管线有充分的了解,另一方面现状管线有多少管线可以正常使用却无法获得。为了更好的把握设计流量,可以采用计算结果和三孔通道过去实际受淹观测统计结果相结合的办法来确定设计流量。通过初步估算,可以选用四台350QW1200-18-90水泵,三用一备,设计规模3600方/小时。根据雨量的大小,依据集水池的水位高低控制水泵的开启台数,起到了经济节能的目的,对于很大强度的暴雨也能顺利的排放,同时增设de600压力专用管道,将水直接排入排洪渠。另一方面在铁路桥下增设集水沟,将内涝水及时排向泵房集水池。
4、采取一些小的技术措施,在管道排入排洪渠的出口出,防止洪水倒灌,可以安装拍门。虽然是一点小改造,但有效的改善了排水出口的出流条件。
四、结论与建议
城市排水系统是一个复杂的系统,具有连续性,综合性。造成积水、受淹的情况也是多方面的,有规划编制不科学,不合理造成的,也有受外在条件限制,满足主体工程需要而牺牲附属配套工程造成的、还有因建设资金不足而降低建设标准造成的,也有因开发建设的无序、建设滞后造成的,在城市化进程不断加快的今天,对排水设施建设的要求也越来越高,需要综合的分析问题,全盘的考虑,这也对设计人员提出了更高的要求,只有这样才能更好的完成设计任务,使设计成果更科学、经济,合理。
参考文献:
【1】 孙慧修.排水工程.北京:中国建筑工业出版社
【2】 姜乃昌.水泵及水泵站.中国建筑工业出版社
【3】 《城市排水工程规划规范》GB50318-2000
【4】 《室外排水设计规范》GBJ14-87
【5】 《惠州市火车西站分区规划》