申请日2018.12.29
公开(公告)日2019.03.26
IPC分类号E03F1/00; E03F5/04; E01C3/00; G06F17/50
摘要
本发明涉及饮用水水源保护区道路施工技术领域，且公开了一种道路穿越水环境敏感区的集水、汇水及排水处理系统，包含以下设计步骤：S1、非水库区路基排水设计;S2、非水库区路面排水设计;S3、水库区路基排水设计;S4、水库区路面排水设计;S5、中央分隔带排水设计;S6、中央边沟排水设计;S7、路面内部排水设计。该道路穿越水环境敏感区的集水、汇水及排水处理系统，对道路、桥梁、隧道产生的雨污水进行收集、汇集、处理、排除，把雨污水对水源保护区的不利影响降低到最低，保证饮用水源保护区水资源的安全。
权利要求书
1.一种道路穿越水环境敏感区的集水、汇水及排水处理系统，其特征在于，包含以下设计步骤：
S1、非水库区路基排水设计;
S2、非水库区路面排水设计;
①一般路段路面排水，采用漫流式;
②超高路段，超高侧路面水流入设置在中央分隔带内的纵向流水槽，通过纵向流水槽汇入集水井，然后通过横向排水管流入路基纵向排水系统;
S3、水库区路基排水设计;
①水库区一般填方路段排水沟;
②水库区一般挖方路段采用盖板边沟;
③填方段，在护坡道外侧设置矩形排水沟;挖方段，采用盖板边沟;
④水库区截水沟：平台截水沟;挖方坡顶截水沟;
S4、水库区路面排水设计;
①一般填方路段，分别在左幅路面左侧土路肩外侧和右幅路面右侧土路肩外侧，设置带盖板的排导沟;
②挖方路段，在边沟内侧设置盖板排导沟;
③不设超高的挡墙路段，在挡墙护栏内侧设置盖板排导沟;
④分离式路基超高段，超高侧的排导沟从外侧移至内侧;
⑤整体式路基超高路段，超高侧路面水流入设置在超高侧路缘带内的纵向流水槽，汇入集水井，集水井设置间距为30m～60m，然后通过横向排水管流入应急池中;
设计径流量的计算思路如下：
一级公路路面和路肩表面排水设计降雨的重现期P为5年，二级公路路面和路肩表面排水设计降雨的重现期P为3年;
ii.暴雨强度计算：
雨水量计算采用项目所在地的暴雨强度公式：
i=a+blgP/(t+c)d;
式中：
a、b、c、d——暴雨强度公式地区系数;
i——设计重现期和降雨历时内的平均降雨强度(mm/min);
P——设计降雨的重现期(年);
t——降雨历时(min);
t=t1+mt2;
式中：
t1——路面汇流历时(min);
t2——沟管内汇流历时(min);
m——管道延缓系数;
iii.设计径流量计算;
Q=16.67ψFi;
式中：
Q——设计径流量(m3/s);
ψ——径流系数;
F——汇水面积(km2);
再根据汇集路段的设计径流量计算出污水应急池的容积;
污水排除：进入应急池的路面污水可通过污水输送管道或运输车运往处理中心集中处理;
污水处理：采用生物降解或物理化学方式，对污水进行无害化处理，满足排放标准后再排入水系;
S5、中央分隔带排水设计;
中央分隔带采用凸型;
S6、中央边沟排水设计;
分离式路基段，根据左、右幅路面中间宽度、附近桥、涵等构造物，部分路段设置一道或两道中央边沟;
S7、路面内部排水设计;
避免雨水过多地渗入路面结构，沥青混凝土上、下面层结构均采用密级配。
2.根据权利要求1所述的一种道路穿越水环境敏感区的集水、汇水及排水处理系统，其特征在于：所述S1中非水库区路基排水设计包含：
①填方边沟：路基护坡道外侧设置矩形排水沟;
②挖方边沟：挖方及过村庄路段采用盖板边沟;
③截水沟：平台截水沟;挖方坡顶截水沟。
