陈斐

（中亿丰建设集团股份有限公司，江苏 苏州 215000）

1 娄门路下穿向阳桥改造背景

本项目位于苏州姑苏区和工业园区分界处，娄门路东西走向，下穿东环路高架。道路南侧紧挨娄江（该段娄江属内河，常水位为85 高程1.44 米）。现状向阳桥下娄门路净空限高3m，实际净空约3.5m，净空不足，多次发生中大型货车和客车卡在桥下事件[1]。另外，从312 国道过来的旅游大巴，只能通过官渎里立交绕行进入古城区。基于以上背景，提出对娄门路进行改造，使城市道路机动车车道净空高度满足4.5m 的要求，以改善沿线居民出行条件，提升道路形象。

2 项目总体方案

图1 项目总体方案示意图

总体设计方案如下：①娄门路下穿向阳桥处将机动车道下挖，设置成U 型槽结构（洋红色所示），使机动车道通行净空高度不小于4.5m；②人非通道与机动车道分离，现状通行净空高度不小于2.5m，维持道路竖向高度不变；③两条环形匝道仅在与娄门路交叉口处根据娄门路纵坡适当改造，其他段维持不变；④在西侧匝道的绿化带内设置雨水排水泵→一座，将U 型槽汇水提升后直接排入娄江。

图2 改造后断面示意图

雨水设计方案如下：①U 型槽内排水采用纵横向排水，采用横截沟和侧沟相结合的方式收水，在U 型槽纵向两侧均设置排水边沟，进出U 型槽的两端位置各设置两道横截沟；②U 型槽的两端位置的截水沟可直接排入非机动车道的市政雨水管网，以减小泵→的排水压力；③U 型槽的最低点的横截沟处设置一处集水井，使整个U 型槽排水系统最终进入最低点横截沟进入西侧匝道绿化带内的泵房，提升后最终排入南侧娄江。

3 雨水设计参数

3.1 设计标准

（1）采用苏州市修订后的暴雨强度公式[2]，即：

式中：q——设计暴雨强度（L/s.ha）；

P——设计暴雨重现期，下穿道路取50 年；

t——降雨历时（min）。t=t1+t2；

t1- 地面积水时间（min），视汇水距离长短、地形坡度和地面铺盖等具体情况而定，本设计采用10 min；

t2- 管渠内雨水流行时间（min）。

（2）雨水量计算公式[2]：

Q =ψ×q×F

式中：Q- 雨水流量（L/s）；

q- 设计暴雨强度（L/s·ha）；

Ψ- 径流系数；综合径流系数：ψ=0.65；下穿道路排水：ψ=0.9；

F- 汇水面积（ha）。

3.2 设计要点说明

3.2.1 项目范围为娄门路下穿向阳桥东西两侧匝道外各60 米，全长约303m。东西两侧匝道，道路仅改造路面，对现状雨、污水管道影响较小，且经过暴雨强度公式计算，现状管径满足使用要求，故此段现状雨、污水管道均保留利用。下挖新建下穿隧道，因现状雨、污水管位于改造后机动车道下，并与新建隧道冲突，故此段现状雨、污水管道均废除新建。如图3所示。

图3 综合管线迁改示意图

管线迁改分两个阶段：①南侧人非范围，废除原有雨水管道，新建电力通道、雨水管、污水管；北侧人非范围同步进行，废除原有雨水管道、给水管、燃气管，在非机动车道新建雨水管道、给水管、燃气管，现状的通信管保留利用[3]；②机动车道范围，废除现状雨水管、污水管；新建两侧边沟及泵→排水管。

3.2.2 娄门路下穿向阳桥段改造，在U 槽两端K0+93.7、K0+200.3 处各分别设置两道截水沟（精铸球磨铸铁井篦座），截水沟重力流排入南侧非机动车道下的市政雨水管网；另下穿段U 型槽南北侧各设置边沟，边沟在U 型槽最低点处设置一处集水井，通过管道重力流入雨水泵房，经泵提升后排入南侧娄江。

3.2.3 U 型槽外南北两侧非机动车道，结合道路新建雨水管及雨水口，重力流排入周边市政雨水管网。

4 雨水泵→设计

4.1 汇水面积及水泵计算

4.1.1 汇水面积：如图4 所示，共分3 块统计。①两侧匝道（洋红色）汇水面积分别为2384 平方米、2448 平方米，所需雨水管径DN400，现状管径为DN500-600，满足使用需求即保留利用；②U 槽两侧非机动车道及交叉口汇水面积为分别为610 平方米、495 平方米、510 平方米、570 平方米，所需雨水管径DN300，考虑到收水范围位于交叉口，坡度较大，雨水量多，故本次新建雨水管径放大到DN400。③下穿范围实际汇水面积为2000 平方米，为留有富余，本次汇水面积按2600 平方米考虑。重现期采用50 年，道路径流系数采用0.9。

