轨道交通排水出路设计研究论文

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摘要主要论述轨道交通5号线在排水系统设计中是如何结合线路沿线及车站周边市政排水配套的实际情况,因地制宜地将莘闵轻轨交通线的雨水及污水分别合理地进入市政雨、污水管道或河道。

关键词上海市轨道交通5号线排水系统与市政管网或河道连接

1概述

上海作为我国最大的工业、经济、科技、文化和金融贸易中心的国际大都市,在城市基础设施方面的建设取得了很大的成就,尤其体现在城市交通质量的改善和提高。轨道交通5号线是1号线的延伸,它的建成将进一步促进闵行地区的社会经济发展,形成上海城市建设多层次、多轴线、多核心的网络发展格局。上海市轨道交通5号线工程以1号线莘庄站为起点站,沿沪闵公路直至东川路,沿东川路向西,终点站为天星路站,起讫桩号为SK0+000～SK17+206,线路总长为17.206km。其中莘庄站线路(491m)为地面线,余均为高架线(16.715km)。轨道交通5号线共设11座车站,起点站莘庄站为地面站,其余10座车站均为高架站。在建设城市交通的同时,交通设施的雨、污水排放是不可缺少的配套工程。

轨道交通5号线沿途经过的区域,有大部分处于市政排水的空白区,给雨、污水排放带来一定的困难。这也是当今城市轨道交通向周边地区延伸所遇到的一个比较突出的问题,在市政排水管网不完善地区,如何在保护环境、经济合理、因地制宜地解决轨道交通线的雨、污水排放,是工程设计中的一大难题。鉴于轨道交通5号线工程线路长、涉及的排水系统及区域河道多,设计之前需要花大量的时间进行调查分析,不能因其通车而破坏周边河道的环境,必须全面、细致地了解掌握沿线的排水现状,使雨、污水在不破坏环境的原则基础上合理排放。

2沿线的排水现状和规划情况

轨道交通5号线全程均在闵行区内,其间线路经过横沥港、春申塘、徐家汇塘、六磊塘、横沙河、俞塘、竹港、沙港等主要河流。其中横沥港、春申塘、六磊塘、俞塘、竹港、沙港为区级保留河道,徐家汇塘、横沙河、西四河为乡镇级保留河道,另有许多不知名的村级河道。这些河道对部分处于市政排水空白区的轨道交通5号线的雨水出路,提供了良好的天然排放条件,见表1。

轨道交通5号线主要是沿沪闵公路和东川路走向,沪闵公路原设计标准为郊区公路,雨水排放形式为道路两侧边沟排水,排入与其平行的横沥港或与之相交的徐家汇塘、六磊塘、横沙河、俞塘以及其他乡镇级河道。沪闵公路上无污水管道,但与之相交的春申路上已敷设了Φ1800的污水管道,为春申路污水外排系统的污水干管。另外在元江路上(沪闵公路西侧)也已埋设了Φ1200的元江路污水外排系统的污水干管,但沪闵公路东侧的道路尚未辟通。

东川路为城市道路,有着比较完善的雨污水管道,污水管道主要有“吴泾、闵行等地区污水外排工程”总管和闵行污水处理厂污水收集管道。

轨道交通5号线经过的污水系统主要有春元昆污水外排系统。春元昆污水外排系统有三个系统组成,即春申路污水外排系统、元江路污水外排系统和昆阳路污水外排系统。春申路污水外排系统的污水干管设在春申路上,管径Φ1800～Φ2000,由西向东接入吴闵北排工程虹梅路总管;元江路污水外排系统的污水干管设在元江路上,管径Φ1000～Φ1200,由西向东接入吴闵北排工程虹梅路总管;昆阳路污水外排系统的污水干管沿昆阳路向南敷设接入吴闵北排工程东川路总管。

如前所述,春申路上已经敷设了污水干管,元江路上只敷设了沪闵公路西侧的管道,整个春元昆污水外排系统工程的实施还有待时日。

闵行区共有97个雨水系统,轨道交通5号线所经过的雨水系统有20个,其中5个已经建成,2个在建,其余均为待建。必须说明的是尽管轨道交通5号线要经过许多待建和一些已建或在建的雨水系统,但由于沪闵公路沿线(银春路以北)的轨道交通5号线处于横沥港和沪闵公路之间,而各雨水系统一般都是以重要的公路和天然河道划分边界的,造成了该路段内的轨道交通5号线雨水仍只能以直排横沥港为主的局面。

