一种立交隧道分岔处清污分离排水方法与流程

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1.本发明属于隧道及地下工程技术领域，具体涉及一种立交隧道分岔处清污分离排水方法。


背景技术：

2.钻爆法隧道内通常设置有两套独立的清水、污水收集及排放系统，以满足清污分离排放的环保要求，为便于运营检修，污水沟多布置于道路两侧且与路面齐平，清水沟多布置于污水沟下方。不同于贯通式的独立隧道，立交隧道的排水系统需要统筹考虑立交区内各隧道竖向设计，在某些特定的路面横坡、纵坡设计条件下，隧道分岔点处排水沟可能存在局部低点，需要考虑导流引排措施，以确保整个立交隧道的清污排水系统完整、畅通，避免隧道“水淹”风险。
3.立交隧道分岔处，分离的主线及匝道隧道渐变为合流隧道，当分岔点处排水沟(尤其是位于分离式隧道中夹岩两侧的排水沟，在分岔处中断)存在局部低点时，常见的排水方案是：
4.(1)污水系统：在隧道分岔处设置路面横截沟，收集隧道内污水的同时联通道路两侧污水沟。根据国内多座隧道的运营设置在路面上横经验，截沟常因为盖板处的差异沉降引起“跳车”现象，甚至有发生盖板损坏或者横截沟混凝土破坏的情况，存在一定行车安全隐患。
5.(2)清水系统：清水沟通常为暗沟形式，在分岔处采用类似道路“y”型分合流的方式，将分离隧道内的两侧的清水沟逐渐靠近合并后连接合流隧道的一侧清水沟。具体实施过程中，分离隧道内的两侧清水沟在合并过渡的过程中易受到隧道分合流区域的横坡、纵坡影响，导致清水沟过渡段的高程定位难度较大，施工放样时常出现较大误差，造成清水沟过渡区内出现小纵坡段落或者局部低点，影响排水效率，且清水沟过渡段从路面下方斜跨长度较大，运营检修不便。


技术实现要素：

6.本发明为解决现有技术中的上述问题，提供一种立交隧道分岔处的清污分离排水方法，根据隧道分岔处的路面横坡、纵坡叠加影响，通过排水沟自流和导流引排，采取“检查井+暗埋横向联通道”的辅助措施，使立交隧道的清水沟、污水沟形成独立回路，达到利用排水沟重力自流特性，使清水、污水可顺隧道纵坡坡降方向排放的目的。
7.为了实现上述目的，本发明的技术解决方案是：
8.一种立交隧道分岔处的清污分离排水方法，所述立交隧道分岔处是指主线隧道、匝道隧道及二者汇合后的合流隧道，上述三者相交形成的分岔处区域；其特征在于，包括：
9.1.主线隧道、匝道隧道及合流隧道的道路行车范围以外的两侧设置独立排水沟，包括主线隧道横坡低侧排水沟、主线隧道横坡高侧排水沟、匝道隧道横坡低侧排水沟、匝道隧道横坡高侧排水沟、合流隧道横坡低侧排水沟、合流隧道横坡高侧排水沟，上述排水沟均
由与路面齐平的污水沟和位于污水沟下方的清水沟组成；
10.2.所述立交隧道分岔处的主线隧道、匝道隧道及合流隧道纵断坡向一致，均处于路线下坡段；所述主线隧道横坡低侧排水沟和匝道隧道横坡高侧排水沟在立交隧道分岔处为局部低点，且在分岔处终止；同一横断面位置处，匝道隧道横坡低侧排水沟的高程低于主线隧道横坡低侧排水沟与匝道隧道横坡高侧排水沟；
11.3.采取清污分离排水引排方案包括：主线隧道横坡高侧排水沟与合流隧道横坡高侧排水沟在立交隧道分岔处顺隧道纵坡联通并排放清水和污水；主线隧道横坡低侧排水沟和匝道隧道横坡高侧排水沟通过检查井及暗埋的横向联通道导流引排至匝道隧道横坡低侧排水沟，与合流隧道横坡低侧排水沟顺接后，清水及污水分别顺隧道纵坡坡降方向排放。
