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跨越敏感水體公路橋梁排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

文檔作者：曹永煌文檔來源：深圳市市政設(shè)計(jì)研究院有限公司		更新日期： 2026年04月03日	點(diǎn) 擊數(shù)：
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工程技術(shù)研究 第9卷 總第171期 2024年10月 工程設(shè)計(jì)
177
摘要：為防止橋面雨水徑流或危險(xiǎn)化學(xué)品進(jìn)入敏感水
體污染水源，文章以廣東某跨越Ⅱ類敏感水體的橋梁
為研究對象，從橋面坡度、泄水口、縱向排水管三個(gè)
方面出發(fā)，分析了橋面雨水徑流收集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，
并從應(yīng)急池工藝、構(gòu)造、容積計(jì)算、應(yīng)急預(yù)案等方面
著手，分析了橋梁下方應(yīng)急池的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，研究成果
可為類似的橋梁排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供借鑒。
關(guān)鍵詞：敏感水體；公路橋梁；應(yīng)急池；排水系統(tǒng)
Abstract: In order to prevent the bridge deck rainwater runoff or dangerous chemicals from entering the sensitive
water body to pollute the water source, this paper takes a
bridge crossing class II sensitive water body in Guangdong
as the research object, analyzes the key design points of the bridge deck rainwater runoff collection system from three aspects of bridge deck slope, drain opening, and longitudinal drainage pipe, and analyzes the key design
points of the emergency pool under the bridge from the aspects of emergency pool technology, structure, volume calculation, and emergency plan. The research results can provide reference for the design of similar bridge drainage
system.
Keywords: sensitive water body; highway bridge; emergency
pool; drainage system
分類號：U417.3
1 工程概況
1.1　橋梁概況
文章以廣東省某公路橋梁為研究對象，其主橋長
380 m，橋面全寬按雙向八車道 +人行道設(shè)計(jì)，橫向
跨越敏感水體公路橋梁排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)
曹永煌
深圳市市政設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東 深圳 518000
The Design of Drainage System for Highway Bridge Crossing Sensitive Water Body
CAO Yonghuang
Shenzhen Municipal Design &amp;amp; Research Institute Co., Ltd., Shenzhen 518000, Guangdong, China
