城市道路雨水口設計

王繼斌

(西安市政工程設計研究院有限公司，陜西 西安710068)

城市道路雨水口設計

王繼斌

(西安市政工程設計研究院有限公司，陜西 西安710068)

城市道路雨水口是城市的道路排水系統(tǒng)的重要組成部分，現(xiàn)分別從雨水口設置原則、雨水口設置位置、雨水口型式的選取及雨水口間距的確定等四方面對城市道路雨水口設計進行了系統(tǒng)的分析和研究，為城市的雨水口設計提供了理論依據(jù)，有很重要的指導意義。

雨水口；排水系統(tǒng)；理論依據(jù)，指導意義

0　引　言

雨水口是城市排水管渠系統(tǒng)的附屬構(gòu)筑物，也是城市道路排水的重要組成部分。雨水口位于城市排水系統(tǒng)的起端，通常設置在市政道路上、廣場上、街道交叉口和街道邊溝的一定距離處，收集路面雨水，再經(jīng)過雨水口連接管匯流入路面下敷設的排水管渠進行排放。合理地設置雨水口，能有效地防止雨水沒過道路或造成道路及低洼地區(qū)積水而妨礙交通或損壞道路；否則雨水口設置不合理，就會造成城市道路的積水問題，更嚴重的會造成城市的內(nèi)澇，危脅到人們的生命財產(chǎn)安全。因此城市排水管網(wǎng)設計中應該重視城市道路雨水口的設計。

1　雨水口設置原則

雨水口的設置應根據(jù)道路（廣場）情況、街坊及建筑情況、地形情況（應特別注意匯水面積較大、地形低洼的積水地點）、土壤條件、綠化情況、降雨強度，以及雨水口的泄水能力等因素決定[1]。

（1）雨水口應避免設在沿街建筑物門口、停車站、分水點，以及其他地下管道頂上；道路匯水點、人行橫道上游、沿街單位出入口上游、靠地面徑流的街坊或庭院的出水口等處均應設置雨水口。道路低洼和易積水地段應根據(jù)需要適當增加雨水口。

（2）雨水口及雨水連接管流量應為雨水管渠設計重現(xiàn)期計算流量的1.5倍～3倍。

（3）平箅式雨水口的箅面標高應比周圍路面標高低3～5 cm，立式雨水口進水處路面標高應比周圍路面標高低5 cm。當設置于下凹式綠地中時，雨水口頂面高度應根據(jù)雨水調(diào)蓄設計要求確定，且應高于周圍綠地平面標高。

（4）雨水口的間距宜為25～50 m，雨水口連接管串聯(lián)雨水口個數(shù)不宜超過3個，長度不宜超過25 m。

（5）雨水口的深度不宜大于1 m。冰凍地區(qū)應對雨水井及其基礎采取防凍措施。在泥沙量較大的地區(qū)，可根據(jù)需要設沉泥槽。

（6）雨水口連接管最小管徑為200 mm。連接管坡度應大于或等于10%，長度小于或等于25 m，覆土厚度大于或等于0.7 m。必要時雨水口可以串聯(lián)。串聯(lián)的雨水口不宜超過三個，并應加大出口連接管管徑。雨水口連接管的管基與雨水管道基礎做法相同。

（7）其位置應與檢查井的位置協(xié)調(diào)，連接管與干管的夾角宜接近90°；斜交時連接管應布置成與干管的水流順向。

（8）平面交叉口應按豎向設計布設雨水口，并應采取措施防止路段的雨水流入交叉口。

2　雨水口位置設置

現(xiàn)針對城市道路直線段、曲線段及交叉口等三種情況的雨水口設置進行分析。

2.1道路直線段雨水口位置

道路直線段上雨水口位置的布置最容易忽視的是道路凸、凹點附近雨水口位置的設置。在城市排水工程設計時，往往會先確定起始點雨水口的位置，然后按照《室外排水設計規(guī)范（2014年版）》的要求每隔25～50 m順次設置雨水口，由于未結(jié)合道路豎向設計，這樣就易造成道路凸點處收水不明顯，道路凹點處積水嚴重。

因此，在排水工程設計時，首先要依據(jù)道路縱斷面設計高程，確定出道路凹、凸點的位置，然后再進行雨水檢查井和雨水口設計。

2.1.1道路凹點位置確定

道路凹點應該設置雨水口，并且適當?shù)卦黾佑晁跀?shù)量。其位置的確定可以按照下面公式計算得到。

式中：σL為實際凹點位置距離道路設計豎曲線變坡點的距離；i大為道路設計凹點處較大的縱坡值；i小為道路設計凹點處較小的縱坡值；R為道路設計凹點處的豎曲線半徑；K凹為道路實際凹點處樁號；K變?yōu)榈缆吩O計凹點處樁號(注：±的確定是，根據(jù)K凹值偏向道路縱坡較小的一端進行選取)。

