高速公路下穿路堑段雨水排放标准及系统的研究.pdf

２０１６年第１８期（总第１９５期）江西建材建筑与规划设计高速公路下穿路堑段雨水排放标准及系统的研究■陈波■合肥市规划设计研究院，安徽合肥２３００４１摘要：本文主要结合高速公路改造，为保证下穿路堑雨水的排放，研究确定了满足使用要求的情况，确定在新建雨水自排系统的基础上，再增加一套雨水计算标准和雨水排放设计流量，在雨水自排系统的基础上，为抵御雨水泵排应急系统。雨水泵排系统服务流量按道路下穿段的雨水排放在极端气候条件下的积涝风险，又增设了一套泵排系统。在上述设计的流量Ｑ＝９３ｍ３／Ｓ，同时考虑排水的可靠性及泵站规模经济性的要求，基础上，采用了水力模型模拟法对自排管渠及泵站系统的工况进行校泵排系统采取蓄排结合的方式，既在泵站前设置雨水调蓄设施削减雨核，保证了设计满足工程使用需要。水的峰值流量。关键词：高速公路下穿路堑雨水排放标准工程设计水力模型模拟法校核雨水调蓄设施。雨水调蓄设施在泵站前池前设置３７０米长的Ｂ２８００Ｈ３６００（自流仓）＋Ｂ７５００Ｈ３６００（调蓄仓）的双孔暗涵进行调蓄，１工程概况雨水调蓄的脱过系数ａ＝０４，调蓄容量８６００立方米，脱过流量Ｑ’＝为满足合肥高铁南站的使用需要，须将现有高铁南站南广场段的３４０ｍ／ｓ。为保证泵站的高效运行，对排水管渠系统及泵站管渠调蓄的绕城高速公路改建为下穿路堑，道路最低处低于周边地面６米以上，原工况进行水力模型模拟法校核。有雨水排放系统无法满足使用需要，需新建雨水排放系统，安全、有序水力模型原理：城市排水系统根据水力学特点可以分为两个子系的排放路堑段的路面雨水，防止高速公路发生积涝。统，即地表径流系统和管网汇流系统。地表径流模型包括产流模型和２地形地貌地表汇流模型，用来计算城市集水区域的地表径流，计算得到的流量过在该下穿路堑西部位于岗地，东西两侧为地势较低的冲沟，大范围程线可作为管道水力演算的输入数据。主要的数据参数有降雨、集水雨水沿地势不进入下穿段范围，同时高速道路两侧的站区南、北广场的区性质及面积、坡度、粗糙系数、宽度、洼地蓄积、入渗系数等。管网汇雨水按降雨重现期Ｐ＝５０年设计标准建设雨水管网有组织排出。西侧流系统计算管网中的非恒定流，以圣维南方程组作为理论依据，采用数约２公里处有一条巢湖的一级支流十五里河，该段河道百年一遇防洪值计算方法求解。本工程利用ＩｎｆｏｒＷｏｒｋｓＣＳ排水管网模拟软件建立３水位为１４８５２米，过流能力为４５０ｍ／ｓ。为保证排水的可靠性，下穿排水管道及泵站的水力模型。该软件计算机水力学模型建立的基本原段道路雨水须入十五里河河道。理是：采用有限元法建立排水管网的一维Ｓｔ．Ｖｅｎａｎｔ方程，求解联立非３设计标准与参数的选取线性方程组，从而进一步推算管段流量、水位等参数的变化趋势。可以（１）雨水系统计算采用合肥市的暴雨强度公式：ｑ＝３６００（１＋较为精确的计算排水管网的重力流水力学特性、满管流水力学特性、壅０７６ｌｇｐ）／（ｔ＋１４）０８４Ｌ／Ｓ·公顷；其中：ｑ－暴雨强度（Ｌ／ｓ·ｈａ）；Ｐ－水现象、管道中的水力坡降线、控制构筑物中的流态、树状和环状管网设计暴雨重现期（年）；ｔ－降雨历时（ｍｉｎ）；ｔ＝ｔ１＋ｔ２；ｔ１为地面集水时的水力学特性等。间，采用ｔ１＝３（ｍｉｎ），ｔ２为管道内流行时间。资料需求：建立水力学模型依赖于三方面的内容：系统结构———即：雨水流量公式为：Ｑ＝ΨｑＦ（Ｌ／ｓ）；式中：ｑ－设计暴雨强度（Ｌ／ｓ·排水系统的结构、物理尺寸等基础资料；准确的资料是建立计算机水力ｈａ）；Ｆ－服务面积（ｈａ）；Ψ－径流系数。学模型的基础；荷载条件———即：排水系统收集和输送的水量；雨水系统（２）降雨重现期和径流系数确定。考虑到本段高速公路为下穿路需考虑降雨后地面径流量的变化；边界条件———即：排水系统的排放对堑，为保证排水的安全性并参照相关地铁、遂道设计规范，确定本设计象及其位置和水力条件；建立一个准确可信的模型的基础都源自上述三降雨重现期ｐ＝１００年；径流系数＝１０。