城市道路防內(nèi)澇及雨水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)布設(shè)技術(shù)

韓雪川

【摘要】隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的快速推進(jìn)，城市建設(shè)速度逐步加快，城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也進(jìn)一步加快完善，對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)要求也更加嚴(yán)格，尤其是城市道路。雨水排水系統(tǒng)屬于城市道路的關(guān)鍵構(gòu)成，對(duì)城市道路防內(nèi)澇以及質(zhì)量等方面有著重要影響，穩(wěn)定可靠運(yùn)行也是影響城市道路功能的關(guān)鍵因素，對(duì)城市人們生活出行均發(fā)揮著關(guān)鍵性的影響。近些年，極端天氣情況頻發(fā)出現(xiàn)，城市人們生活產(chǎn)生嚴(yán)重影響。尤其是暴雨天氣，使雨水排水系統(tǒng)面臨較大壓力和挑戰(zhàn)，高強(qiáng)度連續(xù)降水也成為引發(fā)城市內(nèi)澇的關(guān)鍵性外部因素，以至于城市內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)明顯提高。此外，城市經(jīng)濟(jì)類(lèi)型多元化與資產(chǎn)高密集型，也對(duì)城市綜合承載能力產(chǎn)生一定的影響，難以對(duì)暴雨形成有效抵御，進(jìn)而便會(huì)引發(fā)城市內(nèi)澇問(wèn)題。城市內(nèi)澇對(duì)道路交通、商業(yè)等產(chǎn)生嚴(yán)重影響，進(jìn)而對(duì)城市經(jīng)濟(jì)活動(dòng)造成不利影響，對(duì)城市經(jīng)濟(jì)良好發(fā)展形成一定的阻礙影響。因此，對(duì)城市道路防內(nèi)澇及雨水排水系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，已然成為城市發(fā)展的必然趨勢(shì)，有效防止內(nèi)澇問(wèn)題的頻繁出現(xiàn)，保證城市道路交通順暢，這也對(duì)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的影響和意義。基于此，本文對(duì)城市道路防內(nèi)澇及雨水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)布設(shè)技術(shù)進(jìn)行分析探討。

【關(guān)鍵詞】城市道路;防內(nèi)澇;雨水排水系統(tǒng);設(shè)計(jì)

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

17.095

緒論

社會(huì)經(jīng)濟(jì)保持高速發(fā)展，有效推動(dòng)了城市建設(shè)的快速發(fā)展，城市道路規(guī)模得以快速擴(kuò)張，對(duì)交通運(yùn)輸以及城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展均發(fā)揮著關(guān)鍵性的影響和作用。針對(duì)城市道路，會(huì)受到外界環(huán)境因素產(chǎn)生的影響，尤其是雨水侵蝕，雨水若是長(zhǎng)時(shí)間對(duì)城市道路產(chǎn)生侵蝕，地基受潛水影響作用，形成水分局部集中的情況，使穩(wěn)定性以及強(qiáng)度明顯降低，并引起局部路面破壞問(wèn)題，對(duì)交通安全產(chǎn)生不利影響。鑒于此，城市道路設(shè)計(jì)期間，需對(duì)雨水排水系統(tǒng)采取科學(xué)合理設(shè)計(jì)，促使雨水排水能力得以有效提高，有效防止內(nèi)澇問(wèn)題的同時(shí)，使內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以及強(qiáng)度得到充分保證，增加使用年限。所以，城市道路防內(nèi)澇及雨水排水設(shè)計(jì)的分析研究現(xiàn)實(shí)意義重大。

一、城市道路雨水排水系統(tǒng)構(gòu)成及作用

1.明溝排水系統(tǒng)

針對(duì)城市道路，明溝排水結(jié)構(gòu)形式，同公路邊溝排水存在明顯的相似性，區(qū)別則為城市道路不存在填土高度，匯水口同路面高度較為接近，且人行橫道等位置，設(shè)置有涵管與蓋板等構(gòu)筑物，詳見(jiàn)圖1。

有關(guān)明溝排水系統(tǒng)，泄水速度相對(duì)較快，工程造價(jià)相對(duì)低廉，且施工相對(duì)簡(jiǎn)便。不過(guò)，較易發(fā)生堵塞問(wèn)題，同道路交叉位置處理復(fù)雜，安全隱患同樣較大。因此，城市道路中，位于近郊等路段，或是平面交叉通行量不高的路段，明溝排水系統(tǒng)較為適用。

