城市道路排水工程設(shè)計分析

金莉莉

摘 要：水是城市道路形成病害的主要影響因素，在設(shè)計、施工和養(yǎng)護(hù)中，必須重視路基排水設(shè)施設(shè)計與施工，把排水工程做好。本文介紹了S304余杭小林至塘棲段改擴(kuò)建工程中排水設(shè)施的排水設(shè)計的概念和原則，并對城市道路排水設(shè)施的設(shè)計進(jìn)行了簡要的分析，為同仁借鑒參考。

關(guān)鍵詞：城市道路;排水設(shè)施;排水設(shè)計

中圖分類號：U417.3? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2021）11-0139-04

1前言

S304余杭小林至塘棲段改擴(kuò)建工程屬于杭州城市道路之一，兼顧環(huán)城高速公路通車目的，我院針對本項目的水文特征，認(rèn)真地做好仔細(xì)調(diào)查分析，結(jié)合地方需求，確定一套功能完善、排水能力強(qiáng)的排水綜合系統(tǒng)。該排水工程設(shè)計除符合杭州城市發(fā)展和余杭區(qū)域總體規(guī)劃外，排水專業(yè)規(guī)劃和其它各相關(guān)專業(yè)規(guī)劃相協(xié)調(diào)一致。

2設(shè)計原則

（1）路基排水設(shè)計流量計算：采用當(dāng)?shù)?5年重現(xiàn)期降雨歷時內(nèi)的最大降雨強(qiáng)度;路面排水設(shè)計，按當(dāng)?shù)?年的重現(xiàn)期降雨歷時內(nèi)的最大降雨強(qiáng)度。

（2）路基路面排水結(jié)合路線設(shè)計，在充分考慮沿線地形、水系、排灌系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行總體設(shè)計，引入“安全、耐久、節(jié)約、和諧”的設(shè)計理念，使之形成統(tǒng)一完整的排水系統(tǒng)。

（3）各種排水設(shè)施的尺寸和形式根據(jù)降水量、匯水面積等實(shí)際情況靈活選擇。排水體制采用雨、污分流制，雨水遵循“分散出口，就近入河” ，并根據(jù)道路較低點(diǎn)與河道設(shè)計水位的關(guān)系適當(dāng)布置排出口的原則;污水遵循專業(yè)規(guī)劃中的排水分區(qū)原則。

（4）雨水管道工程以專業(yè)規(guī)劃圖為設(shè)計依據(jù)。結(jié)合道路紅線寬度和管線綜合專業(yè)規(guī)劃內(nèi)容，本次設(shè)計雨水管道采用雙管布置。雨水管道采用重力流，按滿管流設(shè)計，按設(shè)計暴雨強(qiáng)度及河道水位設(shè)計頻率同時發(fā)生時能重力排放。雨水排放口管內(nèi)底標(biāo)高不低于河床底標(biāo)高，且管頂標(biāo)高要求位于常水位以下。

3排水設(shè)施具體設(shè)計

3.1新建路段路基、路面排水設(shè)計

3.1.1路基排水

主線新建路段及40省道連接線路基排水主要靠路基坡腳外的邊溝，或利用排水涵管等設(shè)施，使路基水能順暢地排入附近河道。在路基邊溝與農(nóng)業(yè)灌溉溝渠、交叉道路相交，均采用立體交叉，即邊溝設(shè)置涵洞或倒虹吸通過以上結(jié)構(gòu)物，使路基邊溝水流不影響農(nóng)田的灌溉系統(tǒng)及交叉道路正常使用。

填方路段：為節(jié)約用地，本項目填方邊溝采用矩形排水溝，考慮本項目開挖石料較多，材料采用M7.5漿砌片石。排水溝凈寬0.6m，溝深根據(jù)排水需求確定，結(jié)合改溝、改渠設(shè)置的排水溝尺寸根據(jù)具體情況加大尺寸。

挖方路段和過村莊路段：采用C20砼蓋板矩形邊溝，蓋板采用C30鋼筋砼預(yù)制。

為防止出現(xiàn)排水溝、邊溝出現(xiàn)堵塞、溢流、滲漏、淤積、沖刷等現(xiàn)象，公路排水系統(tǒng)設(shè)計時已考慮與現(xiàn)有排灌系統(tǒng)相協(xié)調(diào)，與原有的地面排洪系統(tǒng)相結(jié)合。

3.1.2路面排水

一般路段的路面表面排水，通過路面橫坡漫流和雨水口收集后排出。

超高側(cè)路面雨水流入設(shè)置在中央分隔帶內(nèi)的縱向流水槽，通過縱向流水槽匯入集水井，然后通過橫向排水管流入路基縱向排水系統(tǒng)。超高路段中央分隔帶每40～80m設(shè)一處集水井，通過直徑30cm的橫向排水管，排入兩側(cè)的路基排水邊溝。

