天津東疆港區道路雨水口結構形式的設計比選

鄭雨佳

（天津市市政工程設計研究院賽英工程建設咨詢管理有限公司，天津市 300191）

0 引言

雨水口是排水管道收集雨水的主要構筑物，道路路面上的雨水首先經雨水口通過連接管流入雨水管道中。雨水口井箅的形式有多種，除現在應用比較廣泛的平箅式、立箅式外，最近還出現了一種新型的預制U型槽線性雨水口。設計人員會根據使用地段的性質、重要性等因素綜合考慮選取，從而滿足外形和使用功能的要求。

1 工程概況

天津港東疆港區位于天津港港區陸域的東北部，隨著東疆港區的建設，道路

兩側為東疆保稅港區的倉儲、物流等服務企業。排水系統是港區基礎設施建設的重要組成部分之一，針對雨水口的設計方案，本文以東疆港區歐洲路為例進行說明。此道路規劃紅線寬度為50 m，道路實施寬度為37 m，道路橫斷面（自西向東）為：4 m人行道+30 m機動車道+3 m人行道，道路斷面形式見圖1。

圖1 歐洲路橫斷面圖（單位：m）

2 雨水口的選定過程

2.1 設計要求

天津東疆保稅港區為天津濱海新區重點建設項目,其中雨水的收集和排放問題越來越受到港區業主的重視。港區內道路作為倉儲、物流的交通樞紐要道，路面雨水能不能及時排出將影響行車安全及路面結構的耐久性。雨水口的結構形式首先必須滿足泄水要求，另外還要整體美觀，同時作為港區道路，還需承載重載車輛的碾壓。

2.2 計算排入雨水口水量

根據該工程道路斷面，設計在其道路兩側側石下各設置一排雨水口，間距約35 m，通過水力計算來確定排入雨水口的水量，計算水量只收路面雨水，道路兩側地塊雨水通過預留管道排入雨水主干管。

（1）依據天津市暴雨強度公式：

根據天津市地區性質，此道路為城市主干路，設計重現期P按1 a選取。降雨歷時t=t1+mt2，t1為地面集水時間，視距離長短、地形坡度和地面鋪蓋情況而定，一般取5～15 min，該工程按5 min選取；對于雨水口，管道內雨水流行時間t2=0；m為折減系數，暗管折減系數m=2。經計算得出q=278 L/(s·hm2)。

（2）根據雨水流量公式：Q=qΨF

經上述計算暴雨強度 q=278 L/（s·hm2），Ψ 徑流系數的大小與鋪蓋面類型有關，瀝青路面為0.95，干砌磚石路面為0.4。依據上述歐洲路橫斷面圖，經加權平均得出 Ψ=（0.95×30+0.4×7）/37=0.85。西側半幅路寬度19 m，匯水面積F=19×35（雨水口間距 35 m）=665（m2）=0.066 5（hm2），東側半幅路寬度18 m，匯水面積F=18×35=630(m2)=0.063（hm2），經計算得出Q西=278×0.85×0.066 5=15.7（L/s），Q東=278×0.85×0.063=14.9（L/s）。

2.3 雨水口形式比選

該工程對幾種不同型式的雨水口進行了比較，以確定最優化、最經濟、最符合東疆港實際情況的雨水口。

（1）大型平箅式雨水口，單箅尺寸為750 mm×450 mm，泄水能力約為Q=20 L/s，考慮到雜物的阻塞作用，雨水口實際泄水能力應乘以0.5～0.7的系數。由于東疆港區的道路周邊多為倉儲、物流等服務企業，人流較為稀少，綜合環境相對整潔，故本例中折減系數按0.7選取，則大型平箅式雨水口的實際泄水能力為14 L/s。此種雨水口的泄水能力與該工程計算的排入雨水口水量相比相對偏小。由于此種井箅布設在路面上，其寬度會超越路緣帶，致使通行車輛會碾壓在井箅上，從而影響行車舒適度。同時，東疆港區交通組成中重載車輛占絕大多數，長時間對井箅碾壓，將會降低其使用壽命。但大型平箅式雨水口，養護管理較方便，整體造價較低，見圖2。

圖2 大型平箅式雨水口

（2）立箅式雨水口，單箅尺寸為680mm×200 mm，泄水能力約為Q=15 L/s，乘以折減系數后，實際泄水能力為10.5 L/s。如保證路面泄水通暢需設雙立箅雨水口。普通雙立箅雨水口均采用鑄鐵井箅，由于該工程道路側石均采用花崗巖石材，黑色鑄鐵井箅鑲嵌在白玉色石材側石上，使道路側石失去了連貫性，從而影響了道路的美觀性。如想提高雙立箅雨水口在道路上的美觀性，需將鑄鐵井箅替換為與側石一致的石材井箅，但雙立箅石材井箅的尺寸與雨水口井室尺寸配合切割較困難，施工工藝復雜，會加大施工難度，施工工期將會延長，從而使工程造價相應增加。然而，立箅式雨水口養護管理較方便，整體造價較低，見圖3。

