北京公铁立交桥排水问题的研究.pdf
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1、第 4 1 卷第 6 期 2 0 1 4年 6月 建筑技术开发 Bu i l di n g Te c h ni q ue De v e l o p me nt Vo1 41 NO 6 J un 2 01 4 北 京公铁 立 交桥 排 水 问题 的研 究 戴荣里 (中国 中铁 建工 集 团 ,北京 1 O 0 1 61 ) 【 摘要】通过对北京公铁立交桥整体排水状况调查与研究 ,借鉴 国内外城市排水系统的成功案例 ,以及北京市近 三年来的排水施工实践,对北京市公铁立交排水问题进行了梳理 ,为解决北京公铁立交桥排水难题提出 了可行性建议。 【 关键词 】公铁立交桥 ;排水系统 ;竖井;管网 【 中
2、图分类号】U 4 4 8 【 文献标志码】 A 【 文章编号】 1 0 0 1 - 5 2 3 X( 2 0 1 4 ) 0 6 - 0 0 6 3 - 0 5 RES EARCH oN DRAI NAGE P RoBLEM S oF HI GH Y AND RAI I W A Y VI ADUCT I N BEI JI NG 【 Ke y wo r d s 】 Da i Ro ng l i Dr a i n a g e p r o b l e ms o f h i g h w a y a n d r a i l wa y v i a d u c t s i n B e ij i n g a
3、r e s u mma r i z e d o n t h e b a s i s o f i n v e s t i g a t i o n a n d r e s e a r c h o n g e n e r a l d r a i n a g e c a p a c i t y o f h i g h wa y a n d r a i l w a y v i a d u c t s i n B e i j i n g , r e f e r e n c e s t o s u c c e s s f u l c a s e s o f d o me s t i c a n d f o
4、r e i g n u r b a n d r a i n a g e s y s t e ms , a s we l l a s d r a i n a g e c o n s t r u c t i o n p r a c t i c e s i n r e c e n t t h r e e y e a r s i n B e i j i n g F e a s i b l e p r o p o s a l s a r e p u t f o r wa r d f o r s o l v i n g t h e d r a i n a g e d i ffic u l t i e s
5、o f h i g h w a y a n d r a i l wa y v i a d u c t s i n Be U i n g h i g h wa y a n d r a i l wa y v i a d u c t s ; d r a i n a g e s y s t e m; s h a ft; p i p e n e t wo r k 1 北京公铁 立交桥排水系统的现状 随着北京 市 的快速 发展和铁 路建 设速 度的加 快, 公铁立交桥的建设越来越多, 随之而来的公铁 立交排水成为制约城市公共安全的突出问题, 越来 越引起公众 的广泛关注。 北京 市公 铁 立交 主要指上方
6、通行 铁路 而下方 通行公路的立交桥。这些 公铁立交 桥主要有以下几 种形式: ( 1 ) 封闭式与路持平的立交桥; ( 2 ) 封闭下 凹式立交桥 ;( 3 ) 通透式的高铁立交桥。 本文所 述的公 铁立交桥排水问题 , 主要针对上 述立交桥中的下沉 式公铁立交桥和封 闭式平接立交 桥, 主要侧重于分析城市主要街道和市区存在排水 问题的公铁立交桥, 同时兼顾铁路跨越北京市郊区 农村主要干道的公铁立交桥的排水问题进行研究。 纵 观公 铁 立交 排水 问题 的发 生原 因主要集 中 收稿 日期 : 2 0 1 4 0 5 1 2 作者简介: 戴荣里 ( 1 9 6 4 一 ) , 男, 山东临沂
