城市下穿通道內澇防治的道路交通設計研究

田家凱 陳夏菁

中國市政工程中南設計研究總院有限公司 湖北 武漢 430000

1 前言

下穿通道是城市路網規劃與建設的關鍵組成部分，但因下穿道路、鐵路等構筑物，設計標高下沉，也是城市內澇災害防治中的薄弱節點。短時強降水易造成下穿通道積水，過往司機難以準確判斷車輛的極限涉水能力，忽視積水浪涌高度，強行涉水通過，極易造成進氣口進水或電路短路，導致車輛水中拋錨，既阻礙交通，又易造成財產損失和意外傷亡。

暴雨直接考驗的是下穿通道排水系統，而內澇災害的預警、應急疏散、緊急避險則直接考驗著下穿通道的道路、交通設計。完善的道路節點設計、道路平面組織、交通預警設計，可在下穿通道發生內澇災害時，準確傳遞積水等災情信息，通過標志、標線等多措施、多層次及時預警災情，聯動應急措施，封閉交通、疏解車輛，消除積水隱患。本文依托工程實例，對下穿通道的道路、交通工程中內澇災害防治相關的設計要點逐一分析，闡述參考做法，望設計人員在今后的下穿通道項目設計中重視道路、交通細部設計，打造及時、有效、全面的內澇災害防治系統。

2 工程實例分析

2.1 工程概況

道路等級為城市快速路，主路雙向六車道，設計時速80km/h(下穿通道路段限速60km/h)，輔路雙向四車道，采用次干路標準，設計時速40km/h。沿線與片區骨架主干路相交處設置2處下穿通道，快速路主路下穿相交主干路，保證主路交通流連續，輔路與相交道路形成平面十字交叉口，采用平A1類信號控制。下穿通道全長568.6m，其中閉口段長130m，光柵段兩側合計長60m，敞開段兩側合計長378.6m。

3 道路設計要點

3.1 道路駝峰

下穿通道敞開段起終點處的接線道路縱坡宜坡向通道外側，形成排水駝峰，駝峰處高點形成分水嶺，阻隔客水進入通道，減少坡底的聚水量。駝峰相對接線道路高度應根據道路的等級、功能、內澇重現期，結合周邊地勢地貌綜合分析確定。一般情況可參考《城市橋梁設計規范》(2019年版) (CJJ 11-2011)對地下通道駝峰的要求，高度0.2～0.5m。本道路考慮道路整體功能定位、排澇標高、交通節點重要性，駝峰高度設置高度1m。同時，在駝峰后、敞開段與閉口段交界處等位置應設置橫截溝，阻截引導路面雨水匯入車道外緣排水溝，通過下穿通道泵站排水系統排出。

3.2 道路出入口

下穿通道作為道路系統的重要節點構筑物，城市快速路應在下穿通道前設置主路出口，在下穿通道后設置主路入口。這樣可保證在下穿通道節點交通中斷時，主路車輛可提前通過出口轉入輔路行駛，經輔路交叉口繞過下穿通道后由入口重新進入主路或由交叉口其他方向分流疏解。其他等級道路應提前制定下穿通道交通中斷后的疏解路線及方案，保證緊急情況下的道路可通達性。

4 交通設計要點

4.1 水位標尺

水位標尺作為人工觀測水位的方法，是自動水位計等自動檢測方法的補充，具有方便安裝、高可靠性、低維護成本等特點。可以使司機、行人、救援人員等道路交通參與者在現場簡明清晰的讀取實時積水水位信息。水位標尺建議設置在以下位置：

1、通道最低點側墻。水位標尺設置于下穿通道縱斷面設計中的最低點，可反映積水的最大水深。

2、閉口段側墻立面。水位標尺設置于側墻里面，應面向上游來車方向，方便駕乘人員在行駛至敞開段時，在距離閉口段較遠位置可獲取積水信息，便于提前做出安全行駛的操作預判。

3、敞開段中段側墻。敞開段中段設置水位標尺，可使駕乘人員在行至駝峰位置即可獲取積水信息，避免危險涉水前進。

水位標尺的起算基準應為車道外緣路拱橫坡的最低點。設有檢修通道時，應在檢修通道側面和側墻分兩段連續設置。其他位置應根據道路縱斷面、橫坡、其他構筑物高度校準標尺起算基準：

起算基準=0.0+縱坡增加高程+橫坡增加高程+路緣石等構筑物增加高程。

4.2 積水水位預警標志標線

積水水位預警標線一般由預警標線和路面文字標記組成。預警標線為0.4m寬黃色實線，路面文字應能夠簡明清晰地顯示水位預警信息，文字高度、寬度、間距應根據規范要求按設計時速對應調整。

表1 路面文字標記規格[1]

