市政道路排水優(yōu)化設計策略

◎張兵

（作者單位：合肥寶路建筑工程有限公司）

近年來，我國社會經(jīng)濟一直保持著良性的發(fā)展趨勢，城市化建設水平不斷提高，各項城市基礎(chǔ)設施建設也日益完善。在城市建設過程中，市政道路是最關(guān)鍵的內(nèi)容，同時也為人們的日常出行提供了有效的保障。針對市政道路而言，其排水系統(tǒng)主要起到處理城市污水、排放降水的重要作用。因此，必須要保障排水系統(tǒng)的施工質(zhì)量，才可以確保市政道路的正常使用。但是在現(xiàn)實情況中，在對市政道路的排水系統(tǒng)進行施工建設時存在著一定的缺陷和問題，必須要進行合理的改造施工來保障排水系統(tǒng)的正常運作。基于此，文章結(jié)合工程實例主要對市政道路排水設計及其改造施工進行分析，希望可以為我國市政建設方面提供一些參考意見。

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對于城市的發(fā)展建設越來越重視，尤其是市政道路排水等工作更是得到了廣泛的關(guān)注。在對排水系統(tǒng)進行施工建設以及相關(guān)改造施時，必須要進行合理的施工方案設計，同時在施工期間進行嚴格的管控，切實保障排水設施的建設質(zhì)量。對于排水系統(tǒng)質(zhì)量的保障需要從以下幾個方面著手：施工進度、前期規(guī)劃和設計、準備工作、施工團隊、質(zhì)檢工作等。只有加強對每個具體環(huán)節(jié)的分析和把握，確定施工作業(yè)的重難點內(nèi)容，不斷促進施工整體水平的提升，確保可以達到施工標準要求，以便于促進城市的進一步發(fā)展，滿足人們的日常所需。

一、市政道路排水設計分析

排水系統(tǒng)的規(guī)劃和設計主要包括以下兩個部分：第一部分是雨水井、過街排水管等，在對此部分進行施工建設時，需要由施工單位進行具體的施工建設。第二部分主要是地下排水的檢查井、并且還包括其主干線等部分，在實際進行施工時這部分內(nèi)容的工作總量較大，并由排水公司負責。在對排水系統(tǒng)進行具體施工時，需要先從地下排水部分開始進行施工，后續(xù)再對道路路基進行施工作業(yè)，完成上述工作內(nèi)容后再對雨水井等部分進行施工。

1.路基排水。

路基可以對道路起到有效的支撐作用，而市政道路對于路基的穩(wěn)定性有著嚴格的要求，同時路基強度也必須要達到規(guī)定標準。一般情況下，如果路基濕度比較嚴重，則在對其進行碾壓、晾曬等操作時難度系數(shù)也比較大。在遇到這種情況時，應該通過具有良好透水性的材料進行有效的處理，或者采取拋石擠淤等方法。針對潮濕路基而言，應該提前在路基兩側(cè)區(qū)域進行開挖，建設好排水溝。完成路基水的收集后，可以利用吸水泵將路基水排除干凈。

2.綠化帶排水。

在實際施工過程中施工人員經(jīng)常會忽略綠化帶的排水設計，但是近年來隨著人們對生態(tài)環(huán)境的重視，城市綠化帶面積越來越大，其功能性特征也更加突出。針對市政道路工程而言，在進行排水系統(tǒng)的規(guī)劃和設計時，必須要重視綠化帶排水設計。在實際進行綠化帶設計的過程中，一般會按照分隔帶進行具體的設計，當水分滲入到綠化帶當中后，其中一部分會滲入到地表當中，而另一部分則會順沿道路縱坡不斷流下，所以應該將綠化帶和路面結(jié)構(gòu)進行有效的分割。另外，還需要在綠化帶底部位置建設一條盲溝，這樣可以使水分不斷流入到雨水井當中。

