立體交通的道路排水設(shè)計(jì)

徐建祥

立體交通的道路排水設(shè)計(jì)

徐建祥

立體交通是城市交通的重要節(jié)點(diǎn)，但也是城市內(nèi)澇的重災(zāi)區(qū)。《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50014—2006，2014年版）對(duì)立體交通排水設(shè)計(jì)提出了更高的要求，但目前仍缺乏專(zhuān)門(mén)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，建議有關(guān)部門(mén)編制《立體交通的道路排水防澇設(shè)計(jì)規(guī)范》等國(guó)家、行業(yè)和協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)加強(qiáng)節(jié)地型泵站等新技術(shù)在立體交通排水防澇系統(tǒng)中的應(yīng)用。本文基于一些大城市立體交通道路排水防澇系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問(wèn)題，從七個(gè)方面提出城市立體交通排水防澇設(shè)計(jì)的若干建議。

一、排水防澇系統(tǒng)

1.建設(shè)完善的排水防澇系統(tǒng)

長(zhǎng)期以來(lái)，包括立體交通在內(nèi)的我國(guó)城市排水系統(tǒng)并不完善，沒(méi)有形成排水防澇體系。《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50014—2006，2014年版）首次規(guī)定了內(nèi)澇防治設(shè)施應(yīng)包括源頭控制設(shè)施、雨水管渠設(shè)施和綜合防治設(shè)施。立體交通應(yīng)按照規(guī)范新的要求建設(shè)完善的排水防澇體系，包括擋水設(shè)施、雨水收集設(shè)施、雨水泵站、雨水調(diào)蓄設(shè)施和出水設(shè)施，在有條件的地區(qū)還可包括雨水污染控制和雨水利用等設(shè)施。

2.提高排水防澇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

立體交通往往是所處匯水區(qū)域最低洼的部分，雨水徑流匯流至此后再無(wú)其他出路，只能通過(guò)泵站強(qiáng)排至附近河湖等水體或雨水管道中，如果排水不及時(shí)，必然會(huì)引起嚴(yán)重積水。國(guó)外立體交通均采用較高的排水標(biāo)準(zhǔn)，如美國(guó)聯(lián)邦高速公路管理局規(guī)定，高速公路“低洼點(diǎn)”的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為最低50a一遇。以前我國(guó)立體交通的排水設(shè)計(jì)重現(xiàn)期偏低，多為3a。《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50014—2006，2014年版）提高了排水防澇標(biāo)準(zhǔn)，雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期為不小于10a，位于中心城區(qū)的重要地區(qū)，設(shè)計(jì)重現(xiàn)期為20～30a；同時(shí)，還首次提出了內(nèi)澇防治設(shè)計(jì)重現(xiàn)期，并按道路中一條車(chē)道的積水深度不超過(guò)15cm進(jìn)行校核。

3. 提升排水防澇設(shè)計(jì)技術(shù)

采用水力模型對(duì)立體交通暴雨產(chǎn)匯流過(guò)程進(jìn)行模擬，評(píng)估不同設(shè)計(jì)方案的積水深度和積水歷時(shí)，可大幅提升排水防澇設(shè)計(jì)水平。由于立體交通地形坡度較大，一維模型不能很好反應(yīng)真實(shí)的地面漫流過(guò)程，鑒于立體交通排水防澇的特殊性和重要性，建議采用二維模型進(jìn)行設(shè)計(jì)校核。此外，立體交通匯水面積比較小，建議采用較高精度的地形數(shù)據(jù)，精度不宜低于1∶500。

二、擋水設(shè)施

1. 分離高低水系統(tǒng)

立體交通引道兩端應(yīng)采取措施，控制匯水面積，減少坡底聚水量。立體交叉道路宜采用高水高排、低水低排，且互不連通的系統(tǒng)。應(yīng)有防止客水流入低水系統(tǒng)的可靠措施，當(dāng)附近河道河堤對(duì)立體交通排水形成安全隱患時(shí)，應(yīng)采取加高、加固河堤等措施防止河水倒灌。為防止外部重力流排水管線承壓狀態(tài)時(shí)冒水，應(yīng)避免其穿越立體交通區(qū)域。