2.1.2道路凸點位置確定

道路凸點位置同樣可以利用凹點位置的計算方法進行確定，一般在道路凸點位置可以不設置或減少雨水口設置數(shù)量。

2.2道路曲線段雨水口位置

根據(jù)規(guī)范要求，在道路的轉(zhuǎn)彎曲線段不宜設置雨水口。然而在現(xiàn)狀市政道路和居民小區(qū)內(nèi)經(jīng)常會看見雨水口在道路曲線段設置的現(xiàn)象。雨水口在道路轉(zhuǎn)彎曲線段上的收水效果遠遠沒有在道路直線段收水效果好，因此在進行道路排水設計時應盡量將雨水口設置在靠近道路曲線的直線段上，以充分發(fā)揮雨水口的收水作用。

2.3道路交叉口雨水口位置

道路交叉口雨水口布置應結(jié)合道路豎向，在雨水進入交叉口之前，設置雨水口截留收集排放（見圖1）。

圖1　交叉口雨水口布置圖

3　雨水口型式的選擇

雨水口型式一般為平箅式、偏溝式、聯(lián)合式、立箅式四種。每一種均可采用單箅、雙箅及多箅型式。各型式雨水口的適用條件如下：平箅式雨水口適用于無立道牙的道路、廣場及地面低洼聚水處；偏溝式雨水口適用于有立道牙的道路，且一般無雜物堵塞雨水口井箅的路段；聯(lián)合式雨水口適用于有立道牙的道路，徑流量較大的路段或可能有雜物堵塞雨水口井箅的情況；立箅式雨水口適用于有立道牙的道路，不用占道路，路面看上去比較美觀[2]。目前我國各個城市在雨水口形式的選取上，都有比較豐富的實際經(jīng)驗，而且應用也比較成熟。

4　雨水口間距的確定

4.1雨水口泄水能力分析

單個雨水口的排水量：式中：Q1為雨水口排泄的流量，m3/s；w為雨水口進水孔口面積，m2；α為孔口系數(shù)，圓角孔用0.8，方角孔用0.6；g為重力加速度，取9.8 m/s2；h為雨水口上允許水頭，一般采用h=0.02～0.06 m；k為孔口阻塞系數(shù)，一般k=0.667。

式（3）是結(jié)合平箅泄水量出流和立箅孔泄水量的堰流得到，故對平箅、立箅雨水口都適用。根據(jù)對不同型式的雨水口、不同箅數(shù)、不同箅型的室內(nèi)1∶1水工模型的水力實驗（道路縱坡3‰～3.5‰、橫坡1.5%、箅子前水深40 mm），各類雨水口的設計泄水能力如表1所列。

表1　各類雨水口設計泄水能力一覽表　L/S

4.2不同道路紅線寬度雨水口最大間距確定

現(xiàn)以西安市道路排水設計為例，依次討論紅線寬度20 m，30 m，40 m，60 m，80 m的道路在暴雨重現(xiàn)期為2 a、3 a及5 a時的雨水口最大間距確定。

4.2.1雨水設計流量確定

流量公式為：

式中：Q為雨水設計流量，L/s；φ為道路徑流系數(shù)；q為設計降雨強度，L/s·hm2；F為匯水面積，hm2[4]。

4.2.2雨水口最大間距計算

現(xiàn)考慮雨水口主要收集道路兩側(cè)紅線外20 m范圍內(nèi)的雨水，地面徑流系數(shù)取0.9，雨水箅子考慮路面雜物堵塞因素，過水能力按照20%進行折減（見圖2）。

圖2　雨水口計算詳圖

由公式（4）可以確定雨水口最大間距，計算結(jié)果如下：

（1）當暴雨重現(xiàn)期取P=2時，雨水口最大間距見表2所列。

表2　暴雨重現(xiàn)期取P=2時，雨水口最大間距一覽表　m

（2）當暴雨重現(xiàn)期取P=3時,雨水口最大間距見表3所列。

（3）當暴雨重現(xiàn)期取P=5時，雨水口最大間距見表4所列。

表3暴雨重現(xiàn)期取P=3時，雨水口最大間距一覽表　m

表4暴雨重現(xiàn)期取P=5時，雨水口最大間距一覽表　m

由表2～表4，可以看出采用不同型式的雨水口，其間距變化較大，從西安市目前實際市政管理經(jīng)驗來看：紅線≤25 m時，雨水口采用單、雙箅雨水口相結(jié)合，其雨水口間距宜采用30～50 m；紅線≥30 m時，雨水口采用雙或多箅雨水口，其雨水口間距宜采用25～45 m。

5　結(jié)語

筆者從雨水口設置原則、雨水口位置設置、雨水口型式的選擇、雨水口間距的選取等幾方面對城市道路雨水口設計進行了詳細的闡述，具有很強的指導作用。城市雨水口設計是城市排水系統(tǒng)工程設計的一個重要環(huán)節(jié)，人們在進行設計時應該結(jié)合當?shù)爻鞘械膶嶋H情況有針對性地選取參數(shù)，科學合理地進行設計。

[1]北京市市政工程設計研究總院.給水排水設計手冊（第二版）第5冊 城鎮(zhèn)排水[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2004.

[2]張立輝．城市道路雨水口設置的探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2010，(16):52.

[3]高婷.城市道路雨水口設計分析[J].中國給水排水,2006,22(12): 55-58.

[4]孫修慧.排水工程(上冊)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1999.

U417.3

B

1009-7716（2016）04-0047-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.04.016

2015-12-22

王繼斌（1981-），男，河南洛陽人，工程師，從事道路工程設計工作。