市政道路車行道下排水管道檢查井位置的優(yōu)化設(shè)計(jì)

王 雨，張?jiān)奇簹g歡

（1.陜西省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，陜西 西安 710021；2.陜西市政建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安 710021）

0 引 言

作為城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施，市政道路不僅承載著城市交通運(yùn)載的功能，同時(shí)承擔(dān)著其他各類市政管線等基礎(chǔ)設(shè)施的埋設(shè)作用。因此各類檢查井必不可少地出現(xiàn)在一般的市政道路路面上。根據(jù)《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》（GB 50289—2016）等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，沿道路紅線側(cè)優(yōu)先布置電力、通信、給水等管線，污水、雨水管線位置相對(duì)居中。城市道路斷面尺寸有限，往往使得雨污水管線需要敷設(shè)在市政道路的機(jī)動(dòng)車道下面，因此雨污水檢查井出現(xiàn)在機(jī)動(dòng)車道上的概率較大。檢查井一般由基礎(chǔ)、井室、井筒、井圈、井座和井蓋等構(gòu)成。按照井體形狀，檢查井有方形檢查井、圓形檢查井等；按照井體材料，檢查井可分為磚砌檢查井、混凝土檢查井等[1]。檢查井所在區(qū)域的空腔結(jié)構(gòu)使得檢查井井蓋周邊路面受力特殊，加之各類天氣因素的影響，導(dǎo)致檢查井區(qū)域頻繁出現(xiàn)井蓋沉降、周邊路面開裂，甚至塌陷等問題。這些問題不僅影響了一般道路行車的安全性和舒適性，同時(shí)嚴(yán)重影響城市交通秩序甚至引發(fā)嚴(yán)重的社會(huì)問題。從保障城市道路的行車安全、提高乘客的乘車舒適性、改善城市道路的使用環(huán)境角度出發(fā)[2]，需重視檢查井位置對(duì)交通通行的不利影響。

本文結(jié)合車行道路面標(biāo)線劃分，以及車輛在車行道內(nèi)一般行駛軌跡，分析檢車井井蓋在車行道內(nèi)分布的各種情況，并進(jìn)行比較，提出以雨污水管道檢查井井蓋出現(xiàn)的最優(yōu)位置為設(shè)計(jì)依據(jù)，再尋求地下管道需設(shè)置的管位，通過協(xié)調(diào)道路專業(yè)與排水專業(yè)設(shè)計(jì)，讓井蓋位置設(shè)計(jì)可控、位置最佳。

1 檢查井及井蓋布設(shè)的位置分析

在車行道下敷設(shè)雨水污水管道，必然需要在路面上間隔一定距離有規(guī)律地設(shè)置檢查井井蓋，結(jié)合市政道路車行道車道功能區(qū)劃，可以將檢查井及檢查井蓋出現(xiàn)的區(qū)域分為四類（見圖1），具體分析如下。

圖1 車行道下檢查井井蓋可能出現(xiàn)的位置

1.1 井蓋位于道路中心線處

由于設(shè)計(jì)及施工的方便且利于控制管線位置，在市政管線的設(shè)計(jì)實(shí)踐中往往將某一類排水管線布置于道路中心線處（圖1中井蓋位置1）。城市道路均設(shè)置有路拱，路拱橫坡變坡點(diǎn)位于道路中心線附近，而當(dāng)檢查井井蓋位于中心線處時(shí)，受道路橫坡影響，井蓋無法與路面保持完全平順銜接（見圖2）。瀝青混凝土路面一般采用拋物線路拱或直線接曲線路拱，變坡點(diǎn)處較為平緩，檢查井井蓋與路面銜接較為順暢。混凝土路面一般采用直線形路拱，橫坡變化劇烈[3]，造成檢查井井蓋處凸起，無法與路面保持平順，井蓋施工控制較難，影響道路行車的舒適性，并增加了檢查井井蓋受損的概率。

圖2 井蓋位于道路中線處

1.2 井蓋位于兩車道分界線處

檢查井設(shè)置于車道分界線處（圖1中井蓋位置2），該位置一般標(biāo)有白色車道劃分標(biāo)線，處于正常直行車輛行駛軌跡之外，可避免車輪直接壓上井蓋，能夠提高車輛行駛舒適度和安全性。不利之處在于車行道分界線繪制標(biāo)線經(jīng)常繪制于井蓋之上，在井蓋發(fā)生旋轉(zhuǎn)位移之后導(dǎo)致標(biāo)線錯(cuò)位（見圖3）。標(biāo)線錯(cuò)位對(duì)于道路使用者僅會(huì)造成感官不適，但對(duì)于具備智能車道識(shí)別系統(tǒng)的車輛會(huì)形成錯(cuò)誤信息，干擾智能系統(tǒng)對(duì)車道軌跡計(jì)算，進(jìn)而影響智能車輛通行安全性。

圖3井蓋位于車道分界線處

1.3 井蓋位于車輛行駛軌跡范圍

井蓋位于車輛行駛軌跡范圍這種情況出現(xiàn)的概率最大（圖1中井蓋位置3），對(duì)于檢查井井蓋使用安全、車輛通行安全性均較為不利，受車輪長(zhǎng)期荷載作用，井蓋下陷極易發(fā)生，在沉降發(fā)生后，由于井蓋與路面存在高差，又加劇了車輛沖擊荷載的產(chǎn)生，形成惡性循環(huán)（圖4中井一）。同時(shí)井蓋與井座相互碰撞產(chǎn)生噪聲，對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生噪聲污染；井蓋與井座間碰撞產(chǎn)生震動(dòng)，這種震動(dòng)降低了行車的舒適性[4]。