2.暗管排水系統(tǒng)

暗管排水系統(tǒng)，涵蓋路邊溝、排水溝與集水井以及排水管。降雨情況下，雨水經(jīng)路面縱、橫坡形成匯流，流入至排水口與集水井，通過(guò)排水管網(wǎng)，對(duì)雨水有效排出路界范圍。暗管排水系統(tǒng)，埋設(shè)位于地面以下，不會(huì)對(duì)地面交通產(chǎn)生嚴(yán)重干擾影響。不過(guò)，維護(hù)便利性不高，且工程造價(jià)相對(duì)較高。

3.復(fù)合式排水系統(tǒng)

城市道路特殊路段，對(duì)復(fù)合式排水系統(tǒng)有著重要的應(yīng)用，如下穿通道、分離式立交或是涵洞等，無(wú)法以重力自流方式完成有效排水，需要緊急排水等路段。當(dāng)前，管狀排水系統(tǒng)與泵站相結(jié)合的方式使用較多。城市市區(qū)道路中，對(duì)此種組合方式有著重要應(yīng)用，排水難度較高，或與泄水渠道距離較遠(yuǎn)的情況下，能夠完成有效排水。管狀排水系統(tǒng)負(fù)責(zé)完成排水，泵站則主要提供動(dòng)力輸出，必要情況下可設(shè)置應(yīng)急泵站，工作流程詳見(jiàn)圖3。

4.雨水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)城市防內(nèi)澇的作用影響

針對(duì)城市道路，雨水排水系統(tǒng)具體包括地面排水、地下排水以及道路結(jié)構(gòu)內(nèi)排水。基于當(dāng)前排水系統(tǒng)類(lèi)型分析，排水系統(tǒng)存在明顯的共同點(diǎn)，即對(duì)雨水采取末端控制，源頭消減以及中斷攔截還存在一定的不足，這也使引起內(nèi)涵的重要因素之一。此外，排水系統(tǒng)存在明顯的單一性，降雨天氣情況下，末端排水系統(tǒng)承受明顯較高的壓力，同樣對(duì)排水系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。鑒于此，城市道路中，為避免內(nèi)澇頻繁出現(xiàn)，務(wù)必重視對(duì)雨水排水系統(tǒng)采取科學(xué)合理設(shè)計(jì)，為城市道路防內(nèi)澇提供可靠保障。

二、城市道路防內(nèi)澇及雨水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.工程概況

以某市新區(qū)城市主干路為例，城市道路為南北方向，長(zhǎng)度、紅線(xiàn)寬度分別為189.73m、50m。本區(qū)雨水排水，以規(guī)劃及現(xiàn)狀河道為主。工程現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域，地形相對(duì)平坦，且地面類(lèi)型單一，地層結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，保持分布連續(xù)，厚度保持穩(wěn)定，屬一般沖洪積平原工程地質(zhì)區(qū)?，F(xiàn)場(chǎng)區(qū)域，地下水位保持介于0.9-2.6m，淺層水埋深相對(duì)較淺，以淡水為主，對(duì)混凝土不會(huì)產(chǎn)生腐蝕影響。

2.雨水排水設(shè)計(jì)內(nèi)容

基于新區(qū)道路規(guī)劃，雨水排水設(shè)計(jì)范圍以道路工程為主，雨水管道管位設(shè)計(jì)以道路中心線(xiàn)為主。其中，橫斷面管位，詳見(jiàn)圖4。針對(duì)雨水管道，包括A-E總計(jì)5段，雨水管道位置，詳見(jiàn)圖5。其中，有關(guān)C段，位于K0+473.120處，雨水管道管徑保持介于d500-d600mm，管道長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)為203m。以C段為例，進(jìn)行雨水排水設(shè)計(jì)，其他管道同C段保持相同。

3.道路排水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）管材、接口及施工設(shè)計(jì)

