周煒
(上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司,上海市 200092)
新室外排水設計規范對新建市政道路工程設計的影響
周煒
(上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司,上海市 200092)
以浙江省某市的某市政道路為例,說明《室外排水設計規范》(2014版)對該市政道路設計中雨水設計的影響。該道路的規劃階段在2013年度到2014年度完成,規劃時以《室外排水設計規范》(2011版)為主要參考對象之一。該道路在2014年進入可行性研究與初步設計設計階段,根據2014版新規范,該道路雨水設計的計算重現期提高、降雨歷時變短,整個雨水管道系統的容積與造價明顯增加,對道路建設的造價產生較大影響。
道路雨水設計;重現期;降雨歷時;排澇
浙江省某市的某道路被規劃為該城市的一條主干道,鏈接該城市的主城區與開發區,全路段基本不設紅綠燈,可以明顯緩解該城市的交通擁堵問題。該道路規劃為城市快速路,根據規劃及道路功能定位分析,該道路近期按城市主干路定位,在城市道路網中起骨架作用,遠期可提升為快速路,作為快速路路網的一部分,承擔長距離區域間的交通聯系。
該道路規劃路寬80 m,近期實施65 m。該道路的雨水規劃重現期僅僅為1 a,地面集水時間為15 min,折減系數取2。根據新版《室外排水設計規范》(2014版),重現期為1 a偏小,且已經完全取消折減系數的概念。在該道路的可行性研究報告階段,已經完成的規劃參考價值主要限于雨水管道的位置、規劃的雨水出水口的位置。根據新版的室外排水設計規范,該道路的雨水規劃的管徑,以及道路的縱向標高都需要進行修正。
該道路的雨水管道規劃設計應滿足現行《城市工程管線綜合規劃規范》的規定。根據工程管線綜合規劃,該道路采用分流制排水系統。在整個規劃過程中,該道路按照滿流設計。雨水管最小起點坡度、檢查井設置間距、管道流速按《室外排水設計規范》(2011版)規定確定。
雨水管道管位設置參照該市該道路與工程管線綜合規劃的雨水管規劃管位,在該道路的南北兩側均布置雨水管道。該道路主要接受道路北側地塊產生的約60%的雨水與道路南側地塊約20%的雨水。服務地塊區域主要為一類居住用地與二類住宅用地,以及少量的村莊安置用地、公共綠地、休閑農業經營用地、醫療衛生用地與其他商業設施用地。根據地塊特性,對服務范圍內的綜合徑流系數進行計算,確定為0.6。

L/(s·hm2),該道路雨水重現期為1 a,地面集水時間為15 min,折減系數取2。根據以上參數,再給予規劃道路的高程可以計算出規劃道路上雨水管道的合理管徑。
規劃雨水系統工程量見表1所列。

表1 規劃雨水管道系統工程量一覽表
根據新排水設計規范(2014版),該城市的該道路區域屬于大城市中心區域,該道路的雨水管線設計暴雨重現期應該采用2~5 a,該道路為新建道路,應根據新規范實施,而規劃采用的暴雨重現期僅僅為1 a,已有規劃已經不能滿足新規范對雨水管道系統提出的要求[1]。該道路雨水重現期至少為2 a,地面集水時間為15 min,取消了折減系數的概念。采用2 a的重現期計算,規劃雨水管道的最大管管徑達到2 200 mm,計算結果見表2所列。根據計算結果可知,已批復的排水規劃管道管徑偏小較多。

