常州市晉陵路鐵路立交地道的排水設(shè)計(jì)

謝吉萍

(江蘇省常州市規(guī)劃設(shè)計(jì)院，江蘇常州 213003)

0 前言

滬寧鐵路是溝通上海與南京的一條重要的交通大動(dòng)脈。它與沿線城市道路相交之處，一般均采用城市道路下穿鐵路的立交形式。由于江南地區(qū)水網(wǎng)密布，地下水位較高，立交引道內(nèi)的地面雨水和地下水在最低處匯集后一般無(wú)法自流排出，如果排水設(shè)計(jì)不合理或施工質(zhì)量不好，往往出現(xiàn)不同程度的地道積水、兩側(cè)擋墻滲水、甚至粉砂流失、地道洞身兩側(cè)最低處混凝土路面脫空斷裂、擋墻位移、箱體傾斜等病害，嚴(yán)重影響交通。尤其是在寒冷的冬季，滲漏到路面的水結(jié)冰后，極易引發(fā)交通事故。

1 工程概況

晉陵路鐵路立交由三孔洞身組成，中間一孔為機(jī)動(dòng)車(chē)道，東西兩孔分別為非機(jī)動(dòng)車(chē)道和人行道。引道規(guī)劃紅線寬度40 m，其中機(jī)動(dòng)車(chē)道32 m，非機(jī)動(dòng)車(chē)道2×5.5 m，人行道2×4.5 m，機(jī)動(dòng)車(chē)道與非機(jī)動(dòng)車(chē)道間設(shè)擋墻分隔，立交引道及箱體橫斷面見(jiàn)圖1。該立交箱體長(zhǎng)14.5 m，立交全長(zhǎng)425 m，機(jī)動(dòng)車(chē)車(chē)道的縱坡3%，非機(jī)動(dòng)車(chē)道的縱坡2.1%，沿立交東側(cè)25 m處為北塘河。

2 路面水的排除

晉陵路鐵路立交內(nèi)自身獨(dú)立的路面水排水系統(tǒng)有雨水口和雨水管組成。從行車(chē)舒適性和集水效果兩方面考慮，雨水口采用偏溝式，在箱體兩側(cè)的轉(zhuǎn)坡點(diǎn)和最低點(diǎn)處集中設(shè)置多篦雨水口，保證箱體內(nèi)路面不會(huì)有大量的水流動(dòng)和積滯。路面水由雨水口收集后，通過(guò)雨水管匯集至泵站排出，見(jiàn)圖2。

3 地下水的排除

為保證路基的穩(wěn)定和路面的使用功能，必須將立交范圍內(nèi)的地下水位常年降到路面結(jié)構(gòu)層以下。

（1）盲管的平面布置

由于晉陵路立交引道較寬，地下水豐富，為減少盲管埋深，在快車(chē)道設(shè)置兩道縱向盲管以降低地下水水位；為排除地面滲水以及其它城市給排水管道老化破損后的滲漏水，在上擋墻外側(cè)大方腳上設(shè)置兩道縱向盲管以解決兩側(cè)擋墻滲水問(wèn)題，見(jiàn)圖 1、圖 2。

（2）盲管的縱斷面設(shè)計(jì)

盲管的埋深應(yīng)根據(jù)盲管的降水曲線來(lái)確定，盲管的降水曲線必須常年保持在路面結(jié)構(gòu)層以下，具體計(jì)算見(jiàn)設(shè)計(jì)手冊(cè)，盲管縱坡與道路同坡，見(jiàn)圖3。

（3）盲管的橫斷面設(shè)計(jì)

由于盲管是埋在土壤中的，所以盲管外的反濾層的粒徑設(shè)計(jì)是盲管成敗的關(guān)鍵。

常州地區(qū)屬于沖積平原，地層自下而上分布著第四紀(jì)全新世沖積層，根據(jù)鉆探資料，青島標(biāo)高±0.00以上的土質(zhì)為粘土和填土，±0.00至-2.00的土質(zhì)為亞粘土，-2.00以下的土質(zhì)為粉砂，按照水力計(jì)算，盲管管底標(biāo)高-2.97 m，完全坐落在粉砂層中。

土的顆粒粒徑見(jiàn)表1[1][2]。

表1 土的顆粒粒徑表

人工濾層顆粒粒徑按下式設(shè)計(jì)計(jì)算[3]：

與含水層相鄰一層的濾料粒徑dI=6～8di，兩相鄰濾料層粒徑比一般為2～4。

圖1 立交引道、箱體橫斷面示意圖（單位：m）

圖3 盲管排水系統(tǒng)縱斷面圖

圖4 反濾層填料空隙圖

式中：di——含水層的顆粒計(jì)算粒徑。細(xì)、粉砂，di=d40；中砂，di=d30；粗砂，di=d20；d40、d30、d20分別表示含水層顆粒中粒徑小于 d40、d30、d20的重量占總重量的40%、30%、20%。