12.进一步地，所述主线隧道横坡高侧排水沟与合流隧道横坡高侧排水沟在立交隧道分岔处顺隧道纵坡联通，匝道隧道横坡低侧排水沟与合流隧道横坡低侧排水沟在立交隧道分岔处顺隧道纵坡联通；主线隧道横坡低侧排水沟和匝道隧道横坡高侧排水沟在其靠近隧道分岔处均分别设置清水沟检查井和污水沟检查井，匝道隧道横坡低侧排水沟在与合流隧道横坡低侧排水沟顺接处设置清水沟检查井和污水沟检查井；相邻检查井间设置位于路面下方的横向联通道，包括连接相邻污水沟检查井的污水沟横向联通道以及连接相邻清水沟检查井的清水沟横向联通道，利用排水沟重力自流特性，将主线隧道横坡低侧排水沟和匝道隧道横坡高侧排水沟导流引排至匝道隧道横坡低侧排水沟。
13.进一步地，所述清水沟检查井和污水沟检查井设置于行车区域以外。
14.进一步地，所述污水沟检查井和清水沟检查井分别在主线隧道横坡低侧排水沟、匝道隧道横坡低侧排水沟、匝道隧道横坡高侧排水沟隧道分岔处沿车辆前进方向依次设置。
15.进一步地，所述污水沟横向联通道和清水沟横向联通道分别高于污水沟检查井井底标高和清水沟检查井井底标高。
16.进一步地，所述横向联通道坡向与立交隧道路面横坡的坡度不小于1.5％。优选的，所述横向联通道坡向与立交隧道路面横坡一致。
17.进一步地，所述清水沟检查井和污水沟检查井底部设置检查井沉沙池。
18.进一步地，所述清水沟在位于污水沟检查井下方区域设置清水沟局部下凹段，以避让污水沟检查井。
19.进一步地，所述清水沟局部下凹段的底标高不低于清水沟检查井的底标高。
20.进一步地，所述匝道隧道横坡低侧排水沟设置有兼作污水沟的清水沟检查井盖板，实现清水沟检查井盖板与污水沟整体共建，便于安装、检修及更换。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
22.(1)本发明提出了立交隧道分岔处的清污分离排水方法，根据分岔处的路面横坡、纵坡设计条件，利用清水、污水沟重力自流特性，实现排水沟导流引排，将分岔处的清水沟、污水沟匹配连接后顺着隧道纵坡排放，确保了立交隧道清污排水系统完整、畅通，实现清污分类收集、分离排放，体现了“环保”、“低碳”、“绿色”理念。
23.(2)本发明排水沟连接方式高效、简洁、易于施工，排水流向明晰，可避免立交隧道分岔处排水沟出现小纵坡段或局部低点，提高排水效率。
24.(3)本发明仅在行车区域以外设置检查井，横向联通道位于路面下方，路面范围内
不设置外露构筑物(如横截沟、盖板等)，路面连续且美观，行车时无“跳车”隐患。
25.(4)本发明清水沟检查井盖板可兼具污水沟功能，通过预制工艺，安装或更换便捷。检查井内设置沉砂池，检查井之间的横向联通道长度相对较短，便于检修清理，检修时对行车影响较小。
附图说明：
26.图1是具体实施方式中立交隧道分岔处排水方案平面布置图；
27.图2是具体实施方式中立交隧道分岔处各隧道纵断面示意图；
28.图3是具体实施方式中立交隧道分岔处清水沟横向连接a-a剖面图；
29.图4是具体实施方式中立交隧道分岔处污水沟横向连接b-b剖面图；
30.图5是具体实施方式中立交隧道分岔处排水沟纵向连接c-c剖面图；
31.图6是具体实施方式中清水沟检查井盖板与污水沟整体预制示意图。
32.图中所示：1、主线隧道横坡低侧排水沟，2、主线隧道横坡高侧排水沟，3、匝道隧道横坡低侧排水沟，4、匝道隧道横坡高侧排水沟，5、合流隧道横坡低侧排水沟，6、合流隧道横坡高侧排水沟，7、隧道路面、8、污水沟，9、清水沟正常段，10、清水沟盖板，11、清水沟检查井，12、清水沟横向联通道，13、污水沟检查井，14、污水沟横向联通道，15、清水沟局部下凹段，16、清水沟检查井盖板，17、污水沟检查井盖板，18、检查井沉砂池，19、兼作污水沟的清水沟检查井盖板，20、沟身周边混凝土，21、主线隧道内轮廓，22、匝道隧道内轮廓，23、合流隧道内轮廓，24、建筑限界，25、电缆沟。