3.根据权利要求1所述的一种道路穿越水环境敏感区的集水、汇水及排水处理系统，其特征在于：所述S3中水库区路基排水设计采用15年重现期内任意15分钟的最大降雨强度进行流量计算。
4.根据权利要求1所述的一种道路穿越水环境敏感区的集水、汇水及排水处理系统，其特征在于：所述S4中水库区路面排水设计按5年重现期内任意连续15分钟的最大径流速度进行计算。
5.根据权利要求1所述的一种道路穿越水环境敏感区的集水、汇水及排水处理系统，其特征在于：所述S5中中央分隔带排水设计采用水泥砂浆抹面并铺防渗土工膜。
6.根据权利要求1所述的一种道路穿越水环境敏感区的集水、汇水及排水处理系统，其特征在于：所述S5中中央分隔带排水设计的填方路段中分带内设置渗沟。
7.根据权利要求1所述的一种道路穿越水环境敏感区的集水、汇水及排水处理系统，其特征在于：所述S2中非水库区路面排水设计分为一般路段路面排水和超高路段路面排水。
8.根据权利要求7所述的一种道路穿越水环境敏感区的集水、汇水及排水处理系统，其特征在于：所述一般路段路面排水采用漫流式，土路肩设3%向外的横坡并采用C20现浇硬化。
9.根据权利要求7所述的一种道路穿越水环境敏感区的集水、汇水及排水处理系统，其特征在于：所述超高路段路面排水采用超高侧路面水流入设置在中央分隔带内的纵向流水槽，通过纵向流水槽汇入集水井，然后通过横向排水管流入路基纵向排水系统。
说明书
一种道路穿越水环境敏感区的集水、汇水及排水处理系统
技术领域
本发明涉及饮用水水源保护区道路施工技术领域，具体为一种道路穿越水环境敏感区的集水、汇水及排水处理系统。
背景技术
根据《饮用水水源保护区污染防治管理规定》((89)环管字第201号)规定，饮用水水源保护区分为一级保护区和二级保护区，必要时可在保护区外划分准保护区。饮用水水源一级保护区内禁止新建、扩建与供水设施和保护水源无关的建设项目;二级保护区内不准新建、扩建向水体排放污染物的建设项目，改建项目必须削减污染物排放量。
随着城乡一体化的发展和道路建设用地的限制，道路网向城市周边和山区不断延伸，道路越来越多向山区改移，距离水系越来越近，道路建设不可避免穿越饮用水源保护区。现有的道路排水系统采用粗放式的设计及管理手段，已不适应水环境生态保护的需要，急需开发一套新的水处理系统，以保护道路周边水生态环境。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种道路穿越水环境敏感区的集水、汇水及排水处理系统，具备对道路、桥梁、隧道产生的雨污水进行收集、汇集、处理、排除，把雨污水对水源保护区的不利影响降低到最低等优点，解决了现有的道路排水系统采用粗放式的设计及管理手段，已不适应水环境生态保护的需要的问题。
(二)技术方案
为实现上述对道路、桥梁、隧道产生的雨污水进行收集、汇集、处理、排除，把雨污水对水源保护区的不利影响降低到最低等目的，本发明提供如下技术方案：一种道路穿越水环境敏感区的集水、汇水及排水处理系统，包含以下设计步骤：
S1、非水库区路基排水设计;
①填方边沟：路基护坡道外侧设置矩形排水沟;
②挖方边沟：挖方及过村庄路段采用盖板边沟;
③截水沟：平台截水沟;挖方坡顶截水沟;
S2、非水库区路面排水设计;
①一般路段路面排水，采用漫流式;
②超高路段，超高侧路面水流入设置在中央分隔带内的纵向流水槽，通过纵向流水槽汇入集水井，然后通过横向排水管流入路基纵向排水系统;
S3、水库区路基排水设计;
①水库区一般填方路段排水沟;
②水库区一般挖方路段采用盖板边沟;
