框架式地道橋的排水設(shè)計(jì)探析

遲劼

【摘 要】伴隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通量越來(lái)越大，框架式地道橋逐年增多，在城市中的應(yīng)用也越來(lái)越多。對(duì)于下穿鐵路的道路加寬，交叉點(diǎn)處施工時(shí)往往要求鐵路不能中斷交通或只能短時(shí)間內(nèi)臨時(shí)中斷交通。路線(xiàn)交叉處構(gòu)造物的設(shè)計(jì)、施工往往成為整個(gè)加寬改造項(xiàng)目的重要節(jié)點(diǎn)。本文主要對(duì)框架式地道橋的排水設(shè)計(jì)進(jìn)行探析。

【關(guān)鍵詞】框架式地道橋；排水設(shè)計(jì)

引言

伴隨框架式地道橋的規(guī)模增大、投資加大，其方案設(shè)計(jì)的重要性越來(lái)越受到重視。地道橋作為城市交通人工建筑物的一部分，在建筑藝術(shù)處理上，需要與其周?chē)沫h(huán)境相配合，取得協(xié)調(diào)。合理而全面的方案設(shè)計(jì)能夠保證在設(shè)計(jì)的后續(xù)階段和工程實(shí)施中作到技術(shù)可靠、投資經(jīng)濟(jì)、進(jìn)度可控。對(duì)于地道橋的建筑設(shè)計(jì)，應(yīng)重視排水設(shè)計(jì)，避免雨季積水，影響車(chē)輛及行人正常交通。

一、框架式地道橋排水的重要性

由于地道橋本身存在一定的結(jié)構(gòu)高度，一般達(dá)到4～8m，需要向地下挖到一定深度才能滿(mǎn)足要求。引道坡度也較大，通常達(dá)到3%～8%。而這往往就使得地道橋最低點(diǎn)的高程嚴(yán)重低于附近的道路，從而形成地勢(shì)低洼處。如果設(shè)計(jì)不當(dāng)，在雨季時(shí)，附近路面的雨水向低洼處流淌，極易造成低洼處存留大量積水。這將嚴(yán)重影響交通狀況，甚至造成整個(gè)立交系統(tǒng)的癱瘓，危害人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。同時(shí)，可能對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具有腐蝕性，在干濕交替的條件影響更大，導(dǎo)致建成的橋質(zhì)量下降，影響橋的使用。因此，地道橋的排水設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要的工程，應(yīng)該引起設(shè)計(jì)人員的高度重視。

二、框架式地道橋的排水設(shè)計(jì)

（一）排水方案的擬定

對(duì)于一般地道橋既有雨水圓管的標(biāo)高與整個(gè)立交引道的標(biāo)高比較后發(fā)現(xiàn)：東、西兩側(cè)非機(jī)動(dòng)車(chē)道引道標(biāo)高及部分機(jī)動(dòng)車(chē)道引道標(biāo)高均高于南側(cè)引道終點(diǎn)處既有雨水圓管底的標(biāo)高，因此考慮將該范圍內(nèi)所匯集的地面雨水通過(guò)自流的方式引向南側(cè)市政排水管。而將機(jī)動(dòng)車(chē)道引道標(biāo)高低于南側(cè)引道終點(diǎn)處既有雨水圍管底標(biāo)高范圍內(nèi)所匯集的地面雨水通過(guò)機(jī)械抽升的方式引向立交橋主體西側(cè)設(shè)置的泵站，然后向南最終排入市政排水管道。

（二）確定地面的匯水面積

地道排水僅負(fù)擔(dān)地道本身的水量，而不擔(dān)負(fù)其周?chē)退呐懦悦庖蜻^(guò)大的排水量使排水出路造成閑難。為嚴(yán)格控制匯水面積，立交地道四周，尤其是引道的起點(diǎn)處，均設(shè)置1%的反坡與原道路順接，以防客水涌入地道。

（三）非機(jī)動(dòng)車(chē)道的排水設(shè)計(jì)