表2 根據新規范最低要求計算的雨水管道系統工程量一覽表
根據已經批復的規劃,雨水管線鋪設在機非隔離帶的綠化帶下,而該綠化帶的寬度僅僅為2 m,寬度不夠最大管道的施工界面,且影響雨水管的維護。
根據新排水設計規范(2014版),該城市的該道路區域屬于大城市中心區域,該道路的雨水管線設計暴雨重現期應該采用2~5 a。該道路為新建道路,且道路的等級為該城市較高等級的道路。該道路發生內澇會對城市交通造成較大影響。根據新規范(2014版)對內澇防治提出的要求,該道路至少有一條車道的積水深度不超過15 cm,這已要求對內澇防治設計的重現期提出了要求(條文3.2.4)。在該城市雨水設計時,應采用內澇防治設計重現期至少為30 a對該道路的雨水積水深度進行校核。
在校核過程中,既要考慮該道路下雨水管道的服務面積,也要考慮周邊道路的雨水管道服務面積與雨水匯入的水體能夠接受的洪水量進行綜合考慮。
由于該道路服務地塊有少數點的高程偏低,雨水的地面徑流可能比設計徑流量大,應采用雨水滲透、調蓄等設施,從地塊的源頭減少雨水的徑流量。根據新規范(條文3.2.5),對該地塊的匯水距離、地形坡度和地面種類進行綜合,合理地布置雨水滲透、調蓄設施。
4.1 徑流系數的選擇
徑流系數遵循《室外排水設計規范》(GB50014-2006)(2014版)規定,與2011版本的規范無太大差距。徑流系數的選擇完全按照該市該區域的控制性規劃,該道路的服務地塊區域主要為一類居住用地與二類住宅用地,以及少量的村莊安置用地、公共綠地、休閑農業經營用地、醫療衛生用地與其他商業設施用地。通過地塊特性,對服務范圍內的綜合徑流系數進行計算,確定為0.6。
4.2 關于雨水管道重現期的選擇
根據新排水設計規范(2014版),該城市的該道路所在區域屬于大城市中心區域,暴雨重現期應該采用2~5 a,該道路為新建道路,且道路的等級為該城市較高等級的道路,理論上宜采用5 a,按照5 a重現期計算,最大管徑達到3 000 mm,管徑大,造價高,與規劃管徑相差較大,采用3 a重現期計算,最大管徑2 800 mm,綜合考慮規劃管徑與新規范的要求,采用2 a的重現期較為合理。但在一些綠地較多或規劃縱向標高較低的地塊需要配合新規范要求設置雨水滲透、調蓄系統,減小進入雨水管道系統的雨水量,從實質上適當提高該區域的暴雨重現期。
雨水管道重現期的選擇直接關系到管道的造價,按照5 a的重現期設計,該道路雨水管道系統的造價增加1.2倍,按照3 a的重現期設計,該道路雨水管道系統的造價增加0.9倍,按照2 a的重現期計算該道路的雨水管道系統造價增加0.6倍。參考規劃與投資的控制,該道路采用2 a的重現期是相對比較合理的,在該道路周邊地塊開發時,盡量多設置雨水滲透、調蓄設施,從源頭減少雨水徑流量,減小該道路發生積水的概率。
4.3 關于降雨歷時的計算

式中:t1——地面集水時間,采用15 min;
t2——管道內雨水徑流時間。
根據新規范(2014版),不再有折減系數。
4.4 雨水管道的布置
雨水管走向服從規劃的布置原則。雨水管按滿管流設計,沿規劃道路敷設布置在道路紅線范圍內。根據規劃區道路路網的豎向控制,雨水排放采用“高水高排、低水低排”的原則,就近排入現狀河道或規劃河道等自然水體,設計中充分利用地勢高差,雨水盡量采用重力流排水,在保證滿足道路及道路兩側地塊排水接入要求的前提下盡量淺埋,以節約工程投資及方便今后管道維護及管理。
規劃中要求雨水管線設置在道路機非隔離帶的綠化帶下,但機非隔離帶的寬度僅僅2 m,并不能滿足該道路下大管道的施工界面,且雨水井設置在綠化帶內對于雨水管道的維護帶來較多的不便。可行性研究階段建議雨水管道設置在輔道下。
4.5 出水口的處理
根據雨水管道規劃,雨水管道出水端排入水體時,管道頂標高高于水體50 a一遇的洪水位約40 cm,管道底標高與50 a一遇洪水位相同。
根據新排水設計規范(2014版)重新計算后并考慮避讓污水規劃污水管道[2],雨水管道的頂標高低于50 a一遇的洪水位約15 cm,管道底標高低于50 a一遇洪水位95 cm,所以需要在出水端設置閘門,在洪水時保證水體中的洪水不會倒灌進入該道路下雨水管道。
根據新實施的排水設計規范(2014版)要求,對“十二五”期間規劃的一些重要干道的雨水管道系統提出了更高的要求,尤其是排澇。雨水管道系統計算完時,需要用內澇防治設計的重現期對雨水管道系統進行校核。新規范的實施可能導致原規劃的管道布置不合理,不能滿足施工界面要求,甚至不能滿足管線綜合規劃的要求。
[1] 新版規范局部修訂編制組.2014版《室外排水設計規范》局部修訂解讀[J].給水排水,2014,(04).
[2] 張孔鋒.結合工程設計對新版室外給排水設計規范的一點看法[J].給水排水,2006,(10).
U412.37、TU992.03
B
1009-7716(2015)08-0081-02
2015-04-09
周煒(1982-),男,河南洛陽人,工程師,從事市政工程設計與研究工作。