城市立交道路排水系統(tǒng)設計

張波

摘要：立交道路排水方式主要分為自流排水、調(diào)蓄排水和泵站抽升排水三種。當下游水體水位高于立交道路最低設計路面高程時，需采用泵站抽升排 水，其設計原則為高水高排，低水低排，兩系統(tǒng)互不連通，并且根據(jù)不同形式的立交系統(tǒng)，布置合理高效的排水系統(tǒng)，保證道路交通運轉(zhuǎn)正常。在道路立交系統(tǒng)設計時，應盡量減少需抽升排水的道路匯水面積，節(jié)約泵站投資和運行管理費用。做到既能將雨水安全有效的排除，同時又能夠最大 限度的節(jié)約能源。在介紹相關排水系統(tǒng)的同時，著重分析立交排水系統(tǒng)的設計原則及方法。為城市立交排水系統(tǒng)設計提供參考。

關鍵詞：道路立交系統(tǒng);立交排水;設計

一、城市立交道路排水特點

隨著國家經(jīng)濟的飛速發(fā)展，城市道路系統(tǒng)的交通壓力亦與日俱增。為 了緩解壓力，完善道路交通系統(tǒng)，避免或緩解由各種交通工具因平面交叉 所帶來的負面影響，大量的立體交叉橋應運而生。但是大量立交橋的修建，在緩解了交通壓力的同時，也增加了排水工程的設計難度，排水系統(tǒng)也由 原來單一的地面道路排水形式擴展為地面道路排水和立交道路排水。

立交工程中，道路的最低點往往比周圍干道低，形成盆地，加以兩側(cè) 道路縱坡很大，立交區(qū)域范圍內(nèi)的雨水徑流很快就匯集至立交最低點，極 易造成嚴重的積水，若不及時排除雨水，便會影響交通，甚至造成事故。

二、立交排水方式

城市道路立交系統(tǒng)按交叉的結構形式分為上跨式和下穿式立交橋兩 種。下穿式立交橋的下層路面最低點標高，一般低于附近地面高程 5 -10 米。根據(jù)立交道路主要由下游受納水體的高程或水位控制，一般分為重力 自流排水、調(diào)蓄排水和泵站抽升排水三種。

1.重力自流排水

在城市立交系統(tǒng)附近有市政排水管道或天然水體，且道路設計最低路 面高程高于市政排水管渠或天然水體，排水出路暢通無阻礙的，該立交的 排水系統(tǒng)可采用自流排水方式。

自流排水系統(tǒng)設計與常規(guī)道路排水系統(tǒng)設計相同，通過雨水口、雨水 管道收集轉(zhuǎn)輸雨水，排放至下游受納水體。自流排水無需專職管理人員，無能源消耗，是最經(jīng)濟的排水方式。因此，在進行立交排水方案設計時，應在總體排水規(guī)劃允許的范圍內(nèi)，力爭自流排出。

2.調(diào)蓄排水

當降雨洪峰時，如水體（或干管）水位高于立交路面最低點，可將不 能自流排除的流量暫時引入調(diào)蓄池貯存，錯開歷時較短的洪峰，待水體（或 干管）水位回落，再自流排除。

調(diào)蓄排水受很多條件制約，只有滿足匯水面積較小，蓄水量不大;立 交范圍內(nèi)有布置蓄水池的適宜位置; 與市政管道無大的交叉矛盾;只需修 建較短的出水管，即可在洪峰過后將蓄水池放空等條件時，方可采用。

3.泵站抽升排水

在下穿式立交系統(tǒng)內(nèi)，道路設計最低路面高程低于附近排水管道或天 然水體，立交范圍內(nèi)的雨水匯流至橋下低點，無法滿足自流排除時，同時 又無條件修件蓄水池（或修建蓄水池經(jīng)濟上不合理），需要采用抽升排水的 方式排除立交范圍內(nèi)的雨水，從而避免造成積水。

當?shù)叵滤桓哂诹⒔坏孛鏁r，地下水位的降低應一并考慮，防止地下 水侵蝕橋梁基礎。

三、立交排水設計

1.設計依據(jù)

