公路城市化改造工程雨水設(shè)計 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 摘要：本文主要為筆者根據(jù)參與的深圳地區(qū)幾個公路城市化改造項目，簡單總結(jié)了該類項目中雨水工程設(shè)計需要注意的要點，并介紹了幾類道路特殊路段采取的排水方式。 關(guān)鍵詞：公路、城市道路、公路城市化道路特殊段排水 Abstract: this paper mainly for according to the participation in the shenzhen area several highway urbanization reconstruction project, the project of simply summarized the rain engineering design key points of the need to pay attention to, and introduces some kind of special sections of the road to drainage mode. Keywords: highway, urban roads and urbanization special period of drainage TU984 A 1、前言 2004 年深圳市取消了所有的鎮(zhèn)，建成了全國第一個“ 無農(nóng)村的城市社會 ” 。隨著城市化的發(fā)展，公路穿過的郊區(qū)區(qū)域已由鄉(xiāng)村發(fā)展為城市，整個道路系統(tǒng)正處在一個公路網(wǎng)向城市路網(wǎng)轉(zhuǎn)型，道路功能急需按城市化要求完善，公路與城市道路的轉(zhuǎn)變以及它們的重新定位是一個現(xiàn)實的亟待解決的問題。城市化進程引發(fā)了郊區(qū)土地功能的轉(zhuǎn)變與開發(fā)強度的增加，原有郊區(qū)公路逐漸 不能適應(yīng)交通形式變化及城市基礎(chǔ)服務(wù)的需求，公路將越來越多的承擔(dān)城市道路的功能。郊區(qū)公路的城市化除要求加強道路的城市交通功能外，還需要加強其城市市政管線載體的功能。城市管線工程是包括城市基本服務(wù)各種管線，主要有給水、排水 (雨水、污水 )、通訊、電力、燃氣、熱力等，它是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。本文的目的在于通過筆者所參與的深圳市松白路、觀光路、塘明路、布龍路等幾個公路城市化改造項目設(shè)計工作，談?wù)剬烦鞘谢脑熘杏晁芫€工程設(shè)計的一些認(rèn)識。 1.1 公路及其排水形式 公路是指聯(lián)接城市、鄉(xiāng)村和 工礦基地之間，主要供汽車行駛并具備一定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)施的道路。公路的斷面布置，一般在車行道外設(shè)路肩、邊溝、兩側(cè)種行道樹。公路的排水設(shè)計一般稱為路基路面排水，路基路面排水的主要對象是公路路面的雨水、地下水及農(nóng)田灌溉水等。雨水的出處可以是道路沿線的江河湖泊，也可以是池塘、低洼地，還可以是橫穿道路的涵洞，只要將路基路面水排出道路范圍即可。公路的排水系統(tǒng)組成：地表排水 -邊溝、截水溝、急流槽、散水、盲溝 -排水溝、涵洞 -天然河流、溝渠。 1.2 城市道路及其排水形式 城市道路是城市的骨架、交通的動 脈、城市結(jié)構(gòu)布局的決定因素。