3.1.3中央分隔帶排水

主線新建路段及40省道連接線中央分隔帶排水系統(tǒng)由縱向管式滲溝、集水井和橫向排水管構(gòu)成，縱向滲溝設(shè)置在路面結(jié)構(gòu)層以下，橫向排水管間距一般為20m。

3.2城區(qū)路段管道排水

（1）雨水管道布置在兩側(cè)非機(jī)動車道下，標(biāo)準(zhǔn)管位距離道路中心線18m;

（2）電力管道布置在北側(cè)側(cè)分帶下，標(biāo)準(zhǔn)管位距離道路中心線14.5m;

（3）給水管道布置在北側(cè)側(cè)分帶下，標(biāo)準(zhǔn)管位距離道路中心線15.5m;

（4）污水管道布置在兩側(cè)非機(jī)動車道下，標(biāo)準(zhǔn)管位距離道路中心線20m;

（5）通信管道布置在南側(cè)側(cè)分帶下，標(biāo)準(zhǔn)管位距離道路中心線14.5m;

（6）燃?xì)夤艿啦贾迷谀蟼?cè)非機(jī)動車道下，標(biāo)準(zhǔn)管位距離道路中心線21m。

3.3雨水工程

雨水收集范圍為道路路面雨水和道路兩側(cè)地塊雨水。雨水管道按就近、分散排放的原則布置，排入附近的河道、雨水管網(wǎng)及溝渠。

匯水范圍為路面以及道路兩側(cè)地塊內(nèi)的雨水，收集后分別就近接入相關(guān)道路雨水管網(wǎng)。本工程雨水匯水總面積為33.63ha。

4排水管材選擇

4.1各種排水管材的簡介

現(xiàn)階段在我國，用于排水管道的常用管材有混凝土管和鋼筋混凝土管、預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管、合成材料管材和玻璃鋼管等管材。

4.2管材比選及選用

針對本工程排水的功能需要及地質(zhì)情況，參考類似工程的工程實(shí)施情況，我們主要對重力流的HDPE管、UPVC管、鋼筋混凝土管做以下比較，詳見表1。

從表1可以看出，HDPE及UPVC管的水力條件好，便于運(yùn)輸及施工、使用壽命長，且防腐性能好，但綜合造價較大，鋼筋混凝土管耐沖擊性較好，綜合造價較小，性能穩(wěn)定。隨著塑料管材的日益普及和應(yīng)用成熟，管材價格也在下降，現(xiàn)在D600以下的HDPE管與鋼筋混凝土管價格差別不大，對于D600及以上的管道HDPE管則無價格優(yōu)勢，而對于D600及以上的管道HDPE管則無價格優(yōu)勢，而且考慮到國內(nèi)塑料管材產(chǎn)品不一，有的管材彈性變形極限較小（尤其是大口徑）會導(dǎo)致有些情況下安全系數(shù)較低。根據(jù)工程實(shí)際情況，D600以下管段數(shù)量不大，為節(jié)省工程成本，在本工程中排水管推薦均采用鋼筋混凝土管。鋼筋混凝土管道采用承插式，“O”型橡膠圈接口。

5管道布置

5.1雨水管道設(shè)計計算

5.1.1暴雨強(qiáng)度計算公式

暴雨強(qiáng)度計算公式按照2008年4月浙江省建設(shè)廳建設(shè)發(fā)[2008]89號文件公布的暴雨強(qiáng)度公式：

5.1.2污水管道的最大設(shè)計充滿度及最小流速

5.2雨污水管總體布置

本工程所含道路的雨水管道均布置在非機(jī)動車道下，就近接入相近的道路雨水管網(wǎng)。

5.2.1雨水檢查井

雨水管道沿線根據(jù)管徑大小沿管道走向按25～50m間距和管道轉(zhuǎn)彎處、交匯處、管徑及坡度變化處、跌水處、排入渠道處等設(shè)置雨水檢查井。根據(jù)管徑大小控制檢查井尺寸，其中管徑不大于D600的管道上配置1100×1100方井，D800管道上配置1250×1100矩形井，D1000管道上配置1500×1100矩形井。在轉(zhuǎn)折、支管接入點(diǎn)的雨水檢查井做成落底井，落底0.5m，用于日后的清理。其余檢查井則做流槽，以利排水的通暢。

