立體交通的道路排水設計

徐建祥

立體交通的道路排水設計

徐建祥

立體交通是城市交通的重要節點，但也是城市內澇的重災區。《室外排水設計規范》（GB50014—2006，2014年版）對立體交通排水設計提出了更高的要求，但目前仍缺乏專門的標準規范，建議有關部門編制《立體交通的道路排水防澇設計規范》等國家、行業和協會標準，同時加強節地型泵站等新技術在立體交通排水防澇系統中的應用。本文基于一些大城市立體交通道路排水防澇系統運行中存在的問題，從七個方面提出城市立體交通排水防澇設計的若干建議。

一、排水防澇系統

1.建設完善的排水防澇系統

長期以來，包括立體交通在內的我國城市排水系統并不完善，沒有形成排水防澇體系。《室外排水設計規范》（GB50014—2006，2014年版）首次規定了內澇防治設施應包括源頭控制設施、雨水管渠設施和綜合防治設施。立體交通應按照規范新的要求建設完善的排水防澇體系，包括擋水設施、雨水收集設施、雨水泵站、雨水調蓄設施和出水設施，在有條件的地區還可包括雨水污染控制和雨水利用等設施。

2.提高排水防澇設計標準

立體交通往往是所處匯水區域最低洼的部分，雨水徑流匯流至此后再無其他出路，只能通過泵站強排至附近河湖等水體或雨水管道中，如果排水不及時，必然會引起嚴重積水。國外立體交通均采用較高的排水標準，如美國聯邦高速公路管理局規定，高速公路“低洼點”的設計標準為最低50a一遇。以前我國立體交通的排水設計重現期偏低，多為3a。《室外排水設計規范》（GB50014—2006，2014年版）提高了排水防澇標準，雨水管渠設計重現期為不小于10a，位于中心城區的重要地區，設計重現期為20～30a；同時，還首次提出了內澇防治設計重現期，并按道路中一條車道的積水深度不超過15cm進行校核。

3. 提升排水防澇設計技術

采用水力模型對立體交通暴雨產匯流過程進行模擬，評估不同設計方案的積水深度和積水歷時，可大幅提升排水防澇設計水平。由于立體交通地形坡度較大，一維模型不能很好反應真實的地面漫流過程，鑒于立體交通排水防澇的特殊性和重要性，建議采用二維模型進行設計校核。此外，立體交通匯水面積比較小，建議采用較高精度的地形數據，精度不宜低于1∶500。

二、擋水設施

1. 分離高低水系統

立體交通引道兩端應采取措施，控制匯水面積，減少坡底聚水量。立體交叉道路宜采用高水高排、低水低排，且互不連通的系統。應有防止客水流入低水系統的可靠措施，當附近河道河堤對立體交通排水形成安全隱患時，應采取加高、加固河堤等措施防止河水倒灌。為防止外部重力流排水管線承壓狀態時冒水，應避免其穿越立體交通區域。

2.治理地下水考慮長期性

當立體交通最低點低于地下水位時，應采取措施防止地下水進入立體交通。目前許多城市采用初期投資較少的滲渠、盲管或盲溝等措施收集地下水，但長時間使用之后盲管等易發生堵塞而減小排水能力，容易造成立體交通側墻表面滲水，同時也易造成翻漿和凍脹。

3.避免其它管線進入立體交通

目前，我國城市立體交通內有電力、電信等其它市政管線井，強降雨情況下，雨水通過密閉性差的管線井口進入到立體交通內，引起積水。此外，立體交通系統內雨水也可能進入到市政管線井內，引起設備損害。因此，設計中應避免其它管線進入立體交通區域；不能避免時，應采取措施防止雨水徑流通過其它市政管線進入立體交通區域。

三、雨水收集

1. 雨水口設計考慮堵塞

雨水口易被路面垃圾和雜物堵塞，平箅雨水口在設計中應考慮50%被堵塞，立箅式雨水口應考慮10%被堵塞。暴雨期間，雨水管道一般處于承壓狀態，其所能排除的水量要大于重力流情況下的設計流量，因此建議雨水口和雨水連接管流量按照雨水管渠設計重現期所計算流量的1.5～3倍計，并且雨水口數量宜考慮1.2～2.0的安全系數，通過提高路面進入地下排水系統的徑流量，緩解道路積水。鑒于立體交通排水的特殊性和重要性，當條件許可時，宜取上限。