具体实施方式：
33.下面将结合附图以一座立交隧道为例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.本立交隧道实例中，提供一种立交隧道分岔处的清污分离排水方法。所述立交隧道分岔处是指主线隧道、匝道隧道及二者汇合后的合流隧道，上述三者相交形成的分岔处区域。
35.主线隧道、匝道隧道及合流隧道的道路行车范围以外的两侧设置独立排水沟，排水沟包括污水沟和清水沟，污水沟与路面齐平，收集隧道内冲洗污水，清水沟位于污水沟下方，收集隧道二衬结构外的围岩涌水；具体的，参见图1所示，包括主线隧道横坡高侧设主线隧道横坡高侧排水沟2(含清水、污水沟)，主线隧道横坡低侧设主线隧道横坡低侧排水沟1(含清水、污水沟)，匝道隧道横坡高侧设匝道隧道横坡高侧排水沟4(含清水、污水沟)，匝道隧道横坡低侧设匝道隧道横坡低侧排水沟3(含清水、污水沟)，合流隧道横坡高侧设合流隧道横坡高侧排水沟6(含清水、污水沟)，合流隧道横坡低侧设合流隧道横坡低侧排水沟5(含清水、污水沟)。
36.隧道分岔处的主线隧道、匝道隧道及合流隧道纵断坡向一致，均处于路线下坡段，各隧道纵断面示意参见图2所示，位于分岔处横坡坡向车辆前进方向右侧，不设置超高。主线隧道横坡高侧排水沟2(含清水、污水沟)与合流隧道横坡高侧排水沟6(含清水、污水沟)
在隧道分岔处顺隧道纵坡联通，匝道隧道横坡低侧排水沟3(含清水、污水沟)与合流隧道横坡低侧排水沟5(含清水、污水沟)在隧道分岔处顺隧道纵坡联通。根据上述隧道纵坡条件，主线隧道横坡高侧排水沟2(含清水、污水沟)可流向并顺接合流隧道横坡高侧排水沟6(含清水、污水沟)，匝道隧道横坡低侧排水沟3(含清水、污水沟)也可流向并顺接合流隧道横坡低侧排水沟5(含清水、污水沟)。
37.主线隧道横坡低侧排水沟1(含清水、污水沟)和匝道隧道横坡高侧排水沟4(含清水、污水沟)在隧道分岔处为局部低点，且在分岔处终止，无排水出路，需要导流引排，以确保立交隧道排水系统畅通。设置立交隧道路面横坡坡度，同一横断面位置处，匝道隧道横坡低侧排水沟3的高程低于主线隧道横坡低侧排水沟1与匝道隧道横坡高侧排水沟4；可利用水沟重力自流特性，将主线隧道横坡低侧排水沟1(含清水、污水沟)、匝道隧道横坡高侧排水沟4(含清水、污水沟)导流引排至匝道隧道横坡低侧排水沟3(含清水、污水沟)。
38.具体的，本实施例中隧道分岔区域的总体排水组织流向为：1)主线隧道横坡高侧排水沟2(含清水、污水沟)
→
合流隧道横坡高侧排水沟6(含清水、污水沟)；2)主线隧道横坡低侧排水沟1(含清水、污水沟)
→
匝道隧道横坡高侧排水沟4(含清水、污水沟)
→
匝道隧道横坡低侧排水沟3(含清水、污水沟)
→
合流隧道横坡低侧排水沟5(含清水、污水沟)，其排水平面方案参见图1。
39.对要导流引排的主线隧道横坡低侧排水沟1和匝道隧道横坡高侧排水沟4，在其靠近隧道分岔处均设置清水沟检查井和污水沟检查井，检查井间设置位于路面下方的横向联通道。具体的，主线隧道横坡低侧排水沟1、匝道隧道横坡低侧排水沟3、匝道隧道横坡高侧排水沟4在隧道分岔区域沿车辆前进方向分别依次设置污水沟检查井13和清水沟检查井11，相邻清水沟检查井11之间采用清水沟横向联通道12连接，相邻污水沟检查井13之间采用污水沟横向联通道14连接。利用排水沟重力自流特性，将主线隧道横坡低侧排水沟1和匝道隧道横坡高侧排水沟4通过横向联通道导流引排至匝道隧道横坡低侧排水沟3之后，最终与合流隧道横坡低侧排水沟5顺接，清水及污水分别顺隧道纵坡坡降方向排放。
