城市道路排水工程设计分析

金莉莉

摘 要：水是城市道路形成病害的主要影响因素，在设计、施工和养护中，必须重视路基排水设施设计与施工，把排水工程做好。本文介绍了S304余杭小林至塘栖段改扩建工程中排水设施的排水设计的概念和原则，并对城市道路排水设施的设计进行了简要的分析，为同仁借鉴参考。

关键词：城市道路;排水设施;排水设计

中图分类号：U417.3           文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2021）11-0139-04

1前言

S304余杭小林至塘栖段改扩建工程属于杭州城市道路之一，兼顾环城高速公路通车目的，我院针对本项目的水文特征，认真地做好仔细调查分析，结合地方需求，确定一套功能完善、排水能力强的排水综合系统。该排水工程设计除符合杭州城市发展和余杭区域总体规划外，排水专业规划和其它各相关专业规划相协调一致。

2设计原则

（1）路基排水设计流量计算：采用当地15年重现期降雨历时内的最大降雨强度;路面排水设计，按当地5年的重现期降雨历时内的最大降雨强度。

（2）路基路面排水结合路线设计，在充分考虑沿线地形、水系、排灌系统的基础上，进行总体设计，引入“安全、耐久、节约、和谐”的设计理念，使之形成统一完整的排水系统。

（3）各种排水设施的尺寸和形式根据降水量、汇水面积等实际情况灵活选择。排水体制采用雨、污分流制，雨水遵循“分散出口，就近入河” ，并根据道路较低点与河道设计水位的关系适当布置排出口的原则;污水遵循专业规划中的排水分区原则。

（4）雨水管道工程以专业规划图为设计依据。结合道路红线宽度和管线综合专业规划内容，本次设计雨水管道采用双管布置。雨水管道采用重力流，按满管流设计，按设计暴雨强度及河道水位设计频率同时发生时能重力排放。雨水排放口管内底标高不低于河床底标高，且管顶标高要求位于常水位以下。

3排水设施具体设计

3.1新建路段路基、路面排水设计

3.1.1路基排水

主线新建路段及40省道连接线路基排水主要靠路基坡脚外的边沟，或利用排水涵管等设施，使路基水能顺畅地排入附近河道。在路基边沟与农业灌溉沟渠、交叉道路相交，均采用立体交叉，即边沟设置涵洞或倒虹吸通过以上结构物，使路基边沟水流不影响农田的灌溉系统及交叉道路正常使用。

填方路段：为节约用地，本项目填方边沟采用矩形排水沟，考虑本项目开挖石料较多，材料采用M7.5浆砌片石。排水沟净宽0.6m，沟深根据排水需求确定，结合改沟、改渠设置的排水沟尺寸根据具体情况加大尺寸。

挖方路段和过村庄路段：采用C20砼盖板矩形边沟，盖板采用C30钢筋砼预制。

为防止出现排水沟、边沟出現堵塞、溢流、渗漏、淤积、冲刷等现象，公路排水系统设计时已考虑与现有排灌系统相协调，与原有的地面排洪系统相结合。

3.1.2路面排水

一般路段的路面表面排水，通过路面横坡漫流和雨水口收集后排出。

超高侧路面雨水流入设置在中央分隔带内的纵向流水槽，通过纵向流水槽汇入集水井，然后通过横向排水管流入路基纵向排水系统。超高路段中央分隔带每40～80m设一处集水井，通过直径30cm的横向排水管，排入两侧的路基排水边沟。

3.1.3中央分隔带排水

主线新建路段及40省道连接线中央分隔带排水系统由纵向管式渗沟、集水井和横向排水管构成，纵向渗沟设置在路面结构层以下，横向排水管间距一般为20m。

3.2城区路段管道排水

（1）雨水管道布置在两侧非机动车道下，标准管位距离道路中心线18m;

（2）电力管道布置在北侧侧分带下，标准管位距离道路中心线14.5m;

（3）给水管道布置在北侧侧分带下，标准管位距离道路中心线15.5m;

（4）污水管道布置在两侧非机动车道下，标准管位距离道路中心线20m;

（5）通信管道布置在南侧侧分带下，标准管位距离道路中心线14.5m;

（6）燃气管道布置在南侧非机动车道下，标准管位距离道路中心线21m。

3.3雨水工程

雨水收集范围为道路路面雨水和道路两侧地块雨水。雨水管道按就近、分散排放的原则布置，排入附近的河道、雨水管网及沟渠。

汇水范围为路面以及道路两侧地块内的雨水，收集后分别就近接入相关道路雨水管网。本工程雨水汇水总面积为33.63ha。

4排水管材选择

4.1各种排水管材的简介

现阶段在我国，用于排水管道的常用管材有混凝土管和钢筋混凝土管、预应力钢筒混凝土管、合成材料管材和玻璃钢管等管材。

4.2管材比选及选用

针对本工程排水的功能需要及地质情况，参考类似工程的工程实施情况，我们主要对重力流的HDPE管、UPVC管、钢筋混凝土管做以下比较，详见表1。

从表1可以看出，HDPE及UPVC管的水力条件好，便于运输及施工、使用寿命长，且防腐性能好，但综合造价较大，钢筋混凝土管耐冲击性较好，综合造价较小，性能稳定。随着塑料管材的日益普及和应用成熟，管材价格也在下降，现在D600以下的HDPE管与钢筋混凝土管价格差别不大，对于D600及以上的管道HDPE管则无价格优势，而对于D600及以上的管道HDPE管则无价格优势，而且考虑到国内塑料管材产品不一，有的管材弹性变形极限较小（尤其是大口径）会导致有些情况下安全系数较低。根据工程实际情况，D600以下管段数量不大，为节省工程成本，在本工程中排水管推荐均采用钢筋混凝土管。钢筋混凝土管道采用承插式，“O”型橡胶圈接口。

