許 剛
(安徽省路橋工程集團有限責任公司,安徽 合肥 230000)
隨著城市化發展進程的加快,許多市政道路或公路兼顧城市功能的道路在缺乏城市規劃的情況下提前開始建設,對于雨污水管道而言,在沒有斷面規劃時,需要設計人員依據規范并結合項目當地的設計習慣及管道大小、縱斷面布置等情況綜合確定管道的位置。本文結合某市一兼顧城市功能的一級公路項目雨污水管道設計淺述管道的合理布置。
城市道路需要敷設的管線較多,一般包括有電力、通訊、燃氣、給水、熱力、雨水及污水。管道的布置應盡量減少或避免管線在路口處的交叉,在發生矛盾時,一般采取壓力管線讓重力自流管線、可彎曲管線讓不易彎曲管線、分支管線讓主干管線、小管徑管線讓大管徑管線的原則。橫向布置上,管線應布置在人行道或非機動車道下面,從道路紅線向道路中心線方向平行布置的次序,應根據工程管線的性質、埋設深度等確定。分支線少、埋設深、檢修周期短和可燃、易燃和損壞時對建筑物基礎安全有影響的工程管線應遠離建筑物。一般布置順序由外向路中心線宜為:電力電纜、電信電纜、燃氣配氣、給水配水、熱力干線、燃氣輸氣、給水輸水、雨水排水、污水排水。
一般雨水管道管徑比污水管道管徑要大,且出戶管雨水管道比污水管道要淺,因此,雨水排水通常布置在污水排水的外側。
該項目為某沿江城市一條兼顧城市功能的一級公路,由于部分路段穿越城鎮規劃區,所以穿城段采用市政斷面。路基寬度為60 m,具體布置為3.5 m人行道+7.0 m輔道+3.0 m綠化帶+12.0 m行車道+9.0 m中央分隔帶+12.0 m行車道+3.0 m綠化帶+7.0 m輔道+3.5 m人行道,見圖1。
項目沿線區域地下水位較高,并分布有較深厚的軟土,土質較差,不利于開槽埋管。
綜合管線依據《室外排水設計規范》及《城市工程管線綜合規劃規范》進行布設,由于路幅寬度大于40 m,且為避免老路頻繁的開挖,設計雨污水采用雙側布管。因一級公路行車道范圍內不得埋設管線,因此將污、雨水管布置于側分帶、輔道位置。
項目穿越城鎮規劃區段均無綜合管線布置規劃,需結合水力計算及縱斷面布置進行設計確定。根據計算,一般情況下,污水管道公稱直徑為40 cm~60 cm,外接預留管道為40 cm,雨水管道公稱直徑為50 cm~120 cm,預留管道為50 cm~60 cm,一般污水管道比雨水管道覆土厚度厚0.5 m~1 m。將雨污水管道分別置于側分帶、輔道和輔道、側分帶作為兩個方案進行比較。

雨水管道置于側分帶方案,污水管道埋深較深,置于輔道受機動車荷載作用影響較小,采用開槽埋管,路基處理厚度大,后期道路破壞小,但雨水管道預留管較長,耗材多。雨水管道置于輔道方案,因雨水管道主管管徑相對較大,且埋設深度較淺,受機動車道荷載影響較大。通過造價分析,后方案比前方案預留管管材上可節約50萬元左右(里程長度15 km左右,小管徑管材采用塑料管),見圖2。

經綜合比較,從減少管材長度、節約工程造價角度,選擇將雨水管道布置在污水管道外側,雨污水管道分別布置于輔道和側分帶下方,距道路中心線分別為21.5 m和18.5 m。
隨著設計的深入,發現部分路段管道出現交叉干擾、埋深過大等問題,其中K22+940~K23+240段污水管道為保證污水支管接入,主管道覆土深度達5 m,開挖深度4 m左右。該段雨水管道管徑為d1 500,污水管道為d400,坡向相反。
污水預留管按覆土厚度1.5 m左右控制,由于污水管道埋設在側分帶,當雨水管道埋深較淺時,污水預留管需埋設在雨水管道下方。實例段雨水管道埋設在原地面線以下1.2 m左右,由于雨水管道管徑為1.5 m,所以污水預留支管覆土厚度最小厚度為3 m,以致主管開挖深度有3.5 m~4 m。因該段深厚軟土直接出露地表,土質較差,不宜開挖過深,建設單位及相關專家要求對開挖過深段進行優化設計。
經過分析研究,對該段提出了兩種優化方案進行比較。
優化方案一:將雨水管道向下調整60 cm,污水管道上移,污水預留管道置于雨水管道上方。該方案在不更改雨污水管道位置的前提下,一定程度上減少了管道溝槽的開挖,但是下游雨水管道出口標高降低,位于河水位以下,對排水不利。并且該方案要求污水預留管道不得埋太深,見圖3。

優化方案二:將雨水管道與污水管道位置調換,污水預留管道就不會與雨水主管道交叉干擾,只需考慮雨水預留管道不與污水管道交叉即可,而雨水預留管道一般埋設深度較淺可置于污水管道上方。方案二很大程度上減少了溝槽的開挖,而且雨污水預留管埋深深度適宜,相對方案一更合理,見圖4。

對于雙側布置雨污水管道時,一般情況下由于雨水預留管管徑較大,為節約材料、降低工程造價,通常將雨水管道布置在污水管道外側。但設計是一個動態過程,不同斷面布置,不同的縱斷面設計對管道的橫向布置都有影響,所以在設計時應根據具體情況進行合理布置。本項目輔道上車輛主要為小型車輛,因此對道路結構強度要求不高,如果車輛主要為重型車輛,則盡量不要將埋深較淺、管徑較大的雨水管道埋設在輔道上。同時如上述論述中的實例,當雨水管徑大于1 200 mm時,污水管道放置在雨水管道的外側更為合理。本文論述的僅僅為某一類情況,管道設計時,需根據項目本身特點進行優化設計。