40.污水沟检查井13设置在行车区域以外的侧向宽度空间内，污水沟横向联通道14位于路面下方，连接相邻的污水沟检查井，其横向连接剖面构造参见图4。
41.清水沟检查井11设置在行车区域以外的侧向宽度空间内，清水沟横向联通道12位于路面下方，连接相邻的清水沟检查井，其横向连接剖面构造参见图3。
42.清水沟横向联通道12、污水沟横向联通道14优选采用具备一定强度的预埋管，其横向坡度不小于1.5，优选与道路横坡一致。
43.参见图5～图6，污水沟横向联通道14和清水沟横向联通道12分别高于污水沟检查井13井底标高和清水沟检查井11井底标高，优选100mm，以便于运营检修。清水沟检查井11及污水沟检查井13的底部设置检查井沉砂池18。
44.清水沟在位于污水沟检查井下方区域设置清水沟局部下凹段，以避让污水沟检查井。清水沟局部下凹段的底标高不低于清水沟检查井的底标高。具体的，以主线隧道横坡低侧排水沟1位置为例，在污水沟检查井13附近，清水沟主线隧道横坡低侧排水沟1由清水沟正常段9变化为位于污水沟检查井13下方的清水沟局部下凹段15，清水沟局部下凹段15底标高不低于清水沟检查井11的底标高，其纵向连接剖面构造参见图5。
45.位于主线隧道横坡低侧排水沟1、匝道隧道横坡高侧排水沟4、位置的污水沟可在
污水沟检查井13位置终止，即清水沟检查井11与污水沟检查井13之间可不设置污水沟。
46.匝道隧道横坡低侧排水沟3的污水沟需要与合流隧道横坡低侧排水沟5接顺，即清水沟检查井盖板处需要预留污水过路条件，可考虑设置兼作污水沟的清水沟检查井盖板19，将清水沟检查井盖板与污水沟整体共建，兼做污水沟，以便于检修更换，其做法参见图6。
47.上述为基于所述立交隧道实例，根据隧道分岔处横坡、纵坡条件确定的隧道分岔处清污分离排水方法，对于其他横坡、纵坡条件的立交隧道，同样可按照类似设计思路进行排水方案设计。确定排水方案的总体思路是对无自流条件的排水沟进行导流引排，使立交隧道的清、污排水沟形成完整系统。在某些特殊条件下，如通过上述方法导流后仍无法避免存在纵坡低点，导致水沟积水无法自排，尚需要考虑采用包括采用反坡排水、设置泵房、排水横洞等现有技术范畴内的其他排水措施。
48.以上为本发明的基本原理、主要特征，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种立交隧道分岔处的清污分离排水方法，所述立交隧道分岔处是指主线隧道、匝道隧道及二者汇合后的合流隧道，上述三者相交形成的分岔处区域；其特征在于，包括：1)主线隧道、匝道隧道及合流隧道的道路行车范围以外的两侧设置独立排水沟，包括主线隧道横坡低侧排水沟(1)、主线隧道横坡高侧排水沟(2)、匝道隧道横坡低侧排水沟(3)、匝道隧道横坡高侧排水沟(4)、合流隧道横坡低侧排水沟(5)、合流隧道横坡高侧排水沟(6)，上述排水沟均由与路面齐平的污水沟和位于污水沟下方的清水沟组成；2)所述立交隧道分岔处的主线隧道、匝道隧道及合流隧道纵断坡向一致，均处于路线下坡段；所述主线隧道横坡低侧排水沟(1)和匝道隧道横坡高侧排水沟(4)在立交隧道分岔处为局部低点，且在分岔处终止；同一横断面位置处，匝道隧道横坡低侧排水沟(3)的高程低于主线隧道横坡低侧排水沟(1)与匝道隧道横坡高侧排水沟(4)；3)清污分离排水包括：主线隧道横坡高侧排水沟(2)与合流隧道横坡高侧排水沟(6)在立交隧道分岔处顺隧道纵坡联通并排放清水和污水；主线隧道横坡低侧排水沟(1)和匝道隧道横坡高侧排水沟(4)通过检查井及暗埋的横向联通道导流引排至匝道隧道横坡低侧排水沟(3)，与合流隧道横坡低侧排水沟(5)顺接后，清水及污水分别顺隧道纵坡坡降方向排放。