關(guān)于城市道路雨水口布置的淺析

摘要：路面上的雨水首先經(jīng)雨水口通過(guò)連接管流入排水管渠。雨水口的形式、數(shù)量和布置應(yīng)按匯水面積所產(chǎn)生的流量、雨水口的泄水能力和道路形式確定。本文就雨水口布置、雨水口泄水能力、雨水口間距的計(jì)算方法進(jìn)行了探討，并對(duì)設(shè)計(jì)中存在問(wèn)題進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：雨水口布置;雨水口間距;泄水能力

前言

雨水管渠系統(tǒng)是由雨水口、雨水管渠、檢查井、出水口等構(gòu)筑物所組成的一整套工程設(shè)施。雨水口是收集雨水管渠系統(tǒng)的附屬構(gòu)筑物。一般應(yīng)設(shè)在交叉路口、路面最低點(diǎn)以及道路路牙邊每隔一定距離處。如果路面積水會(huì)阻礙道路的通行，導(dǎo)致車輛產(chǎn)生路面滑移，影響交通安全;同時(shí)路面如果長(zhǎng)期積水也會(huì)降低路基土的強(qiáng)度，造成路基路面的整體破壞。

1、雨水口形式的選擇

雨水口主要有平箅式、立箅式和聯(lián)合式三類。平箅式水流通暢，但暴雨時(shí)易被樹(shù)枝等雜物堵塞，影響收水能力。立箅式不易堵塞，邊溝需保持一定水深，但是雨水沿邊溝流來(lái)時(shí)需要轉(zhuǎn)90?才能流入雨水口，以致會(huì)有水流不暢、進(jìn)水較慢的情況，布置間距不宜太長(zhǎng)。聯(lián)合式在水平和垂直方向上均有雨水箅子，宜用于徑流集中且有雜物堵塞處。平箅式雨水口又分為偏溝式和地面平箅式，偏溝式雨水口適用于有緣石的道路，地面平箅式適用于無(wú)緣石的路面、廣場(chǎng)、地面低洼聚水處等。

2、雨水口的泄水能力

從理論上說(shuō)，雨箅的泄水能力可按水力學(xué)公式計(jì)算。平箅式的泄水量分兩種情況：①當(dāng)水量不大水深較淺時(shí)，可采用自由寬頂堰流公式：，

式中：m—寬頂堰流量系數(shù)

L—雨水箅的長(zhǎng)邊長(zhǎng)度

h—雨水箅上的水深

2當(dāng)水量較大時(shí)，可采用孔口出流公式：，

式中：ω—雨水箅的進(jìn)水孔口有效面積

μ—孔口流量系數(shù)

h—雨水箅上的水深

立箅式泄水量采用堰流公式：，

式中：m_c—孔口流量系數(shù)

h—雨水箅前的水深

b—雨水箅的進(jìn)水孔口有效面積

孔口流量系數(shù)因孔口的形狀、孔口邊緣情況以及雨箅厚度（即孔口箅厚度）的不同而取值不同，并且考慮到實(shí)際使用中雨水口通常有堵塞現(xiàn)象，故雨水口的泄水能力采用下式計(jì)算：

式中：W—雨水箅的進(jìn)水孔口面積

C—孔口系數(shù)，圓角孔取0.8，方角孔取0.6

h—雨水箅上的水深，通常取0.04～0.06m

K—孔口堵塞系數(shù)，一般取2/3，

但在實(shí)際中，雨水口的泄水能力與道路的坡度（影響偏溝水深和流速），雨水口材質(zhì)和型式、箅前水深、水面寬度、雨水口與路面間的高差等因素有關(guān)。

根據(jù)對(duì)不同型式的雨水口、不同箅數(shù)、不同箅形的室內(nèi)1：1的水工模型水力實(shí)驗(yàn)（道路坡度3.0‰～3.5‰、橫坡1.5%、箅前水深40mm），各類雨水口的泄水能力見(jiàn)下表：

2、雨水口布置

布置雨水口時(shí)，首先應(yīng)確定街溝縱斷面上低洼積水點(diǎn)和交叉口豎向規(guī)劃上必須的雨水口，然后根據(jù)道路縱橫坡度、街道寬度、街面種類、周圍地形及排水情況，選擇雨水口形式及布設(shè)方式。

2.1 一般道路雨水口的布置

道路雨水口應(yīng)首先布置在道路最低點(diǎn)、道路的匯水點(diǎn)上，其次再布置在道路的同一縱坡段上的截水點(diǎn)，相隔一定距離均應(yīng)設(shè)置雨水口。

2.2 道路交叉口雨水口的布置

在交叉口范圍內(nèi)布置雨水口時(shí)，應(yīng)不使路面水流過(guò)交叉口的人形橫道，也不應(yīng)使地面水在交叉口內(nèi)積水或流入另一條道路。因此，雨水口應(yīng)設(shè)在人行橫道之前或低洼處。

