淺談上海市道路積水改善工程設計

摘要：文章對上海市道路積水的原因進行了統計分析，并介紹了道路積水改造的解決方案、施工方法及工程實例。

關鍵詞：上海；道路；積水；改善；低標

上海市瀕江臨海，地勢低平，素有“抗得住旱、經不住澇”的說法，加上市中心多是由舊租界發展起來的老城，地下管網超期服役，市區幾乎每年雨水為患，暴雨期間雨水溢流、道路積水等現象時有發生，給居民生活和工作帶了諸多不便。此外上海市中心舊城區普遍存在雨污混接現象，因此這些地區漫溢的雨水可能會帶有大量污染物，甚至糞便等致病源，造成周邊環境的污染，甚至嚴重危害居民的身體健康。道路積水狀況急需改善。

1 道路積水的原因

為此新世紀以來，上海市政府就開始推行被市民親切譽為“民心工程”的市區道路積水改善工程，計劃到2010年完成上海中心城區所有低標準排水系統的改造。其中，2006年至2008年3年內計劃實施50至60個道路積水改善工程，通過對這些工程部分道路積水原因的分析統計（詳見表2）表明，造成道路積水的因素主要有以下幾個方面：

1．1 低標排水系統

低標排水系統道路原有排水系統大多建造時期較早，如上世紀七、八十年代，該時期我國大多數城市排水管渠的設計參數基本沿用前蘇聯規范， 設計標準低， 使得排水管徑普遍偏小， 過水能力嚴重不足， 埋深淺，再加上管材質量差及管道坡度控制不嚴格等因素， 造成雨季街面積水嚴重， 旱季雨水口臭氣溢出， 嚴重影響城區內大氣環境質量。

1．2 雨水口堵塞或損壞

路面雨水通過道路兩側的雨水口排入城市雨水管，因此雨水口堵塞或者損壞將直接引起路面積水。造成雨水口堵塞的原因很多種，例如道路修復工程中廢棄混凝土的隨意堆放、道路揚塵嚴重、交通偶發事件等都可能造成雨水口的堵塞，甚至于道路兩側樹木飄落的樹葉（尤其上海地區普遍種植的法國梧桐、泡梧桐等闊葉樹木的樹葉）也可能遮擋雨水口，造成雨水口無法發揮其功能。

1．3 雨水管道淤塞及損壞

同樣造成雨水管道損壞的原因也很多，包括：不良地質造成管道及管道基礎的不均勻沉降，進而引起管節的錯位，長久以后使得管道破損甚至坍塌；管道養護力度不滿足實際要求，特別是在排水系統末梢，管道淤積嚴重，降低了管道過水能力；由于城市發展較快，部分道路設計標準不滿足實際要求，尤其是在例如寶山區等工業較集中地區，這些區縣里不乏以集卡類重型車輛交通為主的城市主道路，由于路面結構設計標準較低引起路面損壞嚴重，甚至造成雨水口及地下雨水管道損壞現象時有發生。

1．4 道路低洼

道路設計一般結合排水要求設有縱坡和橫坡，以利于雨水收集。但由于路面常年累月地使用，有的路面出現不規則沉降，形成路面的低洼，即使有雨水口，雨水也不能正常排入城市雨水管道。此外，由于上海市城市發展迅猛，一些建設時期較早，按照城市次干道標準設計的道路實際上承擔著城市主干道功能，其道路結構設計遠未達到要求，長期的超負荷運營，造成道路路面嚴重損壞，道路低洼點較多，甚至造成地下雨水管道損壞的現象發生。例如寶山區江楊南路，原道路設計標準較低，而目前道路上行走車輛以重型集卡為主，并且每日車流量非常大，造成路面嚴重損壞，暴雨時期常有道路低洼積水點，另外根據寶山區給排水管理所介紹不少路段雨水管道有嚴重壓壞破損的情況發生。

1．5其他

除以上原因外，不同道路可能有其它的特殊情況造成積水。例如，普陀區真南地區（交通路、真南路等），屬于待建排水系統，原有排水設施薄弱，市政排水管管徑未達標、局部地區改建后大管接小管、水流方向不順等狀況經常出現，使暴雨時排水受阻，造成道路積水。另外，還存在由于其他工程在施工范圍內路段上實施臨時排水等措施，造成水流不暢、局部阻塞等狀況等暫時性積水原因。

表2調查的10條道路都屬于低標排水系統，針對這些道路通常采用的解決方案是依據城市雨水專業規劃，根據現行的設計規范及標準重新復核管徑，其中重現期P一般地區取1~2年，金融、貿易區、行政中心區等要害區域取3年，按照計算結果重新選取管徑敷設管道及雨水口。具體的實施方案我們可以結合道路的實際情況以及工程投資等其他方面采取不同的考慮。對于江楊南路這種存在道路設計標準偏低的情況，道路修復需與雨水管道翻排同步實施，避免新敷設管道由于道路結構問題被損壞。