城市道路一般較公路寬闊，為滿足復(fù)雜的交通需求，斷面多劃分機動車道、非機動車道等。道路兩側(cè)有高出路面的人行道和房屋建筑，人行道下多埋設(shè)公共管線。此外，為美化城市道路斷面中一般還布置有綠化帶。 城市道路雨水排放系統(tǒng)主要是通過在道路下敷設(shè)管渠，并沿道路按一定間距設(shè)置預(yù)留支管收集道路兩側(cè)地塊的雨水，設(shè)置雨水口收集道路路面雨水，最終將雨水排入永久性的出處，如排洪渠、江河、湖海等。城市道路排水系統(tǒng)組成一般包括：地表排水 -窨井、泄水孔 -地下次管道 -地下主管道 -天然河流。大城市 一般雨水管道與污水管道分開，小城市則多為共用。 2、城市化公路排水現(xiàn)狀 原道路排水系統(tǒng)為按公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，現(xiàn)況道路兩側(cè)修建有排水邊溝。隨著道路兩側(cè)土地的開發(fā)，沿線建成了一些工業(yè)園、住宅區(qū)，部分路段為了便于兩側(cè)小區(qū)交通的出入，邊溝加上了蓋板變?yōu)榱税禍?，或直接改成管道排水，這些溝、管分段接入道路周邊的排洪渠或現(xiàn)況過路排水涵洞。沿道路縱向現(xiàn)狀基本上沒有污水管道，這些排水溝或管道現(xiàn)況還擔(dān)負著兩側(cè)已建成街區(qū)生活、工業(yè)污水排除的任務(wù)。 總體上來說，城市化公路現(xiàn)狀排水系統(tǒng)是一個管、溝和渠、涵相 結(jié)合的雨、污水共用排放系統(tǒng)，主要存在以下一些問題： 2.1 道路大部分采用的是明溝或蓋板溝排水，不僅影響美觀，也不利于街區(qū)雨水接入。在本次設(shè)計中將淘汰這種落后的排水方式，改采用雨水管道排水； 2.2 排水系統(tǒng)分散就近排放，與規(guī)劃系統(tǒng)不符； 2.3 由于排水體制不完善，雨、污合流現(xiàn)象較為普遍，管 (渠 )道淤積堵塞，特別是排水明溝，旱季時污水滯流，發(fā)出惡臭，嚴(yán)重影響周圍地區(qū)的環(huán)境； 2.4 現(xiàn)有的部分雨水管道為按現(xiàn)狀管位、地勢條件埋設(shè)，布設(shè)不規(guī)范，埋深較淺，走向隨意，不能滿足道路改 造實施所有規(guī)劃管線后各種管線綜合布置的要求。 與道路相交的還有一些河渠，這些河渠是本地區(qū)的排水出路，由此形成現(xiàn)狀排水體系。這些河道也同時擔(dān)負區(qū)域防洪排澇，以及上游水庫泄洪的作用。這些河渠大部分都進行過簡單的整治，但基本上未按規(guī)劃的防洪標(biāo)準(zhǔn)進行全面整治?，F(xiàn)狀道路與河渠相交處一般設(shè)置有過路涵或橋梁。 3、設(shè)計原則 現(xiàn)狀的排水體制是雨、污合流制。按照深圳市總體規(guī)劃，以及排水專項規(guī)劃的要求，將實行雨、污分流制； 因現(xiàn)況雨水系統(tǒng)多為原公路性質(zhì)的邊溝排水，少部分的現(xiàn)況排水管（雨、 污水合流管）系統(tǒng)相對零散，設(shè)計盡量予以保留，但基本上需要按規(guī)劃要求新建； 與高速公路相交的立交區(qū)域，仍按公路排水標(biāo)準(zhǔn)，采用公路邊溝排水形式。只是配合擴建道路、新建立交，局部拆改與之有矛盾的現(xiàn)況排水溝系統(tǒng)，維持現(xiàn)有的排水系統(tǒng)不變。 