檢查井：井蓋采用鋼纖維混凝土材料，井座采用鑄鐵井座，并在檢查井內(nèi)安裝高強(qiáng)度防護(hù)網(wǎng)，做防沉降設(shè)計。

在道路車道邊緣，橫坡的最低點(diǎn)設(shè)置雨水口，用于接收路面雨水，雨水口間距不大于40m。

本段道路排出口管內(nèi)底標(biāo)高設(shè)置應(yīng)高于河道規(guī)劃底標(biāo)高0.5m以上，低于常水位。

5.2.2街坊預(yù)留井

設(shè)計雨水管道間距80～120米之間設(shè)計雨水街坊預(yù)留井，用于道路兩側(cè)地塊雨水的接入，在道路紅線外2.0m處，雨水預(yù)留管的前段設(shè)置雨水預(yù)留井，預(yù)留井前加一節(jié)管子，并將其封堵，方便日后地塊雨水的接入。井的尺寸由預(yù)留管的管徑?jīng)Q定。

考慮防洪要求，道路上的雨水檢查井井頂標(biāo)高與設(shè)計路面一致，道路外的雨水檢查井頂標(biāo)高按照地塊控制高程確定，如無地塊控制高程，則建議與人行道高程齊平，避免后期地塊被填埋。

5.2.3雨水口

在車道邊緣、橫坡的最低點(diǎn)設(shè)置雨水口，用于收集路面雨水，雨水口間距不大于50m。雨水篦子材料采用鋼釬維重型材料。

5.2.4雨水排出口

本工程道路雨水均接入相關(guān)道路雨水管網(wǎng)。

5.2.5防沉降井筒的設(shè)置

目前道路上的排水檢查井都普遍存在著跳車現(xiàn)象，其中絕大多數(shù)均是井筒處凸出，少部分為井筒破壞，井筒處凹陷。給行車舒適性和安全性造成極大影響。造成這種現(xiàn)象的原因是井筒周邊回填土密實(shí)度不足，路面和檢查井之間不均勻沉降造成井筒凸出;井筒在車輛的水平?jīng)_擊下位移，進(jìn)而破壞井筒自身結(jié)構(gòu)，造成井筒處凹陷。針對以上兩種原因，初步設(shè)計考慮設(shè)置防沉降井筒。

（1）將井筒結(jié)構(gòu)調(diào)整為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，與井室連成一體，且在井座外圈用C30二次澆筑，保護(hù)井座。

（2）將井筒周邊回填改為C15混凝土回填。

6管線綜合

管線綜合是在道路工程設(shè)計及市政管線設(shè)計成果的基礎(chǔ)上，按各專業(yè)國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范整體考慮、統(tǒng)籌安排綜合確定各種管線的地下位置。避免工程管線間及相關(guān)建筑物、構(gòu)筑物之間相互矛盾和干擾，為各管線工程設(shè)計和管理提供方便。

根據(jù)道路橫斷面設(shè)計，合理布置各專業(yè)管線的管位，在不妨礙工程管線正常運(yùn)行、檢修的情況下，使線路短捷。

6.1各種管線豎向交叉時處理原則

（1）壓力管道讓重力管道;

（2）小口徑管道讓大口徑管道;

（3）可彎曲管道讓不易彎曲管道;

（4）分支管道讓主干管道;

（5）設(shè)計管道讓現(xiàn)狀管道。

6.2管線綜合布置方案設(shè)計

6.2.1工程管線布置

根據(jù)規(guī)劃，在本工程所含各道路下共布置六種管線，分別為雨水、污水、通信、電力、燃?xì)狻⒔o水。

管線綜合設(shè)計以《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》（GB50289）為依據(jù)。考慮道路建成后行車的舒適性、管道日常檢修及維護(hù)對交通影響降到最低為原則，具體管位詳見管位圖。

6.2.2管線綜合豎向布置原則

當(dāng)公用管線在豎向上有交叉時，自上向下的依次順序是：照明管線、電力管線、燃?xì)夤芫€、給水管線、通信管線、雨水管線、污水管線。

公用管線交叉時最小垂直凈距符合《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》要求。詳見下表3（10KV以上直埋電力電纜管線的覆土深度不應(yīng)小于1.0m）。

6.2.3交叉口處管線處理

排水管線相互交叉，高程上沖突無法避免時主要采用以下2種方式：

（1）條件允許時通過調(diào)整預(yù)留支管標(biāo)高、錯開沖突管道標(biāo)高。

（2）采用雨、污交匯井，雨水管道斷開，小口徑污水管從雨水井中穿越。

7結(jié)語

公路的排水設(shè)施是整個公路系統(tǒng)的重要組成部分，對整個公路的使用性能、安全性、舒適性等都有著很大的作用。因此，公路的排水工作還需設(shè)計、施工等單位的工程技術(shù)人員在實(shí)踐中不斷探索總結(jié)和相互交流，積極開拓思路，加強(qiáng)對排水設(shè)計的研究，使之不斷完善，最終保證公路工程整體使用壽命。

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