吴闵铁路支线以南至终点站的轨道交通5号线要经过五个雨水系统,其中三个雨水系统已建,虽莘春雨水系统尚在规划中,但现广贤路、莘建东路上已建了雨水管;剑川雨水系统也在规划中,但剑川路和沪闵路(吴闵铁路支线～东川路)上也已经埋设了雨水管。这些雨水系统和雨水管道可以接纳轨道交通5号线的部分雨水排放,详情见表2。

3轨道交通线内排水系统

轨道交通5号线车站内排水主要有生活污水、车站冲洗废水、消防废水和雨水。生活污水主要来自车站的公共厕所和职工厕所,其污水量按生活用水量的95%计,每座车站根据客流量,每天约有近40m3的污水排出。

车站冲洗废水主要来自站厅、站台层打扫卫生冲洗地面所产生的废水,每座车站的冲洗排水标准按31L/(m2·次)。每冲洗一次排水量约为7.0m3左右。

消防废水主要来自车站,消防废水按全线一次火灾考虑,每座车站的消防废水量视高架车站的体积按10～15L/s计。火灾延续时间为2h。一次火灾排水量约为72～108m3左右。

雨水主要来自站台层的敞开部分、车站范围内的地面广场和高架区间的雨水。

车站范围内的废水和雨水是通过设在站内的地漏排到室外与广场雨水排水系统连接,排至附近的市政雨水系统或河道。

高架区间的雨水是通过设在线路两边的明沟汇集经过地漏和排水立管顺着高架区间的立柱排至地面,经地面收水管的收集,就近排到附近的市政雨水系统或河道。

4轨道交通5号线排水系统与市政管网的连结和沟通

轨道交通5号线沿途共设置了11座车站,其中起点站莘庄站与1号线终点站莘庄站合并建造,故该车站的排水问题已在1号线的建设中得到解决。余下10座车站的排水,应根据车站周边市政管网配套和河道的具体情况与其接通。

4.1污水系统

(1)莘城站

莘城站紧靠春申路而建,其排水属于春申路污水外排系统。现在春申路上已经埋设了Φ1800的污水干管,在横沥港处有倒虹管穿越,已经接通虹梅路吴闵污水外排总管。故本车站的污水可直接排入该管道,纳入吴闵污水外排工程。

(2)银都路站

银都路站也属于春申路污水外排系统,但要将该车站污水排入市政管道却有一定的难度。其一目前虽然春申路污水外排系统的干管已经敷设,但管网收集系统尚未形成。其二从系统的布局来看,除了干管不得不穿越横沥港外,其他支管均不可能伸入沪闵公路和横沥港的中间地带。根据春申路污水外排工程,春申路污水外排系统将在田园路由南向北敷设管道进春申路干管,而银都路上敷设污水支管进田园路污水管道。本站位于银都路南面,污水可通过泵站(设置二台潜水排污泵,一用一备),用压力管将污水送入银都路上的污水管道。在穿越横沥港时将压力管道架设于银都路桥旁。

(3)颛桥站

颛桥站仍处于春申路污水外排系统服务范围之内,颛桥站位于颛兴路南侧。从地理位置看,颛桥站北侧600m处有六磊塘横阻,南面400m处有横沙河相隔,东侧是横沥港,西面为沪闵公路,现状颛兴路、老沪闵路上亦无市政管道可利用,污水的排放条件最不理想。但春元昆污水外排系统中,颛兴路上敷设了Φ400～Φ800的污水管,进田园路污水管道,最后通过系统泵站提升进春申路污水干管外排。但颛桥站与颛兴路上的污水管中间隔有一条横沥港,故该站的污水只有通过设污水泵站,将污水通过压力管道直接送入颛兴路上的污水管,在穿越横沥港时将压力管架设于颛兴路桥旁。