5管道布置

5.1雨水管道设计计算

5.1.1暴雨强度计算公式

暴雨强度计算公式按照2008年4月浙江省建设厅建设发[2008]89号文件公布的暴雨强度公式：

5.1.2污水管道的最大设计充满度及最小流速

5.2雨污水管总体布置

本工程所含道路的雨水管道均布置在非机动车道下，就近接入相近的道路雨水管网。

5.2.1雨水检查井

雨水管道沿线根据管径大小沿管道走向按25～50m间距和管道转弯处、交汇处、管径及坡度变化处、跌水处、排入渠道处等设置雨水检查井。根据管径大小控制检查井尺寸，其中管径不大于D600的管道上配置1100×1100方井，D800管道上配置1250×1100矩形井，D1000管道上配置1500×1100矩形井。在转折、支管接入点的雨水检查井做成落底井，落底0.5m，用于日后的清理。其余检查井则做流槽，以利排水的通畅。

检查井：井盖采用钢纤维混凝土材料，井座采用铸铁井座，并在检查井内安装高强度防护网，做防沉降设计。

在道路车道边缘，横坡的最低点设置雨水口，用于接收路面雨水，雨水口间距不大于40m。

本段道路排出口管内底标高设置应高于河道规划底标高0.5m以上，低于常水位。

5.2.2街坊预留井

设计雨水管道间距80～120米之间设计雨水街坊预留井，用于道路两侧地块雨水的接入，在道路红线外2.0m处，雨水预留管的前段设置雨水预留井，预留井前加一节管子，并将其封堵，方便日后地块雨水的接入。井的尺寸由预留管的管径决定。

考虑防洪要求，道路上的雨水检查井井顶标高与设计路面一致，道路外的雨水检查井顶标高按照地块控制高程确定，如无地块控制高程，则建议与人行道高程齐平，避免后期地块被填埋。

5.2.3雨水口

在车道边缘、横坡的最低点设置雨水口，用于收集路面雨水，雨水口间距不大于50m。雨水篦子材料采用钢钎维重型材料。

5.2.4雨水排出口

本工程道路雨水均接入相关道路雨水管网。

5.2.5防沉降井筒的设置

目前道路上的排水检查井都普遍存在着跳车现象，其中绝大多数均是井筒处凸出，少部分为井筒破坏，井筒处凹陷。给行车舒适性和安全性造成极大影响。造成这种现象的原因是井筒周边回填土密实度不足，路面和检查井之间不均匀沉降造成井筒凸出;井筒在车辆的水平冲击下位移，进而破坏井筒自身结构，造成井筒处凹陷。针对以上两种原因，初步设计考虑设置防沉降井筒。

（1）将井筒结构调整为钢筋混凝土结构，与井室连成一体，且在井座外圈用C30二次澆筑，保护井座。

（2）将井筒周边回填改为C15混凝土回填。

6管线综合

管线综合是在道路工程设计及市政管线设计成果的基础上，按各专业国家现行标准及规范整体考虑、统筹安排综合确定各种管线的地下位置。避免工程管线间及相关建筑物、构筑物之间相互矛盾和干扰，为各管线工程设计和管理提供方便。

根据道路横断面设计，合理布置各专业管线的管位，在不妨碍工程管线正常运行、检修的情况下，使线路短捷。

6.1各种管线竖向交叉时处理原则

（1）压力管道让重力管道;

（2）小口径管道让大口径管道;

（3）可弯曲管道让不易弯曲管道;

（4）分支管道让主干管道;

（5）设计管道让现状管道。

6.2管线综合布置方案设计

6.2.1工程管线布置

根据规划，在本工程所含各道路下共布置六种管线，分别为雨水、污水、通信、电力、燃气、给水。

管线综合设计以《城市工程管线综合规划规范》（GB50289）为依据。考虑道路建成后行车的舒适性、管道日常检修及维护对交通影响降到最低为原则，具体管位详见管位图。

6.2.2管线综合竖向布置原则

当公用管线在竖向上有交叉时，自上向下的依次顺序是：照明管线、电力管线、燃气管线、给水管线、通信管线、雨水管线、污水管线。

公用管线交叉时最小垂直净距符合《城市工程管线综合规划规范》要求。详见下表3（10KV以上直埋电力电缆管线的覆土深度不应小于1.0m）。

6.2.3交叉口处管线处理

排水管线相互交叉，高程上冲突无法避免时主要采用以下2种方式：

（1）条件允许时通过调整预留支管标高、错开冲突管道标高。

（2）采用雨、污交汇井，雨水管道断开，小口径污水管从雨水井中穿越。

7结语

公路的排水设施是整个公路系统的重要组成部分，对整个公路的使用性能、安全性、舒适性等都有着很大的作用。因此，公路的排水工作还需设计、施工等单位的工程技术人员在实践中不断探索总结和相互交流，积极开拓思路，加强对排水设计的研究，使之不断完善，最终保证公路工程整体使用寿命。

参考文献：

[1]程璟蓉. 浅析高速公路路基路面排水设计[J]. 城市建设理论研究：电子版， 2016， 000（011）：2594-2594.

[2]谢锦东. 谈高速公路工程排水设计中的要点[J]. 建筑界， 2012， 000（004）：P.70-70，58.