路面雨水排水效果調(diào)查及雨水口布設(shè)方法研究

于潤(rùn)沂

(山東中投建邦置業(yè)有限公司 山東濟(jì)南250022)

路面雨水排水效果調(diào)查及雨水口布設(shè)方法研究

于潤(rùn)沂

(山東中投建邦置業(yè)有限公司 山東濟(jì)南250022)

城市道路的雨水系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)的隨意性較大，致使雨水口布置不合理，路面雨水不能快速排除，從而形成水膜或積水，間接影響路交通安全并造成過(guò)多的雨水滲入路面，影響路面結(jié)構(gòu)性能。對(duì)天津市區(qū)內(nèi)各等級(jí)道路汛期路面積水情況進(jìn)行調(diào)研，結(jié)合天津市城市道路雨水口布置的現(xiàn)狀與弊端，對(duì)不同道路等級(jí)的城市道路路面雨水計(jì)算參數(shù)進(jìn)行整理，針對(duì)每一等級(jí)道路列出相對(duì)應(yīng)型式的出水口；針對(duì)不同道路縱坡，分析計(jì)算其相對(duì)應(yīng)的較為科學(xué)的雨水口間距；給出道路最低點(diǎn)雨水口位置確定的方法。

雨水系統(tǒng) 路面 雨水口 天津

城市道路的雨水系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)只對(duì)管網(wǎng)所在區(qū)域的綜合徑流進(jìn)行計(jì)算，各種參數(shù)的確定均為區(qū)域內(nèi)的加權(quán)平均數(shù)；在道路施工過(guò)程中，負(fù)責(zé)路面雨水排放的雨水口多為依據(jù)習(xí)慣做法等距排列布置，隨意性較大，致使雨水口布置不合理，路面雨水不能快速排除，從而形成水膜或積水，間接影響道路交通安全，并造成過(guò)多的雨水滲入路面，影響路面結(jié)構(gòu)性能。

對(duì)天津市區(qū)內(nèi)各等級(jí)道路汛期路面積水情況進(jìn)行調(diào)研，結(jié)合天津市城市道路雨水口布置的現(xiàn)狀與弊端，對(duì)不同道路等級(jí)的城市道路路面雨水計(jì)算參數(shù)進(jìn)行整理，針對(duì)每一等級(jí)道路列出相對(duì)應(yīng)型式的出水口；針對(duì)不同道路縱坡，分析計(jì)算其相對(duì)應(yīng)的較為科學(xué)的雨水口間距；給出了道路最低點(diǎn)雨水口位置確定的方法。

1 影響雨水口設(shè)置的主要因素

雨水管渠系統(tǒng)是由雨水口、雨水管渠、檢查井、出水口等構(gòu)筑物所組成的一整套工程設(shè)施，這一系統(tǒng)的主要功能是及時(shí)匯集雨水，遇到暴雨形成地面徑流時(shí)，在第一時(shí)間排除隱患，從而保證城鎮(zhèn)居民的生活和生產(chǎn)安全。

雨水口是在雨水管渠系統(tǒng)中收集雨水的構(gòu)筑物，一般設(shè)置在交叉路口、路面最低點(diǎn)以及道路路牙邊每隔一定距離處。其主要任務(wù)是及時(shí)匯集路面雨水并將其排入雨水管渠內(nèi)。

雨水口的構(gòu)造包括進(jìn)水箅、井筒和連接管3個(gè)部分。在雨水口的設(shè)置中，主要應(yīng)參考該地域城市的整體氣候、路面情況，如雨水量、暴雨強(qiáng)度、道路種類、道路坡度、泄水能力等。

2 天津汛期路面積水情況

天津四季分明，地勢(shì)不高，雨季一到，部分地道積水會(huì)給市民出行帶來(lái)很大的麻煩。排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)系統(tǒng)工程，提高標(biāo)準(zhǔn)需要的投資、設(shè)施、占地成本巨大。以排水管道為例，排水管道直徑越大，排水能力越強(qiáng)，但一味擴(kuò)充排水管道直徑，地下有限的設(shè)施空間就會(huì)被排水管道占滿，現(xiàn)有的燃?xì)夤艿?、供水管道將無(wú)處安身。如果把排水管道繼續(xù)深埋，則挖地1,m甚至幾十厘米就見水的地勢(shì)特點(diǎn)又將成為阻礙工程進(jìn)度的難題。近年來(lái)，天津市政府已連續(xù)投入資金新建和改造了一大批排水設(shè)施，但仍有大批嚴(yán)重老化或超期服役的排水設(shè)施亟待改造，因而需要逐步解決。

