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地道雨水泵站改造工程设计综述_齐芸

地道雨水泵站改造工程设计综述_齐芸

第2期(总第152期)No .2(Se ri a l No.152

)

2011年4月

CH I NA M UN I C IPAL ENG INEER I NG

Ap r .2011

DO :I 10.3969/.j issn .1004-4655.2011.02.013

地道雨水泵站改造工程设计综述_齐芸

地道雨水泵站改造工程设计综述

齐 芸

(上海市城市建设设计研究总院,上海200125)

摘要:为了保证上海市外环线及沪嘉高速公路的贯通性,与之交汇的道路均采用了下穿式,配套的排水工程必须采用强排模式。通过对沪嘉立交雨水泵站改造工程实际设计经验以及结合施工配合过程中遇到的问题进行了总结及探讨,对原有地道雨水泵站流量设计及集水池大小的复核、设备选型及结构荷载等作了一些论述。关键词:地道雨水泵站;泵站改造;沪嘉立交;外环线立交;设计

中图分类号:TU992.25 文献标识码:A 文章编号:1004-4655(2011)02-0037-02

收稿日期:2011-01-19

作者简介:齐芸(1979)),女,工程师,主要从事排水工程设计与研究。

随着社会经济的快速发展,市政道路建设从地面发展到跨线桥(即高架道路和地道)。对于高架道路通常采取高水高排的排水模式,即高架道路的雨水经立管接入雨水管道纳入周边雨水排水系统或者排入周边水系;对于地道(下穿交叉道路或者构建筑物)而言,其最低点设计路面标高一般低于周边路面及附近河道最高水位,无法以重力流的形式排放,因此必须配置地道雨水泵站来解决雨水的排放。在雨季,立交地道积水现象时有发生,严重时导致地道封闭,给居民出行造成不便,给车辆出行带来安全隐患。1 现有泵站运行概况

沪嘉立交及外环线立交是沟通嘉定和外围道路的主要交通干道,嘉定新城又是上海市重点建设的新城,因此立交泵站的雨季防汛排涝工作极其重要。沪嘉立交泵房及外环线立交泵站建设于20世纪90年代,使用了将近20a ,设计标准提高、泄水面积扩大、设备老化、年久失修等诸多问题出现,故工程改造刻不容缓。

1)沪嘉立交泵站。工程改造中,共有南翔、马陆2座泵站及2号人孔、5号拖孔、6号拖孔及静安汽孔泵房4个泵房进行改造,均位于A12公路旁,服务下穿A12公路的地道排水。因其均建于20世纪90年代,改造具共性问题,故选2号人孔泵房(潜水泵)阐述。

2号人孔主要状况:下穿沪嘉高速公路,是当地城镇居民和非机动车出行的要道,泵房只有1个集水池,池内配置1台水泵,雨水经人孔两侧明沟排至泵房,经

提升后由1根<180mm 的橡皮管排入沪嘉高速公路的边沟里。现状的明沟均已磨损和被垃圾堵塞,无法起到收集雨水的作用,暴雨季节地道内积水现象严重,危及到行人、行车的安全。

2)外环线立交泵站。因外环线附近现状1条河道被填埋,导致原自流入该河道的外环线路面雨水没有出路,须通过路面径流排入外环线沪嘉立交泵站服务范围内的雨水口,从而造成现状泵站服务的泄水面积扩大,原泵站排水能力无法满足实际需求,造成路面严重积水现象,对过往车辆行车安全造成隐患,对周边环境产生影响。原有泵站规模1.50m 3

/s ,配置2台潜水泵(无备用泵)。自建成投入运行近12a ,尚未进行过全面的保养及大修,汛期故障频繁出现,经常停泵抢修。

2 主要问题及解决方案

2.1 2号人孔泵房的主要问题分析

1)设置备用水泵。根据GB 50014)20065室外排水设计规范6及DGJ 08-22)20035城市排水泵站设计规程6,地道泵站必须配置备用水泵。然而现状集水池内只配置了1台潜水泵,故改造时必须考虑1用1备。

2)积水。根据现场情况,造成人孔内积水的原因主要有3个方面。

(1)2号人孔下穿沪嘉高速公路,沪嘉高速公路两侧排水明沟的坡向是从离人孔230m 处坡向地道内,雨季时高速公路路面的雨水经明沟收集后,仍有相当一部分雨水会随着坡面泄入2号人孔内。这部分水量相当大,因现场公路两侧明沟养护工作力度不够,垃圾堵塞情况严重。目前,流入2号人孔的雨水还是可