3.路面排水。

一般可以將車行道的排水分為單坡和雙坡排水兩種，為了緩解城市交通擁堵問題，在設計市政道路寬度時會將數(shù)值設置的比較大，所以在選擇排水方式時主要以雙坡排水為主，這樣可以使地表積水能夠在較短的時間內(nèi)有效的排出。同時在設計雨水口時必須要選取適宜的位置，使得路面積水可以最終流入到主干道當中。在對人行道橫坡進行設計時，應該確保坡度和車行道方向相一致，這樣可以使積水流入到雨水口當中。針對挖方段路面排水來說，道路兩側(cè)區(qū)域一般設有擋土墻，所以需要將截水溝位置設置在上方區(qū)域，從而有效的攔截地表水。

二、市政道路排水施工存在的問題

1.施工材料問題。

為了保障市政道路工程的質(zhì)量，必須要確保施工材料質(zhì)量符合規(guī)定要求。對于市政道路而言同樣如此，其排水系統(tǒng)的建設也必須要應用高質(zhì)量的材料。但是在現(xiàn)實情況中，部分施工單位為了節(jié)約經(jīng)濟成本，應用一些質(zhì)量不過關(guān)的材料，使得排水系統(tǒng)老化過快并在使用過程中發(fā)生滲漏。

2.回填溝槽問題。

在實際進行排水系統(tǒng)的施工建設時，應該合理開展管道埋置工作。需要注意，在此期間必須要保障回填質(zhì)量，否則會使得排水系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)受到較大的影響，道路質(zhì)量也會存在一定的問題。比如，當檢測井附近區(qū)域的回填沒有達到良好的密實程度、填料質(zhì)量不符合規(guī)定要求等，都會導致回填土發(fā)生淪陷。

3.管道安裝問題。

在對排水系統(tǒng)進行設計時，主要需要加強對排水管道的重視，同時認真按照規(guī)定要求落實管道安裝工作，避免因為管道安裝失誤而影響到排水系統(tǒng)的各項實用功能。如果管道安裝出現(xiàn)問題，市政道路質(zhì)量也會受到一定的影響。在實際進行管道安裝時，因為施工人員專業(yè)素質(zhì)不過關(guān)、操作不規(guī)范等問題，使得管位放線、掛線出現(xiàn)錯誤、測量精確度不高，進一步導致管線連接錯誤、管道軸線偏移等問題出現(xiàn)，這樣也會導致排水系統(tǒng)功能受到不良影響。

三、市政道路排水改造施工

1.管道滲漏。

如果管材質(zhì)量不達標、管壁缺乏良好的抗?jié)B能力，都可能導致管道口出現(xiàn)破損。而檢查井壁出現(xiàn)滲漏則會導致管道沉陷，并出現(xiàn)局部積水問題。因此，在選取管道時，需要對應用材料進行嚴格的檢查，確保其質(zhì)量符合相關(guān)要求。

2.井的下沉、變形。

檢查井發(fā)生下沉、變形、井蓋質(zhì)量不達標等問題都會使排水系統(tǒng)的外觀受到影響，同時導致其各項功能無法得到有效的運用。為了解決此類問題，在進行施工期間需要認真檢查檢查井，包括：墊層、基層等部分。在對檢查井進行砌筑時，需要科學設計井室和井口的高度以及具體位置，防止井體發(fā)生變形。除了上述內(nèi)容外，還需要保障井蓋、井座之間相互協(xié)調(diào)。

3.管道偏移。

在施工期間出現(xiàn)測量誤差或者施工不達標等問題，都會導致管道出現(xiàn)積水或者偏移，所以必須要按照測量標準對交接樁進行復測。另外，在進行施工放樣時需要根據(jù)該區(qū)域的地質(zhì)水文情況進行分析和考慮，同時還需要進行嚴格的復測檢驗，盡可能地降低誤差。

4.回填土沉陷。

造成壓實效果不佳的原因很多，一般主要是因為在開展回填工作時沒有分層進行夯實、井附近的回填工作缺乏有效性等，這都會導致壓實工作不到位，使得施工后期出現(xiàn)回填土沉降等問題。為了確?；靥盍腺|(zhì)量達標，在對管槽進行回填的過程中，需要嚴格按照回填具體位置、施工要求等進行綜合分析，從而確保填料工作可以順利落實，并選取適宜的夯實設備，這樣可以進一步促進壓實效果的提升。如果溝槽寬度比較小，一般會選取蛙式打夯機，也可以進行人工回填，但是需要注意絕對不可以應用水夯法。