部分资料的精确性、全面性，以及对资料细致正确的理解和分析。４工程设计方案模型建立：①一维水力模型。建立一维管道水力模型，包括ｄ２８００４．１雨水收集范围自流管道，调蓄箱涵调蓄容积８６００ｍ３，４ｍ３／ｓ排水泵站一座；②降雨事根据高速公路下穿段道路竖向设计方案，在主路两侧驼峰之间的件。根据合肥市暴雨强度公式拟合１００年一遇模式雨型（２ｈ）进行分下穿道路总长约２０００米，该段道路路幅宽５０米，结合道路放坡投影面析；③径流系数。下立交范围区域雨水综合径流系数采用１０；④河道积，雨水收集面积约１８１公顷。为进一步杜绝外水进入下穿道路，将水位。下游十五里河处百年一遇水位１４８５２ｍ；⑤调蓄箱涵。调蓄箱在道路边坡外侧设置截水设施，将雨水接入周边市政雨水系统。涵长３７０ｍ，高３８ｍ，分自流与调蓄两仓，中间以堰相隔，堰高２８ｍ。４．２雨水收集方式自流部分Ｂ＝２８ｍ，调蓄部分Ｂ＝８３ｍ。自流箱涵下接ｄ２８００管道，排高速路的路面雨水收集通过道路两侧收水边沟收集，分段通过暗入十五里河，正常情况下，下穿立交汇水范围内的雨水通过自流箱涵重管排至道路南侧路幅外后，进入雨水排放系统。力流排入十五里河，泵站进水闸关闭。当下游河道水位升高，不能自排４．３雨水设计流量时，自排管出口的拍门将自行关闭，雨水越过箱涵中的隔墙（堰）顶，进下穿道路低区收水范围共约１８１公顷，按上述雨水流量标准进行入调蓄箱涵，经调蓄后，由ｄ１８００泵站进水管接入排水泵站。再通过泵计算，ｑ＝５１２Ｌ／Ｓ，则下穿段道路雨水设计流量为Ｑ＝９３ｍ３／Ｓ。３站提升排入小西冲排水明渠；⑥下立交泵站。设计流量４ｍ／ｓ，共设４４．４雨水排放工程方案台潜水轴流泵，２用两备。当自流条件不满足时，启动调蓄模式，根据为保证该段高速下穿路堑段的道路雨水安全、可靠、有序排放，决设计开泵、关泵水位进行水泵控制，将下立交汇水范围内的雨水提升排定采用自排和泵排双系统进行雨水排放。入排水明渠。（１）雨水自排管道方案。根据合肥绕城高速公路下穿合肥高铁南工况模拟：①自流工况。降雨事件：Ｐ＝１００年１遇２ｈ降雨工况站南广场段道路的纵断设计方案，由该道路低点处至十五里河排水出（最大１ｈ降雨８７９ｍｍ）；下游边界条件：十五里河百年一遇水位口的自排管道，全长约１８００米，依据雨水流量，排水管道规格为ｄ２８００、１４８５２ｍ；模拟过程下立交汇入的雨水沿自流箱涵及管道排入十五里水力坡降ｉ＝０００１。该自排管出口处的十五里河百年一遇洪水位为３河，最大流量９３ｍ／ｓ，此时下游管道为接近满管流状态，上游管道有１４８５２米，按ｉ＝０００１的水力坡降则上推至下穿道路低点处的自排最一定富余空间，排水管道能够满足设计工况要求；②泵排工况。降雨事高水位为１６６５２米。该水位可保证道路路床在十五里河百年一遇洪件：Ｐ＝１００年１遇２ｈ降雨工况（最大１ｈ降雨８７９ｍｍ）；下游边界条水位０５米以上的规范要求。件：十五里河水位高于调蓄箱涵堰顶水位推算，约１６６ｍ；关闭自流切（２）雨水泵排方案。为了确保高速公路下穿路堑段雨水排放的万换闸门，汇流雨水全部通过箱涵侧壁堰流入调蓄箱涵，进入泵站前池。无一失，考虑到今后有可能在遭遇极端天气时，自排系统出现短时无法经多次模拟试验，水泵开启水位设置在调蓄箱涵水深约０５ｍ时较为·１９· ２０１６年第１８期（总第１９５期）江西建材建筑与规划设计厦门湖里国投商务中心绿色建筑设计实践■郭歆■厦门华旸建筑工程设计有限公司，福建厦门３６１０００摘要：当前，绿色、节能及低碳的建筑设计已经成为时代的主流。本文通过国２为主．公共绿地面积为３６２５５ｍ２，人均公共绿地面积为２２９ｍ：①周投商务楼项目，探讨了高层建筑绿色建筑设计的应用进行了分析，供同边种植高大乔木．减轻道路交通噪声对居住区声环境带来的不利影响；行参考。②为节约建设用地，对原有地块进行二次使用；③周边公共服务设施较关键词：建筑设计绿色办公设计构思齐全，配套设施完整，交通设施完善；④场地安全，无洪涝、滑坡、泥石流等自然灾害的威胁，无危险化学品等污染源、易燃易爆危险源的威胁，大中城市高密度开发除了低层小区居住建筑群高密度高层建筑集无电磁辐射、含氡土壤等有害有毒物质的危害。