2.治理地下水考慮長(zhǎng)期性

當(dāng)立體交通最低點(diǎn)低于地下水位時(shí)，應(yīng)采取措施防止地下水進(jìn)入立體交通。目前許多城市采用初期投資較少的滲渠、盲管或盲溝等措施收集地下水，但長(zhǎng)時(shí)間使用之后盲管等易發(fā)生堵塞而減小排水能力，容易造成立體交通側(cè)墻表面滲水，同時(shí)也易造成翻漿和凍脹。

3.避免其它管線進(jìn)入立體交通

目前，我國(guó)城市立體交通內(nèi)有電力、電信等其它市政管線井，強(qiáng)降雨情況下，雨水通過(guò)密閉性差的管線井口進(jìn)入到立體交通內(nèi)，引起積水。此外，立體交通系統(tǒng)內(nèi)雨水也可能進(jìn)入到市政管線井內(nèi)，引起設(shè)備損害。因此，設(shè)計(jì)中應(yīng)避免其它管線進(jìn)入立體交通區(qū)域；不能避免時(shí)，應(yīng)采取措施防止雨水徑流通過(guò)其它市政管線進(jìn)入立體交通區(qū)域。

三、雨水收集

1. 雨水口設(shè)計(jì)考慮堵塞

雨水口易被路面垃圾和雜物堵塞，平箅雨水口在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮50%被堵塞，立箅式雨水口應(yīng)考慮10%被堵塞。暴雨期間，雨水管道一般處于承壓狀態(tài)，其所能排除的水量要大于重力流情況下的設(shè)計(jì)流量，因此建議雨水口和雨水連接管流量按照雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期所計(jì)算流量的1.5～3倍計(jì)，并且雨水口數(shù)量宜考慮1.2～2.0的安全系數(shù)，通過(guò)提高路面進(jìn)入地下排水系統(tǒng)的徑流量，緩解道路積水。鑒于立體交通排水的特殊性和重要性，當(dāng)條件許可時(shí)，宜取上限。

2.橫向截水溝注重安全性

由于立體交通縱坡大，雨水匯水快、水流急，因此建議立體交通雨水收集系統(tǒng)采用設(shè)置橫向截水溝的形式來(lái)截取縱向水流，再通過(guò)管渠排入泵站集水池。橫向截水溝上敷設(shè)的水溝蓋應(yīng)保證車(chē)輛及行人的安全。

四、 雨水泵站

1. 采用節(jié)地型泵站

立體交通雨水泵站建設(shè)時(shí)常常受到建設(shè)用地限制，建議采用一體化預(yù)制泵站等節(jié)地型泵站。一體化預(yù)制泵站具有全地下式、占地面積小、施工工期短、環(huán)境影響小和無(wú)人值守等特點(diǎn)，在國(guó)外已有超過(guò)50年的歷史，技術(shù)成熟，目前在國(guó)內(nèi)成功案例也較多。

2. 防止泵站受淹

雨水泵站是排除立體交通積水的主要設(shè)施，但據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)一些大城市的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，暴雨時(shí)雨水泵站常常受淹，從而導(dǎo)致地面積水嚴(yán)重。為保證在設(shè)計(jì)重現(xiàn)期內(nèi)的降雨期間水泵能正常啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)對(duì)雨水泵站和配電設(shè)備的安全高度進(jìn)行計(jì)算校核。

五、雨水調(diào)蓄

1.注重調(diào)蓄與現(xiàn)有設(shè)施的協(xié)調(diào)

調(diào)蓄設(shè)施首先要與整個(gè)立體交通道路充分協(xié)調(diào)，尤其要保證墩柱、橋臺(tái)、擋土墻等構(gòu)筑物和重要管線的安全，不能影響其安全運(yùn)行。立體交通區(qū)域交通復(fù)雜、用地緊張，調(diào)蓄設(shè)施宜與周邊綠地、廣場(chǎng)、停車(chē)場(chǎng)和景觀水體等設(shè)施統(tǒng)籌規(guī)劃設(shè)計(jì)和施工建設(shè)。一般而言，調(diào)蓄量就是超過(guò)泵站排水能力的雨水量，因此，調(diào)蓄設(shè)施要與雨水泵站充分協(xié)調(diào)，確保投資效益最優(yōu)。

