市政排水工程優(yōu)化設(shè)計(jì)案例分析

侯 深 貞

(太原市市政工程設(shè)計(jì)研究院,山西 太原 030002)

1 項(xiàng)目背景

太原市雙塔北路(五龍口街—朝陽街)位于建設(shè)路東側(cè)，距離為500 m，緊鄰火車站東廣場，為太原市區(qū)火車站東側(cè)的南北向道路，現(xiàn)狀雙塔北路(五龍口街—朝陽街)為地面道路, 道路紅線寬度30 m，雙向四車道。隨著迎澤大街東延及火車站東廣場工程的建設(shè)，為了實(shí)現(xiàn)迎澤大街與雙塔北路之間的西向南的右轉(zhuǎn)及南向西的左轉(zhuǎn)，太原市雙塔北路(五龍口街—朝陽街)道路改造工程提上日程。

本次雙塔北路改造工程通過下穿迎澤大街的方式來分流至朝陽街的交通流。雙塔北路由地道及地面道路組成，地道由4條道路組成，分別為東幅地道、西幅地道、人非地道、匝道；地面道路由12條道路組成。標(biāo)準(zhǔn)段道路紅線寬度30 m。

雙塔北路周邊地勢特點(diǎn)：由于東山地區(qū)地勢較高，東西向相交道路縱坡較大(大于2%)，火車站東廣場區(qū)域成為地勢低洼區(qū)域，雨季時(shí)常發(fā)生內(nèi)澇災(zāi)害，給人民生命財(cái)產(chǎn)構(gòu)成安全隱患。特別是本次雙塔北路改造工程采用下穿地道的形式，給火車站東廣場周邊的排水安全帶來更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

2 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及參數(shù)

2.1 雨水

暴雨強(qiáng)度公式：

雨水設(shè)計(jì)重現(xiàn)期：P=5年。

徑流系數(shù)：綜合徑流系數(shù)地面φ=0.7。

2.2 污水

人口密度700人/hm2，污水排放量標(biāo)準(zhǔn)為120 L/(cap·d)。

3 工程設(shè)計(jì)方案

雙塔北路(五龍口街—朝陽街)現(xiàn)狀雨水管線保留及廢除方案：由于現(xiàn)狀雨水管線年代久遠(yuǎn)，現(xiàn)行GB 50014—2006室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范(2016版)提高了雨水管渠設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，故本次設(shè)計(jì)擬全部廢除。

雙塔北路(五龍口街—朝陽街)現(xiàn)狀污水管線保留及廢除方案：結(jié)合道路工程設(shè)計(jì)，受地道平面位置、高程及打樁支護(hù)的影響，本次設(shè)計(jì)擬廢除地道影響范圍內(nèi)現(xiàn)狀污水管線；其余段污水管線保留現(xiàn)狀。

3.1 雨水工程

3.1.1東山客水?dāng)r截方案

由于東山地區(qū)地勢較高，東西向相交道路縱坡較大(大于2%)，火車站東廣場區(qū)域成為地勢低洼區(qū)域，受淹風(fēng)險(xiǎn)較大。本次改造工程充分考慮客水的攔截措施，具體方案如下：

1)通過增設(shè)雨水口、橫截溝、邊溝等措施，加強(qiáng)雙塔北路東側(cè)南北向道路如東峰路、太行路等收集地面雨水的能力,實(shí)現(xiàn)高水高排,避免對下游系統(tǒng)的沖擊。

2)為避免雨水沿道路匯入地道，在雙塔北路與東西向相交道路如五龍口街、郝家溝街、朝陽街等交叉路口設(shè)置橫截溝，攔截客水，排入地面雨水系統(tǒng)。同時(shí)在交叉路口布置收水帶蓋板邊溝，加強(qiáng)路口收水能力，避免積水。橫截溝攔截雨水及邊溝收水均排入地面雨水系統(tǒng)。

3.1.2地面雨水排除方案

依據(jù)現(xiàn)狀地勢及本次道路改造工程設(shè)計(jì)豎向，五龍口南巷對應(yīng)位置為道路設(shè)計(jì)低點(diǎn)，故本次設(shè)計(jì)雨水管線以五龍口南巷為界，分別由北向南、由南向北匯合至五龍口南巷橫穿雙塔北路接入全地下調(diào)蓄池，最終經(jīng)泵站抽排入南沙河。泵站出水壓力管線沿本次雙塔北路敷設(shè)，至朝陽街交叉口南側(cè)接入重力流雨水管線，繼續(xù)沿雙塔北路向南自排入南沙河。