四、實例分析

1.工程概況。

S105 省道合馬路是合肥通往巢湖、蕪湖、馬鞍山的一條重要干線公路，也是合肥東向的一條出城道路，現(xiàn)為平原微丘區(qū)一級公路。近年來，隨著道路使用年限的增長，加上車流量的不斷增大，且超限超載車輛的增多，路面出現(xiàn)了不同程度的病害，龜裂、網(wǎng)裂、縱橫縫等病害。為穩(wěn)定路況，提升其通行能力和水平，保障道路安全暢通，實施公路養(yǎng)護工程。原有路基路面排水系統(tǒng)予以利用、疏通恢復。路面排水采取路面漫流、路線縱坡相結(jié)合的方式自然排水；街道段采用管道排水設計。

2.排水管道匯水面積與管段的劃分。

首先應收集規(guī)劃及相關(guān)道路資料，明確本條市政道路排水管是否需要轉(zhuǎn)輸其他流量，再結(jié)合地面坡度、地塊的自然高程、規(guī)劃高程及排水管道布置等情況，進行市政道路排水管道各設計管段匯水面積的劃分。當涉及的地塊四角高程相差不大且地勢平坦時，匯水面積應結(jié)合周圍排水管渠的布置按地塊等分角線劃分。當涉及的地塊四角高程相差較大或有一定的地勢坡度時，則按雨水匯入低側(cè)的原則，地面雨水徑流方向應劃分較大的匯水面積。對于改建道路的排水管網(wǎng)設計，收集兩側(cè)已建場地的排水資料尤為重要，而不是一味盲目地對著地形圖和路網(wǎng)勾繪匯水面積。結(jié)合合肥地區(qū)的路網(wǎng)規(guī)劃及工程實踐，排水管道設計管段的劃分一般以120～240m 為一段。排水管道計算管段劃分得短，則增加水力計算的工作量；排水管道設計管段劃得長，則該排水管道設計方案不經(jīng)濟，增加工程造價。

3.排水管道的橫斷面布置。

雨污水管道于市政道路上的橫斷面布置，除了要與規(guī)劃部門協(xié)商管線在設計道路上的相對位置，還可采用如下布設技巧避開管線的交叉問題。當雨污水單側(cè)布置時，雨污水可布設于道路的不同側(cè)，如污水管道在道路東（南）側(cè)，雨水管道則相對位于西（北）側(cè)。這樣可以避免雨污水管道同側(cè)時某一條排水管道位于車輛輪跡線的位置，方便日后管道的管理和維護。金塘路污水管道應布設于雨水管道外側(cè)（靠近道路紅線一側(cè)）。如此雨水支管橫穿污水主管，可以在很大程度上減少因管線相對位置與管網(wǎng)布置相反而產(chǎn)生的交叉處高程沖突問題。

圖1 雨水支管橫穿污水主管一般不會產(chǎn)生高程沖突（左）

圖2 污水支管橫穿雨水主管相對較易產(chǎn)生高程沖突（右）

4.排水管道管徑與坡度控制。

根據(jù)統(tǒng)計資料，對排水管道造價影響最大的因素是埋設深度，相比之下，管徑增加或減少埋深對造價的影響較??；管徑加大所增加的材料費用對總造價影響很小，而它們的坡度變化對管道造價的影響是顯著的，因此，當排水管道的排水方向與市政道路坡向一致時，管道可以沿著地面坡度敷設。選擇管段直徑時，主要考慮與地面坡度數(shù)值一致的水力坡度下滿足流量、最大充滿度要求的最小直徑。當排水管道的排水方向與市政道路坡向相反或者管道敷設地點的地形比較平坦時，應先確定一個最小設計水力坡度，在一定的設計流量下，采用相對較大的管徑，如此可減少管道的埋設深度、管槽的土方量，進而減少造價。另一方面，對于雨水管道而言，減小埋深可避免管道與出口底接而造成雨水頂托。S105 省道合馬路設計的雨水管道排水量為1627L/s。設計管徑為D1200、坡度為0.15%，者設計管徑為D1000、坡度為0.4%，都能滿足流量要求。但是該段排水方向與道路縱坡相反，此時應選擇設計管徑為D1200、坡度為0.15%，埋設深度相對提高70cm，管道溝槽土方及造價大幅減少。