DOI:10.19537/j.cnki.2096-2789.2024.19.058 .
分為左、右兩幅，且左、右兩幅完全獨(dú)立、完全對稱，
每幅橋面寬 26.1 m。橋梁跨越河道，該河道為Ⅱ類水
體，在此修建橋梁須對水環(huán)境保護(hù)問題十分敏感。
1.2　排水系統(tǒng)總體方案
降雨徑流或橋面運(yùn)輸危險(xiǎn)化學(xué)品車輛發(fā)生傾覆，
都會(huì)對橋梁下方河道的水環(huán)境造成極大污染。因此，
必須充分重視該河道的水體保護(hù)問題，設(shè)計(jì)橋面徑流
應(yīng)急收集系統(tǒng)，制訂完善的應(yīng)急預(yù)案。為了降低降雨
初期路面徑流對水質(zhì)的影響，橋梁應(yīng)設(shè)計(jì)完善的徑流
收集系統(tǒng)，采用專門的管道收集橋面徑流，將徑流引
到橋梁兩側(cè)設(shè)置的應(yīng)急池中。同時(shí)，應(yīng)急池兼具沉淀
隔油和蓄毒作用，可截流事故徑流和初期雨水，避免對
河道水體造成污染和破壞。需注意，橋面徑流收集系統(tǒng)
及水池的設(shè)計(jì)標(biāo)高均須高于所跨河道的最高水位 [1]。
2 橋面徑流收集系統(tǒng)設(shè)計(jì)
若不能快速排出橋面徑流，則會(huì)導(dǎo)致橋面徑流流向
橋梁下方的敏感水體。對此，可從橋面坡度、泄水口及
縱向排水管等方面入手，設(shè)計(jì)橋面徑流收集系統(tǒng) [2]。
2.1　橋面坡度和泄水口設(shè)計(jì)
（1）橋面坡度設(shè)計(jì)。根據(jù)《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》
（JTG/T D33—2012），橋梁的橫向和縱向排水坡度不
宜過小，否則橋面徑流難以匯入排水管內(nèi)。橋面橫向
排水坡度宜與路面橫坡保持一致，縱向排水坡度不宜
小于 0.5%。由于該橋梁橋面設(shè)置了人行道，因此應(yīng)傾
向行車道設(shè)置 0.5% ～ 1.5% 的橫坡。
（2）泄水口設(shè)計(jì)。結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)，在該橋梁的行
車道邊緣處設(shè)置泄水口，泄水口為圓形，直徑為 100 mm，
管口選用鑄鐵材料。泄水管的頂部應(yīng)設(shè)置格柵蓋板，防 作者簡介： 曹永煌，男，本科，工程師，研究方向?yàn)榻o排水設(shè)計(jì)。
工程設(shè)計(jì) 2024 年 第 19 期 總第 171 期 工程技術(shù)研究
178
止路面垃圾堵塞泄水管。泄水口的頂面要比周圍的橋
面鋪裝層略低，確保橋面徑流順利流入泄水口 [3]。泄
水口間距為 5.0 m，并在橋梁伸縮縫的上游方向、凹形
豎曲線最低點(diǎn)及其前后 3.0 m 處各增設(shè) 1 個(gè)泄水口。
2.2　縱向排水管設(shè)計(jì)
該橋梁的縱向排水管采用 304 不銹鋼管，按當(dāng)?shù)?
計(jì)算流量確定管徑，并驗(yàn)算管內(nèi)流速。由于該橋梁的
縱向排水管為金屬管，JTG/T D33—2012 要求管內(nèi)最
大流速≤ 10 m/s。
縱向排水管流量的計(jì)算公式如下：
（1）
（2）
式中：Q 為計(jì)算流量；ψ 為徑流系數(shù)，取 0.9 ；q 為
暴雨強(qiáng)度；F 為橋面匯流面積；P 為重現(xiàn)期，取 5.0 a；t 為
降雨歷時(shí)，取 15.0 min。
縱向排水管水流速度的計(jì)算公式如下：
（3）
式中：v 為平均流速；n 為排水管粗糙系數(shù)；R 為水
力半徑（過水?dāng)嗝婷娣e與過水濕周的比值）；I 為水力
坡降。
假設(shè)排水管管徑為 300 mm，將橋梁寬度、長度、
暴雨強(qiáng)度等設(shè)計(jì)參數(shù)代入式（3），可計(jì)算出排水管的
流速為 5.2 m/s，小于 10.0 m/s，滿足規(guī)范要求，說明
設(shè)計(jì)方案可行。
3 橋梁應(yīng)急池設(shè)計(jì)