除了上述工程性措施外，工程建成后，相應的養護工作需配套跟進，路面清掃、管道清淤等工作不容忽視。此外，道路雨水口如有損壞應及時修繕。

3 主要采用的施工方法

排水管道常用的施工方法有開槽埋管、頂管施工、定向鉆施工等。道路積水改善工程中可根據道路實際情況選用適宜的施工方法，特殊情況還可采用內襯修復等其它施工方法。

3．1 非開挖施工技術

包括頂管施工、定向鉆施工等。對于道路地下管線密集，沿線交通繁忙的情況，通常考慮采用非開挖施工技術，以減少對其他地下管線及地面交通的影響。

3．2 開槽埋管

開槽埋管由于需要開挖路面，對交通影響較大，因此在大多交通繁忙路段無法實施開槽埋管。通常如道路工程同步實施，采用開槽埋管施工較為合適。

3．3 內襯修復

內襯修復也屬于非開挖技術的一種，這里將它單列出來，主要是因為這種技術主要應用于管道修復。它主要包括內套管工法、現場固化法、螺旋制管法和破管置換法。對于道路積水改善工程，內套管工法、螺旋制管法由于損失的管道斷面積較大，因此基本不采用。而現場固化法（Cured-in-Place；CIPP）又稱翻轉法，是在既有的舊管內壁襯裝一層熱固性復合材料，通過加熱等方法使其固化，形成一條有結構強度的新管道。該工藝可形成非原斷面，原管道存在錯口、變形，小角度的彎曲也可以應用，并且與原管道結合較好，襯管緊貼舊管管壁，過水斷面損失小，摩阻系數小、修復后過水能力不下降，對施工入口要求低，施工場地要求較頂管小。在舊管過水能力滿足要求的情況下可以采用該技術進行修復。因此該技術目前在上海道路積水改善工程中只有極少數應用。

4 工程實例

以江楊南路雨水管道翻排工程為例。

江楊南路位于上海市寶山區，為規劃城市主干路，紅線寬度50m，沿線有眾多鋼鐵等重工業企業，是上海市寶山區境內主要的南北向通道，承擔著大量貨運交通。近年來暴雨天氣道路積水時有發生。

4.1 道路積水原因分析

根據現場觀測路段上以重型集卡車輛為主，原道路路面損壞嚴重，道路低洼點較多，且道路兩側雨水口多為損壞或被粉塵堵塞。

上海市污水治理三期工程在江楊南路上敷設了一根φ2400～φ2700雨水總管，沿線街坊雨水管均接入該總管。道路原有φ450～φ800雨水管僅作為道路雨水收集管分段接入總管，解決了原排水系統低標問題，管徑基本滿足要求（重現期P=1a）。

另從寶山區給水排水管理所獲悉，江楊南路原有φ450～φ800雨水管建設年代較早，管道淤塞情況嚴重，并且由于道路路面損壞嚴重造成管道有較多破損情況。

綜上，江楊南路道路積水主要是由于管道及雨水口損壞、淤塞堵塞引起的。

4.2 道路積水改善方案

（1）采用的排水系統設計標準與參數

(a)上海地區雨量公式

t=t1+mt2

其中：P－暴雨重現期，P=1年

t－降雨歷時(min)

t1－地面積水時間(min)，自排系統t1=5min～10min，

t2－管渠內雨水流行時間(min)

m－折減系數，強排系統采用m=2

q－暴雨強度(l/s·hm2)

(b)雨水量計算公式

Q=ψqF

其中：Q－雨水設計流量(l/s)

ψ－徑流系數，根據規劃采用綜合徑流系數0.60

q－設計暴雨強度(l/s·hm2)

F－匯水面積(hm2)

（2) 設計方案

為減小管徑及埋深，降低投資，廢除原有雨水管道后，按污水治理三期工程中現狀雨水管改接方案，新敷設管道仍分段接入江楊南路Φ2400～Φ2700雨水總管上的檢查井，管徑Φ600～Φ800。

由于道路大修工程同步實施，因此選用開槽埋管施工。但由于江楊南路地下管線密集，無法保證較大的開挖溝槽寬度，因此本工程管材選用開挖溝槽寬度相對較小的玻璃纖維增強塑料夾砂管。

參考文獻

[1]王夢江，張強．“麥莎”臺風期間上海市區道路積水原因和對策[J] ．城市道橋與防洪，2006，01：74-76．

[2]曹曉兵，李德欽．楊浦區防御“麥莎”、“卡努”臺風后的思考[J] ．城市道橋與防洪，2007，04：41-43．

[3]楊林梅．淺議舊城區排水管網的改造[J] ．科技情報開發與經濟，2001，11（5）：62-63．

作者簡介：李青山；1979年7月23日性別：男；籍貫：新疆烏魯木齊市；目前就讀同濟大學環境科學與工程學院（在職研究生），主要從事城市雨污混接方面研究。