城市道路雨水口設(shè)計(jì)

王繼斌

(西安市政工程設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安710068)

城市道路雨水口設(shè)計(jì)

王繼斌

(西安市政工程設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安710068)

城市道路雨水口是城市的道路排水系統(tǒng)的重要組成部分，現(xiàn)分別從雨水口設(shè)置原則、雨水口設(shè)置位置、雨水口型式的選取及雨水口間距的確定等四方面對(duì)城市道路雨水口設(shè)計(jì)進(jìn)行了系統(tǒng)的分析和研究，為城市的雨水口設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)，有很重要的指導(dǎo)意義。

雨水口；排水系統(tǒng)；理論依據(jù)，指導(dǎo)意義

0　引　言

雨水口是城市排水管渠系統(tǒng)的附屬構(gòu)筑物，也是城市道路排水的重要組成部分。雨水口位于城市排水系統(tǒng)的起端，通常設(shè)置在市政道路上、廣場(chǎng)上、街道交叉口和街道邊溝的一定距離處，收集路面雨水，再經(jīng)過雨水口連接管匯流入路面下敷設(shè)的排水管渠進(jìn)行排放。合理地設(shè)置雨水口，能有效地防止雨水沒過道路或造成道路及低洼地區(qū)積水而妨礙交通或損壞道路；否則雨水口設(shè)置不合理，就會(huì)造成城市道路的積水問題，更嚴(yán)重的會(huì)造成城市的內(nèi)澇，危脅到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此城市排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中應(yīng)該重視城市道路雨水口的設(shè)計(jì)。

1　雨水口設(shè)置原則

雨水口的設(shè)置應(yīng)根據(jù)道路（廣場(chǎng)）情況、街坊及建筑情況、地形情況（應(yīng)特別注意匯水面積較大、地形低洼的積水地點(diǎn)）、土壤條件、綠化情況、降雨強(qiáng)度，以及雨水口的泄水能力等因素決定[1]。

（1）雨水口應(yīng)避免設(shè)在沿街建筑物門口、停車站、分水點(diǎn)，以及其他地下管道頂上；道路匯水點(diǎn)、人行橫道上游、沿街單位出入口上游、靠地面徑流的街坊或庭院的出水口等處均應(yīng)設(shè)置雨水口。道路低洼和易積水地段應(yīng)根據(jù)需要適當(dāng)增加雨水口。

（2）雨水口及雨水連接管流量應(yīng)為雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期計(jì)算流量的1.5倍～3倍。

（3）平箅式雨水口的箅面標(biāo)高應(yīng)比周圍路面標(biāo)高低3～5 cm，立式雨水口進(jìn)水處路面標(biāo)高應(yīng)比周圍路面標(biāo)高低5 cm。當(dāng)設(shè)置于下凹式綠地中時(shí)，雨水口頂面高度應(yīng)根據(jù)雨水調(diào)蓄設(shè)計(jì)要求確定，且應(yīng)高于周圍綠地平面標(biāo)高。

（4）雨水口的間距宜為25～50 m，雨水口連接管串聯(lián)雨水口個(gè)數(shù)不宜超過3個(gè)，長(zhǎng)度不宜超過25 m。

（5）雨水口的深度不宜大于1 m。冰凍地區(qū)應(yīng)對(duì)雨水井及其基礎(chǔ)采取防凍措施。在泥沙量較大的地區(qū)，可根據(jù)需要設(shè)沉泥槽。

（6）雨水口連接管最小管徑為200 mm。連接管坡度應(yīng)大于或等于10%，長(zhǎng)度小于或等于25 m，覆土厚度大于或等于0.7 m。必要時(shí)雨水口可以串聯(lián)。串聯(lián)的雨水口不宜超過三個(gè)，并應(yīng)加大出口連接管管徑。雨水口連接管的管基與雨水管道基礎(chǔ)做法相同。