根據(jù)以上計(jì)算，并參照滲渠人工反濾層構(gòu)造[4]，盲管反濾層斷面見(jiàn)圖5，該反濾層在常州五星鐵路立交中得以應(yīng)用，且使用情況良好，但施工卻十分繁瑣，施工質(zhì)量難以保證。在晉陵路鐵路立交地道工程中，通過(guò)參閱多種資料，反復(fù)比選，依據(jù)常州土質(zhì)情況，選用了軟式透水管作為濾管，盲管斷面見(jiàn)圖6，該反濾層施工方便，但粗砂中不應(yīng)夾帶粘土、雜草、風(fēng)化巖石等,并且必須沖洗干凈，否則粗砂中的粘土?xí)谲浭酵杆芡獗砻娼Y(jié)殼，影響地下水的排除。

圖5 直管反濾層橫斷面示意圖（單位：mm）

圖6 軟式透水管橫斷面示意圖（單位：mm）

4 泵站設(shè)計(jì)

（1）立交泵站水量有兩個(gè)來(lái)源：一是立交雨水，二是地下水。必須由各自的進(jìn)水管分別進(jìn)入集水池，集水池中間也應(yīng)用隔墻隔開(kāi)，防止雨水竄入地下水的盲管系統(tǒng)堵塞反濾層，另外，路面上的泥土也會(huì)隨水流倒灌竄入地下水盲管系統(tǒng)，并在軟式透水管內(nèi)表面結(jié)殼，阻止地下水的排除。立交泵站的位置宜選在接近立交最低點(diǎn)的地方，使排水管線最短，排水安全度最高，泵站挖深最小。

（2）對(duì)處于流砂層中的進(jìn)水管道和檢查井必須作加固處理。由于檢查井、管道等的不均勻沉降，致使排水管道在最薄弱處錯(cuò)位（檢查井與管道接頭處、管道接口處），一旦抽水泵抽水，管道內(nèi)外的壓力差會(huì)使得地下水夾帶著部分粉砂土進(jìn)入管內(nèi)，造成砂土流失。在晉陵路鐵路立交地道工程中，泵站進(jìn)水管采用鋼管，并進(jìn)行鋼筋混凝土包封（因?yàn)殇摴芤赘g）,檢查井底板用鋼筋進(jìn)行了加固，以解決不均勻沉降對(duì)管道系統(tǒng)的影響。

根據(jù)以上分析及排水措施，建成后的晉陵路鐵路立交通車(chē)已經(jīng)十年，至今路面排水通暢，盲管排出的水清澈透明，無(wú)粉砂流失現(xiàn)象；兩側(cè)擋墻無(wú)滲水，路面在正常使用情況下干燥，完全滿足行車(chē)要求。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）城市下穿式鐵路立交地道的排水設(shè)計(jì)，不僅要解決地面雨水的排水問(wèn)題，更重要的是解決地下水的排水問(wèn)題。地下水的排除包括有效地降低地下水位以及排除擋墻外地面滲水和其它城市給排水管道老化破損后的滲漏水，對(duì)于各種地下水均應(yīng)采用有效地方法予以合理解決。

（2）在快車(chē)道設(shè)置縱向盲管能夠有效地降低地下水位，在外擋墻外側(cè)大方腳上設(shè)置盲管能有效地解決兩側(cè)擋墻的滲水問(wèn)題。軟式透水管的應(yīng)用有效地阻止了粉砂的流失并且很好地解決了盲管系統(tǒng)反濾層施工困難，施工質(zhì)量難以保證的問(wèn)題。

（3）立交泵站的雨水與地下水必須嚴(yán)格分開(kāi)，否則雨水中的泥土?xí)S水流倒灌竄入地下水盲管系統(tǒng)，并在軟式透水管內(nèi)表面結(jié)殼，阻止地下水的排除。

[1]嚴(yán)煦世，范瑾初.給水工程[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1999,147.

[2]中國(guó)市政工程西南設(shè)計(jì)研究院.給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)（第一冊(cè)）常用資料[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2000,167-168.

[3]嚴(yán)煦世,范瑾初.給水工程[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1999,170.

[4]嚴(yán)煦世,范瑾初.給水工程[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1999,181-18.