新建城區道路排水工程的設計分析

吳新中 （中國華西工程設計建設有限公司安徽分公司，安徽 合肥 230000）

1 引言

城鎮化發展與新城區建設，客觀上改變了原有河道水系及排水系統，因此，作為城市建設重要基礎設施，雨水系統及污水收集輸送管網系統設計，應充分考慮到新建城區的發展和特征。新建城區道路雨、污水設計應將系統性、全局性綜合統籌考慮，注意河道水系、排水管道系統、近期建設與遠期規劃有機銜接。

某縣規劃單元片區位于老城區東北部，是城東組團的核心區，該建設區域與北側已建工業園區銜接。

圖1 區域道路規劃圖

如圖規劃區內，以南北向S道路分界，西側兩側建筑、商戶、各類工礦企業、學校較多，東側為建設用地，建筑較為稀疏。區域內已建部分排水管道，同時已建存在的排澇或溝渠水系較為發達。整體地形地勢北高南低，西高東低，在規劃區東側崗沖高地較多，局部低洼，如：東西向F路南側近河道（該縣主要穿城河道）部分區域，區域內道路排水設計，包括區域內雨、污水基礎設施設計和建設完善。

2 設計思路與方法

對于該新建城區排水設計基本思路：

按照該縣總體規劃、區域控規，結合海綿城市理念和應用實踐，對區域現狀雨、污水進行整體梳理，匯集基礎資料并分析各設計要素，確定主要雨水排出口及主要受納河道水體、污水系統，規劃布置主干管走向，以及有關控制標高，進行區域雨、污水分流、現狀老合流管道截污系統總體規劃與設計。

按排水工程基本設計程序，對設計道路兩側流域、匯水、服務面積進行劃分，對各自區域進行計算，確定各道路設計排水管徑，布置管道，結合區域內主干管及標高，按室外排水設計等相關規范標準、參數計算進行方案比選，確定本道路雨、污水管道各設計參數、管道在橫斷面位置的布置，繪制道路排水平面、縱斷圖。

設計應考慮的要素主要包括：

①地形與豎向高程；

②城市規劃與發展；

③評估現狀管道水系建設情況，并與已有管道、現狀水系銜接；

④與相關供水、道路路網、豎向、水系、防洪排澇等規劃銜接。

3 工程管線橫斷面位置

本次路網中路幅小于40m，一般單側敷設雨、污水管道，其余路幅大于40m的城市主干道、干道等考慮雙側敷設相應的管道，減少管線穿越。根據文獻[1]：管線從道路紅線向中心線方向，布置電力、電信、給水、燃氣、雨水、污水等管線。設計中路幅、管線種類、數量及規模尺寸不同時，橫斷面布置應綜合各技術因素合理設置。同時，排水管道除雨水連接管，布置在非機動車道或人行道側，減少對機動車道等影響，特別是路面結構、行車等，在設計細節中優化。例如：橫向E道路路幅寬度為40m，設置南北兩側雨水管道，分別匯集至主干管，最終排出。同理，E道路北側污水為主干管，承接上游服務面積內污水，最終經由縱向S道路已建主干管轉輸至該項老城區東南側污水處理廠，道路南側為污水管道，主要服務南側區域污水接入，減少道路管道交叉穿越。其他道路、橫斷面布置排水管線時,需進行比選和具體分析。

4 雨水系統設計

項目所在區域內如圖1建設包括縱向（A、B、C、D）、橫向(E、F)道路，路網構成了區域總體路網框架。雨水系統基于現狀水系、管道系統的研究，并按區域控規和防洪排澇等相關規劃進行設計。

其中，上圖中縱向（A、B、C、D）道路排水基本由北向南排至橫向(E、F)道路雨水干管，再由E、F道路主干管分別排至區域東側雨水排出口及南側河道。對于區域內地勢低洼處雨水，及其他片區來水采用雨水泵站提升，區域西南側有排澇站一座。相比而言，縱向道路A、B、C、D排水方向較為明確，地形地勢變化不大，橫向E、F跨度大，故而地形地勢變化較多，排出口依據區域豎向規劃及河道、水體位置確定。

4.1 雨水設計

確定有關公式、參數、位置等如下，參考暴雨強度公式[4]：

其中，q—暴雨強度[L/(s·hm2）]；P—設計重現期（a），根據匯水地區性質、地形特點和氣候特征等因素確定；T—降雨歷時（min）；

雨水流量：Q＝qΨF[4]（L/s）

其中，F—雨水匯水面積（hm2）；

Ψ—徑流系數。

計算時，根據該地區雨水計算參數，依據匯水面積，確定管徑，符合流量、流速等規范規定。例如：橫向E道路雨水分為向區域東側雨水排出口，向西側排出口由縱向B道路雨水干管向南排至區域南側河道。據此干管系統，進行細布、分段計算，并對道路兩側預留雨水管道進行計算。