3.1　應(yīng)急池工藝
正常工況下，橋面徑流被收集后進(jìn)入應(yīng)急池，雨
水經(jīng)沉淀、溢流排入河涌 [4]。雨停后，將收集的初期
雨水通過排污泵排入市政污水管道中，清空池體，正
常工況下的應(yīng)急池工藝如圖 1 所示。
橋面油罐車發(fā)生泄漏事故時(shí)，橋梁管養(yǎng)人員應(yīng)及
時(shí)通知應(yīng)急管理人員。應(yīng)急管理人員通過遠(yuǎn)程操作，
關(guān)閉應(yīng)急池排出口的電動(dòng)閥門，切斷有毒有害液體與
水體的聯(lián)系，并及時(shí)聯(lián)系相關(guān)部門抽吸應(yīng)急池內(nèi)的污
染物，送至有相應(yīng)資質(zhì)的單位處理 [5]，發(fā)生事故時(shí)的
應(yīng)急池工藝如圖 2 所示。
3.2　應(yīng)急池構(gòu)造設(shè)計(jì)和容量計(jì)算
3.2.1 構(gòu)造設(shè)計(jì)
應(yīng)急池采用全地下式矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式，
應(yīng)急池構(gòu)造示意圖如圖 3 所示。正常工況下，常開閥
門 A。橋面徑流被收集后進(jìn)入應(yīng)急池，雨水經(jīng)沉淀后
溢流排入市政雨水管道。雨停后，遠(yuǎn)程控制開啟水泵，
將收集的初期雨水排入市政污水管道中，清空池體。
橋面發(fā)生事故時(shí)，管理人員遠(yuǎn)程關(guān)閉閥門 A，切斷有
毒有害液體與水體的聯(lián)系，并及時(shí)抽吸應(yīng)急池內(nèi)的污
染物，送至有相應(yīng)資質(zhì)的單位進(jìn)行處理 [6]。由人工開
啟排空初期雨水泵，3 h 抽干，水泵設(shè)置在集水坑內(nèi)，
一用一備。
來自接橋面雨水
管道
DN800
DN800
DN300
排入市政雨水管道
排入市政雨水管道
球墨鑄鐵井蓋
球墨鑄鐵井蓋
閥門 A
閥門 B
閥門井
閥門井
集水坑
45°彎頭
坑底坡度 =1%
圖 3　應(yīng)急池構(gòu)造示意圖（單位：mm）
應(yīng)急池右側(cè)設(shè)置隔油板，在隔油板的下部設(shè)置過
水口，利用油與水的比重差異，分離去除污水中顆粒
較大的懸浮油，從而使雨水達(dá)到相關(guān)規(guī)范要求的排放
標(biāo)準(zhǔn) [7]。
3.2.2 容量計(jì)算
應(yīng)急池主要用于收集橋梁事故徑流和初期雨水徑
流，其容積應(yīng)取發(fā)生事故時(shí)的應(yīng)急緩沖容積和初雨調(diào)
蓄容積的最大值。
圖 1　正常工況下的應(yīng)急池工藝
圖 2　發(fā)生事故時(shí)的應(yīng)急池工藝
事故處理完畢后管理人
員抽排事故污水送至具
有相關(guān)資質(zhì)的單位處理
應(yīng)急人員遠(yuǎn)程控制應(yīng)
急池排出口閥門關(guān)閉
橋面油罐車泄露事故 應(yīng)急池
應(yīng)急辦公室
110 報(bào)警
119 報(bào)警
120 報(bào)警
雨后管理人員將雨水
排入污水管道
初期雨水收集至
沉淀池區(qū)域
橋面雨水徑流 應(yīng)急池 多余 雨水溢流排出
工程技術(shù)研究 第9卷 總第171期 2024年10月 工程設(shè)計(jì)
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（1）應(yīng)急緩沖容積。目前，規(guī)范中并沒有明確應(yīng)
急緩沖容積的計(jì)算方法，文章建議參考《事故狀態(tài)下
水體污染的預(yù)防與控制技術(shù)要求》（Q/SY 1190—2013）
來計(jì)算，計(jì)算公式如下：
（4）
式中：Va 為應(yīng)急池容量；V1 為危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸容
量；V2 為消防用水量；V3 為發(fā)生事故時(shí)可以轉(zhuǎn)輸至其
他處理設(shè)施的容量，該工程取 0 ；V4 為發(fā)生事故時(shí)可