天津現(xiàn)有排水泵站193座，其中雨水泵站120座、污水泵站55座、合流泵站18座。每年汛期時(shí)，全部正常開啟，基本可實(shí)現(xiàn)“中小雨不積水、大雨退水快”的承諾。但在非汛期時(shí)，按照《市區(qū)非汛期降雨排水調(diào)度方案》，需由55座污水泵站代排，由于污水泵站管口小，出水量少，同時(shí)承擔(dān)排污功能，所以退水會(huì)有一定的延遲，造成個(gè)別地區(qū)出現(xiàn)短時(shí)積水，但不會(huì)形成大的影響。根據(jù)調(diào)研結(jié)果，造成積水的原因有以下幾點(diǎn)：

2.1 降雨強(qiáng)度超過(guò)排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)造成路面積水

在城市排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)一定的條件下，高強(qiáng)度或長(zhǎng)時(shí)間降雨會(huì)導(dǎo)致城市排水系統(tǒng)能力飽和，路面形成積水。目前，天津雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是30,mm/h，降雨超過(guò)這一標(biāo)準(zhǔn)，就會(huì)出現(xiàn)不同程度的積水。

2.2 雨水徑流量增加

由于城市化進(jìn)程不斷加快，城市用地性質(zhì)變化較大，建筑物覆蓋率、路面硬化率提高，增加了雨水形成徑流量，而隨著市區(qū)原有坑塘的填墊，加上多數(shù)綠化帶都由隔斷與路面隔開，雨水出路減少也會(huì)造成排水設(shè)施超負(fù)荷運(yùn)行，延長(zhǎng)了排水時(shí)間，加劇了積水情況。

2.3 部分新建排水設(shè)施不完善，無(wú)法形成排水能力

受排水設(shè)施建設(shè)及投資多元化的影響和項(xiàng)目立項(xiàng)主體的限制(如以路帶水)，致使排水設(shè)施建設(shè)及改造暫時(shí)無(wú)法形成系統(tǒng)，如一些新建設(shè)施有排水管道而沒有排水泵站，或有排水泵站但沒有排水管道，這也造成一些新建地區(qū)積水嚴(yán)重，如紅橋區(qū)丁字沽三號(hào)路一帶、北辰區(qū)京津公路一帶、鐵東路一帶。

2.4 舊城區(qū)改造難

一些舊城區(qū)由于道路狹窄，受房屋拆遷、道路拓寬等影響，原排水設(shè)施不具備改造條件，在一些地勢(shì)較低洼的地方就會(huì)形成一定面積的積水。這些地區(qū)主要集中在城中心地帶，如和平區(qū)四面鐘一帶、紅橋區(qū)西于莊一帶、河?xùn)|區(qū)六緯路一帶。

3 雨水口布置

在《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ 14—1997)中提出：雨水口的型式、數(shù)量和布置，應(yīng)按匯水面積所產(chǎn)生的流量、雨水口的泄水能力及道路型式確定，雨水口間距宜為25～50,cm。因此，雨水口的設(shè)計(jì)不一而論，設(shè)計(jì)多了，便會(huì)形成浪費(fèi)，同時(shí)也影響城市道路的美觀；設(shè)計(jì)少了，無(wú)法及時(shí)有效地收集雨水。這就要求設(shè)計(jì)施工單位要按照道路的具體參數(shù)來(lái)計(jì)算決定雨水口的數(shù)量。

以雙面坡道路，道路兩側(cè)設(shè)置平箅式單箅雨水口為例進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算公式為：

其中：Q——雨水設(shè)計(jì)流量(L/s)；q——雨水暴雨強(qiáng)度(L/s·ha)；ψ——徑流系數(shù)(取0.9)；F——匯水面積(ha)。

4 路面排水要點(diǎn)

4.1 路面排水

路肩排水設(shè)施的縱坡應(yīng)與路面縱坡一致，當(dāng)路面縱坡小于0.3%,時(shí)，可采用橫向分散排水方式將路面水排出路基，但路基填方邊坡應(yīng)進(jìn)行防護(hù)。

路堤邊坡較高，采用橫向分散排水不經(jīng)濟(jì)時(shí)，應(yīng)采用縱向集中排水方式，在硬路肩邊緣設(shè)置排水帶，并通過(guò)急流槽將水排出路基。

攔水帶可采用水泥混凝土預(yù)制塊或?yàn)r青混凝土筑成，攔水帶高出路肩12,cm，頂寬8～10,cm。急流槽的設(shè)置距離按路肩排水的容許容量計(jì)算確定，以20～50,m為宜，急流槽可設(shè)置在凹形曲線底部及構(gòu)造物附近，并考慮地形、邊坡狀態(tài)及其他排水設(shè)施的聯(lián)接。

4.2 隔離帶排水

隔離帶一般設(shè)置在道路中央，這一設(shè)施由縱向排水溝(明溝、暗溝)、滲溝、雨水井、集水井、橫向排水管等組成。

在設(shè)置超高路段，路面水由中央分隔帶排水設(shè)施排出，如干旱少雨的地區(qū)，采用凸形中央分隔帶，可設(shè)開口明槽，雨水流向下半幅路面排出，開口明槽可采用封閉式，橫斷面尺寸為高×寬＝15,cm×20,cm，間距宜為3～5,m。