雨水管道埋設(shè)位置，位于車(chē)行道下方，因上部荷載形成的作用影響，管材需保證良好的承載力，以鋼筋混凝土管道為主。d500-d800mm范圍，以鋼筋混凝土承插口管（I級(jí)）為主，接口處選用橡膠圈;d1000-d1200mm范圍，以鋼筋混凝土承插口管（II級(jí)）為主，接口處則選用橡膠圈，嵌縫則選用聚硫密封膏。同時(shí)，輔材應(yīng)當(dāng)符合嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，雨水管道設(shè)計(jì)方面，以開(kāi)槽施工方式為主。

（2）雨水管道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

雨水管道基礎(chǔ)，以C30砼為主，管道混凝土基礎(chǔ)下部，設(shè)置相應(yīng)的墊層，以C10砼為主，厚度控制在200mm，寬度為管基外擴(kuò)300mm，墊層下部位置，砂土密實(shí)度應(yīng)當(dāng)超過(guò)95%。檢查井兩側(cè)接口位置，下部混凝土基礎(chǔ)，對(duì)變形縫采取合理設(shè)置，縫寬控制在30mm，使用油浸木絲板對(duì)縫隙采取密實(shí)填充。雨水管道施工之前，基于施工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，完成清表、碾壓處理，并采取換填、壓實(shí)處理，換填高度方面，超出雨水管道管頂標(biāo)高50cm，之后可完成開(kāi)槽施工。

（3）雨水檢查井設(shè)計(jì)

YB9井為沿河北路已設(shè)計(jì)檢查井（YB1），而YD6、D12井，以矩形90°三通混凝土雨水檢查井為主，而YE8、YE10，則以矩形90°四通混凝土雨水檢查井為主，YD13、YD14，以扇形90°混凝土雨水檢查井為主，YE15以扇形135°混凝土雨水檢查井為主。其他檢查井，針對(duì)d500mm管道，以φ1000mm圓形混凝土雨水檢查井為主;針對(duì)d600mm管道，則以φ1250mm圓形混凝土雨水檢查井為主;針對(duì)d800mm管道，則以φ1500mm圓形混凝土雨水檢查井為主;針對(duì)d1000mm管道，則以矩形直線(xiàn)混凝土雨水檢查井為主;針對(duì)檢查井，在井框蓋上，以φ 700mm重型球墨鑄鐵井框蓋為主，荷載標(biāo)準(zhǔn)方面，以超汽-20等級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)，抗彎強(qiáng)度方面，需超過(guò)20MPa，抗壓強(qiáng)度方面，則需超過(guò)30MPa，彈性模量方面，需超過(guò)1.4× 103MPa，爬梯材料以塑鋼為主。檢查井蓋、雨水口篦子，需安裝設(shè)置相應(yīng)的防盜鏈，檢查井則需安裝設(shè)置防護(hù)網(wǎng)，距離井蓋位置距離為250mm，定期采取更換處理。檢查井設(shè)計(jì)期間，需對(duì)如下方面加以重點(diǎn)關(guān)注：第一，流槽選用C20砼為主，井基礎(chǔ)部分，以C30砼為主?；炷翂|層上，以C15砼為主，寬度為井基外擴(kuò)30mm。有關(guān)檢查井，墊層下部位置，設(shè)置水泥穩(wěn)定砂礫，厚度控制300m，寬度為墊層外擴(kuò)150mm。管線(xiàn)穿越井壁位置，通過(guò)瀝青油麻采取密實(shí)填充，迎水面位置，以聚硫密封膏完成封口處理，檢查井井底位置，同標(biāo)準(zhǔn)圖相比，下降5cm高度;第二，管道回填期間，以砂礫石為主，回填高度需準(zhǔn)確控制，同道路結(jié)構(gòu)層保持相平;第三，HDPE雙壁波管管口，在與檢查井進(jìn)行連接上，以油麻與瀝青漆中介層做法為主，首先，對(duì)管壁外表面采取仔細(xì)徹底清理，保持干凈無(wú)雜物。其次，對(duì)瀝青漆采取均勻涂刷，以瀝青基浸泡處理過(guò)后的油麻，對(duì)管壁進(jìn)行纏繞，并均勻撒上粗砂，之后完成固化，時(shí)間控制在24h。處理長(zhǎng)度上，以井墻厚度為標(biāo)準(zhǔn)。最后，砌入檢查井，對(duì)井墻同管壁之間，通過(guò)瀝青油麻采取密實(shí)填充。

（4）雨水口設(shè)計(jì)