中区域也是一大发展趋势。现阶段我国写字楼的绿色设计较多的是套结合城市规划退让要求，妥善处理道路交通流线、建筑、广场及绿用传统生态设计做法，主要原因在于许多建筑方案由跨国建筑设计事化等并进行合理配置。建筑设计要综合考虑建筑周围的自然因素，做务所提供在之后的本地化设计时很多绿色生态理念由于实地各种差异到与自然环境协调发展。本项目场地地势平坦，且高于城市洪水水位性因素很大程度上无法与现实状况下相结合，完成度受到影响。写字之上，故不需要大量的挖土填方，有利于维持原有场地的地形地貌，保楼局部微环境与资源利用的综合可持续设计并不是绿色生态技术的堆护和提高土地的生态价值。基地周边市政设施完善，建设条件良好，便积，个性化的适应性应用才能更好地选择配置适合自身的技术措施。于建设活动迅速开展。１工程概况总平面布局时，结合周边建筑日照及道路环境，设计三栋办公楼，本工程为国投商务楼项形成一个半围合，便于利用地区的夏季主导风向，创造良好的通风对流目，位于市行政中心西侧，占环境；夏季减少太阳辐射得热，冬季增加太阳辐射得热。办公楼位于基２地面积１１１８９６８ｍ，建筑面地的东北角，整个基地中，绿化地面、植草砖等透水地面面积与室外地２积８９７９６６３ｍ，其中地下面面积之比大于４０％，满足节地与室外环境的优选项之一，可有效增２８６３９４７平方米，地上强地面透水能力，缓解城市气温逐渐升高和气候干燥状况，降低热岛效２６１１５７１６ｍ，规划设计地上应，调节微气候。建筑１８层，地下三层为停车４整体设计构思场，地上五层为商场和社区该方案正是立足于绿色的理念，以生态为主线，建筑与自然共生，中心，６层以上为办公标准用顺应自然而不是人为的改造、破坏自然，使建筑的能量消耗，污染控制房，５层设有健身中心（如图等方面不对环境形成过度的负担，同时充分体现所在地域的气域的气１）。候、经济、历史、文化等特点，实现建筑与社会与环境的共生，以满足可２项目生态策略分析持续发展的要求。绿色建筑生态策略分析的目的是针对建筑的地域、图１工程透视图５功能分区一个好的建筑设计不仅最大限度地利用现场的资源，而且通过自气候、环境和使用功能，通过各种技术手段和设计方法，使得各项功能身的功能布局来减少建筑隔热和营造良好的室内环境质量。在建筑的系统的设计可以在减少自然环境负荷的同时，获得良好的环保、节能、功能分区上，将商场以及具有服务功能的空间集中布置在建筑的副楼舒适和健康的效果。部分，而主楼为办公功能空间。具有相似使用功能的功能区域尽量位３建筑与自然环境统筹设计于同一区域，以利于建筑物通风和空调系统的设计及节能。空间的功根据基地现状条件，对该项目的土地进行多功能的合理使用，建设２能布局又有一定的弹性，空间可灵活划分，调整方便，提高了建筑在全绿化面积为１１５５８９ｍ，绿化率为１０３３％，景观植物配植以乡土植物生周期中的综合性能。檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪合适；调蓄箱涵入流及出流流量曲线可见，由于箱涵存在调蓄空间，前水要求。期峰值流量被调蓄，两台水泵在０∶５５开启，２∶０５关闭，水泵开启约２ｈ又１０分钟。整个模拟过程中调蓄箱涵水位均未超过堰顶高程，管道水３力状态良好。模拟过程中调蓄箱涵最大蓄水体积约为８５００ｍ。图２模拟过程水泵开关状态５结论为保证高速公路下穿路堑段雨水安全、可靠、有序的排水。本次设图１调蓄箱涵入流及出流流量曲线计的雨水系统以自排为主，泵排系统可作为在极端气候条件下的有效水力模型模拟结果：①设计方案自流管道能够满足设计暴雨补充。自、泵排的运行通过在自、泵排系统的管道上设置双向止水闸门重现期１００年一遇的排水标准；②对Ｐ＝１００年１遇２ｈ降雨强排工况进行自动控制，该排水系统建成后纳入市政排水系统进行维护管养，保的模拟分析表明，调蓄箱涵和排水泵站的设计能够应对以上工况的排证使用需要。·２０·