城市道路下穿立交排水設計研究

高偉

摘要： 本文針對城市道路的立交排水問題，從其排水的基本特征出發，研究城市道路立交排水的方式以及在這個過程中應遵循的原則，對下穿立交排水系統存在的問題進行探討，最后給出了城市道路的下穿立交排水系統的改善措施和方法，期望為解決下穿立交排水問題提供參考。

Abstract： Aimed at the problems of overpass drainage of urban roads， from the basic characteristics of drainage， this paper studies the ways of the overpass drainage of urban roads and its principles that should be followed， discusses the problems existing in drainage system under the overpass， puts forward the improvement measures and methods of the drainage system of urban roads under the overpass to provide reference for solving the drainage problems of urban roads under the overpass.

關鍵詞： 城市道路；下穿立交；排水；改善

Key words： urban road；below by the overpass；drainage；improvement

中圖分類號：TU992.3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）29-0108-02

0 引言

社會經濟的飛速發展，使得城市道路建設的功能性逐漸完善，車流量的增多促使各種類型城市立交的出現。而城市道路的立交排水問題作為直接影響城市道路能否正常安全運行的關鍵性問題，漸漸受到人們的重視。假設城市道路的立交排水系統出現故障，就會使得道路運行終中斷，嚴重影響到行人以及車輛的交通安全。城市道路立交下穿排水系統與其他的道路排水系統有所不同，本文闡述了城市道路立交排水的特點、排水方式以及原則，并提出了目前存在的一些問題，根據以上特點進行設計。本文的研究目的在于在城市道路下穿立交排水設計研究基礎上，對下穿立交路面的排水進行計算，并設計下穿立交地下水的排放，以期優化城市道路下穿立交的排水系統。

1 城市道路立交排水特征分析

城市道路的立交排水跟常規的道路排水設施相比具有以下特點：

①立交道路運行復雜，高度高，與常規行人通道差異大，降水易沉積，排水難度大。

②一旦立交道路，尤其是下穿立交排水系統出現故障，水流下移，致使低路面產生積水，妨礙車輛及行人交通。

③立交道路同時支撐橋梁、供排水、供電、通信、供氣等系列功能，在立交道路排水設計時需綜合考慮各方面因素。

2 城市道路立交排水的方式及排水應遵循的原則

2.1 城市道路立交排水的方式

①重力排水：這種排水方式不需專門人員管理，不使用電力，直接利用道路周圍的溝渠等進行排水，是最常用的排水方式。

②調蓄排水：在降雨量大的情況下，水位高于道路最低排水點，這是可以暫時將無法排除的水流引流進入蓄水池，當水體可以自由排出時，再將其排出。

③抽升排水：在降雨量大且沒有蓄水池的路段，可以利用水泵進行強制排水。

2.2 城市道路立交排水時應遵循的原則

①區別排水：即路面高的積水直接高處排水，低處積水低處排除，同時，也可根據該路段是否設置有蓄水池或抽水泵進行考慮。

②從經濟成本和人工損耗的情況考慮，盡量利用重力排水方式。

③在積水范圍小，又無法進行重力排水的情況下，選用水泵進行抽水。

④預計積水重現期為三年以上，重要路段還可增加。一般規定路面積水的時間不超過十分鐘，以5-10min為最佳。地面徑流系數通常為0.8-1.0。我國國內城市道路排水系統設計重現期如表1所示，《室外排水系統設計標準》規定的綜合徑流系數取值如表2所示。

⑤間隔20-30m設置一個排水口，設置獨立的排水管道支撐路面排水。

⑥保證城市交叉排水管道的獨立性，防止排水管道之間重合，保證排水迅速可行。

3 城市道路下穿立交排水系統存在的問題

①城市道路建設比例失衡，使得地面徑流系數增加。

②城市道路排水設施設置不均衡，使得某些路段積水嚴重，無法排除。

③排水設施管理散漫，疏通不及時，致使遇水即淹。

④河流下游疏于管理，水位上升，致使路面積水無法排出，形成水流積滯。

4 城市道路下穿立交排水系統設計研究

城市道路立交包含上跨立交、下穿立交以及半上跨和半下穿式立交。從區別排水的原則出發，城市道路立交排水又被劃分為常規道路排水、上跨立交排水、下穿立交路面排水以及下穿立交地下水排放。本文主要對城市道路的下穿立交路面及地下水排水進行設計研究。

4.1 下穿立交路面排水設計

4.1.1 雨流量計算

4.1.2 確定水流匯合面積

在下穿立交排水系統設計過程中，在區別排水的原則上，確定水流匯合面積，保證正常排水，具體從以下幾個方面進行設計。

①與下穿立交排水口周圍安放阻水設備，減少排水口雨量的大量流入。

②盡量減短下穿立交排水系統的斜坡長度，降低排水管道的水流匯合面積，節省排水成本。

③水流匯合面積計算時將阻水面大的阻水設備的面積一并算入。

④在下穿立交交叉道路設置倒坡，結合倒坡排水和重力排水，一并融入水流匯合面積的計算，如圖1所示。

4.1.3 設計雨量收集系統

根據調查顯示，通常下穿立交排水系統的道路斜坡設置較長，而且排水口對于道路表面的雨水排出效果不佳，甚至會因此增加下穿立交路面的深度。經過對調查結果進行分析研究，結合國外已有的先進經驗，建議下穿立交排水時盡可能利用下穿道路自身道路結構，聯合路旁排水溝進行重力排水，必要的話還可以在下穿立交道路上進行橫向截水溝設置。

4.1.4 排水泵站設計

①排水泵站地址的確定。排水泵站選址時通常聯合下穿立交道路進行考慮，一般將其安置于下穿立交道路的最底端，便于設置排水溝，進而降低排水溝的挖掘深度。

②排水泵的類型以及大小應根據實際雨流量計算值確定，通常水流匯合面積小時，準備兩臺相互協調；水流匯合面積大時，需準備多臺排水泵同時運行。

③排水泵在使用時運行臺數以及時間根據實際的道路水位高低決定，降低排水泵的消耗，節約排水經濟成本；在下穿立交水位較高時，充分利用備用排水泵，提高排水速度和效率。當然，政府機構也可以通過規范排水措施和標準達到降低路面積水的目的。

④保證排水泵的出入水端的可運行，必要時可設置專門出口。在排水泵出口與重力排水系統出口共用的情況下，應為排水泵增設截流閥防止回流，重力排水系統的重現期應與下穿立交排水設備保持一致。

4.2 下穿立交地下水排放設計

下穿立交道路路面高度低，在地下水水位較高的情況下，重力排水無法實現，致使下穿立交路面結構受到破壞，影響車輛及行人安全。從地下水的運行特點出發，通常通過設置滲渠或穿孔管達到滲透地下水的目的。當地下水處于較高地理位置時，借助于排水泵將其直接引入地面系統進行排水。而滲渠或穿孔管通常設置于道路下方，在充分考慮其滲透效果，運輸安裝強度的基礎上，進行下穿立交道路的地下水排放。

5 總結

總之，在進行城市道路下穿立交排水設計時，既要結合傳統的排水思想，又要聯合新思維、新技術進行排水系統設計。根據現代道路排水的復雜多樣化特征，結合下穿立交道路排水的特殊性，綜合考慮道路、橋梁以及供水供電等道路特性，對下穿立交道路的排水系統進行創新設計，保證下穿立交道路干凈干燥，保證道路交通安全運行。

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