雨水口是城市排水系統(tǒng)的附屬構(gòu)造物，是城市道路排水的重要組成部分，位于城市排水系統(tǒng)的起點(diǎn)。通常設(shè)置在距離城市道路、廣場(chǎng)、交叉口、路溝一定距離處，收集路面的雨水，然后通過(guò)連接管匯入人行道下的排水管渠。科學(xué)合理布設(shè)雨水口，可以防止雨水漫過(guò)街道或造成街道積水和沉淀，妨礙交通或有害道路;否則，會(huì)造成城市道路的積水問(wèn)題，甚至威脅人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此，在城市排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮城市雨水流量的設(shè)計(jì)。

基于縱橫坡度、路面粗糙程度以及允許積水深度，結(jié)合道路縱斷面圖，對(duì)雨水口間距做出合理明確。有關(guān)雨水口，以偏溝式雙箅及多箅雨水口為主，雨水口篦子，需設(shè)置防盜鏈，深度H≤11m，內(nèi)、外壁需進(jìn)行抹面處理，材料以水泥砂漿與防水劑為主，厚度控制在20mm。有關(guān)雙箅雨水口連接管，則以d300mmI級(jí)鋼筋砼承插口管為主，而多箅雨水口連接管，則以d400mmI級(jí)鋼筋砼承插口管為主，接口為主以橡膠圈為主，官底坡度i≥0.01?；A(chǔ)部分，以120°砼為主。雨水口及連接管混凝土基礎(chǔ)下部，設(shè)置相應(yīng)的墊層，以C10砼為主，厚度控制在200mm，寬度為管基外擴(kuò)300mm，墊層下部位置，砂土密實(shí)度應(yīng)當(dāng)超過(guò)95%。

雨水口的布設(shè)位置需要考慮多種影響因素，比如道路方向、周邊廣場(chǎng)以及建筑物、綠化情況、土壤情況等。原則上，應(yīng)該設(shè)置在匯水點(diǎn)和截水點(diǎn)上，比如建筑物落水管的附近，道路低洼地帶，小區(qū)出入口等，不宜設(shè)置在分水點(diǎn)及道路轉(zhuǎn)彎曲線(xiàn)段、建筑物門(mén)口。

雨水系統(tǒng)排水不暢的原因大多是雨水口布置不當(dāng)所致。城市道路雨水口間距宜在25m～50m之間，但根據(jù)排水工程相關(guān)規(guī)定，間距宜在30m～50m之間，由于實(shí)際規(guī)定范圍大，在實(shí)際布設(shè)過(guò)程中，通常會(huì)出現(xiàn)以下問(wèn)題：

（1）在排水服務(wù)范圍內(nèi)，與排水管線(xiàn)連接的雨水口數(shù)量太少，雨水口之間的距離過(guò)大。

（2）獨(dú)立的雨水口的泄水能力沒(méi)有按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，由于道路縱坡過(guò)大或者橫坡過(guò)小，導(dǎo)致雨水口的水頭高度太高或者太低，降低了泄水能力。

（3）由于布設(shè)位置不當(dāng)，地表徑流不能快速流入雨水口，從而雨水口的集水能力不足，雨水口一般不設(shè)街角或最低道路高度，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，后期維護(hù)管理工作不到位，進(jìn)入雨水雜物處理不及時(shí)，雨水口堵塞加重，雨水收集能力逐漸減弱。

（4）雨水口箅形選用不當(dāng)，導(dǎo)致入水緩慢，泄水不足。

結(jié)論：

城市道路屬于交通安全順暢運(yùn)行的關(guān)鍵載體，雨水會(huì)形成侵蝕影響，并引發(fā)內(nèi)澇問(wèn)題。所以，城市道路設(shè)計(jì)期間，務(wù)必重視對(duì)雨水排水系統(tǒng)的科學(xué)合理設(shè)計(jì)，嚴(yán)格基于設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，確保設(shè)計(jì)的科學(xué)可行性。同時(shí)，基于城市具體情況，使雨水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)能夠充分滿(mǎn)足城市排水的實(shí)際需求，有效防范內(nèi)澇問(wèn)題。此外，有關(guān)人員還需積極探索優(yōu)化設(shè)計(jì)，使雨水排水效果可以得到有效提高，以此保障城市道路安全順暢運(yùn)行。

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