浅析桥面危险液泄漏收集系统设计
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摘 要： 桥梁跨越江河等水源地保护区，一旦有运输危险液体的货车在桥上发生交通事故，危险液体就随桥面排水系统流入水源地保护区，污染水体。某市某湘江大桥桥位于市二级饮用水源保护区范围之内，大桥建设后营运期的影响主要是桥梁上发生交通事故，导致危险化学品及有害物品泄漏排入湘江的风险事故。以本工程为例，危险品运输车辆发生事故时危险品泄漏量概率为小概率事件，不可预见，发生的最不利时间点，即事故发生时，同时暴雨出现时，雨水径流量混合危险液，量大。设计的收集系统将桥面危险液导流至桥头岸边危险液体收集池，收集处理，达标排放。
关键词：水源保护；桥面危险液泄漏；收集系统
中图分类号：TU761 文献标识码：A
我国桥梁多跨越江河等水源地保护区，随着工业及物流业发展，化学工业危险制品通过货车公路长距离运输，在桥上发生交通事故的概率增大，当交通事故发生后，化学工业危险制品倾覆在桥面，交通中断。当无雨季节时，将出动消防车冲洗桥面，冲洗水稀释化学工业危险制品后，形成大量强酸强碱类危险液，流量可控；当下雨季节时，雨水径流量大混合消防车同时冲洗桥面，叠加冲洗水稀释化学工业危险制品后，形成大量强酸强碱类危险液，流量不可控。一旦危险液泄漏至水体，有毒有害物质泄漏后将进入水体，随水流扩散，造成河水严重污染。将严重污染地表水或地下水，形成二次事故。通过设计桥面危险液泄漏收集系统，从工程技术措施上能有效避免或减轻危险液体对敏感水体的污染。
同时初期雨水径流中含有的污染物量占整个雨水径流含有的污染物量的绝大部分，其含有的污染物浓度远远高于允许排入水体的排放标准。若初期雨水直接排放至敏感水域也会对水体造成严重的污染和破坏，甚至会破坏水体原有生态功能。
收集系统设计的目的是收集和处理桥面危险液及初期雨水径流，设计的桥面排水收集系统实现了收集桥面初期雨水径流并及时排放，以及化学危险品在运输中可能发生的泄漏事故径流的收集，收集至储存池经过一定的措施处理后排放，防止污染物直接进入湘江，减少对湘江的污染。
1 工程概况
湘江大桥起点位于湘江西岸规划的洋湖大道交叉口与兆新路交叉口之间，向东跨越兆新路、潇湘大道西线，设简易菱形立交与潇湘大道西线相接，之后路线上跨潇湘大道东线，跨越湘江，至湘江东岸后与湘江大道立体交叉，设一对上、下桥匝道与湘江大道连接，向东上跨京广铁路、书院路，设置互通立交与书院路连接，西岸接线在豹山路前落地，工程止于湘府西路新联路口，工程路线全长2.655km；大桥主桥段标准横断面布置如图1所示：
2.0m（人行道）+2.5m（非机动车道）+0.5m（分隔栏杆）+11m（机动车道）+0.5m（中央分隔栏杆）+11m（机动车道）+0.5m（分隔栏杆）+2.5m（非机动车道）+2.0m（人行道）=32.5m，横向排水坡度为2%，
通航孔主跨采用120m，为满足水利防洪对桥墩阻水率的要求，共布置5个主孔。主桥孔跨布置为65+5×120+65，主桥长度730m。
主桥桥型立面布置（图2）及效果（图3）如下所示：
主桥最高点即是桥梁的分水岭，位于桩号K2+300即第5跨中间，西岸桩号K1+694为湘江西岸跨湘江防洪大堤的第一个桥墩，在该桥墩处可将主桥西段危险液引至地下1号危险液收集池，桩号K1+694～K2+300桥纵向坡度为0.8%；东岸桩号K2+680为湘江东岸跨湘江防洪大堤的第一个桥墩，在该桥墩处可将主桥东段危险液引至地下2号危险液收集池，桩号K2+300～K2+680桥纵向坡度为-0.3%。
2 管路系统设计参数确定及工程措施
本工程属于特大型桥梁工程，是本地区重要的交通工程，根据《室外排水设计规范》GB50014-2006第3.2.4条规定，本桥梁排水系统暴雨重现期，按规范取P=5年。危险液泄漏收集量，按P=5年时，雨水径流量叠加消防车冲洗桥面水后，形成大量强酸强碱类危险液。当地P=5年时，设计暴雨强度q=380（L/S.hm2），消防车冲洗水按1个消防中队1次的洒水量计算，桥面径流系数ψ=0.95；根据桥梁分水岭及排水横坡，主桥上两侧共设置4条排水管，管道排水坡度同桥梁纵向坡度，经计算校核后，设置4条D500排水管设置在桥梁两侧悬臂下的排水管道吊架上。
