对隧道雨水泵房设计的几点思考

对隧道雨水泵房设计的几点思考

摘要：结合东莞某隧道排水系统设计工作，对隧道排水系统设计进行分析及探讨，对隧道雨水口布设、排水沟设置、设计暴雨重现期选择、泵房布置、集水池容积的计算方法及设计要点做出了几点总结。

关键词：隧道排水；集水池；沉泥井；设计暴雨重现期；排水边沟 近年来，由于隧道排水设施维护不当以及暴雨强度不断增大等原因，隧道浸水事情发生频率高，受到了政府、媒体等各方高度关注。为了减少暴雨对隧道造成的威胁，包括政府、设计单位等机构单位都作出了很大的努力，力求将损失减至最小。笔者将结合东莞某隧道排水系统设计工作，对隧道排水系统设计作出如下几点总结。

1工程概况

本设计泵房位于东莞某国道下沉隧道，隧道长1.6公里，宽21米，其中根据道路、桥隧专业纵向坡度，将位于不同的标段地点处设置雨水泵房。设计泵房所处地面为行车辅道，并且位于繁华路段，因此泵房的设计合理性对于此路段行车安全有着至关重要的影响。

2隧道排水收集系统

隧道内的排水主要分为雨水、消防用水以及路面清洗用水，其中以雨水为主要排放对象。由于暴雨时雨量大，速度快，因此对隧道造成很大的威胁。隧道的雨水收集系统设计是否合理、通畅，将对隧道排水系统的合理性造成重大的影响。

隧道排水主要通过雨水口和排水边沟联合收集至雨水泵房，再由雨水泵房提升至路面市政排水系统。雨水口设计时，主要根据隧道路面坡度进行设计。由于隧道专业反应，在隧道进出口处设置横截沟将对车辆行驶造成影响（主要是跳车），本次设计时通过计算，在隧道进出口横坡及纵坡交汇点出加密雨水口，既可以减少对车辆行驶影响，又达到了雨水收集的效果。

一般雨水口设计均位于隧道横坡最低点处，通过计算确定雨水口设置的间距和形式，同时应在泵房进水口处加密雨水口，使得上游没有收集到的雨水在最低点处尽快进入泵房。设计时应该注意道路的超高设计，以免将雨水口设计于道路横坡最高点，达不到收集效果。

排水沟均位于隧道横坡最低点处，通过雨水口收集至排水沟中，由于泵房一般设置于隧道最低点处，排水沟由隧道进出口向泵房处放坡，可以大大减少排水沟的深度，有利于隧道结构的稳定，同时可以减少泵房的深度，减少造价。由于暴雨的冲刷会带入大量泥沙进入隧道中，为了减少对水泵的损害，减轻泵房的负担，在排水沟汇集处或一定距离处应设置沉砂井，沉砂井中沉砂需定期清理。

泵房设计

泵房设计应根据机电设备型号和参数，进出水管道，电源进线方向，对外通道以及有利于泵房施工、机组安装与检修和工程管理等方面，经技术经济比较确定。

（1）设计重现期的选择

雨水管渠设计重现期，应根据汇水地区性质、地形特点和气候特征等因素确定。特别重要的地区可采用10年或以上的设计重现期。近年来隧道淹没现象凸显，一是隧道日常管理维护工作欠缺，二是暴雨强度大，而设计暴雨强度更新速度慢，以至于设计与现实雨水量有较大的差距。由于本设计路段为国道和东莞某镇繁华重要路段，通行车辆较多，为了增大隧道安全性，本次设计选用的设计重现期为50年，同时使用100年设计重现期进行校核。

（2）泵房位置的选择

隧道泵房的进水口一般位于隧道最低点处，一是隧道最低点处汇水量大，能使雨水以最短的距离、最快的速度进入雨水泵房，防止雨水过长时间停留于隧道中，增大隧道的危险性。二是可以避免隧道排水沟出现反坡现象，使隧道排水舒畅，减少泵房埋深及隧道造价。如果遇到隧道沉降缝等结构不稳定部位，泵房无法处于隧道最低点的情况下，排水边沟应设置反坡段，设计时应考虑反坡段的排水能力以及由于反坡对进水口标高造成的影响。

（3）泵房进水口设计

泵房进水口标高取决于排水边沟的深度，泵房进水口是全部收集雨水进入的关键部位，因此进水口设计的排水能力将直接影响排水系统中雨水是否能舒畅、迅速地进入泵房，必须认真核算进水口尺寸及流速。为了防止雨水带入的泥沙及漂浮物对水泵的损害，应在进水口处设置格栅及沉砂深度为500mm的沉砂井。设计时要在泵房内预留出足够的空间，便于清掏格栅的拦截物及沉砂。同时为了便于清洗进水沉砂井及格栅，可以在格栅井边处设计给水龙头，便于冲洗格栅杂物。