中央分隔帶縱向排水溝(管)與橫向排水管聯(lián)接時(shí)可采用集水井的形式，橫向排水管直徑一般采用20～60,cm水泥混凝土管成塑料排水管，管底縱坡不應(yīng)小于1%,，出口應(yīng)采取防護(hù)措施。

設(shè)置有超高段中央分隔帶的排水溝可設(shè)雨水井，雨水井的設(shè)置間距應(yīng)根據(jù)流量計(jì)算確定，一般為10～30,m。

矩形雨水井尺寸采用長(zhǎng)×寬×深＝60,cm× 40,cm×60,cm，邊墻采用漿砌片石或水泥混凝土預(yù)制塊砌筑。

相鄰雨水井間用直徑為20～40,cm的水泥混凝土管縱向聯(lián)接，管底最小縱坡不應(yīng)小于0.3%，雨水井回?fù)粲晁芍苯优湃霕蚝蛲ㄟ^(guò)橫向排水管排出。

多雨地區(qū)的中央分隔帶表面不作封閉時(shí)，可設(shè)地下排水滲溝，排水滲溝兩側(cè)可用瀝青砂、瀝青土工布或粘土封閉，排水滲溝頂與路床頂面齊平，滲溝宜采用直徑為5～8,cm的硬塑料管將水引至路基邊坡以外。

5 結(jié) 語(yǔ)

天津市區(qū)地勢(shì)低洼、平坦，道路縱坡平緩，降雨期間不能形成地面徑流，對(duì)雨水口排水依賴性較大。鑒于以上情況，該項(xiàng)目對(duì)市區(qū)內(nèi)各等級(jí)道路汛期路面積水情況進(jìn)行調(diào)研，并對(duì)其積水原因進(jìn)行歸類，對(duì)因雨水口布置引發(fā)的積水問(wèn)題進(jìn)行分析、總結(jié)，對(duì)于形成雨水口設(shè)計(jì)指南性文件提供了全面的基礎(chǔ)資料。

雨水口布置一般由排水專業(yè)設(shè)計(jì)而由道路專業(yè)進(jìn)行施工，隨意性較大，雖然在《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》及《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》中都有對(duì)雨水口布置的規(guī)定，但其標(biāo)準(zhǔn)及參數(shù)不盡相同。通過(guò)該項(xiàng)目，結(jié)合天津市城區(qū)道路縱坡較小、地勢(shì)平坦等特點(diǎn)，依據(jù)現(xiàn)行規(guī)范，可以統(tǒng)一雨水口設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、參數(shù)及原則。

由于雨水徑流進(jìn)入雨水口的狀況比較復(fù)雜，目前還沒有比較成熟的計(jì)算理論，該項(xiàng)目中采用InfoWorks ICM數(shù)學(xué)模型軟件，模擬天津市區(qū)常用橫斷面型式及經(jīng)常使用的幾種道路縱坡(如0.3%、0.1%，及1%,、3%,等)，對(duì)不同縱坡下的雨水匯流時(shí)間、徑流量等進(jìn)行模擬計(jì)算，形成雨水口布置的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

形成了最終設(shè)計(jì)指導(dǎo)性文件：列舉不同道路等級(jí)和不同橫斷面，對(duì)應(yīng)布置不同類型的雨水口，如平篦、立篦、雙篦、線性、橫截溝等；不同道路縱向坡度對(duì)應(yīng)不同的雨水口間距，可減少路面積水現(xiàn)象的發(fā)生，并降低工程投資及道路維修費(fèi)用。

［1］ 曹美娟. 城市道路雨水口設(shè)計(jì)的布置分析[C]. 2010中國(guó)城市雨洪控制利用高級(jí)研討會(huì)，2010.

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Investigation of Drainage Effect of Pavement Rainwater and Study of Road Gully Layout Methods

YU Runyi
(Shandong Zhongtou Jianbang Properties Co.，Ltd.，Ji’nan 250022，Shandong Province，China)

The casual plan and design of rainwater system for urban roads result in unreasonable layout of road gullies and the incapability of fast drainage of rainwater on road.The water film or waterlogging formed indirectly affects road traffic safety and pavement structural performance as excessive rainwater will infiltrate into the road.An investigation on waterlogging status of roads with different grades in Tianjin during flood season was carried out.Based on the current situation and disadvantages of gully layout on urban road pavements，rainwater calculation parameters were collected.Relevant type of gully was matched to each road with different grades.Besides，gully spacing was calculated for each road’s longitudinal slope for the sake of scientific basis and the determination method of the gully at the lowest road position was introduced.

rainwater system；pavement；road gully；Tianjin

TU99

：A

：1006-8945(2016)05-0065-03

2016-04-20