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齐芸:地道雨水泵站改造工程设计综述2011年第2期

地道雨水泵站改造工程设计综述_齐芸

控制的,尚未造成雨季人孔受淹。

(2)2号人孔设计的道路等级是考虑非机动车道及行人通行的,可实际运行中机动车及小型货运车都经此道通过,造成路面结构严重受损,路面随处是低洼地块,雨水无法正常通过道路坡向径流流入管道入河道。

(3)人孔内的雨水是经过单侧明沟收集接入集水池的,但因养护工作不力,造成现状明沟几乎都堵塞,无法按原设计收集路面雨水,雨季积水现象严重。2.2 2号人孔泵房的解决方案

1)泄水面积及雨水量的复核。在复核人孔本身雨水量同时,需考虑一部分流入人孔内高速公路路面的雨水量,以确保在雨季按实际雨水量排放。经复核:Q =145L /s ,H =4.0m ,水泵选用2台,1用1备。

在此必须强调的是:应该复核集水池的大小,即根据复核后单泵的流量,校核原有集水池的大小、有效水深是否能满足要求;在确定集水池能保证30s 的容积后,还需考虑选用的水泵能否安装。这是泵房改造工程中需解决的重要问题之一。

该工程根据设备中标商提供的水泵安装图复核,其淹没水位高于现状泵房进水管管内底标高,造成水泵无法正常启动。解决方案为:减小水泵流量,只兼顾部分公路排水。同时向相关部门提出建议:尽快改造高速公路边沟排水,将其坡度坡向河道。

2)明沟排水的改造。因沪嘉公路周边外来人员较多,堆积建筑垃圾现象时有发生,垃圾随雨水流至明沟,导致明沟严重堵塞。此外地道泵站接管养护管理不力,地方镇政府又未及时对明沟进行疏通、清扫处理。因此在改造中,明沟考虑改建为雨水收集口及检查井的形式,通过管道连接接入人孔泵房内。同时在确保人孔净高的前提下,需对原有路面进行改造,保证雨水路面的正常径流。

2.3 外环线立交泵站的主要问题分析

1)水泵负荷增加。外环线武威路附近现状1条河道被填埋,原本自流排入该河道的路面雨水没有出路,通过路面径流接入外环线立交泵站服务范围内的的雨水收集口内,水量的增加造成雨水管道负荷增加,路面积水,立交泵站内的水泵配泵流量无法满足实际需求。再加上自建成投入运行近12a ,尚未进行过全面的保养及大修,汛期故障频繁出现,经常停泵抢修,水泵在其工况点无法正常运作。

2)立交泵站无备用水泵。原有泵站规模1.50m 3

/s ,配置2台潜水泵(无备用泵)。

2.4 外环线立交泵站的解决方案

1)配泵流量的复核及集水池容积的复核。重新确定泄水面积,结合泵站改造工程,排除周边雨水排水系统的盲区。根据泄水面积及最新规范采用的设计标准重新计算设计流量,同时复核集水池的大小。该工程因原自流入河道现流入立交泵站的雨水量较大,需翻排现状泵站进水管。原有泵房内集水池的有效容积亦无法满足规范要求最大1台水泵30s 的出水量,泵房须扩建。根据现场情况已无扩建的条件,因此在泵房周围新建1座泵房,服务于新增的外环线路面雨水水量,同时在新泵房内备用1台原有泵房的水泵。

2)工艺总图的布置。工艺总图布置是该改造工程的关键所在,在设计时需保证新建泵房内收集雨水不会倒灌入地道(连通管的设计标高合理),保证新建泵房内的1台水泵起到为现有泵房水泵的备用作用(设计水泵流量合理),保证2个泵房之间维修互不干扰(闸门布置合理),保证2个泵房之间不会发生抢水现象。

3)原有泵房结构荷载的复核。原有泵房内配置的是潜水混流泵,现采购的水泵外形尺寸及安装尺寸与原有水泵一般都会不同,需要复核水泵的自重,预埋件的位置及尺寸,以及承受泵体自重平台的荷载。3 结语

通过此设计工作,笔者认为地道改造工程需着重考虑以下几个方面。

1)根据最新规划,结合地区开发及建设,重新确认现有泵站的服务面积,从而进一步确认泵站规模。

2)结合泵站改造,进一步确定排水系统的边界,减少盲区的存在。

3)根据现行规范、规程,改造现有泵站。4)复核集水池有效容积及水泵淹没水位。5)在泵站配泵流量变化不大的情况下,根据DG J 08-22)20035城市排水泵站设计规程6,复核设计最高水位、设计平均水位、设计最低水位;最低扬程、平均扬程、最高扬程。在保证现有集水池尺寸不变的情况下,可以通过调节水泵的启泵水位、停泵水位,以校核水泵的各个扬程是否都在高效区运行。

6)工艺流程总图的统筹布局。7)复核预埋件位置、尺寸及结构荷载。

8)管配件尤其是阀件,在泵站运行过程中是最易磨损的,因此建议改造过程中,应考虑阀件的使用寿命,及时予以翻新。

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70m+27m+43m s i n gl e to w er doubl e pl a ne cabl e-st ayed bri d ge)i s co mpl e t ed,w hi c h can prov i d e reference f or des i g n and m i pr ovement of t he bri d ge t ower anchor age str uct ur e.