1.4 井蓋位于車道中心

檢查井井蓋位于車道中心對(duì)于車輛通行是比較理想的一種情況（圖1中井蓋位置4），車輛實(shí)現(xiàn)跨越通過，但車輪荷載不直接作用于井蓋上方，荷載僅對(duì)井圈周邊路面產(chǎn)生影響，能有效減少井蓋發(fā)生沉降的概率，且在井蓋發(fā)生沉降后，車輛正常通行時(shí)易于避讓，減小對(duì)行車安全、舒適度造成直接影響（圖4中井二）。

圖4 井蓋位于車輪行駛軌跡范圍內(nèi)

2 設(shè)計(jì)階段檢查井井蓋位置的影響因素

2.1 工程相關(guān)專業(yè)設(shè)計(jì)人員缺乏有效溝通

一般道路設(shè)計(jì)與排水管道設(shè)計(jì)屬于不同專業(yè)，道路專業(yè)設(shè)計(jì)人員一般不考慮路面可能出現(xiàn)的井蓋位置，排水設(shè)計(jì)人員僅考慮地下排水管道系統(tǒng)的完善，也忽略了對(duì)出現(xiàn)在路面的檢查井井蓋位置，對(duì)地面井蓋位置的不重視導(dǎo)致檢查井井蓋隨機(jī)出現(xiàn)在道路路面的各處。

2.2 設(shè)計(jì)人員對(duì)于檢查井的特殊結(jié)構(gòu)欠考慮

設(shè)計(jì)前期相關(guān)專業(yè)之間已進(jìn)行溝通，確定排水管道管中心位置處于車行道范圍內(nèi)比較理想的位置[5]。但在項(xiàng)目具體實(shí)施后發(fā)現(xiàn)，路面檢車井井蓋位置發(fā)生偏移，與理想位置相去甚遠(yuǎn)，主要原因在于一般檢查井井筒位置均位于井室的側(cè)面，非管道中心線處。假定井筒與管道中心線兩條線間距為e（見圖5、圖6），檢查井井筒與管道中心線之間的差值e與排水管道管徑、檢查井形式存在較大關(guān)系。

結(jié)合圖集《市政排水管道工程及附屬設(shè)施》（06MS201-3），選取常用標(biāo)準(zhǔn)雨污水檢查井形式進(jìn)行分析，得出以下結(jié)果，見表1。

通過表1中的e值變化規(guī)律發(fā)現(xiàn)，在排水管道管徑較大時(shí)，檢查井井室中線與地面上井蓋中線偏差越大，實(shí)際施工中井蓋位置偏離管道中心的距離就越大。

表1常用標(biāo)準(zhǔn)雨污水檢查井e值

圖5 檢查井中心線與管道中線之間的關(guān)系（單位：m）

圖6檢查井中心線（車道中線）與管道中線之間的關(guān)系

3 檢查井井蓋位置設(shè)計(jì)階段優(yōu)化

（1）考慮到檢查井井蓋位置對(duì)地面行車安全性的影響，設(shè)計(jì)階段應(yīng)加強(qiáng)各專業(yè)人員之間的緊密溝通，將出現(xiàn)在車行道范圍內(nèi)的井蓋位置作為設(shè)計(jì)考慮的因素，確保井蓋出現(xiàn)位置可控。

（2）在車行道下進(jìn)行排水管道設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮對(duì)后期使用的影響。通過前期比選，井蓋位于單條車道中心部位最佳，其次是處于車道分界線或道路中心線處，位于車輛行駛軌跡范圍內(nèi)的井蓋易出現(xiàn)安全問題。在設(shè)計(jì)管道斷面時(shí)，參考所采用的檢查井形式，考慮管道中線與井蓋之間的e值，通過合理設(shè)置管位，精確控制每一個(gè)檢車井井蓋在路面上的位置，最大限度地減少車輛輪胎直接作用于井蓋上方。

（3）采用BIM建模方式生成實(shí)際設(shè)計(jì)道路與地下管線、管道檢查井關(guān)系模型[6]，通過車輛運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)路面井蓋位置進(jìn)行分析，將檢查井井蓋置于車道中較為理想的位置，提升道路車輛通行舒適度，有效減少車輛通行荷載對(duì)井蓋的直接作用，減少井蓋不均勻沉降發(fā)生的概率，提高車輛通行安全性及井蓋使用壽命。

4 結(jié) 語(yǔ)

（1）由于車行道承受車輛荷載較大，路面井蓋易出現(xiàn)各類安全隱患，建議在道路橫斷面布置時(shí)，首先應(yīng)盡量減少機(jī)動(dòng)車道下設(shè)置市政管線，在必須設(shè)置地下管線時(shí)，應(yīng)注意地下地上協(xié)同配合。

（2）建議在車行道以外其他區(qū)域開展地下管道設(shè)計(jì)時(shí)均與上部地面共同考慮，對(duì)出現(xiàn)在地面上的各類型井蓋位置進(jìn)行精確控制，確保設(shè)計(jì)結(jié)果可預(yù)見、可控制，后期地面交通系統(tǒng)運(yùn)行安全。