图4 汇水面积示意图

4.1.2 设计流量

雨水量Q =ψ×q×F=0.9×541.23×0.29=141.26 L/s

因为雨水泵→不设置备用泵，采用低位单泵运行，高位同启原则，故设置两台主泵，暴雨时期以2 台大泵为主，其余时期以小泵抽排。即泵→的设计流量Q=142 L/s=512m3/h，内设3 台泵（2 大1 小）。

4.1.3 设计扬程（采用85 高程）

道路雨水采用重力流收集，泵→进水口管底标高：-1.27m，启泵水位-1.86m，南侧娄江常水位为1.44m，考虑水泵及安全水头，同时富余0.7 米，即水泵扬程H=娄江常水位1.44-（-2.36）+1.5+0.7=6 m。

设计规模：Q总=512m3/h，水泵三台（两大一小），主泵工况点[4]为：Q=511/2=256m3/h，H=6m，P=11kW，小泵工况点：Q=70m3/h，H=7m，P=4kW。选用一体化预制泵→，开挖施工（U 型钢板桩支护）。一体化泵井前设置格栅井，尺寸90×90，内设成品格栅。前置格栅用来截溜大块的悬浮或漂浮的污物，以保护水泵叶轮和管道配件，避免堵塞和磨损，保证水泵正常运行，如图5。

图5 一体化泵井示意图

4.1.4 水泵最小安装尺寸复核

φ2500 底座泵→，实际利用底座空间为1650mm，两台大泵的实际安装尺寸大小为650mm，小泵的安装尺寸为220mm，故供需1520mm，余130mm，作为水泵之间安装有效控制距离（如图6-7）。

图6 小泵安装尺寸图

图7 大泵安装尺寸图

4.2 泵→筒体

4.2.1 规格：筒体内径2.5m；泵→地面标高4.14m，停泵水位-2.36，满足水泵安装高度，筒底标高为-2.86，整个一体化泵井筒深7m。

4.2.2 材质：采用树脂及玻璃纤维一体缠绕成玻璃钢筒体。

4.2.3 泵→筒体需要有强度、抗浮做合理设计，根据《建筑工程抗浮技术标准》JGJ476-2019，建筑工程抗浮稳定性应符合下式规定：

已知本工程筒体埋深7m，

计算：G=3.14×1.25^2×7×10=343.4KN，

Nw,k=30+3.5 ×3.5 ×0.4 ×15+ (3.5 ×3.5-3.14 ×1.25^2)×8*7=514.75KN

G/ Nw,k =1.50＞1.10 满足抗浮要求。

4.3 远程监控系统

远程监控系统，通过GPRS/GSM无线通讯实现泵→的自动报警及远程控制功能[5]，业主及技术人员可随时随地登录网→进行泵→运行的监控。

4.4 液位控制系统

泵坑内应采用两套液位控制系统，采用静压差液位计保证高低位报警信号输出以及液位浮球开关保证备用控制；静压差液位计作为主控制，保证水泵轮换启动液位信号输出。

4.5 其他注意事项

4.5.1 若一体化泵→基底土为流沙时应先进行井点降水，消除管涌现象，并对井底进行不小于50 厘米的C20 素混凝土封底处理。

4.5.2 本工程泵→基坑属危大工程的重点环节，须结合周边环境及施工安全，必要时进行专项设计。

4.5.3 环境保护：施工中应注意环境保护，采取适当的措施来减轻或避免对环境的影响。如：减轻由于施工车辆的运行导致滴、漏与扬尘等；注意水土保护；施工过程中产生的泥浆应先进行沉淀，经设备处理后再排放；及时清扫场地，防止粉尘、垃圾随雨水冲入水体。

5 评价总结

娄门路下穿向阳桥节点改造工程是社会公益性项目，项目建成后没有直接经济收入，其投资的主要效益体现在改善地区交通条件（节约路上乘客的在途时间）、环境状况（有效缓解节点的交通拥堵状况）及投资环境上，从而促进地区经济的可持续发展。通过改善交通和环境质量，完善路网结构，增加项目沿线地区对外招商引资的吸引力，成为带动地区经济增长的新动力。