(4)北桥站

北桥站属于元江路污水外排系统,从北桥站至元江路距离约700m。目前元江路上污水外排工程干管由西向东只排到沪闵公路口,沪闵公路东侧的元江路尚未建设。故本站污水排放,近期因受周边环境方面的制约,作为过渡措施,污水设化粪池收集后用粪车抽吸外运(公共厕所近期暂时关闭)。当元江路污水管一但建成,污水可直接排入元江路污水干管,最终进入虹梅路吴闵外排工程总管。

(5)剑川路站

剑川路站位于吴闵铁路支线南侧、剑川路北侧的沪闵公路旁,目前本站周围无市政污水管道系统,其所处的位置与污水排放也极为不利。如果往北寻找污水出口将遇到吴闵铁路支线,要穿越铁路困难相当大,只有往南排向东川路上的污水干管。故本站设污水泵站,首先将污水送入东川路站的污水系统,而与后两个车站污水一并以重力流排入东川路上Φ2200的污水干管。

(6)东川路站

东川路站靠近东川路,而东川路上吴闵外排工程的污水干管为轨道交通5号线的污水出路提供了良好的条件。沿线路方向向南排管约450m,将车站污水直接接入东川路上吴闵外排工程干管,东川路站的污水可以顺利地接入吴闵外排工程。

(7)金平路站、华宁路站、文井路站、天星路站

金平路站、华宁路站、文井路站、天星路站分别位于金平路、华宁路、文井路、天星路与东川路的交叉路口,车站沿东川路方向设置。车站周边有居住小区和较完善的市政配套设施,污水直接接入车站附近的市政管道,最终接入闵行污水处理厂。

4.2雨水系统:

(1)雨水设计参数如下:

设计暴雨重现期P=4年

高架区间径流系数ψ=0.9

集水时间t1=5min,

暴雨强度按上海市暴雨强度公式计算:

(2)车站和区间排水

轨道交通5号线的走向,是沿沪闵公路向南至东川路,然后沿东川路向西至天星路。据现状的排水条件,轨道交通5号线各车站和区间高架桥的雨水排放可分为二大块。吴闵铁路支线以北的轨道交通5号线的雨水排放,基本上以直接排入横沥港及其支流为主,其原因如前所述,该段的轨道交通5号线是处在沪闵公路和横沥港之间,而一般雨水系统的划分是以主要的道路或天然河道为边界的,沪闵公路和横沥港相距最远处≈100m,此间为市政雨水系统的空白区。横沥港等河道的常水位为2.3～2.5m,规划防汛墙顶标高为4.5m,折点标高为2.5m,轨道交通5号线沿线地面道路的标高控制在6.0～3.31m,故可直接排入附近河道。

吴闵铁路支线以南的轨道交通5号线则有条件排入市政雨水管道,因吴闵支线以南的沪闵公路上和东川路上有雨水管道可利用。东川路是按城市道路标准设计,有完整的道路排水系统,轨道交通5号线建造于该道路的路中,雨水可直接排入地下市政雨水管网。

各车站雨水排放详见表4。

区间的雨水排放出路详见表5。

5结束语

轨道交通5号线是一条连接中心城市与卫星城市的纽带,轻轨交通线的建设,缩短了中心城市区与卫星城之间的距离,促进了地区建设的高速发展。但在轻轨交通线建设的同时,也不能忽视对沿线的环境保护,尤其对车站污水的排放,更要严格按照排放要求执行。同时,对沿线的市政污水系统要做全面细致的了解,充分利用已建排水设施,使污水排放能纳入市政污水管网,但对个别车站在近期内由于市政配套未能跟上的可采取临时过度措施并预留接口,一但周边市政污水管道配套完善即可接通。

目前轨道交通5号线已投入运行,笔者认为该线的排水设计采用的方法是成功的,其雨水、污水排放达到了上海市雨、污水排放的标准,达到雨、污分流的预期目标,为满足工程安全运行、保护环境和水资源的保护提供了可靠的保证。然而,设计和实施仅是工程成功的第一步,管理、监测、保养和维护才是保证其安全运行的百年大计。随着轨道交通5号线的运行,将会带动车站周边城市化基础设施建设进一步加快和完善,到时候可以把需要用泵打到临近排水系统去的污水,就近接入已完善的污水排水系统内。同时笔者也会不断的收集资料、总结得失,以使今后的设计工程能产生更大的社会效益和经济效益。