下穿湖体的地道排水设计要点

摘要：城市下穿地道排水系统是下穿地道的重要组成部分,是地道安全及正常通行的重要保证,本文以具体实例对下穿湖区地道的排水泵站设计做了简要介绍。

关键词：下穿地道地道排水地道泵站

中图分类号：S276文献标识码： A

随着城市化进程的不断加快，城市道路在穿越铁路、公园等节点性工程中建设了大量的城市下穿地道，下面以具体的工程案例来介绍下穿湖区地道的排水泵站设计具体要点。

1 工程概况

侯台地区位于天津城区的西南部，四至范围为：东至快速路，南至复康路，西至外环线，北至凯安道，地块总用地面积6.96km2。凯苑路是该区域的一条具有连接地区的中短途过境交通及快速疏散地区内的交通的城市主干路，是该区域的路网骨架，是侯台城市公园地区对外、对内交通联系的重要通道。

工程位置示意图

综合考虑侯台城市公园和规划保泽西道等控制因素，凯苑路下穿侯台城市公园采用地道方案，凯苑路由南向北与保山西道、保泽西道平交后，下穿侯台城市公园，上跨陈台子河后与香泽道平交。

2 工程重点及难点

沿凯苑路规划线位走向，下穿侯台城市公园段为现状鱼塘，地道设计时考虑现状水面标高、塘底标高，选择合理的地道埋深，减少填挖方及工程投资。

地道上方即为城市景观公园的湖区，地道泵站的设置型式及有效排除地道范围雨水设计将是本工程设计重点及难点。

3地道泵站建设方式比选

根据泵站与地道的相对关系，地道泵站的建设方式分为两种：附壁式、独立式。

采用附壁式建设的泵站与地道结构合建，通常位于地道最低点处侧旁，外挂于地道结构的外壁，施工时可与地道结构作为一个整体进行施工。由于位于最低点处，泵房本身的空间高度足够，变配电间、通风机房等可与泵房合建并均设置于地下，泵房的出入口亦设置在地道内，因此附壁式泵站一般不露出地面，具有节约占地面积的优势，但同时，由于该类型泵站出入口设置在地道最低点附近，日常的管理维护不方便；此外，该泵站应采用无人值守管理，且埋设于地下，对设备选型、通风等都有较高的要求。因此其投资比独立式建设的泵站要高[1]。

采用独立式建设的泵站设置则比较灵活，可根据地道周边用地条件进行选址，管理维护方便，运行环境较好，但需占用一定土地资源，两种方式之间的具体比较详见下表。

地道泵站两种建设方式的比较

类型 附壁式 独立式

土建工程量 泵房工程量较小，进水管工程量较小 泵房和进水管工程量大

设备费用 稍高 稍低

泵站选址 外挂于地道结构外壁，无需另外征地 需额外征地

管理维护 泵房管理维护一般，进水管管理维护方便 泵房管理维护方便，进水管管理维护困难

泵房工作环境 较好 较好

泵站选址灵活性 较大 较小

根据比较结果，从投资上分析，两种建设模式的工程投资，附壁式泵房投资小，独立式泵房投资大；从占用土地资源及景观效果分析，附壁式泵房较优；从今后泵站的管理维护及保障地道防洪的安全性分析，独立式泵站则更具优势。具体采用何种方式，应结合本工程具体情况分析确定。

本工程下穿城市公园景观湖体，地道暗埋段长约500m，埋深约11m，地道泵站进水管埋深约14~15m。如采用独立建设方案，泵站进水管埋深太大，管道工程量很大，造价高，施工难度大，而且项目建成后管道养护困难。因此本次工程推荐方案泵站建设方式采用附壁式建设。

鉴于本项目养管单位对于泵站的安全性要求较高，因此，本次方案对附壁式建设方式进行改进，即泵房主体采用附壁式建设，变配电间和管理用房采用独立式建设。这样一方面减少了泵站进水管的建设投资，另一方面也便于项目建成后的运行管理，保障了人员安全。

4 设计方案

根据《室外排水设计规范》（2011年版） “地道排水应设独立的排水系统，其出水口必须可靠”，凯苑路地道泵站的排水出路应为独立排陈台子排水河。

地道泵站选址需要尽可能临近地道最低点、排水河道，同时还要车辆进出方便。并结合以上地道泵站建设方式比选，凯苑路地道泵站采用附壁式设于地道最低点，以减小排水管道埋深。地道泵站的管理用房及变配电间采用独立建设，设于现状陈塘铁路北侧，占地面积约1000m2，结合景观进行设置，以确保人员和用电安全。

地道排水主要包括地道雨水、消防废水及冲洗废水，排水方式采用泵站强排。

地道设计时考虑现状水面标高、塘底标高，选择合理的地道埋深，减少填挖方。同时建议地道工程与侯台城市公园同期实施，避免带水作业，减少工程投资。

高程控制因素

项目 指标

景观湖面高程 1.7m

景观湖水深 2.5m（该水深的湖面宽度需满足30m）

地道顶板覆土 0.7m

地道顶板厚 1.0m

地道净高 4.5m+0.75m

最大纵坡 3.5%

为保证路面上的水不会流入地道内，敞开段两侧设置0.5%的坡（坡向地道外）。

地道纵断面设计示意图

凯苑路地道宽26.1m，地道进出口两端驼峰间全长980m，其中敞开段长600m，地道泵站收水面积约1.9ha。地道排水设计标准采用设计重现期P=5a，经计算，地道泵站设计流量为Q＝760L/s。选用潜污泵四台，三用一备，单泵性能：Q＝254L/s，H＝16m，N＝75kW，η＝76%。在地道最低点处、地道暗埋段入口处及地道坡面上各设置拦水横截沟一道，雨水通过横截沟收集后，由雨水管道汇至地道排水泵站，经泵站提升后，向北排入陈台子排水河。泵站内设格栅除污机和螺旋压榨机，用于阻挡进入泵房集水井内的垃圾和垃圾的清除及外运。

地道冲洗水、遭遇火灾时的消防废水以及遇到较小降雨时的初期雨水经凯苑路地道泵站内设置的污水泵提升后排至凯苑路泵站管理用房院内的汇水井中，与管理用房产生的污水汇合后重力流排至香泽道上拟建日朗路污水泵站进水管道中，经泵站提升后排向咸阳路污水处理厂进行集中处理。

5 结论

本工程地道泵站进水管道埋深较深，施工困难，同时养管单位对于泵站的安全性要求较高，因此，本工程设计对地道泵站附壁式建设方式进行改进，即泵房主体采用附壁式建设，变配电间和管理用房采用独立式建设。这样一方面减少了泵站进水管的建设投资，另一方面也便于项目建成后的运行管理，保障了人员安全。

参考文献：

[1]苏功军，《浅析城市下穿地道排水系统设计》[J]城市道桥与防洪，2010，2（2）；

通讯作者：于海波（1983--），女，工程师，南开大学研究生学历，学业期间研究方向为水处理研究，现就职于上海市城市建设设计研究院天津分院，从事给排水设计工作。