道路規(guī)劃紅線寬度大于 40 米，同時為減少雨水口支管、預(yù)留管橫穿現(xiàn)狀機動車道，雨水管考慮雙側(cè)布置； 根據(jù)道路工程設(shè)計原則，本次道路改造盡量利用現(xiàn)有混凝土路面結(jié)構(gòu)，新建雨水管有條件的情況下，一般設(shè)置在機非綠化隔離帶或道路擴寬新建車道下； 保留的現(xiàn)況 排水管的構(gòu)筑物均需原位置改建或翻建，局部地段根據(jù)排水需求增設(shè)檢查井。道路主路和輔路緣石處需新建雨水口及雨水口支管。 4、雨水管線設(shè)計 4.1 管線斷面的確定 城市雨水系統(tǒng)一般是按規(guī)劃沿道路布置管涵。管涵斷面尺寸的確定是雨水工程設(shè)計的重要工作內(nèi)容。管涵斷面尺寸需要根據(jù)其所擔(dān)負的匯水面積，通過當(dāng)?shù)氐谋┯陱姸裙竭M行計算。而匯水面積的準(zhǔn)確劃分是管涵斷面尺寸合理確定的關(guān)鍵。由于郊區(qū)城市化過程中的排水設(shè)施是逐漸建成的，基本上缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，現(xiàn)有的排水系統(tǒng)較為混亂。規(guī)劃排水系統(tǒng)的流域劃分是建立 在城市規(guī)劃豎向標(biāo)高的基礎(chǔ)上的，規(guī)劃系統(tǒng)與現(xiàn)狀實際不一定一致。因此，排水系統(tǒng)設(shè)計時，一定要對周邊現(xiàn)狀匯流情況做好實地調(diào)查，在擬建雨水管渠的近期匯水面積大于規(guī)劃匯水面積時，需要按近期匯水面積來確定管渠的斷面，做到遠、近期結(jié)合。 匯水面積的調(diào)查難度是很大的，所以在做這步工作前最好能獲得工程區(qū)域較高精度的地形圖和現(xiàn)狀排水管網(wǎng)物探資料。有這些資料的輔助，可大大降低現(xiàn)場調(diào)查的難度，并提高所劃分匯水面積的準(zhǔn)確性。 4.2 管線布置 公路改城市道路，為減少工程量，現(xiàn)狀路面一般盡量予以利用。因此新 建管線布置時也應(yīng)盡量避免布置在現(xiàn)狀行車道下，這樣一方面可以減少對現(xiàn)狀路面的破壞，另一方面可以減少施工期間對現(xiàn)狀交通的干擾。新建縱向管道布置避開現(xiàn)狀機動車道并留有足夠的施工空間，當(dāng)管線布置空間有限時，還可以考慮特殊開槽支護措施壓縮管道開槽放坡的寬度。另外，還應(yīng)減少橫穿現(xiàn)狀機動車道管線的數(shù)量，對過路管，在投資允許的情況下，可采用非開挖的頂管或水平定向鉆的工藝進行施工。 雨水管線檢查井的布置首先確定現(xiàn)狀支管、規(guī)劃路口預(yù)留支管接入井的位置，再根據(jù)這些控制井的位置，以及雨水口的設(shè)置間距去均勻布置兩控制井 之間管段的檢查井，使檢查井間距盡量一致，每個雨水口的服務(wù)的路面范圍盡量一致。 4.3 道路特殊段排水 1）道路外側(cè)排水溝 深圳地區(qū)地勢多變，原公路兩側(cè)用地開發(fā)缺乏統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè)時，兩側(cè)地塊與道路多存在高差，設(shè)計中需對道路兩側(cè)地塊雨水進行引排、截流，一方面避免道路建成后將水?dāng)r住而造成兩側(cè)地塊的淹澇，另一方面避免雨水直接沖入道路系統(tǒng)，對人行道、綠化等造成破壞。 