7、人, 博士, 现从事城市建 筑生态技术研究工作。 在技 术和管理两大层面上。 从技术方面而言, 是排 水设施的数量和设置的科学性上尚未充足或不够 合理; 就管理层面而言, 存在维修保养缺乏全面到 位 的监管措施 、 责任不清和管理缺位的情况。 对北京 城 区主要交 通要道 而言 ,早 期 的公铁 立交桥 即使 有充足 的排水设 计能力 ,但 因后期建 筑物的大量增加和地面过多硬化使地表无法吸纳 更 多 的水 分 ,形 成雨季汇水 集 中,从 而造成排水 不畅 ,发生水灾事故 。 1 1 莲花桥积水档案 莲花桥 位于西三环 西客站西侧 与莲花池东路 立交 ,三环主路下穿铁路及莲花池东路。尽管 1
8、 9 9 4年就设计 了雨水泵站 ,2 0 0 4年对该泵站进行 了改造 ,设计暴雨强度出现的周期从 2年提高到 5 年 以上 。但是 在特大暴雨 期 间,仍然造成 了桥区 积水严重 , 从 l 8 :3 0 分开始积水 , 1 9 :0 0 切断道路 , 积水深度达 2 m以上,如此短促的时间形成的高 汇水量是 北京市公铁立 交排水遇 到的通病。莲花 6 3 第 6期 戴荣里:北京公铁立交桥排水问题的研究 第 4 1卷 桥周 围汇水 面积边 界不清 ,导致不该 汇进的暴雨 径 流涌人 ,形成源源 不断 的水流 和过大 的水量 。 降水水位达到了公交车高度的 2 3 ,小轿车则全部 没顶。这种
9、被动式排 水显示 出当时设计 排水设施 的能力不足 ,也是多数城区立交桥存在的问题 , 需进行系统改造 。 对北京市而言 ,公铁立交排水是一个复杂 的难题。就大范围而言 ,北京市 的公铁立交排 水管理分工为 :城 区内主要公铁立交排水 由北 京市排水集 团负责;而郊 区的排水 问题主要 由 铁 路 工务 部 门组织 排 水 或 由铁 路部 门签 订协 议 委 托 地方 政 府 进行 排 水 ,或 直接 由相关 村 庄 进 行排水。 排水和桥涵设施 的管理存在多家负责、 互 相 掣 肘 的情 况 ,在 设 计 、建 造 、运 营管 理 和 维修等方 面存在较多真空地带 ,造成排水责任 难 以界定
10、 或 难 以 落实 到 位 ,排水 设 施 得不 到 及 时整治 或系统 处理 。 从北京市现有的铁路可看出,四处延伸的铁 路线路除 了在主要城 区形成较大的公铁立交桥外 , 在沿 线郊 区还有数量 众多 的公铁立交 桥 ,单纯重 视 主要城 区的公铁立交 桥而忽视沿线 的立 交桥也 会给生活在郊区铁路沿线的群众带来雨季安全隐 患。根 据近年汛期公铁 立交桥 的受灾情 况分析研 究发 现 ,应 对郊 区公铁立 交桥分轻重缓 急予 以综 合治理。 1 2 北京公铁立交桥在“ 7 2 1 ” 事故后整改状况 “ 7 2 1 ”特大 自然灾害之后,北京市政府首 次 提 出了 “ 一桥一 策” 的方针
11、 。其 主要原则 为 : 在城 区 ,要 对频繁 出现的影响城市安全 运行 的立 交桥 下排水不 畅问题 进行系统研究 ,从 而加 以整 改解决 ,对经常出现积水 的路段 ,加快实施改造 。 随后北京市紧急启动了 7 4 座下凹式立交桥的泵站 改造工作计划 ,计划用时 3 年全部改造完成。改 造后, 所有桥区泵站均可应付 6 0 m m h的降水量。 截止到今 日,北京市仅对 2 O座下 凹式立交桥 进行了升级改造,城区仍有 6 4 座下凹式立交桥尚 未改造。一桥一策方案虽然从短期效果看会起到 一 定的作用, 但从长远看 , 缺少系统性排水方案 , 调蓄池建设是否对一个城市的长远发展构成其他
12、危害,也在专家探讨的课题范围内;也有专家建 议改变现有的排水管网设置,把公铁立交排水与 整个 城市 的排水 系统进行结合 ,考虑 城市的可持 续发展,将排水整治与地下水的补充相结合,提 出了打深洞渗漏雨水的方式进行排水,该方案从 长远看 ,有其历史价值 ,但短期 内实施有技术性 障碍和经济投入过大的问题 。 2 解决公铁立交桥排水问题的措施 公铁立交 道路排水 可分为 自流、蓄渗 、泵站 抽 升 3种方 式 ,也可采用几 种方式 的组 合。在彻 底解决北京公铁立交桥排水问题上,既要注重排 水泵站设置、排水管道铺设和雨箅子设计等细节 部位的数量、渗漏程度的设计考量外 ,更应该注 重各相关系统的专
