淺談城市道路排水工程維護設計方法

覃光焱 曾 偉

目前,城市道路排水工程維護設計尚無統一的技術標準,一般按新建道路排水工程使用的CJJ 37城市道路設計規范、GB 50014室外排水設計規范等進行設計。但是,這些規范未涉及排水設施的加固、維修等內容,使得維護設計方法不統一,維護的效果和質量不佳。對城市道路排水工程維護設計方法進行探討、研究,就顯得非常必要。

1 原有道路排水狀況評價

在進行道路排水工程維護設計前,先對道路排水的實際情況進行現場踏勘和調查,并搜集相關的原有工程設計和竣工資料等檔案資料,結合現行標準對原有道路的排水狀況進行評價,形成《道路排水狀況評估報告》,依據評估報告、工程規模確定道路排水工程維護設計的類別。原有道路排水狀況評估可作為單項工程維護獨立進行,也可與道路路基、路面等工程維護的狀況評估合并進行。

2 雨水、污水及雨污合流管道

2.1 修復設計

修復設計指排水管道局部損壞時所進行的工程維護設計。修復設計對管道局部損壞的原因進行分析后,針對損壞原因確定管道修復設計方案,一般不改變原管道的功能和主要技術參數,如排水體制、管徑、標高等,確需改變的應按照相關標準驗算論證后進行。管道恢復設計中可采用經鑒定后的新技術、新型材料,但應符合環保要求。修復設計文件中一般要包括平面布置、縱斷面圖以及道路排水狀況評估結論、修復施工期間的交通組織、管槽開挖、管槽水臨時排放措施、管道基礎處理、管槽回填、相關設施恢復等主要設計內容。而因排水管道修復施工造成對原路基路面的損壞,修復設計中還包含對該部分工程的恢復設計。

2.2 管道改造

改造設計一般指管道長度不小于100 m且小于1 000 m的排水管線工程維護設計。當城市規劃調整、道路改建或其他城市基礎設施改建而造成道路排水平面位置變化、接入接出口位置與標高變化時,要進行道路排水改造設計。進行設計時,結合區域或流域規劃和改造工程規模統籌考慮,排水量的計算應按照GB 50014室外排水設計規范的有關規定進行。改造設計中的管道平面位置、高程、管道材質、管道接入接出口等根據道路管廊規劃、原有管線布置情況、地質情況、道路的交通狀況、施工條件、工程造價、養護管理等因素綜合考慮確定。而輸送腐蝕性污水的管道必須采用耐腐蝕材料,其接口及附屬構筑物必須進行相應的防腐處理。

2.3 管網改善

改善設計一般指管道長度不小于1 000 m的排水改建工程設計或流域內合流改分流的排水工程維護設計等。因城市規劃調整、道路改建或其他城市基礎設施改建而造成道路排水流向、流量發生重大變化或排水制式發生重大改變時,根據城市市政設施維護實施規劃進行道路排水改善設計。排水管道改造工程設計,應以重力流為主,不設或少設提升泵站,當無法采用重力流或重力流不經濟時,可采用壓力流方式,設置泵站。雨水管渠系統改善設計可結合城市城鎮總體規劃,考慮利用自然水體調蓄雨水,必要時可建人工調蓄和初期雨水處理設施。合流改分流的改善工程設計應遵循“下流域統籌規劃,先下游后上游;先干管后支管”的原則,并配合道路建設工程同步設計排水改善工程。

3 附屬構筑物結構

3.1 檢查井

檢查井的位置,一般設在管道交匯處、轉彎處、管徑或坡度改變處、跌水處以及直線管段上每隔一定距離處,并考慮一定的預留檢查井。在直線管段的檢查井最大間距不宜小于25 m,根據疏通方法等具體情況確定最大間距,由于維護道路的路面標高提升或降低,同時調整該道路上的各種檢查井井口標高,使其與維護后的道路縱橫坡一致。對于井口部分破損的檢查井可用同樣的方法處理,破損嚴重的檢查井應進行更換。墊層及更換的砌塊宜用強度等級不低于C25的混凝土。而在工期較緊的情況下,則可采用經鑒定的整體混凝土排水檢查井或復合材料排水檢查井。修復設計還要采取措施防止檢查井周邊路面的沉陷。當面層采用水泥混凝土路面時,應設置脹縫與混凝土板完全隔開,并在檢查井周圍加設防裂、防沉陷鋼筋,設置方法按CJJ 37城市道路設計規范的規定進行;當面層采用瀝青路面時,可將車行道中的檢查井周圍范圍內的基層改為C30混凝土,并在混凝土中鋪設鋼筋。

3.2 雨水口

新增雨水口的形式、數量和布置,按匯水面積所產生的流量、雨水口的泄水能力及道路形式確定。暴雨期路面雨水平均積水深度大于50 mm時,宜增加該路段雨水口數量。雨水口一般間距為25 m～50 m,其連接管坡度不宜小于1%,長度不宜超過25 m,連接管串聯雨水口個數不宜超過3個。當道路縱坡大于2%時,雨水口的間距可大于50 m。雨水口深度不宜大于1 m,并根據需要設置沉泥槽。遇特殊情況需要淺埋時,應采取加固措施。當維護道路的路面標高提升或降低,還要更換砌塊,調整該道路上各種雨水口結構標高,使其與維護后的道路縱橫坡一致,墊層及更換的砌塊宜用強度等級不低于C25的混凝土。

3.3 管基修復設計

根據現場實際情況,找出管道滲漏的原因及嚴重程度,制定出切合實際的設計方案。重新設計的管道基礎形式根據水文地質資料、地面荷載、管徑、管頂覆土厚度及原有管道現狀等情況確定。根據管基破壞程度采用與原管基相同材料和基座形式修復,或按原管形式材料等級提高一級進行修復,還應重視新舊基礎的銜接處理。

3.4 涵洞

在調查和評價原有涵洞的裂縫、局部脫落和缺損情況的基礎上,采取相應的修補設計措施。當涵洞荷載等級低于實際需要時,通過計算,結合原結構形式進行加固或新建設計;當涵洞端墻鼓肚或傾斜時,進行加固設計或重新砌筑墻身設計;當道路加寬或提高路基而需要接長涵洞時,設計時充分利用原有涵洞結構,并在新舊結構之間設置沉降縫。

4 結語

結合相關工程維護設計經驗,歸納起來,城市道路排水工程維護設計主要包括以下幾方面的基本原則:1)排水工程維護設計可分為修復設計、改造設計和改善設計三類進行設計。2)設計整體上以批準的城鎮總體規劃和排水專業規劃為主要依據,局部工程維護設計以恢復或提高原有排水設施的主要功能為目的。3)在不斷總結科研和生產實踐經驗的基礎上,積極采用行之有效的新方法、新工藝。在管道開挖施工嚴重影響交通正常運行的情況下,宜選用非開挖技術。

在對原有城市道路排水狀況進行調查、評價的基礎上,有針對性的采取雨水、污水管道的修復、改造設計及管網的改善設計,并對檢查井、雨水口、管基和涵洞等附屬構筑物采取更換、加固及維修等設計手段,有益于保障城市道路排水工程的使用壽命,保持排水設施的功能,改善道路使用環境。

[1]鐘建安.公路養護與管理大全[M].北京:中國環境科學出版社,2001.

[2]CJJ 37-90,城市道路設計規范[S].

[3]GB 50014-2006,室外排水設計規范[S].

[4]CJJ 36-2006,城鎮道路養護技術規范[S].

[5]邱禮饒.路面排水設施的形式[J].山西建筑,2008,34(13):285-286.