（7）其位置應(yīng)與檢查井的位置協(xié)調(diào)，連接管與干管的夾角宜接近90°；斜交時(shí)連接管應(yīng)布置成與干管的水流順向。

（8）平面交叉口應(yīng)按豎向設(shè)計(jì)布設(shè)雨水口，并應(yīng)采取措施防止路段的雨水流入交叉口。

2　雨水口位置設(shè)置

現(xiàn)針對(duì)城市道路直線段、曲線段及交叉口等三種情況的雨水口設(shè)置進(jìn)行分析。

2.1道路直線段雨水口位置

道路直線段上雨水口位置的布置最容易忽視的是道路凸、凹點(diǎn)附近雨水口位置的設(shè)置。在城市排水工程設(shè)計(jì)時(shí)，往往會(huì)先確定起始點(diǎn)雨水口的位置，然后按照《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范（2014年版）》的要求每隔25～50 m順次設(shè)置雨水口，由于未結(jié)合道路豎向設(shè)計(jì)，這樣就易造成道路凸點(diǎn)處收水不明顯，道路凹點(diǎn)處積水嚴(yán)重。

因此，在排水工程設(shè)計(jì)時(shí)，首先要依據(jù)道路縱斷面設(shè)計(jì)高程，確定出道路凹、凸點(diǎn)的位置，然后再進(jìn)行雨水檢查井和雨水口設(shè)計(jì)。

2.1.1道路凹點(diǎn)位置確定

道路凹點(diǎn)應(yīng)該設(shè)置雨水口，并且適當(dāng)?shù)卦黾佑晁跀?shù)量。其位置的確定可以按照下面公式計(jì)算得到。

式中：σL為實(shí)際凹點(diǎn)位置距離道路設(shè)計(jì)豎曲線變坡點(diǎn)的距離；i大為道路設(shè)計(jì)凹點(diǎn)處較大的縱坡值；i小為道路設(shè)計(jì)凹點(diǎn)處較小的縱坡值；R為道路設(shè)計(jì)凹點(diǎn)處的豎曲線半徑；K凹為道路實(shí)際凹點(diǎn)處樁號(hào)；K變?yōu)榈缆吩O(shè)計(jì)凹點(diǎn)處樁號(hào)(注：±的確定是，根據(jù)K凹值偏向道路縱坡較小的一端進(jìn)行選取)。

2.1.2道路凸點(diǎn)位置確定

道路凸點(diǎn)位置同樣可以利用凹點(diǎn)位置的計(jì)算方法進(jìn)行確定，一般在道路凸點(diǎn)位置可以不設(shè)置或減少雨水口設(shè)置數(shù)量。

2.2道路曲線段雨水口位置

根據(jù)規(guī)范要求，在道路的轉(zhuǎn)彎曲線段不宜設(shè)置雨水口。然而在現(xiàn)狀市政道路和居民小區(qū)內(nèi)經(jīng)常會(huì)看見雨水口在道路曲線段設(shè)置的現(xiàn)象。雨水口在道路轉(zhuǎn)彎曲線段上的收水效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有在道路直線段收水效果好，因此在進(jìn)行道路排水設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量將雨水口設(shè)置在靠近道路曲線的直線段上，以充分發(fā)揮雨水口的收水作用。

2.3道路交叉口雨水口位置

道路交叉口雨水口布置應(yīng)結(jié)合道路豎向，在雨水進(jìn)入交叉口之前，設(shè)置雨水口截留收集排放（見圖1）。

圖1　交叉口雨水口布置圖

3　雨水口型式的選擇

雨水口型式一般為平箅式、偏溝式、聯(lián)合式、立箅式四種。每一種均可采用單箅、雙箅及多箅型式。各型式雨水口的適用條件如下：平箅式雨水口適用于無立道牙的道路、廣場(chǎng)及地面低洼聚水處；偏溝式雨水口適用于有立道牙的道路，且一般無雜物堵塞雨水口井箅的路段；聯(lián)合式雨水口適用于有立道牙的道路，徑流量較大的路段或可能有雜物堵塞雨水口井箅的情況；立箅式雨水口適用于有立道牙的道路，不用占道路，路面看上去比較美觀[2]。目前我國(guó)各個(gè)城市在雨水口形式的選取上，都有比較豐富的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，而且應(yīng)用也比較成熟。