當(dāng)?shù)缆犯哂谥苓叺貏輹r，在道路步道外側(cè)的路堤坡腳或擋墻下設(shè)置邊溝、 U 型槽或通篦雨水口，保證低洼區(qū)域的排水。 在設(shè)計道路低于兩側(cè)地面，道路外側(cè)設(shè)有較長的路塹邊坡或擋墻路段，地勢高的地區(qū)形成的地面徑流會影響道路。為解決這些路段的排水，在邊坡坡頂、坡腳或擋墻墻頂外側(cè)和前趾內(nèi)側(cè)設(shè)置排水溝將地表徑流收集接入雨水系統(tǒng)。 在城市道路上，靠近人行系統(tǒng)的排水溝、 U 型槽均考慮設(shè)置蓋板，蓋板上留泄水孔或泄水縫隙。 2）主路高架橋段排水 高架橋雨水排除一般有兩種方式，一是直接排入高架橋下的綠地，通過綠地漫流至機動車道再流至路邊雨水口。二是在高架橋下水管對應(yīng)處設(shè)置雨水井，通過埋地支管將橋梁雨水接至地面雨水系統(tǒng) 。前一種方式雨水直接沖向地面會對橋下綠化造成沖刷破壞，雨水量大時還會沖起泥漿漫流至路面，影響行車。沖刷處時間長后還會沖出深坑積成水洼，影響環(huán)境美觀，嚴(yán)重的還會浸泡路基。所以，設(shè)計中一般采用第二種方式處理。在一些對減低地面徑流的沖擊、初期徑流的污染、雨水綜合利用等有相應(yīng)要求的城市，也可以考慮在橋下設(shè)置滲坑、蓄水池等。 3）相交高速公路立交排水 在相交高速公路立交區(qū)域，仍按相交道路中等級較高的高速公路排水標(biāo)準(zhǔn)來考慮排水系統(tǒng)的建設(shè)。公路改城市道路路面拓寬，需將道路兩側(cè)的現(xiàn)況排水溝向外改建，新設(shè) 輔路也考慮用 U 型槽或邊溝排水。排水溝通過保留的原有排水系統(tǒng)就近排至下游。排水溝設(shè)置在機動車道外側(cè)的綠地里，道路緣石不得阻礙排水，采用平沿石或立沿石每隔一定距離開口的形式。 4）超高路段排水 公路在小半徑彎道處一般都設(shè)置有超高，也即是左、右兩幅路的橫坡坡向一致。這樣有一幅路的雨水是向道路中心方向排的。公路超高路段的雨水排放一般有兩種方式，一是在中央防撞墩上每隔 20 30 米開一個孔，讓一側(cè)的雨水漫流過另一側(cè)的車道，再排至路邊邊溝中。二是在中央防撞墩旁設(shè)置通箅排水溝，分段設(shè)橫管排至路邊邊溝。公 路改城市道路，對于橫坡較大的超高路段，調(diào)成兩面坡工程量巨大，且有道路與兩側(cè)用地高程接順的問題，所以一般仍維持單面坡。而且改城市道路后一般會將中央防撞墩拆除而改設(shè)中央綠化帶，原防撞墩上的泄水孔或防撞墩旁的通箅排水溝也將會拆除。這時，路面排水也有兩種處理方式，一是每隔一定距離綠化帶斷開一道約 50cm 口，雨水通過開口漫流至較低一幅路面，相應(yīng)較低一幅路面路邊的雨水口箅數(shù)按兩幅路面雨水量考慮。另一種方式就是結(jié)合新建中央綠化帶，在中央綠化帶下埋設(shè)雨水管道，中央綠化帶路緣石邊設(shè)雨水口收集匯向道路中心的路面雨水。前一種方式 較高一幅路面的雨水經(jīng)綠化帶開口匯集后，成股漫流通過另一幅車道，對行車有干擾。而且中央綠化帶需每隔一段距離斷開，也對景觀有一定的影響。因此，這種情況下，建議采用第二種排水方式。 5）縱坡小于 3 路段排水 道路為滿足排水的需要，一般設(shè)有不小于 3 的縱坡以及不小于 1.5的橫坡。雨水降落到路面后，通過縱向與橫向合成的速度匯向路邊，排入邊溝或雨水口中。在公路路面排水中，一般設(shè)置全敞口邊溝收集路面雨水，道路可不設(shè)置縱坡而只設(shè)置橫坡。