能進(jìn)入該收集系統(tǒng)的生產(chǎn)廢水容量，該工程取 0 ；V5 為
發(fā)生事故時(shí)流向應(yīng)急池的降水容量。
經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，運(yùn)輸危險(xiǎn)化學(xué)品的罐車容積一般不
會(huì)超過 40 m3，因此 V1 取 40 m3。此外，我國消防車水
槍的出水流量為 10 L/s，消防歷時(shí)為 2 h，因此消防用
水量為 V2=（10×2×60×60）L=72 000 L=72 m3。
橋梁所在地區(qū)屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，年降水量大，
平均降水量為 1 802 mm，降雨時(shí)間為 146 d，降雨強(qiáng)
度的計(jì)算公式如下：
（5）
代入數(shù)值，計(jì)算可得降雨強(qiáng)度=12.35 mm/d。該橋
梁北端（橋梁中心樁號～路橋分界點(diǎn)）橋面匯水面積
為 1.8 hm2，因此 V5=（10×1.8×12.35）m3=220.3 m3。
該橋梁應(yīng)急池的應(yīng)急緩沖容積 V=[（40+72-0）+
0+220.3]m3=334.3 m3。
（2）初雨調(diào)蓄容積。初期雨水調(diào)蓄容積可先依據(jù)
暴雨強(qiáng)度計(jì)算流量 Q，隨后計(jì)算初雨調(diào)蓄容積，計(jì)算
公式如下：
（6）
式中：Vb 為初雨調(diào)蓄容積；Q1 為雨水徑流量；t1 為
匯流時(shí)間。
若設(shè)計(jì)初期雨水匯流時(shí)間取 10 min，則初雨調(diào)蓄容
積 Vb=（9×425.9×1.8×10×60）L=413 975 L ≈ 413.9 m3。
綜上，應(yīng)急池容積應(yīng)取 413.9 m3?？紤]到一定的安
全富余，應(yīng)急池尺寸取 15 m×10 m×3 m（長×寬×
深），容積為 450 m3。
3.3　應(yīng)急池應(yīng)急預(yù)案
正常情況下，每次雨后工作人員將應(yīng)急池內(nèi)的初
期雨水抽排至市政污水管道。發(fā)生事故時(shí)，工作人員
在收到警報(bào)后，應(yīng)調(diào)配罐車并在 30 min 內(nèi)到達(dá)應(yīng)急池
所在位置，關(guān)閉溢流管閘閥，將池內(nèi)事故徑流抽排至
罐車，轉(zhuǎn)運(yùn)至具備相應(yīng)處理能力的單位。需注意，工
作人員進(jìn)入泄漏現(xiàn)場應(yīng)注意做好安全防護(hù)，必須配備
防護(hù)工具 [8]。
若發(fā)生極端天氣狀況，雨水量過大，或特殊狀況
下罐車無法按時(shí)到位，發(fā)生緊急狀況，則池內(nèi)雨水可
能漫溢而出 [9]。這時(shí)，可打開溢流管閘閥，將池內(nèi)已
經(jīng)稀釋的事故徑流導(dǎo)入污水管網(wǎng)中。
4 結(jié)論
文章以廣東某跨越敏感水體的公路橋梁為研究對
象，從橋面徑流收集系統(tǒng)和應(yīng)急池兩方面出發(fā)，闡述
了該公路橋梁排水設(shè)計(jì)要點(diǎn)，得出以下結(jié)論：
（1）為保證橋面徑流通過泄水口匯入排水管，橋
面的橫坡和縱坡不宜小于 0.5%。
（2）橋面泄水口宜采用圓形，并在頂部設(shè)置蓋板，
防止堵塞。橋面縱向排水溝直徑可根據(jù)當(dāng)?shù)乇┯陱?qiáng)度
計(jì)算，并確保管內(nèi)的水流速度小于 10 m/s。
（3）在設(shè)計(jì)橋梁應(yīng)急池時(shí)，要明確應(yīng)急池在不同
工況下的工藝及應(yīng)急池構(gòu)造，合理計(jì)算應(yīng)急池容積，
并制訂應(yīng)急預(yù)案。需注意，應(yīng)急池容積應(yīng)取應(yīng)急緩沖
容積和初雨調(diào)蓄容積的最大值。
參 考 文 獻(xiàn)
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