（1）《室外排水設計規(guī)范》GB50014-2006（2016 年版）

（2）《泵站設計規(guī)范》GB50265-2010

（3）《給水排水工程構筑物結構設計規(guī)范》GB50069-2002

（4）《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》GB50268-2008

（5）《給水排水設計手冊》第 5 冊《城鎮(zhèn)排水》 （第二版）

（6）排水規(guī)劃（其中包含立交工程區(qū)域的防洪標準、管道設計標準、 下游受納系統(tǒng)出路）

（7）道路立交設計施工圖

（8）工程地區(qū)的地形資料，地質(zhì)勘察報告 2.設計原則

（1） 根據(jù)地形條件，結合排水專項規(guī)劃，妥善解決區(qū)內(nèi)部排水與外部 的銜接，做到區(qū)域排水服從整體規(guī)劃;

（2） 充分考慮現(xiàn)狀，盡量利用和發(fā)揮原有排水設施的作用，使規(guī)劃排 水系統(tǒng)與現(xiàn)狀排水系統(tǒng)合理地有機結合;

（3）高水高排，低水低排，盡量減少排水管的埋深，減少泵站規(guī)模，控制工程投資;

（4）根據(jù)項目分期實施情況，提出近期和遠期建設要求;

（5）與給水、防洪、道路、豎向、環(huán)境保護等其他專業(yè)規(guī)劃相協(xié)調(diào)。 3.設計要點

（1）雨水流量計算

雨水設計流量根據(jù)暴雨強度公式確定，按下式計算：

根據(jù)室外排水設計規(guī)范要求，立體交叉道路排水系統(tǒng)的設計，雨水管 渠設計重現(xiàn)期不應小于 10 年; 位于中心城區(qū)的重要地區(qū)，設計重現(xiàn)期應為 20-30 年。

按照各種屋面、混凝土或瀝青路面徑流系數(shù)取 0.9，綠地徑流系數(shù)取 0.2 計算，一般區(qū)域雨水綜合徑流系數(shù)采用 0.7，立交范圍采用 0.8-1.0。

地面集水時間 t1 為 5～10min。

（2）管道水力計算

最小設計流速：雨水管在滿流時最小設計流速為 0.75m/s。 最大設計流速：非金屬管道為 5.0m/s。

（3）雨水口設計

一般道路排水系統(tǒng)，沿道路每 25～30m 設置一組雨水口，低點處設置?多篦雨水口。由于立交道路縱坡較大，造成雨水的地面徑流流速較快，在?坡道上設置雨水口，截水效果并不理想，所以一般采取在立交最低點處設?置多篦雨水口來收集雨水，就近排入泵站集水池。當?shù)缆房v坡較緩時，可?適當在坡道上布置雨水口以減輕雨水大量集中匯于道路低點處，但是并不?折減道路低點雨水口數(shù)量。多篦雨水口一般沿道路縱坡方向?qū)ΨQ布置于道?路兩側(cè)的低點處，道路低點雨水口數(shù)量應按匯集到低點的雨水量計算，每?個雨水口的泄水能力按 15l/s計算。雨水口泄水量總和應稍大于設計雨水量。

（4）泵站設計

雨水泵站的作用是及時排除收集的雨水，一般由集水池（格柵間）機 器間、出水井等組成，泵站位置應建于距離立交最低點盡可能近的地點，使雨水以最短的時間排入泵站，使管線最短，泵站挖方最小，從而達到節(jié) 約能源和投資的效果。

四、其他相關問題

1.防止下穿式立交客水倒灌

排水系統(tǒng)設計過程中應與道路橋梁專業(yè)密切配合，在道路專業(yè)方案設 計時，應明確在立交起終點處設置變坡高點，立交范圍內(nèi)避免設置路口，防止本可自流排除的雨水進入抽升排水的范圍，增加抽升的匯水面積，加 大泵站壓力，一旦雨水流量超出泵站設計能力，則會引發(fā)事故。

2.防止其它管線穿越立交范圍

其它市政管線縱向穿越立交道路時應盡可能繞出下穿地段，防止由于 雨水排除不順暢，所導致的雨水倒灌到其它市政管線檢查井內(nèi)，造成事故 的情況。

結 論

隨著城市高速發(fā)展，立交排水已經(jīng)愈來愈成為一項專門的工程技術而 得到有關人員的關注，并且在立交道路整體的配套設計中，已經(jīng)成為重要 的組成部分。立交排水設計的是否合理，可直接影響到日后立交橋的使用 情況。本文總結了城市道路立交排水的特點與方式，在設計工作中堅持嚴 謹?shù)目茖W態(tài)度才能確保設計質(zhì)量，使城市道路立交排水工程設計能夠更好 的滿足經(jīng)濟、合理、適用的要求。

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