1）如果交叉口處于凸形地形上，相交道路的縱坡方面均背離交叉口。則交叉口內(nèi)不需設(shè)置雨水口。

2）如果交叉口處于凹形地形上，相交道路的縱坡方向都指向交叉口。為防止雨水匯集到交叉口中心，應(yīng)適當(dāng)改變道路縱坡，抬高交叉口的中心地面標(biāo)高，并在各個(gè)轉(zhuǎn)角處設(shè)置雨水口。

3）如果交叉口處于分水線地形上，有三條道路縱坡方面背離而一條指向交叉口。在縱坡指向交叉口道路的轉(zhuǎn)角處設(shè)置雨水口。

4）如果交叉口處于谷線上，有三條道路縱坡方向指向交叉口而一條背離。在三條縱坡指向交叉口道路的轉(zhuǎn)角處設(shè)置雨水口。

5）如果交叉口處于斜坡地形上，相鄰兩條道路縱坡指向交叉口而一條背離，在縱坡指向交叉口道路的轉(zhuǎn)角處設(shè)置雨水口。

6）如果交叉口處于馬鞍形地形上，相對(duì)兩條道路縱坡指向交叉口而另兩條背離，在縱坡指向交叉口的道路兩側(cè)分別設(shè)置雨水口。

3、雨水口的間距計(jì)算方法

下面計(jì)算同一縱坡上雨水口間距，假設(shè)道路為雙面坡，路面寬度為40m，橫向坡度 i₁=1.5%，縱向坡度i₂=3.0‰。

1）路面排水設(shè)計(jì)流量計(jì)算公式為：Q=ψ·q·F（L/s）

式中：ψ為徑流系數(shù)，對(duì)于瀝青路面和混凝土路面，取ψ=0.90;

F為設(shè)計(jì)匯水面積，F(xiàn)=B·L_y（ha），其中B為設(shè)計(jì)路面排水寬度，L_y為雨水口最大允許設(shè)計(jì)間距;

q為設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度，（L/（ha·s））;

其中，①北京的暴雨強(qiáng)度公式為，式中設(shè)計(jì)重現(xiàn)期的選擇，應(yīng)根據(jù)匯水地區(qū)性質(zhì)、城鎮(zhèn)類型、地形特點(diǎn)和氣候特征等因素確定，由規(guī)范特大城市中心城區(qū)取值3～5年，當(dāng)P=3年時(shí)，;

②設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)t =t₁+mt₂，式中t₁為地面集水時(shí)間，t₂為管內(nèi)雨水流行時(shí)間，m為折減系數(shù)，顯然對(duì)于雨水口設(shè)計(jì)，不存在管內(nèi)流行時(shí)間，因此t =t₁。

由于匯水距離短，取地面集水時(shí)間t₁=5min，則暴雨強(qiáng)度q=448 L/（ha·s）。

③單位長(zhǎng)度的匯水流量，根據(jù)暴雨強(qiáng)度和匯水面積計(jì)算得Q₁=0.806 L/s。

2）街溝的允許流量Q₂，按街溝的過(guò)水?dāng)嗝娣e按水力學(xué)的公式計(jì)算。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估算：當(dāng)?shù)孛嫫露葹?.005～0.02時(shí)，v₁取0.3～0.6（m/s），取v₁=0.5 m/s;則Q₂=30 L/s。

3）雨水口最大允許間距L_y= Q₂/ Q₁=37.2m。規(guī)范上只是規(guī)定了雨水口間距宜為25m～50m。

由以上計(jì)算可見(jiàn)，只是以道路面積計(jì)算設(shè)計(jì)匯水面積來(lái)計(jì)算雨水口的設(shè)計(jì)流量，但是在實(shí)際情況中，也有流域范圍內(nèi)未經(jīng)有效收集排至道路邊溝內(nèi)，經(jīng)雨水口排入排水管道;而且在設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)者會(huì)按一定的方法劃分邊界以保證匯水面積計(jì)算得準(zhǔn)確，但仍存在一定的隨機(jī)性，都會(huì)導(dǎo)致雨水口設(shè)計(jì)流量不準(zhǔn)確。

根據(jù)各地經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于丘陵地區(qū)、立交道路引道等，當(dāng)?shù)缆房v向坡度很大（大于2.0%）時(shí)，因縱坡大于橫坡，雨水流入雨水口少，故沿途可少設(shè)或者不設(shè)雨水口。坡道較短（一般在300m以內(nèi)）時(shí)，往往在道路低點(diǎn)處雨水口來(lái)集中收水，較經(jīng)濟(jì)合理。

4、結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)行的規(guī)范中并未對(duì)雨水口的設(shè)計(jì)提出明確的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，只是給出的相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)參考值，各地的設(shè)計(jì)院在布置雨水口時(shí)，都有各院的習(xí)慣，存在設(shè)計(jì)者的隨意性、不科學(xué)性。另外在工程實(shí)際應(yīng)用中，雨水口泄水能力還受上游來(lái)水的水深、水面寬度、雨水口與路面間的高差等因素的影響，因此應(yīng)在最大允許設(shè)計(jì)間距的基礎(chǔ)上考慮一定的富余量，不可憑經(jīng)驗(yàn)沿道路等間距的布設(shè)雨水口，不僅造成了浪費(fèi)，也不合理。

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