Ke y w o rd s:cabl e-st ayed bri d ge;

cabl e t ow er anchor age;

st eel anchor beam;

l o ca l stress ana l y si s

O n S tru c tu re De s ig n o f Re se r v e d S h ie l d C ro ss ing Co nd itio n b ene a th the N ew-bu ilt Tun ne l

T I A N Ha i-bo,J I A NG Ho ng,

N I N G Zu o-l,i LI A NG Feng

(S h ang ha iU rba n C o n struc ti o n De s ig n&

Re se a rch I n stitu te,S h an g ha i200125,Ch ina)

Ab stra ct:Combi n ed w ith t he des i g n pr acti c e of a do m esti c ur ban tunnel engi n eeri n g a t the t op of a p l a nni n g subway shi e l d,ana l y si s f or ne w tunnel r eserved shi e l d acr oss conditi o ns and prot ecti o n m easur es and pr oposa l t o ad j u st the positi o n of def or m ati o n j o i n t and soil body pre-r ei n f or cement of t hr ough zones are put f or ward.Thr ough t heor eti c a l ana l y s i s,t he r ange of soil body r ei n f orce m ent,rei n f orce m ent f or m and r ei n f orce m ent i n dexes are ana l y zed and compa r ed, and the reasonabl e rei n f orce m ent pl a n i s det er m i n ed fi n a ll y.And t hr ough on-s it e i n specti o n,the m ethods and eff ect s f or r eser ved acr oss conditi o ns a r e su mmari z ed,whi c h w ill prov i d e experi e nce&r ef er ence f or sm i il a r proj e cts i n the f ut ur e.

Ke y w o rd s:tunnel engi n eeri n g;

shi e l d t unne;l

cr ossi n g;

structure desi g n;

soil body rei n f orce ment

D es i g n Ch a ra c te rs o fW a te r S upp l y&

D ra inag e a nd Fire Pro te ctio n o f N o rth

S qu a re o f S ha ng h a i Ra iw l ay S ta ti o n

J I N Ye

(S h ang ha i U rb an Co n s tru ctio n D es i g n& Rese a rch I ns titu te,S ha ng h a i200125,Ch i n a)

Ab s tra c t:Nort h Square of Shangha i Ra iw l ay St a ti o n i s positi o ned and desi g ned as a l a r ge i n t egr a t ed tr a ffi c hub of r a iw l ay,r ail tr ansit,l o ng di s t ance bus,etc.Its w ater suppl y&dr a i n age des i g n about the ground square and under gr ound space i s i n troduced i n this paper,i n c l u di n g the surr oundi n g conditi o ns of wa t er suppl y,sewage, r a i n wa t er and wast ewa t er syst em,desi g n pri n ci p l e,equi p ment sel e cti o n,etc.Moreover,fir e protecti o n desi g n cont ent of the pr oj e ct i s a l s o put f or w a r d such as fi r e hydr ant syst em,aut omati c spri n kli n g fir e exti n gui s hi n g syste m,gas fir e exti n guishi n g syst em and fi r e exti n gui s her setti n gs, etc.Fi n a ll y,t he desi g n diffi c ulti e s and the det a il e d r esol u ti o n of the pr oj e ct a r e discussed w it h e mphasis.

Key w o rd s:tr a ffi c hub;

ground squa r e;

underground space;

sl o t dr a i n age ditch

O n De s ig n o f Tunn e l Ra i n w a te r Pum p ing

S ta ti o n A lte ra tio n Pro jec t

Q I Yu n

(S h ang ha i U rb an Co n s tru ctio n D es i g n& Rese a rch I ns titu te,S ha ng h a i200125,Ch i n a)

Ab s tra c t:In order to ensure t he s m oot h of the Outer R i n g and the Huji a Expressway i n Shangha,i a ll roads li n ked w ith t he t w o are adopti n g the underpass t ype and the dr a i n age w ork associ a ted w it h these roads must adopt strong em i s si o n mode.Based on the Huji a Interchange Ra i n water Pumpi n g S t ati o n I m pr ove m ent P r oj e ct w ith i t s pr acti c al desi g n experi e nce and constr ucti o n probl e ms duri n g t he constructi o n coor di n a ti o n

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process,sever a l key poi n ts are di s cussed i n cl u di n g t he ori g i n a l fl o w desi g n,t he r ev i e w set of poo,l equi p ment sel e cti o n and str uctur e l o ad,etc.