非機(jī)動(dòng)車(chē)道的排水設(shè)計(jì)采用自然排水的方式?？紤]到立交地道匯水快，排除急，流量集中，因此雨水口的形式、數(shù)量及安置的位置考慮如下：雨水口采用偏溝式雙雨水口，并加銷(xiāo)子以防盜；雨水口埋置深度一般為0.5m，個(gè)別處深度根據(jù)實(shí)際情況加以調(diào)整；為了保證地道匯水的及時(shí)排除，沿縱坡間隔20m左右設(shè)置雨水口，并在非機(jī)動(dòng)車(chē)道引道最低點(diǎn)設(shè)置橫向雨水溝截流。兩側(cè)非機(jī)動(dòng)車(chē)道各雨水口將雨水匯入相應(yīng)的雨水檢查井內(nèi)，通過(guò)井底的鋼筋混凝土雨水總管引向南側(cè)終點(diǎn)處既有路面東、西兩側(cè)地下市政排水管。

（四）機(jī)動(dòng)車(chē)道的排水設(shè)計(jì)

機(jī)動(dòng)車(chē)道北側(cè)縱坡4%，南側(cè)縱坡5%，雙向橫坡2%.兩端均設(shè)置l%的反坡與原道路順接。機(jī)動(dòng)車(chē)道的排水設(shè)計(jì)采用自然排水和機(jī)械抽升的方式相結(jié)合的方式。

1.自然排水設(shè)計(jì)。部分機(jī)動(dòng)車(chē)道引道標(biāo)高高于南側(cè)引道終點(diǎn)處既有雨水圓管底的標(biāo)高，因此考慮將該范圍內(nèi)所匯集的地面雨水通過(guò)自流的方式引向南側(cè)市政排水管道。在自然排水系統(tǒng)標(biāo)高之上處設(shè)置南、北各一道橫向截水溝，通過(guò)橫向混凝土圓管匯入東、西側(cè)非機(jī)動(dòng)車(chē)道檢查井內(nèi)，將水引入非機(jī)動(dòng)車(chē)道排水系統(tǒng).最終將水引入南側(cè)既有市政管道。機(jī)動(dòng)車(chē)道合成坡度較大，雨水以人字形流向機(jī)動(dòng)車(chē)道兩側(cè)路緣，考慮到水流速度快，流量大及橫向截水溝的橫向攔截能力，為使雨水能以自流的方式盡快盡多地排入自流系統(tǒng)，沿機(jī)動(dòng)車(chē)道引道縱坡兩側(cè)通長(zhǎng)設(shè)置0.2X0，5m（BXH）的C25混凝土排水縱溝，其上配置C30鋼筋混凝土蓋板（有孔）將雨水匯集至橫向截水溝。

2.機(jī)械抽升排水設(shè)計(jì)。機(jī)動(dòng)車(chē)道引道高程在自然排水系統(tǒng)標(biāo)高之下處匯水面積內(nèi)的水采用機(jī)械抽升的方式排水。即在南側(cè)引道最低點(diǎn)設(shè)置橫向截水溝，匯集縱向排水溝內(nèi)及地表水后，通過(guò)該處預(yù)埋橫向800mm的混凝土圓管引向立交主體西側(cè)設(shè)置的泵站。東、西兩側(cè)非機(jī)動(dòng)車(chē)道、機(jī)動(dòng)車(chē)道雨水匯集及自然排水和機(jī)械抽升的方式互不干擾，自成體系但考慮到機(jī)動(dòng)車(chē)道路面合成坡度及匯水快、急、大的特點(diǎn)，在機(jī)動(dòng)車(chē)道自然排水系統(tǒng)標(biāo)高之上處設(shè)置的南、北各一道橫向截水溝在實(shí)際中并不能將雨水以理想方式全部攔截，所以在計(jì)算機(jī)械抽升所需的匯水面積時(shí)，考慮到此因素，將洪水面積適當(dāng)放大，降水強(qiáng)度采用設(shè)計(jì)重現(xiàn)期5年的一小時(shí)的降水量，以“隨降隨排”的方法計(jì)算其排出水量，地表徑流系數(shù)采用0.9（混凝土路面）。