3.1.3地道雨水排除方案

在地道道路兩側(cè)設(shè)置收水邊溝，邊溝坡度與地道坡度一致，在地道最低點(diǎn)設(shè)置橫截溝。雨水經(jīng)邊溝、橫截溝收集后，排入地道下方敷設(shè)的d600雨水管，進(jìn)入東廣場地道泵房，經(jīng)提升后排入南沙河。

3.2 污水工程

本次設(shè)計(jì)污水管線起點(diǎn)朝陽街，由南向北接入五龍口街現(xiàn)狀污水管線，最終進(jìn)入楊家堡污水處理廠。設(shè)計(jì)中對現(xiàn)狀存在的合流管線(如東西向相交道路等)進(jìn)行雨污分流改造，保證雨水、污水分別按其功能接入設(shè)計(jì)雨水、污水管線。

4 工程優(yōu)化設(shè)計(jì)思路分析

4.1 雨水收集設(shè)施的布設(shè)

結(jié)合地形特點(diǎn)及道路豎向設(shè)計(jì)，合理布置雨水口(雙篦、多篦)、橫截溝、邊溝等雨水收集設(shè)施，使地面雨水快速及時(shí)收集排除。具體如下：道路縱坡平緩段(坡度小于0.02)，可采取設(shè)置雨水口的形式排除，局部易積水地段適當(dāng)加密雨水口；道路縱坡較大段(坡度大于0.02)，可采取設(shè)置橫截溝、邊溝的形式排除；地道內(nèi)雨水通過設(shè)置邊溝的形式排除。

4.2 排水管線的平面及豎向設(shè)計(jì)

本工程地道4條、地面道路12條，道路設(shè)計(jì)復(fù)雜，且道路紅線寬度僅為30 m，給管線的布置帶來諸多困難。本次排水管線設(shè)計(jì)中主要從地塊排水需求、地道位置及高程情況、施工難易程度等方面，對排水管線的趟數(shù)、管位、斷面、高程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)：

1)排水管線的趟數(shù)在滿足地塊排水需求的前提下，數(shù)量盡可能減少，為其他市政管線的敷設(shè)創(chuàng)造條件。

2)排水管線管位的選擇一方面便于施工，另一方面節(jié)約高程，減少管線的交叉，減少管線的埋深。

3)排水管線斷面的設(shè)計(jì)結(jié)合地道高程及排水需求一并考慮，可以選擇圓形斷面或矩形斷面，結(jié)合地道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用上方掛方涵或下方掛方涵的形式，使管涵及地道結(jié)構(gòu)更安全，設(shè)計(jì)更為合理。

4)排水管線高程的設(shè)計(jì)結(jié)合現(xiàn)狀管線高程及遠(yuǎn)期規(guī)劃預(yù)留統(tǒng)籌考慮，豎向設(shè)計(jì)上留有充足的余地。

4.3 排水安全性

雨水收集設(shè)施的設(shè)置數(shù)量、位置；雨水管線的斷面；排水檢查井的設(shè)置位置等對排水安全性具有重要影響。

1)雨水收集設(shè)施應(yīng)結(jié)合道路豎向設(shè)計(jì)，設(shè)置于道路低點(diǎn)；雨水收集設(shè)施的型式結(jié)合周邊地形特點(diǎn)，水流匯集特性進(jìn)行選擇，可采用雨水口、橫截溝、邊溝等型式，使地面雨水快速收集至雨水管線中，保證地道及路面排水安全。

2)雨水管線的斷面設(shè)計(jì)適當(dāng)考慮客水的影響及雨水調(diào)蓄功能，保證排水安全。

3)排水檢查井的設(shè)置位置應(yīng)避開地道段，同時(shí)設(shè)置于道路地面標(biāo)高較高的位置，防止地面冒水現(xiàn)象的發(fā)生，對地道安全構(gòu)成威脅。

5 結(jié)語

本工程從項(xiàng)目建設(shè)的背景出發(fā)，通過對太原市雙塔北路(五龍口街—朝陽街)改造工程排水工程方案的設(shè)計(jì)，從雨水收集設(shè)施的布設(shè)、排水管線的平面與豎向設(shè)計(jì)及排水安全性等方面，介紹了設(shè)計(jì)地道工程等較為復(fù)雜工程時(shí)，排水工程優(yōu)化設(shè)計(jì)思路，為今后排水工程設(shè)計(jì)提供思路上的指引效應(yīng)。