2.橫向截水溝注重安全性

由于立體交通縱坡大，雨水匯水快、水流急，因此建議立體交通雨水收集系統采用設置橫向截水溝的形式來截取縱向水流，再通過管渠排入泵站集水池。橫向截水溝上敷設的水溝蓋應保證車輛及行人的安全。

四、 雨水泵站

1. 采用節地型泵站

立體交通雨水泵站建設時常常受到建設用地限制，建議采用一體化預制泵站等節地型泵站。一體化預制泵站具有全地下式、占地面積小、施工工期短、環境影響小和無人值守等特點，在國外已有超過50年的歷史，技術成熟，目前在國內成功案例也較多。

2. 防止泵站受淹

雨水泵站是排除立體交通積水的主要設施，但據對國內一些大城市的調查發現，暴雨時雨水泵站常常受淹，從而導致地面積水嚴重。為保證在設計重現期內的降雨期間水泵能正常啟動和運轉，應對雨水泵站和配電設備的安全高度進行計算校核。

五、雨水調蓄

1.注重調蓄與現有設施的協調

調蓄設施首先要與整個立體交通道路充分協調，尤其要保證墩柱、橋臺、擋土墻等構筑物和重要管線的安全，不能影響其安全運行。立體交通區域交通復雜、用地緊張，調蓄設施宜與周邊綠地、廣場、停車場和景觀水體等設施統籌規劃設計和施工建設。一般而言，調蓄量就是超過泵站排水能力的雨水量，因此，調蓄設施要與雨水泵站充分協調，確保投資效益最優。

2. 統籌考慮調蓄削峰、控污與利用

立體交通調蓄設施具有削減雨水管道峰值流量、削減雨水污染和加強雨水資源化利用等多種用途，應在其規劃設計時考慮其主導功能。對于大多數城市而言，其主導功能是通過削減雨水管道峰值流量，防治立體交通區域地面積水，提高汛期道路通行能力。

六、 出水設施

1. 建立獨立出水設施

立體交通排水的可靠程度主要取決于排水系統出水口的暢通，故應設獨立排水系統，并應就近排入河道或調蓄池，盡量不要利用其他排水管渠排出。例如，某立體交通雨水泵站出水管與市政雨水管渠連通，由于市政雨水管渠渲泄不暢，致使每逢雨季，不能及時排除立體交通雨水徑流，形成大量積水，嚴重影響交通，不得不進行改建。

2. 提升區域排放能力

國內一些大城市多數立體交通的周邊區域排水系統標準偏低，暴雨時，客水進入立體交通，從而導致立體交通嚴重積水。通過立體交通的周邊區域排水系統提標改造，提升區域排放防澇能力，是立體交通安全排水的前提條件。由于周邊區域排水系統一般較大，提標改造需要一定周期，在改造完成之前應考慮其對立體交通區域排水防澇系統的影響。

七、 檢測控制

1.積水監測報警

為防止行人車輛進入積水較深的立體交通區域，造成人身傷害和財產損失，應在進入立體交通前較明顯的位置設置標尺，標明立體交通的積水深度和標識線，并設置提醒標語等。有條件的立體交通，宜設置積水自動檢測和報警設施。積水自動檢測設施可設置于立體交通路面最低點和泵站集水池內，積水自動檢測結果可通過信息控制系統傳輸至LED智能報警系統或聲光報警系統，實現水位變化檢測、積水智能報警、信息發布和遠程監控指揮，做到提前預警和警示。

2. 澇災應急搶險

為保證立體交通排水安全，立體交通應設置移動式水泵、移動式發電機、輸水軟管、應急編織袋和土方、臨時照明設備等澇災應急搶險設施；應在積水監測到一定深度時，采取等錐形交通路標、路欄、防撞桶（墻）等物理性交通臨時阻攔設施，禁止行人車輛通行，防止立體交通人員死亡事件的發生。

八、結語

我國城市內澇嚴重，作為城市交通重要節點的立體交通的道路常常是城市內澇的重災區。這既與我國城市立體交通排水設計標準偏低、部分高低水系統互相連通、泵站安全高度不足等問題有關，還與我國城市立體交通排水設計缺乏系統性有關。

（作者單位：漯河市市政管理處）