③填方段，在护坡道外侧设置矩形排水沟;挖方段，采用盖板边沟;
④水库区截水沟：平台截水沟;挖方坡顶截水沟;
S4、水库区路面排水设计;
①一般填方路段，分别在左幅路面左侧土路肩外侧和右幅路面右侧土路肩外侧，设置带盖板的排导沟;
②挖方路段，在边沟内侧设置盖板排导沟;
③不设超高的挡墙路段，在挡墙护栏内侧设置盖板排导沟;
④分离式路基超高段，超高侧的排导沟从外侧移至内侧;
⑤整体式路基超高路段，超高侧路面水流入设置在超高侧路缘带内的纵向流水槽，汇入集水井，集水井设置间距为30m～60m，然后通过横向排水管流入应急池中;
设计径流量的计算思路如下：
一级公路路面和路肩表面排水设计降雨的重现期P为5年，二级公路路面和路肩表面排水设计降雨的重现期P为3年。
ii.暴雨强度计算：
雨水量计算采用项目所在地的暴雨强度公式：
i=a+blgP/(t+c)d;
式中：
a、b、c、d——暴雨强度公式地区系数
i——设计重现期和降雨历时内的平均降雨强度(mm/min)
P——设计降雨的重现期(年)
t——降雨历时(min)
t=t1+mt2
式中：
t1——路面汇流历时(min);
t2——沟管内汇流历时(min);
m——管道延缓系数。
iii.设计径流量计算
Q=16.67ψFi
式中：
Q——设计径流量(m3/s);
ψ——径流系数;
F——汇水面积(km2);
再根据汇集路段的设计径流量计算出污水应急池的容积;
污水排除：进入应急池的路面污水可通过污水输送管道或运输车运往处理中心集中处理;
污水处理：采用生物降解或物理化学方式，对污水进行无害化处理，满足排放标准后再排入水系;
S5、中央分隔带排水设计
中央分隔带采用凸型;
S6、中央边沟排水设计;
分离式路基段，根据左、右幅路面中间宽度、附近桥、涵等构造物，部分路段设置一道或两道中央边沟;
S7、路面内部排水设计;
避免雨水过多地渗入路面结构，沥青混凝土上、下面层结构均采用密级配。
优选的，所述S1中非水库区路基排水设计包含：
①填方边沟：路基护坡道外侧设置矩形排水沟;
②挖方边沟：挖方及过村庄路段采用盖板边沟;
③截水沟：平台截水沟;挖方坡顶截水沟。
优选的，所述S3中水库区路基排水设计采用15年重现期内任意15分钟的最大降雨强度进行流量计算。
优选的，所述S4中水库区路面排水设计按5年重现期内任意连续15分钟的最大径流速度进行计算。
优选的，所述S5中中央分隔带排水设计采用水泥砂浆抹面并铺防渗土工膜。
优选的，所述S5中中央分隔带排水设计的填方路段中分带内设置渗沟。
优选的，所述S2中非水库区路面排水设计分为一般路段路面排水和超高路段路面排水。
优选的，所述一般路段路面排水采用漫流式，土路肩设3%向外的横坡并采用C20现浇硬化。
优选的，所述超高路段路面排水采用超高侧路面水流入设置在中央分隔带内的纵向流水槽，通过纵向流水槽汇入集水井，然后通过横向排水管流入路基纵向排水系统。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种道路穿越水环境敏感区的集水、汇水及排水处理系统，具备以下有益效果：
1、该道路穿越水环境敏感区的集水、汇水及排水处理系统，对道路、桥梁、隧道产生的雨污水进行收集、汇集、处理、排除，把雨污水对水源保护区的不利影响降低到最低，保证饮用水源保护区水资源的安全。
2、该道路穿越水环境敏感区的集水、汇水及排水处理系统，对穿过水源保护区的道路排水系统采用精细的设计及管理手段，保证水环境生态的平衡，确保道路周边水生态环境。