城市道路一般通過每隔 30 40 米設(shè)置雨水口收集路面雨水，雨水通過橫 坡排至路邊后，還需要有一定的縱向速度才能匯入雨水口中。在公路改城市道路設(shè)計中，縱坡小于 3 路段排水的處理是常遇到的問題。在這種情況下，讓道路調(diào)整縱坡是不現(xiàn)實的，排水只能通過特殊的方式來解決，一般可采用在立道牙邊設(shè)置通箅排水溝、加密雨水口或設(shè)置鋸齒形偏溝來解決。鋸齒形偏溝的設(shè)計方法：所謂偏溝是指城市道路上利用高出路面的緣石與路面邊緣（或平石）地帶（路沿帶）作為排除地面雨水的溝道。在縱斷面圖上，正常設(shè)計時道路中線縱坡設(shè)計線、緣石頂面線和街溝設(shè)計線是三條相互平行的線，鋸齒形偏溝的設(shè)計方法就是保持緣石頂面線與道路中 線縱坡設(shè)計線平行的條件下，交替地改變緣石頂面線與路面邊緣（或平石）之間的高度，在最低處設(shè)置雨水進水口，使雨水口處鋸齒形偏溝范圍的路面坡度增大，兩雨水口之間分水點處的路面橫坡減小，從而使路面邊緣（或平石）的縱坡度增大到 3 以上，達到縱向排水要求。由于街溝縱坡呈上下連續(xù)交替狀，故稱之為鋸齒形偏溝。 4.4 現(xiàn)況排水構(gòu)筑物的處理 現(xiàn)況排水管線由于缺乏統(tǒng)一建設(shè)，檢查井施工作法和標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，不能滿足規(guī)范要求，且破損嚴(yán)重，隱患較多，對路基安全構(gòu)成威脅。保留之管段現(xiàn)況檢查井、雨水口均拆除后新建。排水檢查 井井筒、井蓋和井座需按照道路設(shè)計路面（設(shè)計地面）進行調(diào)整，在綠地的井筒需高于設(shè)計地面10cm。相應(yīng)的檢查井蓋需更換為滿足相應(yīng)荷載標(biāo)準(zhǔn)的重型或輕型井蓋。 作廢的現(xiàn)況排水構(gòu)筑物，如排水管線、檢查井、雨水口等，應(yīng)作拆除處理。為減少破路面積，作廢的涵管用水泥砂漿灌注。 4.5 雨水支線預(yù)留 規(guī)劃路口按規(guī)劃管徑進行支線預(yù)留；現(xiàn)狀路口改造范圍的現(xiàn)狀支線雨水管道按規(guī)劃或計算的管徑改造后與現(xiàn)況相接；沿線每隔一定距離預(yù)留支線；保留的現(xiàn)況排水溝渠設(shè)施就近接入預(yù)留管。 5、過路橋涵設(shè)計 公路上的現(xiàn)狀排水橋涵，一般都是隨公路建設(shè)于城市發(fā)展之前。因近些年城市化發(fā)展的趨勢，新的防洪規(guī)劃比較以前的規(guī)劃，其洪水水量等均有較大的變化。這主要是因為城市化過程的地面結(jié)構(gòu)變化改變了水文情勢，影響流域的產(chǎn)匯流過程，增加進入河道中的水量，洪峰時間提前，洪峰 流量增大，洪峰過程縮短，洪量趨于集中。依據(jù)河道規(guī)劃洪峰流量，筆者對設(shè)計的幾個項目的橋涵重新復(fù)核后，發(fā)現(xiàn)大部分的現(xiàn)況橋涵均不滿足新的河道規(guī)劃要求，需進行改造。河渠斷面的增大，除洪水水量增大的原因外，也有城市化后河渠功能由原來簡單的排洪通道向排洪 、休閑、景觀等用途轉(zhuǎn)變需要留有改造空間的原因。 6、結(jié)束語 公路改城市道路的排水設(shè)計不同于一般的新建城市道路，有其特殊性，在設(shè)計中應(yīng)對公路與城市道路的差別、周邊的現(xiàn)狀雨水防洪系統(tǒng)、有關(guān)的雨水防洪