圖3 立箅式雨水口

（3）預制U型槽（II型）線性雨水口，是最近出現的一種新型的雨水口形式，井箅尺寸為1 000 mm×210 mm，泄水量約為23 L/s，乘以折減系數后，實際泄水能力為16.1 L/s，此種雨水口的泄水能力滿足了該工程計算的排入雨水口水量，泄水能力較為突出。此種鑄鐵井箅鑲嵌在道路邊緣的路面上，與黑灰色瀝青路面混為一體，不影響花崗巖道路側石的連貫性，且把側石映襯得更加潔白如玉，其在滿足泄水能力的情況下，使道路整體的美觀性提高。同時，此種井箅尺寸狹長，布設在路緣帶內，避免過往車輛的碾壓，延長了使用壽命。在施工方面，由于U型槽（II型）線性雨水口為預制混凝土構件拼裝而成，故施工簡單快捷，可提高勞動效率，從而縮短工期，見圖4～圖7。

圖4 預制U型槽（II型）線性雨水口

圖5 預制U型槽（II型）線性雨水口平面圖（單位：mm）

圖6 預制U型槽（II型）線性雨水口1-1剖面圖（單位：mm）

圖7 預制U型槽（II型）線性雨水口2-2剖面圖（單位：mm）

圖8 U型槽（II型）線性雨水口縱向串聯雨水支管圖（單位：mm）

從泄水能力來看，大型平箅式雨水口要強于立箅式雨水口，預制U型槽（II型）線性雨水口更優于大型平箅式雨水口。從整體美觀性來看，大型平箅式雨水口與預制U型槽（II型）線性雨水口井箅均沒有破壞道路側石的連貫性，但考慮到港區道路需滿足承載重載車輛的碾壓，預制U型槽（II型）線性雨水口井箅可布設在路緣帶內，避免過往車輛的碾壓，較大型平箅式雨水口使用壽命更長，同時U型槽（II型）線性雨水口為預制混凝土構件拼裝而成，故施工簡單快捷，可提高勞動效率，整體性價比較強。

綜合比較后，預制U型槽（II型）線性雨水口較大型平箅式雨水口及立箅式雨水口，整體優勢更為突出，尤其對于天津港重載交通區域更為合適。

3 雨水口節點處理

在設計布置雨水口的過程中，除按35 m井間距控制井位外，還需對應道路低點布置雨水口，一般在符合設計規范的前提下，為減少雨水檢查井的數量，采用縱向串聯雨水口的方法，來保證路面雨水的及時排放。以上推薦的預制U型槽（II型）線性雨水口，因為其井室寬度較窄，如按原廠家預制井室施工，則無法縱向串聯雨水支管，故設計考慮將原井室部分采用磚砌偏溝式單箅雨水口（頁巖磚砌筑），井口及井箅采用原設計U型槽，中間增設混凝土蓋板連接，如圖8所示。

4 結語

通過東疆港區道路雨水口設計之初的結構形式比選以及后期的實際應用效果，總結出新型預制U型槽（II型）線性雨水口具有以下特點：

（1）泄水能力突出，較一般大型平箅雨水口泄水能力提高15%，同時此種雨水口具有自由拼裝的靈活性，如布置在地道或廣場，可作為多聯箅雨水口，滿足設計及各種工況的需要。

（2）預制U型槽（II型）線性雨水口井箅由球墨鑄鐵鑄造而成，韌性好、抗壓強度高。其外形美觀，可緊密結合道路與周邊環境相協調，提高道路整體景觀效果。因其狹長的雨水口井箅可布設在路緣帶內，消除現有城市道路雨水口跑、跳、響以及行車安全隱患的問題。

（3）雨水口為預制混凝土構件拼裝而成，施工簡單快捷，并且占地小，土方工程量少，可節約投資縮短工期。在施工上具有快捷、高效、性價比優良的特點。

目前，東疆港區已竣工通車的美洲路、亞洲路及歐洲路南部一期等均采用的預制U型槽（II型）線性雨水口，使用效果較好，得到業主的一致認可與好評。目前，此種雨水口屬于新型產品的推廣階段，需注意后期的維護管理，發現問題需及時改進。

[1]GB 50014-2006，室外排水設計規范[S].

[2]中國建筑標準設計研究院.市政排水管道工程及附屬設施（國家建筑標準設計圖集）06MS201-8[M].北京:中國計劃出版社,2007.

[3]陳利平.中心廣場雨水口結構形式的設計比選[J].中國市政工程,2007(2):84-85.

[4]趙國平,沈海東.淺談天津市區道路收水井形式及間距的選擇[J].科技信息,2010(20):673.