（4）水泵选型及布置

水泵选型主要依据设计重现期为50年的雨水量及水泵所需扬程决定，计算水泵扬程时应考虑水泵出水管与集水池最低水位高差的静扬程，水泵房的水头损失，进出水管道的沿程、局部损失，并且预留出不小于0.5米的服务水头。

水泵布置时要考虑与隧道结合为一体，长宽比需合理，泵房长度应根据机组台数、布置形式、机组间距、边机组段长度和安装检修间的布置等因素确定，并满足机组吊运和泵房内部交通的要求。在满足水泵宽度布置的前提下，预留出不小于1.2m的主通道位置。本工程选用了4台WQ系列潜水排污泵，平行并列布

置。

（5）集水池设计

集水池的容积，应根据设计流量、水泵能力和水泵工作情况等因素确定，雨水泵站集水池的容积不应小于最大一台水泵30s的出水量。除了满足规范的要求外，集水池宽度还有由水泵组并列横向布置确定，水位须考虑水泵的最低水位及进水管的最高水位。水泵运行时必须控制淹没深度，不得低于最低水位，以免产生气蚀现象。集水池最高水位按进水管设计充满度的水位，有效水深为最高水位与最低水位的差值 ,池板底标高 =最高水位-有效水深-最小水深-水泵基础安装高度。为了防止杂物淤积，影响水泵正常运行，水池底部需定期清洗，设计时应考虑在集水池底部设置集水井（配置小型潜污泵），同时池底坡度均需要坡向集水井处，达到方便清洗，利于清空的目的。

（6）水泵房内部布置设计

水泵房的内部布置的设计关系到水泵吊装，工作人员操作、检修以及日常维护等各方面的舒适度，应满足机电设备布置、安装、运行和检修要求，结构布置要求，通风、采暖、采光要求，并且符合防潮、防火、防噪声、节能、劳动安全等规定，因此必须合理设计水泵房内部布置形式。

水泵房对外至少应有2个出口，其中一个应能满足运输最大部件或设备的要求。水泵房主通道除满足工作人员操作、行走空间之后，同时应当满足设备运输空间的需要。吊装孔的设计应满足水泵最小吊装孔径，吊装孔周围可设置栏杆或加盖高强度钢盖板，以保护工作人员安全。水泵房的布置还取决于配电设备、水泵出水管道走向、管道阀门布置、洗手盆、灭火器等设施的布置，还有要一定的维修空间，设计时应合理布置，全面考虑，以保证泵房布置能满足使用功能的前提下增加泵房舒适度。

泵房高度是否充足，决定水泵是否能顺利吊装。一般泵房高度=工字钢高度（轨道高度）+电动葫芦高度+水泵高度+起吊离地高度（一般为0.5m）+上空预留超高（一般为0.5m）。当吊装孔处设置栏杆时，可将吊装水泵方向的栏杆设置成活动栏杆，可减少水泵房的高度，同时可以满足水泵吊装要求。

由于泵房处于隧道内，通风条件较差，为保证工作人员安全，应在泵房内设置强制排风送风设施，一般安装通风机可达到通风效果，但通风机流量应经计算确定，保证每小时泵房内换气次数不小于6次。

由于泵房输配电间设备容易遇水损坏，若地面有可以建设的空间，应将泵房输配电间设置于地面，大大减少了泵房输配电设备损坏的几率，同时也能更好地保证水泵的正常运行，增大了隧道的安全性。

消能井设计

水泵出水管道出口处应设置消能井，通过消能井能把过高的势能(水头)缓解掉,以便下游的受纳管道（箱涵）的负荷及配水更均衡，同时能防止出水过度冲刷检查井或箱涵，保证了检查井或箱涵的使用年限。

消能井设计时应考虑水泵出水管道标高与消能井出水管道的标高关系，若有条件，应将水泵出水管底标高抬高至消能井出水管道顶标高之上，可以大大减少消能井反水至雨水泵房的可能。同时在设计时可在水泵出水管道处增设拍门及止回阀等措施，保证雨水泵房的安全。

结语

由于隧道泵房的设计直接影响到隧道行车安全，设计时应全面考虑，同时参考同类型的泵房设计，特别是在设计暴雨重现期的选择中多加斟酌，详细了解泵房的周边环境，并按照设计相关规范、法规要求进行设计，到达防止暴雨威胁隧道安全的同时，将雨水泵房的设计更具人性化及合理性。

参考文献：

[1]GB 50265-2010,泵站设计规范

[2]朱志华，陈宏. 珠江三角洲某中小型污水提升泵站设计方案.山西建筑.2010.1009-6825（2010）10-0172-02