13、员管理及其之间联合协同抗灾 能力 的形成 ,同时也应 注重排 水系统信息化 管理 和随时检测等环节 。 2 1 公铁 立交逆路排水的方式 2 1 1 自流排水 当公铁立交 附近有低 于立交 最低路 面的市政 排水管 渠或其他排水 出路时 ,即可采用直 接排水 方式 ,即 自流排水。 由于公铁立 交均设在交 通流 量大 的交叉路 口处 ,这些 地区大多建有市 政排水 管渠。因此,在考虑立交排水方式时,应尽量选 择 自流排水 。 自流排水 是最经济 、最安 全的排水 措施 ,无需 专职管理人 员和特殊工程设 施 ,也无 需消耗能源 。 但是北京公铁立交桥多为下凹式立交桥 ,地 域地标水平面低于周边
14、标高,所以自流排水仅应 用于部分公铁立交桥 。 将来可行的与补充地下水方案相结合的排水 方式 是在公铁立交桥 周围采取深洞 滤 网技术 ,即 将各深洞根据设计进行合理布置 ,深度打在地铁 线 以下 ,雨季通过洞 内滤 网和地下净化 方式补充 地下水 ,一方面减小汇水 面积 ,另一方 面可有效 补充地下水 。 2 1 2 蓄渗排水 北京是水质型缺水城市,设置蓄渗一体设施 排水 ,目前既解决 了公 铁立交下 的积水问题 ,又 补充 了地下水 ,还保证 了地下水不受 污染 。设置 水 质调 蓄池 ,可减少雨 水或合流污水排 到河流 的 量。在降雨历时较短、降雨总量较少时还可做到 雨水或合流污水对河流
15、的零排放 ,从而减少排入 水体的污染总量。利用地下蓄水池蓄洪,对下凹 式立交桥积水可起到 “ 削峰”作用。蓄水池排水 模 式实际是将桥 下积水先 引入 蓄水池 ,待汛情结 束后 ,池中积水可直接排入附近河道,或通过技 术 手段排人地下补 给地下水 ,蓄渗排水 同时也能 对生态环境 的保 护起到一定作用 。 当洪峰时,如水体 ( 或干管 ) 水位高于立交桥 第 4 1卷 戴荣里 :北京公铁立交桥排水问题的研 究 第6 期 路面最低点 ,可将不能 自流排除流量暂时引入蓄 水池贮存, 错开历时较短的洪峰, 待水体 ( 或干管 ) 水位回落 ,再 自流排 出。调蓄排水需具备条件 : ( 1 )立交 附
16、近有排水干管或河道 ,仅需修建较短 的出水管 ,即可在洪峰过后将 蓄水池放 空 ; ( 2) 汇水 面积较 小 ,蓄水量 不大 ,一 场雨产生 的全部 水量最好不超过 1 0 0 0 m ; ( 3 )在立交用地范围 内有布置蓄水池的合适位置 ; ( 4)与其他市政 管道无 较大 的交叉矛盾 ,立交 内雨水管道 能 自流 接人 蓄水池 蓄水 ,蓄水池 也能 自流接人干管 或河 道泄空 。 但该排水方式蓄水量有限,建设周期长,在 无降水季节形成了较大的景观障碍,同时该排水 方式相 对空 间用地较 大 ,在 城市 闹市 区实施 时搬 迁量 大 ,不宜 大面积推广 ,对城市未 来 的再建 设 可能构
17、成难 以拆迁的不 良影响 。 2 1 3 泵站抽升排水方式 泵 站是 以排水 为主要 目的 的抽 水站 。当下游 水体 ( 或干管 ) 水位 高于立交道路最低设计路面 , 又不具备修建贮水池的条件时,需设置泵站,抽 升排除立交范 围内的雨水 。泵站抽升排水可做到 : 高水 高排 ,避 免 向低地 汇集 ;主客水分 开 ,防止 上下游 排水矛 盾。该情况对 中小暴 雨可奏效 ,但 对特 大型暴雨效 果则不够 明显 。排水 效果还取 决 于泵站 品质 ,平 时需大量 的人工来 维护泵 站 ,在 极端情况下 ,无电操作时易造成水灾连续事故。 2 2 建立防涝预警系统, 调节设施检查频率, 制订专人看
18、护制度 若 健全 的雨水 管 网、调 蓄 、下渗 、泵 站抽 升 等内涝防治工程设施是 “ 硬件”基础,则以排水 防涝设施预警系统为代表的信息系统是先进的现 代 化 、数字 化管理手 段 ;以把灾 难消灭在 萌芽状 态为根本 ,积极安 排专人 看护 、定期 检验 、排查 排 水设施 运转状 态的规范 制度 ,是促进排 水 防涝 能力达 到飞跃 的 “ 软件”保 障。公铁立交 排水 防 灾的水平 “ 三分靠设施、七分靠管理”,北京市 公铁 立交排 水综合能力 正着重 于技术与管 理手段 的密切结合。北京市近年在主要公铁立交桥排水 信息系统的建设上花费了大量精力 , 取得了及时、 联动的信息传递效
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