積水警戒的深度界限主要取決于汽車的涉水深度。全國各城市近年來分別制定地方預警深度標準及應急措施，見下表：

（2）樣品B的制備（工藝B）：丹參、大黃、1/3山藥粉碎成細粉；豆蔻、白術加6倍量水，浸泡1 h，蒸餾法提取揮發油5 h，提取揮發油后的藥液另存；藥渣與黃芪等其余味藥材煎煮2次，每次加10倍量水，煎煮2 h，濾過，加入提取揮發油后的藥液，濾液減壓濃縮成稠膏，與上述藥材細粉混勻，真空干燥，粉碎，加入上述揮發油，制成1 g細粉相當于1.815 g生藥。

表2 各城市預警深度標準及應急措施

本工程依據《城鎮內澇防治技術規范》(GB 51222-2017)、《室外排水設計標準》(GB 50014-2021)中內澇防治設計重現期的地面積水設計標準，“道路中一條車道的積水深度不超過15cm”，即不論單向車道數多少，需至少保證一條車道可安全通行。一般受道路橫坡影響，橫向各車道隨橫坡積水深度不同，即要求最靠近路拱的車道積水深度不超過15cm。

本工程下穿通道單向為3車道，車行道橫斷面組成為：11.75m=0.5m(路緣帶)+3.5 m(車行道)+3.5 m(車行道)+3.75 m(車行道)+0.5 m(路緣帶)

當最靠近路拱車道的車道邊緣處積水15cm時，外側第2、3車道積水深度可達到15～30cm，車道外側路緣帶邊緣為最低點(起算基準)，對應水位標尺水位30cm。所以本工程在積水30cm對應樁號處設置橫向0.3m積水警戒線。

圖1 車道積水示意圖

圖2 車道積水警戒線示意圖

4.3 災情預警顯示屏，水位實時監控預警

本工程下穿通道在最低點處安裝自動水位計，水位計與水位標尺起算基準保持一致，兩種水位監控方式同時使用、互相補充驗證。水位計相對水位標尺，可實時、遠程傳遞高精度水位信息，掌握災情時效，實現提前預警。

表3 自動水位計設備表

序號 設備名稱 技術參數/說明4 輔助線材5 立桿、支架 水位計和終端箱安裝支架6 手機卡 1G/年，1年

圖3 自動水位計系統圖

在下穿通道的上游應提前設置災情預警顯示屏，本工程在上游指路標志門架下方安裝LED顯示屏幕，尺寸高0.5m×長8m，可同時顯示文字、標志等，可作為以下用途顯示終端：

1、連接交警后臺，作為交通信息、警告發布屏；

2、連接水位計終端箱，實時監控顯示水位，觸發對應積水預警信息顯示；

顯示屏針對不同路況，可自定義設置屏顯信息(僅供參考)：

1、路況1：正常路況(無積水等災情)，顯示提醒隧道路段減速慢行文字及限速標志，如圖4“屏顯1”；

圖4 災情預警顯示屏屏顯信息示意圖

2、路況2：積水路況，可實時顯示積水水位及慢行警告標志，提醒車輛謹慎慢行通過，如圖4 “屏顯2”；當積水達到預設警戒水位值，顯示禁止駛入警告及標志，提醒車輛繞道輔路行駛，避開積水隧道路段，如圖4 “屏顯3”

3、路況3：突發事故或災情路況，可根據隧道內情況，自定義預警文字及標志，如圖4 “屏顯4”。例如隧道內發生交通事故，可聯動隧道車道指示器，關閉事故車道，并預警顯示“前方交通事故 請提前變道行駛”文字及慢行警告標志。

4.4 監控系統

下穿通道由于標高下沉、空間封閉、視線不佳，作為特殊交通節點，需配置完善的監控系統，既可監控通達狀態、車流特性，又可監測積水水位、突發事故等，便于交通及各應急部門及時作出判斷及響應，保障下穿通道的正常運營管理。本工程閉口段較短僅130m，設計在U型槽行車兩方向的起終點各設置一處高清高速球機。其他項目應根據通道長度適當增加監控個數，確保監控全覆蓋、無死角。

4.5 車道指示器

車道指示器作為交通控制設備，安裝于閉口段出入口處各車道中心線上方，車道凈空以外，由紅色叉形燈與綠色箭頭燈組成，指示車道開啟、關閉和行駛方向。方形指示器的有效顯示尺寸應不小于350mm×350mm，視距應不小于200m[3]。車道指示器可提前對車輛預警本車道開閉狀態，誘導車輛提前變道通行。指示器一般可本地或通過控制單元遠程操作，積水時可與水位計聯動，及時關閉車道。發生交通事故時，可與災情預警顯示牌聯動，關閉事故車道，做到聯合預警。

5 結語

我們要認識到道路、交通設計是下穿通道內澇災害防治的重要組成部分，是排水系統的輔助與補充。本文通過實例做法，闡述了設計中積累的一些設計要點，為內澇災情的預防、預警提供思路，希望各設計人員集思廣益，為城市下穿通道內澇災情防治注入新的靈感與理念，掌握災情防治主動權。