跨输水渠道改扩建桥梁水质保护措施及应急蓄毒池设计研究

林云，任泽俭，黄华琪

跨输水渠道改扩建桥梁水质保护措施及应急蓄毒池设计研究

林云1，任泽俭1，黄华琪2

（1.南水北调东线山东干线有限责任公司，山东 济南 250109；2.上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海 200135）

随着社会经济发展，输水渠道上的交叉跨越工程越来越多，面临的水质保护任务越来越重。以山东省济宁市内环高架路（南环）跨南水北调梁济运河桥梁改扩建工程为例，分析了叉交跨越项目在建设期及运营期对南水北调水质影响，研究了水质保护措施，探索设计了运营期应急蓄毒池，制定了蓄毒池运行控制方案。

跨渠道工程；水质保护；应急蓄毒池；保护措施

1 改扩建桥梁概述

根据济宁市主城区扩大和社会经济发展需要，2018年济宁市委、市政府决定建设内环高架路项目，长42.3 km，设计时速80 km/h，在西环高架路和济宁大道高架路（南环）两处跨南水北调梁济运河输水渠道。济宁大道高架路跨南水北调梁济运河输水渠道项目，需要进行桥梁改扩建。

原有老桥改造。原有老桥改造包括桥面功能改造和对检测发现的桥梁病害进行加固维修。桥面功能改造即将由原“机动车道+非机动车道+人行道”调整为快速路主路，护栏位置局部调整。

扩建新桥。在原有老桥两侧扩建两座新桥，主桥采用四跨变高钢箱连续梁，与既有老桥对孔布置；引桥采用跨预应力砼连续大箱梁。主桥上部结构为变高钢结构大箱梁为单箱双室直腹板断面，承台为六边形承台，倒圆角。

2 项目实施对南水北调输水渠道水质的影响分析

2.1 建设期的影响分析

老桥改造后对河道输水不产生影响，但改造过程可能对渠道水质产生污染，需要严格把控施工工艺，禁止将废弃的污水、碎渣等垃圾排向河道内。扩建桥梁主跨上部结构为悬拼施工的钢箱梁，与混凝土箱梁施工产生的污染相对较小，但施工期间需防止焊渣等废弃物落入水中。

2.2 运营期的影响分析

改扩建桥梁运营期间，要防止初期雨水径流及危险品运输车辆发生事故产生的污染，需要提前做好应急处理措施。

3 建设期的水质保护措施研究

3.1 工序优化

根据主桥施工工艺、总工期、地方雨水分布等情况，合理安排施工时间。选择秋冬季罕水季节进行施工，降低因降水冲刷围堰，造成水质污染的概率。施工中采用旋挖钻机进行施工，快速成桩缩短下部结构施工工期，并加大设备、模板、人员等资源投入，开展多个工作面，缩短主桥承台、墩柱施工工期，尽可能减少占用河道施工。在河道两岸大堤以外，分别设立生产作业加工区、机械设备材料存放及施工生活区。

3.2 原有旧桥改造施工预防措施

旧桥改变主要是桥面改造，包括修补破损混凝土、钢筋除锈、更换沥青铺装、对裂缝超限部位灌封、更换伸缩缝、拆除并新建混凝土防撞护栏等。施工中建设方、监理加强监督，集中收集外运所有旧桥废料，禁止向下河道抛物；桥梁下部修补裂缝、维修变形钢管时，在修补部位下方设置吊具隔离钢板或封闭模板，防止修补部位的材料、浆液滴落河道污染水质。

3.3 桩基施工预防措施

桩基施工预防措施主要如下：①采用旋挖钻成孔工艺，减少泥浆排放量。②钻孔泥浆的原料选用性能合格的黏土或其他符合环保要求的材料，并采取措施防止泥浆外溢污染环境，钻渣外运至指定弃土区域存放，不得随意排放污染水源。③制浆池、泥浆池、沉淀池墙身采用砖砌、抹面或者选用钢套箱，集中存放施工期间产生的泥浆，并及时清运，严禁向河中排放泥浆，造成水污染。泥浆池中的沉淀用渣土车外运，严禁向河中排放。④浇筑剩余的混凝土运回拌和站集中处理，严禁倒入河中。⑤浇筑完成后导管冲洗的污水统一收集处理，严禁向河内排放。

3.4 基坑开挖预防措施

基坑开挖预防措施主要包括：①开挖出的废水统一存放在沉淀池中；②处理、截断、净化污染水体；③严格控制混凝土外加剂的选用，选用对水源无污染的外加剂。

3.5 墩柱施工预防措施

墩柱施工预防措施主要包括：①严格控制模板的拼缝，避免产生漏浆现象从而污染河道；②为减少水污染的产生，

对墩柱采用薄膜包裹方式养护；③清理施工机械、设备及机械的废水、废油等有害物质以及生活污水，不直接排放于河道、池塘或其他水域中。

3.6 箱梁悬拼预防措施

在箱梁节段两侧设置安全防护网及挡板，防止物品从两侧掉落河道，在箱梁节段焊接处下方设置4 mm厚的钢板整体焊接做封闭防护，可以有效防止重物或者尖锐的物体刺穿，杜绝焊渣、物品掉落到河道中。