Ke y w o rd s:tunnel r a i n wa t er pumpi n g st a ti o n;

pumpi n g st ati o n a l t er a ti o n;

Huji a Interchange;

the Out er R i n g;

desi g n

O n S uzho u Fa iry lan d S ta tio n-Ta G a rd en

S ta tio n I n te rv a l Tu nne l De s ig n P l a n o f

S uzho u Ra il Trans it

X I A S ha-li

(S uzho u Ra il Tran s it Co.,Ltd.,

S u zho u215008,Ch in a)

Ab stra ct:Accor di n g to t he des i g ns and experi e nce of metro shi e l d tunnel s i n Shangha,i Nanji n g,Guangzhou,et c.i n Chi n a and w it h the background of Suzhou r ail tr ansit Li n e1,the desi g n i d ea of Suzhou shi e l d tunnel s i s i n troduced bri e fl y, especi a ll y combi n ed w i t h the i n t erva l of Suzhou Fa ir yl a nd St a ti o n-Ta Garden St a ti o n.Sever a l key poi n t s are put f or ward such as shi e l d tunnel desi g n, shi e l d machi n e choi c e,ancill a r y struct ur e desi g n, structure protecti o n and wa t er pr oof desi g n,et c., w hi c h can pr ovi d e reference f or sm i il a r proj e ct desi g n and constructi o n.

Ke y w o rd s:m etr o i n terva;l

shi e l d t unne;l

rei n f orce str at a;

structures pr ot ecti o n;

desi g n pl a n

Re sea rch&O p tm i iza ti o n o f U rb an

W a te rs ide Tunn e lDe s ig n

ZHANG Y i n-p i n g,J I A NG Ho ng (S h ang ha iU rba n C o n struc ti o n De s ig n&

Re se a rch I n stitu te,S h an g ha i200125,Ch ina)

Ab stra ct:Taki n g Yongda Rd.wa t er s i d e tunnel proj e ct i n N i n gbo f or exam pl e,t he proj e ct overvi e w,hydr ogeol o gi c conditi o n,desi g n i d ea, key t echni q ue and ri s k contr ol a r e i n tr oduced i n thi s paper.Through t he r esea r ch and sel e cti o n of the des i g n p l a n,a seri o us of optm i i z a ti o ns i s co m pl e ted on the w hol e li n e positi o n,str uct ur e,archit ect ur e and ventil a ti o n,et c.These optm i i z a ti o ns not onl y can ensur e t he constructi o n sa f ety,short en the constr ucti o n peri o d but a l s o can save the proj e ct pri c i n g.Thi s des i g n pl a n can pr ovi d e va l u abl e experi e nce f or wa t er si d e tunnel pr oj e ct under unba l a nced ea rth pr essur e i n soft soil f ounda ti o n i n t he f uture.

Key w o rd s:urban tunne;l

soft soil foundati o n;

water si d e deep f ounda ti o n pit;

des i g n;

unba l a nced ea rth pr essur e

A S tu dy o f J ac ki n g Co ns truc ti o n Te chn i q u e o f

Bo x Cu l v e rt C ro ss ing B en e a th Ra iw l a y

HU Ru i-li n g

(S han g h a i Zhe n ru S ub cen te r D ev e l o p ing& Co n struc ti o n I nv e st m en t Co.,Ltd.,

S ha ng h a i200333,Ch i n a)

Ab s tra c t:Taki n g Shangha i East Taopu Rd.-Zhennan Rd.underpass-t ype i n t er change proj e ct f or exampl e,t he box cul v ert j a ck i n g m ethod i s adopt ed of one secti o n to cr oss beneath J i n ghu Ra iw l ay and Hukun Ra iw l ay.On the basis of geol o g i c a l conditi o ns of t he pr oj e ct,the d iffi c ul t i e s a r e i n troduced i n thi s paper w it h a det a il e d di s cussi o n on t he constructi o n of w or k i n g pit,the f abri c a ti o n of r ei n f or ced concr et e box cul v ert,the strengt heni n g of r a iw l ay,t he f abri c a ti o ns of s li d i n g pl a t e and back rest and the constr ucti o n techni q ue of box cul v ert crossi n g benea t h r a iw l ay,et c.So me t echni q ues and measures of the pr oj e ct may provi d e gr ea t gui d ance m eani n g f or sm i il a r proj e cts

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