（五）橋洞頇、側(cè)部的防水處理。箱體防水應(yīng)首先利用混凝土的自防水作用，根據(jù)箱體所隨的水壓力及水力梯度，決定混凝土的搞滲等級(jí)。并在箱身頂面應(yīng)鋪設(shè)防水層，箱身頂面防水層，一般采用三油兩氈或三油一毯一麻的做法，再鋪設(shè)100號(hào)混凝土厚8-10cm的保護(hù)層，并做成排水坡（箱頂防水層應(yīng)設(shè)1-3%的橫向坡度，使積水能排入箱體兩側(cè)的盲溝內(nèi)，盲溝應(yīng)沿橋洞口的翼墻將水排出，避免在鐵路路基內(nèi)積水），強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后方可進(jìn)行頂進(jìn)。箱身側(cè)面防水，涂刷瀝青兩道。

三、需注意的問(wèn)題

（一）合理選擇地道橋位置

地道橋的修建主要是為改善平交道口所帶給人們的不便。因此，要首先考慮橋的設(shè)置是否能改善人們現(xiàn)在的狀況，方便出行。但排水問(wèn)題也至關(guān)重要。橋位應(yīng)盡量選在鐵路路基高、地質(zhì)條件好、地下水位低、能很好的與原有公路相結(jié)合的地方，以?xún)?yōu)先考慮自然排水。

（二）做好設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作

橋位確定后，應(yīng)著手地質(zhì)鉆探，除了要了解持力層以上各土層的物理力學(xué)性質(zhì)，掌握地下水的情況，了解地下水的類(lèi)型、來(lái)源、靜止水位等。并了解當(dāng)?shù)氐臍夂驙顩r和水文條件，附近有無(wú)城市排水管道，是否有可供雨水排入的河流或地勢(shì)低洼的地段。

（三）注重設(shè)計(jì)，統(tǒng)籌各部門(mén)合作工作

排水設(shè)計(jì)涉及面廣，受地形地貌、水位條件、施工方法、經(jīng)濟(jì)狀況等條件的限制。對(duì)位于城市的頂進(jìn)橋涵，其排水往往屬于城市排水的一部分，故應(yīng)與當(dāng)?shù)爻鞘幸?guī)劃相協(xié)調(diào)，并與公路部門(mén)、鐵路部門(mén)、供電、市政排水等有關(guān)單位互相配合；對(duì)位于郊區(qū)、農(nóng)村頂進(jìn)的橋涵，應(yīng)與當(dāng)?shù)剞r(nóng)田水利規(guī)劃相結(jié)合，既能供農(nóng)業(yè)灌溉，又要有其他排水出路，以免淹沒(méi)農(nóng)田村舍。應(yīng)盡量作到因地制宜，全面考慮。

四、結(jié)語(yǔ)

在城市鐵路地道橋中，鐵路框架橋具有整體性強(qiáng)、建筑高度低、總體布置靈活、對(duì)地基承載力要求低、抗震性能好等特點(diǎn)，因此得到廣泛的應(yīng)用。對(duì)于鐵路框架橋的設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)在了解結(jié)構(gòu)受力的情況下，因地制宜，以經(jīng)濟(jì)、安全為前提，詳細(xì)地勘察現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)、地物、水文、管線(xiàn)等情況，結(jié)合鐵路和公路線(xiàn)形及寬度要求，選擇合適的框架橋角度、孔跨、尺寸及地基處理方法，充分發(fā)揮框架橋的優(yōu)勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李家穩(wěn).地道橋設(shè)計(jì)與施工[M：.北京：中國(guó)鐵道出版社，2012.

[2]孟付明，李海鵬.下穿式立交橋雨水自流系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].城市道橋與防洪，2009（10）：87—89.