2. 統(tǒng)籌考慮調(diào)蓄削峰、控污與利用

立體交通調(diào)蓄設(shè)施具有削減雨水管道峰值流量、削減雨水污染和加強(qiáng)雨水資源化利用等多種用途，應(yīng)在其規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)考慮其主導(dǎo)功能。對(duì)于大多數(shù)城市而言，其主導(dǎo)功能是通過(guò)削減雨水管道峰值流量，防治立體交通區(qū)域地面積水，提高汛期道路通行能力。

六、 出水設(shè)施

1. 建立獨(dú)立出水設(shè)施

立體交通排水的可靠程度主要取決于排水系統(tǒng)出水口的暢通，故應(yīng)設(shè)獨(dú)立排水系統(tǒng)，并應(yīng)就近排入河道或調(diào)蓄池，盡量不要利用其他排水管渠排出。例如，某立體交通雨水泵站出水管與市政雨水管渠連通，由于市政雨水管渠渲泄不暢，致使每逢雨季，不能及時(shí)排除立體交通雨水徑流，形成大量積水，嚴(yán)重影響交通，不得不進(jìn)行改建。

2. 提升區(qū)域排放能力

國(guó)內(nèi)一些大城市多數(shù)立體交通的周邊區(qū)域排水系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)偏低，暴雨時(shí)，客水進(jìn)入立體交通，從而導(dǎo)致立體交通嚴(yán)重積水。通過(guò)立體交通的周邊區(qū)域排水系統(tǒng)提標(biāo)改造，提升區(qū)域排放防澇能力，是立體交通安全排水的前提條件。由于周邊區(qū)域排水系統(tǒng)一般較大，提標(biāo)改造需要一定周期，在改造完成之前應(yīng)考慮其對(duì)立體交通區(qū)域排水防澇系統(tǒng)的影響。

七、 檢測(cè)控制

1.積水監(jiān)測(cè)報(bào)警

為防止行人車(chē)輛進(jìn)入積水較深的立體交通區(qū)域，造成人身傷害和財(cái)產(chǎn)損失，應(yīng)在進(jìn)入立體交通前較明顯的位置設(shè)置標(biāo)尺，標(biāo)明立體交通的積水深度和標(biāo)識(shí)線，并設(shè)置提醒標(biāo)語(yǔ)等。有條件的立體交通，宜設(shè)置積水自動(dòng)檢測(cè)和報(bào)警設(shè)施。積水自動(dòng)檢測(cè)設(shè)施可設(shè)置于立體交通路面最低點(diǎn)和泵站集水池內(nèi)，積水自動(dòng)檢測(cè)結(jié)果可通過(guò)信息控制系統(tǒng)傳輸至LED智能報(bào)警系統(tǒng)或聲光報(bào)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水位變化檢測(cè)、積水智能報(bào)警、信息發(fā)布和遠(yuǎn)程監(jiān)控指揮，做到提前預(yù)警和警示。

2. 澇災(zāi)應(yīng)急搶險(xiǎn)

為保證立體交通排水安全，立體交通應(yīng)設(shè)置移動(dòng)式水泵、移動(dòng)式發(fā)電機(jī)、輸水軟管、應(yīng)急編織袋和土方、臨時(shí)照明設(shè)備等澇災(zāi)應(yīng)急搶險(xiǎn)設(shè)施；應(yīng)在積水監(jiān)測(cè)到一定深度時(shí)，采取等錐形交通路標(biāo)、路欄、防撞桶（墻）等物理性交通臨時(shí)阻攔設(shè)施，禁止行人車(chē)輛通行，防止立體交通人員死亡事件的發(fā)生。

八、結(jié)語(yǔ)

我國(guó)城市內(nèi)澇嚴(yán)重，作為城市交通重要節(jié)點(diǎn)的立體交通的道路常常是城市內(nèi)澇的重災(zāi)區(qū)。這既與我國(guó)城市立體交通排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低、部分高低水系統(tǒng)互相連通、泵站安全高度不足等問(wèn)題有關(guān)，還與我國(guó)城市立體交通排水設(shè)計(jì)缺乏系統(tǒng)性有關(guān)。

（作者單位：漯河市市政管理處）