4　雨水口間距的確定

4.1雨水口泄水能力分析

單個(gè)雨水口的排水量：式中：Q1為雨水口排泄的流量，m3/s；w為雨水口進(jìn)水孔口面積，m2；α為孔口系數(shù)，圓角孔用0.8，方角孔用0.6；g為重力加速度，取9.8 m/s2；h為雨水口上允許水頭，一般采用h=0.02～0.06 m；k為孔口阻塞系數(shù)，一般k=0.667。

式（3）是結(jié)合平箅泄水量出流和立箅孔泄水量的堰流得到，故對(duì)平箅、立箅雨水口都適用。根據(jù)對(duì)不同型式的雨水口、不同箅數(shù)、不同箅型的室內(nèi)1∶1水工模型的水力實(shí)驗(yàn)（道路縱坡3‰～3.5‰、橫坡1.5%、箅子前水深40 mm），各類雨水口的設(shè)計(jì)泄水能力如表1所列。

表1　各類雨水口設(shè)計(jì)泄水能力一覽表　L/S

4.2不同道路紅線寬度雨水口最大間距確定

現(xiàn)以西安市道路排水設(shè)計(jì)為例，依次討論紅線寬度20 m，30 m，40 m，60 m，80 m的道路在暴雨重現(xiàn)期為2 a、3 a及5 a時(shí)的雨水口最大間距確定。

4.2.1雨水設(shè)計(jì)流量確定

流量公式為：

式中：Q為雨水設(shè)計(jì)流量，L/s；φ為道路徑流系數(shù)；q為設(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度，L/s·hm2；F為匯水面積，hm2[4]。

4.2.2雨水口最大間距計(jì)算

現(xiàn)考慮雨水口主要收集道路兩側(cè)紅線外20 m范圍內(nèi)的雨水，地面徑流系數(shù)取0.9，雨水箅子考慮路面雜物堵塞因素，過水能力按照20%進(jìn)行折減（見圖2）。

圖2　雨水口計(jì)算詳圖

由公式（4）可以確定雨水口最大間距，計(jì)算結(jié)果如下：

（1）當(dāng)暴雨重現(xiàn)期取P=2時(shí)，雨水口最大間距見表2所列。

表2　暴雨重現(xiàn)期取P=2時(shí)，雨水口最大間距一覽表　m

（2）當(dāng)暴雨重現(xiàn)期取P=3時(shí),雨水口最大間距見表3所列。

（3）當(dāng)暴雨重現(xiàn)期取P=5時(shí)，雨水口最大間距見表4所列。

表3暴雨重現(xiàn)期取P=3時(shí)，雨水口最大間距一覽表　m

表4暴雨重現(xiàn)期取P=5時(shí)，雨水口最大間距一覽表　m

由表2～表4，可以看出采用不同型式的雨水口，其間距變化較大，從西安市目前實(shí)際市政管理經(jīng)驗(yàn)來看：紅線≤25 m時(shí)，雨水口采用單、雙箅雨水口相結(jié)合，其雨水口間距宜采用30～50 m；紅線≥30 m時(shí)，雨水口采用雙或多箅雨水口，其雨水口間距宜采用25～45 m。

5　結(jié)語(yǔ)

筆者從雨水口設(shè)置原則、雨水口位置設(shè)置、雨水口型式的選擇、雨水口間距的選取等幾方面對(duì)城市道路雨水口設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，具有很強(qiáng)的指導(dǎo)作用。城市雨水口設(shè)計(jì)是城市排水系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，人們?cè)谶M(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該結(jié)合當(dāng)?shù)爻鞘械膶?shí)際情況有針對(duì)性地選取參數(shù)，科學(xué)合理地進(jìn)行設(shè)計(jì)。

[1]北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院.給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）第5冊(cè) 城鎮(zhèn)排水[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2004.

[2]張立輝．城市道路雨水口設(shè)置的探討[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2010，(16):52.

[3]高婷.城市道路雨水口設(shè)計(jì)分析[J].中國(guó)給水排水,2006,22(12): 55-58.

[4]孫修慧.排水工程(上冊(cè))[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1999.

U417.3

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1009-7716（2016）04-0047-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.04.016

2015-12-22

王繼斌（1981-），男，河南洛陽(yáng)人，工程師，從事道路工程設(shè)計(jì)工作。