2.根据权利要求1所述的一种立交隧道分岔处清污分离排水方法，其特征在于，所述主线隧道横坡高侧排水沟(2)与合流隧道横坡高侧排水沟(6)在立交隧道分岔处顺隧道纵坡联通，匝道隧道横坡低侧排水沟(3)与合流隧道横坡低侧排水沟(5)在立交隧道分岔处顺隧道纵坡联通；主线隧道横坡低侧排水沟(1)和匝道隧道横坡高侧排水沟(4)在其靠近隧道分岔处均分别设置清水沟检查井(13)和污水沟检查井(11)，匝道隧道横坡低侧排水沟(3)在与合流隧道横坡低侧排水沟(5)顺接处设置清水沟检查井(13)和污水沟检查井(11)；相邻检查井间设置位于路面下方的横向联通道，包括连接相邻污水沟检查井(13)的污水沟横向联通道(14)以及连接相邻清水沟检查井(11)的清水沟横向联通道(12)，利用排水沟重力自流特性，将主线隧道横坡低侧排水沟(1)和匝道隧道横坡高侧排水沟(4)导流引排至匝道隧道横坡低侧排水沟(3)。3.根据权利要求2所述的一种立交隧道分岔处清污分离排水方法，其特征在于，所述清水沟检查井(13)和污水沟检查井(11)设置于行车区域以外。4.根据权利要求3所述的一种立交隧道分岔处清污分离排水方法，其特征在于，所述污水沟检查井(13)和清水沟检查井(11)分别在主线隧道横坡低侧排水沟(1)、匝道隧道横坡低侧排水沟(3)、匝道隧道横坡高侧排水沟(4)隧道分岔处沿车辆前进方向依次设置。5.根据权利要求2所述的一种立交隧道分岔处清污分离排水方法，其特征在于，所述污水沟横向联通道(14)和清水沟横向联通道(12)分别高于污水沟检查井(13)井底标高和清水沟检查井(11)井底标高。6.根据权利要求2所述的一种立交隧道分岔处清污分离排水方法，其特征在于，所述横向联通道坡向及立交隧道路面横坡的坡度不小于1.5％。7.根据权利要求6所述的一种立交隧道分岔处清污分离排水方法，其特征在于，所述横向联通道坡向与立交隧道路面横坡一致。8.根据权利要求2所述的一种立交隧道分岔处清污分离排水方法，其特征在于，所述清水沟检查井(11)和污水沟检查井(13)底部设置检查井沉沙池(18)。
9.根据权利要求1所述的一种立交隧道分岔处清污分离排水方法，其特征在于，所述清水沟在位于污水沟检查井(13)下方区域设置清水沟局部下凹段(15)。10.根据权利要求9所述的一种立交隧道分岔处清污分离排水方法，其特征在于，所述清水沟局部下凹段(15)的底标高不低于清水沟检查井(11)的底标高。11.根据权利要求1所述的一种立交隧道分岔处清污分离排水方法，其特征在于，所述匝道隧道横坡低侧排水沟(3)设置有兼作污水沟的清水沟检查井盖板(19)。

技术总结
本发明提供一种立交隧道分岔处的清污分离排水方法，主线隧道、匝道隧道及合流隧道的道路行车范围以外的两侧有独立排水沟，排水沟由污水沟和清水沟组成，需导流引排的排水沟通过“检查井+暗埋横向联通道”，使清水沟、污水沟形成独立回路，利用排水沟重力自流特性，清水、污水顺隧道纵坡坡降方向排放，实现清污分类收集和分离排放。本发明排水沟连接方式高效简洁、易于施工，可避免立交隧道分岔处排水沟出现小纵坡段或局部低点，提高排水效率；设置的检查井和横向联通道使路面连续且美观，行车时无“跳车”隐患；清水沟检查井盖板兼具污水沟功能，安装或更换便捷；设置沉砂池和较短的横向联通道，便于检修清理，检修时对行车影响较小。检修时对行车影响较小。检修时对行车影响较小。


技术研发人员：姜炯 钱文斐 田帅 李忻轶 石竟成 曹光晔
受保护的技术使用者：上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/9/6