5.排水管線與其他管線、障礙物的交叉處理。

市政道路排水管網(wǎng)設計的難點就是處理各種管線的交叉關(guān)系。處理管道交叉應結(jié)合實際情況，因地制宜。

（1）遇障礙物時可繞道避開。當障礙物旁有空余的空間可以用來布設管道時，可新建一段管道路由繞過障礙物。比如S105 省道合馬路排水管道原布設于輔路上，遇到管廊檢修車輛出入口及高壓艙檢修間，無法按原路由或降低高程通過時，于綠化退線內(nèi)新建管道路由，繞道避開該障礙物，如圖3 所示。

圖3 排水管道遇障礙物繞行避開示意圖

（3）降低排水管高程，下穿通過障礙物。本措施適用于下游排水出口無限制、有富余空間可降低排水管道高程的情況。S105 省道合馬路排水管道遇綜合管廊綜合口，兩側(cè)場地無綠化退線可繞道通行時，降低排水管道。但該措施需與結(jié)構(gòu)設計人員配合，做好管道的保護。

（4）倒虹吸穿越障礙物。當排水管道與其他市政管道的豎向高程嚴重矛盾，不能按原高程直接通過且無任何余地調(diào)整時，可采用倒虹吸法。該措施容易引起管道淤積，且應注意在倒虹吸前的排水檢查井內(nèi)設置沉泥槽，倒虹管內(nèi)設計流速應達到0.9m/s 并大于進水管流速。在合肥地區(qū)，此措施一般用于污水管道，雨水管道系統(tǒng)中應用較少，不建議采用。

（5）調(diào)整管徑。當排水管道與其他管道的豎向高程沖突較不嚴重，尚有余地可以調(diào)整時，可采用此法。該措施的前提是要保證其他管線可從從排水管上方通過，在保持排水管道上、下游銜接管內(nèi)底標高不變的情況下，調(diào)整管材或采用雙（多）孔較小管徑管道代替原設計排水管道，降低管頂標高。根據(jù)實際工程經(jīng)驗，如果原排水管道采用鋼筋混凝土管，替代管材可采用雙孔小一級塑料管，實際過水效果較好。

（6）采用結(jié)合井。在排水管道和其他管徑較小管線（如市政強弱電管道）等交叉無法避免的情況下，可設置結(jié)合井。該措施是在管道交叉位置設置結(jié)合井，將排水管道斷開，其他管線按原高程從井內(nèi)穿過。采用該措施需要注意對其他管線的保護，如加設防護套管等。同時，建議結(jié)合井落底60cm，①可使結(jié)合井作為排水管道的沉泥井使用；②因為其他管線從井內(nèi)穿過影響部分過流斷面，落底60cm 可提高排水水力條件。

五、結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)代化城市建設發(fā)展必須要提高對市政道路工程的重視。針對市政道路工程而言，其排水系統(tǒng)可以對城市污水進行良好的處理，并且可以解決自然降水的排放等問題，有利于保障市政道路的順利運行。但是在排水系統(tǒng)實際進行施工建設過程中，由于存在著管材質(zhì)量不達標、管道安裝沒有達到設計標準等一系列問題，使得排水系統(tǒng)在后期應用時發(fā)生管道滲漏、變形、回填土沉陷等現(xiàn)象。因此，有關(guān)部門和施工單位需要加強對排水系統(tǒng)的后期改造施工，從而保障排水系統(tǒng)可以正常發(fā)揮其各項功能作用，切實增強市政道路施工質(zhì)量和整體水平，促進社會經(jīng)濟的良性發(fā)展。