3.7 施工污染预防措施

混凝土运输车冲刷罐体用水严禁直接排入水体，混凝土运输车洗罐必须返回拌和站后进行冲刷，冲刷用水经过沉淀池沉淀处理后方可排入市政污水处理管道。

施工期间加强机械设备管理与维护，配备拦油索、吸油毡、棉纱等吸油材料，防止油污染。同时桥梁施工作业完成后，及时做好施工现场清理工作，防止施工废料等垃圾随雨水进入调水渠道。

4 运营期水质保护措施研究

南水北调东线工程水质保护必须稳定达到国家地表水环境质量Ⅲ类水标准。为防止危险品运输车辆发生事故后，可能造成对水质的影响，在桥两侧各设置一座危化品应急蓄毒池。

4.1 事故应急蓄毒池池容积计算

目前，国家及行业没有事故应急蓄毒的设计标准，参与类似工程并结合本项目的实际，确定蓄毒池的容积。

初期雨水计算：初期雨水1按照设计径流厚度取 3 mm，1=2×200×19.5×0.003=23 m3。

运输车辆容积：一次事故泄漏量2按照50 m3考虑。

事故后冲洗水量：冲洗水量按桥面每平方米每次冲洗水量3 L计算3，3=100×19.5×0.003=5.9 m3。

事故应急蓄毒池容积：事故应急蓄毒池设计最大容积=1+2+3=23+50+5.9=78.9 m3。设计池深1.5 m，宽6 m，长9 m，实际容积80 m3。

每座应急蓄毒池总有效容积103 m3，其中事故应急容积80 m3。事故应急蓄毒池构造如图1、图2所示。

4.2 事故应急蓄毒池作用

事故应急蓄毒池主要起到以下三个作用：①对桥梁上发生的交通事故造成的少量漏油引起的雨水径流起隔除浮油作用；②对桥梁上积累的沙尘和固体颗粒状垃圾引起的雨水径流起沉砂作用；③对桥梁上发生交通事故造成泄漏的大量化学危险品和冲洗水起贮存作用。

4.3 桥面排水系统

跨南水北调渠道桥梁主桥及引桥桥面雨水不直接排入河中，采用搜集排水的方式，每10 m设置一处泄水孔，通过纵向排水管，排入事故应急蓄毒池，处理后排入下游市政排水系统。

图1 事故应急蓄毒池平面图

图2 事故应急蓄毒池立面图

4.4 事故应急蓄毒池运行控制方案

对雨污水及事故有毒有害水体应对管控方案如下：①晴天，无危险品泄漏工况时，闸门保持关闭状态。②晴天，有危险品泄漏工况时，打开闸门，将泄漏的危化品以及冲洗水储存在应急蓄毒池内，待事故结束后，应及时将应急蓄毒池内收集的液态化学危险品抽吸外运处理，将应急蓄毒池腾空，以便于应对下次事故。③雨天，无危险品泄漏工况时，若正常降雨，闸门保持关闭，雨水经应急蓄毒池前池沉淀，可对其中沙尘和固体颗粒状垃圾引起的雨水径流起沉砂作用，而后排入市政雨水系统；若桥面污染较严重，特别是每年雨季首场大雨将会形成污染较为严重初期雨水时，应在降雨前打开闸门进行收集初期雨水，当储存至1/4池容时关闭闸门，待降雨结束，及时将污染初期雨水排入市政污水管道中送至下游污水处理厂处理，将应急蓄毒池腾空，以便于应对下次事故。④雨天，有危险品泄漏工况时，打开闸门，将泄漏的危化品以及雨水水储存在应急蓄毒池内，待事故结束后，应及时将应急蓄毒池内收集的液态化学危险品抽吸外运处理，将应急蓄毒池腾空，以便于应对下次事故。

5 结语

通过跨南水北调输水渠道桥梁改扩建项目实施对水质影响分析，制定了建设期及运营期水质保护措施，设计的事故应急蓄毒池及编制的运行管控方案，需要在今后的运营中进一步检验和完善。

［1］王革来.桥梁排水事故收集池设计探究［J］.低碳世界，2016（9）：215-216.

［2］黄华琪.济宁内环高架改扩建桥梁涉南水北调工程影响防治补救措施专项设计［R］.出版社不详，2019.

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A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.18.015

2095－6835（2020）18－0042－02

〔编辑：王霞〕