4.2 雨水設計

①道路雨水設計在主干管、排出口確定后，進行道路平面與縱斷設計，要考慮城市豎向規劃設計，依據文獻[2]，地面的排水坡度一般要求不宜小于3‰，以及文獻[3]道路坡度設計的有關規定，注意不同規范對比。

②對于道路兩側用地，結合用地規劃，例如對圖1道路E兩側多為居住、體育、工業等用地，雨水設計徑流系數根據不同用地進行計算取值，而F道路在S道路西側有部分用地是綠化及調蓄水體用地，且該部分調蓄水體可作為排水出口。因此，在排水設計時注意結合規劃，細致分析和計算。

③道路雨水設計中，應注意到現有溝渠水系銜接和處理。結合排水規劃及防洪排澇有關規劃規定，對已有現狀水系進行斷面、高程測量后，依據規劃和具體分析，確定排出口，與水系河道等銜接。

④對于本區域中地勢低洼處、現有易澇點雨水，應依據規劃綠地系統和調蓄位置，對洼地有條件時，適當填高，若恰好位于今后規劃綠地、調蓄系統中，可依據海綿城市理念和做法處理。

⑤雨水口布置的間距結合路幅及分配、道路坡度等因素計算確定，注意在道路相對低點及縱斷面凹點附近（均需計算確定位置），應增設雨水口，以避免路面積水。另外對于道路結構層、綠化帶雨水可根據技術要求通過滲透盲溝等措施接入市政道路雨水系統內。

因此，雨水系統設計，本質上既要考慮道路雨水本身，也要考慮道路兩側雨水的匯集，并做好雨水管道與相關水系、河道的銜接。

5 污水系統設計

污水設計根據規劃及用地性質，確定設計標準，規劃布置管線位置，確定主干管位置和排入點標高，排放系數以及與相關道路污水管道銜接關系。

依據該縣中心城區總體規劃、排水規劃及本區域控規，按文獻[4]居民生活及綜合生活污水量定額，按當地用水定額80%～90%，排放系數取值按文獻[5]，污水時、日、總變化系數等按計算取值。

道路污水設計應對兩側現狀污水管道、居住小區生活污水、企業工業污水、合流管道情況等進行相應了解、計算和方案確定。例如上圖中E道路，在起始段，跨越河道，與現狀小區污水銜接，以及起點處已建道路排水對接。本次E道路設計，起點既考慮已建道路污水底高程接入E道路，同時，今后預留有沿河污水管道接入，均應詳細實地踏勘與了解，做到精準設計，近期與遠期規劃結合。

對于類似于上圖中A、E、F道路在起點段與現狀小區、企業用戶污水管道銜接，注意考慮：對現有合流管道進行截污設計后，污水接入本道路管道，預留相應管徑預留管與現狀西側某道路污水管道銜接。

總體上，污水總的排出口在S道路主干管，最終A—F道路污水通過直接或間接轉輸進入該主干管，向南至現有城區東南側污水處理廠。例如E道路北側污水干管承接上游工業園區及本道路北側部分污水，故全線管道底高較低，最深處達到十多米，其次由于沿途經過崗地高坡，該段道路兩側目前為居住建設用地，考慮到建設時序不一，故而進行方案比選后，局部路段進行頂管設計，以便順利接入下游污水處理廠主干管。經過規劃建設后，目前該區域雨水系統已得到完善，污水主干管同主城區污水管網系統順利銜接，進一步完善了排水管網系統，污水處理廠污水收集、運行良好。

6 結語

新建城區道路排水工程設計應進行合理規劃與方案比選，充分考慮到：

①新建城區排水設計中，雨、污水設計應從區域總體規劃系統性、全局性等特點綜合統籌，道路排水設計做到新建與現狀、近期建設與遠期規劃有機銜接和完善；

②現狀水系與規劃水系、道路雨水管道有機銜接，城市建設發展，設計中綜合統籌考慮排水、防洪等相關規劃及河道水系、雨水系統等銜接，以更好發揮排水系統的功能作用；

③新建城區污水系統與老城區污水主干管銜接；

④雨水資源化和調蓄滯納錯峰，在區域防洪排澇及排水規劃中，運用海綿城市建設理念，結合調蓄水體水面進行雨水滯納錯峰，消減峰值，兼顧雨季排水，并將雨水資源化后可用以澆灑道路、綠化等用水，降低洪澇災害；

⑤由于各道路排水建設時序的不同，尤其是位于下游主干管、排出干管未建時，上游雨水、污水如何排出并與規劃銜接好，應在設計、建設中統籌考慮，近期建設與遠期規劃結合，達到既要節省造價，又能達到排水功能的標準和要求。

新建城區道路排水設計與建設，技術涉及廣，排水設計質量水平關系到區域道路和排水系統功能的充分發揮，需要很好地融入海綿城市理念和做法，科學合理選取參數，深化、細化、優化與比選設計方案，切實做到近、遠期規劃結合，防洪排澇規劃與排水設計銜接，兼顧雨、污水資源化與可持續應用，更好地促進城市發展。