桥面危险液横向上，通过2%横坡汇入桥梁两侧间隔5m的泄水管，再通过De125mmUPVC管排入纵向D500mm排水管。在桥梁箱梁悬臂下方设置吊架，纵桥向D500mm排水管敷设在吊架上。排水管纵向排水坡与桥梁纵向坡度一致。桥梁上的排水管安装定位均采用水平滑动支座；为防止管道冬季冰冻，防止结冰后减少管道的过水能力，同时为保护管道老化，排水管采用50mm岩棉做保温层，外用铝箔包裹。在桥梁主体施工时应注意将排水设施预埋件埋入结构内。
收集P=5年时的事故径流，但是实施后，就要保证雨水的顺利排除，要是按P>5年雨水的设计流量来设计，就会要求有更大的排水管径，为了既达到收集事故径流的目的，又要能保证桥梁的排水通畅，本设计在泄水管和排水横管三通的连接处，采取了承插对接，留有一定的空隙的措施。这样，如果发生事故，由于流量较小，事故径流会通过泄水管进入横接管，被收集入收集池；如果发生大于设计降雨量的大雨时，雨水先是通过泄水管进入排水管，当雨量大于设计管径的流量时，雨水就会通过泄水管与横管之间的缝隙溢出，从而不会产生桥面积水，从而达到很好排水的效果。具体措施如图4所示。
3 危险液体收集池系统设计参数确定及工程措施
由于桥梁工程处于城市内，桥梁两岸无多余土地可以利用，无后续就地处理危险液的场地，桥两岸的道路下有完善的市政污水管网，考虑能蓄纳一次化学危险品泄漏事故径流容量的收集，在两端引桥下绿化带中建1、2号危险液收集池，各有效容积为72m3，初期雨水或化学危险品泄漏事故的危险液经蓄积后，为避免直接进入水体以免对水体的直接污染。当危险液水质达到《污水排入城镇下水道水质标准》（CJ343--2010）要求，危险液收集池出水排入市政污水管网；当不满足标准时，由环保部门组织车辆将危险液运输至异地处理。
为保证降雨或事故发生时，危险液收集池内能收集危险液，雨后将桥面雨水径流及时排空以随时准备接收事故径流的功能，危险液收集池除将桥面径流收集管接入外，还应设置溢流管、排空管及配套闸阀，其中进水管与桥梁排水竖管相连。
湘江西岸跨湘江大堤后的桥墩处和湘江东岸湘江大道与京广铁路处设置1、2号危险液收集池，为保证不破坏防洪堤，将1、2号危险液收集池设置在湘江两岸防洪堤内。D500mm排水管沿桥墩将收集的桥面雨水或危险液冲洗水汇到地面，分别接入1、2号危险液收集池。正常情况下出水口阀门打开，排出集中收集的桥面雨水，如桥面意外发生有毒物品泄漏的情况，可将危险液收集池出水口阀门关闭以存储废液，然后再对废液进行无害化处理，就地不能处理时，可组织车辆将危险液转运到环保部门指定的地方处理。危险液收集池采用钢筋混凝土结构，混凝土浇注应严格按照防渗混凝土的施工要求进行，完成后加强养护，池内壁做耐酸碱腐蚀涂层处理。
结语
危险货物运输突发事件属于紧急突发事件，一旦发生在桥梁上便具有很大的危险性，而且有其独特的属性特征，即风险性、突发性、影响性、公共危害性、社会关注性、动态连锁性、不可预料性。一般情况，该类突发事件很难及时应对和处置，而且容易造成非常严重的后果，给广大人民群众的正常生活带来严重的干扰和威胁，并且可能直接影响到整个社会的安全与稳定。危险品在运输途中由于突发事件而发生滞留、泄露或爆炸等情形之后，将会给周边居民的正常生活带来威胁，同时会给周边的空气、水体等造成严重的污染和破坏。每个城市的管理部门应规划本市内危险货物运输线路，控制运输过程。避免此类事件发生。
桥梁危险液泄漏收集系统设计中需注意的几点问题及建议：
（1）危险液收集量无规范可循，本设计仅按暴雨重现期P=5年时，发生事故时的径流汇水量确定，该参数确定是否合理，值得商榷。
（2）泄水管采用UPVC管，纵向排水管采用玻璃钢管，防止危险液对管材的腐蚀。
（3） 纵向排水管采用柔性接口，桥梁伸缩缝处设置伸缩接头，并保证伸缩接头的伸缩量与桥梁保持一致。
（4） 为保证本收集系统功能，本系统需有专人负责管理，日常清理管道防止堵塞，排空危险液收集池，保证正常运行；发生事故时，及时通知或协调消防、交管、环保、自来水、城管等部门处理事故。
参考文献
[1]GB50014-2006，室外排水设计规范（2011年版）[S].
[2]GB50015-2003，建筑给水排水设计规范（2009年版）[S].
[3]CJ343--2010，污水排入城镇下水道水质标准[S].
[4]李华，孔亚平，刘勇.跨敏感水体特大桥桥面径流串联处理系统及适宜性分析[J].公路交通科技（应用技术版），201，10（70）：483～487.