立体交通的道路排水设计

徐建祥

立体交通的道路排水设计

徐建祥

立体交通是城市交通的重要节点，但也是城市内涝的重灾区。《室外排水设计规范》（GB50014—2006，2014年版）对立体交通排水设计提出了更高的要求，但目前仍缺乏专门的标准规范，建议有关部门编制《立体交通的道路排水防涝设计规范》等国家、行业和协会标准，同时加强节地型泵站等新技术在立体交通排水防涝系统中的应用。本文基于一些大城市立体交通道路排水防涝系统运行中存在的问题，从七个方面提出城市立体交通排水防涝设计的若干建议。

一、排水防涝系统

1.建设完善的排水防涝系统

长期以来，包括立体交通在内的我国城市排水系统并不完善，没有形成排水防涝体系。《室外排水设计规范》（GB50014—2006，2014年版）首次规定了内涝防治设施应包括源头控制设施、雨水管渠设施和综合防治设施。立体交通应按照规范新的要求建设完善的排水防涝体系，包括挡水设施、雨水收集设施、雨水泵站、雨水调蓄设施和出水设施，在有条件的地区还可包括雨水污染控制和雨水利用等设施。

2.提高排水防涝设计标准

立体交通往往是所处汇水区域最低洼的部分，雨水径流汇流至此后再无其他出路，只能通过泵站强排至附近河湖等水体或雨水管道中，如果排水不及时，必然会引起严重积水。国外立体交通均采用较高的排水标准，如美国联邦高速公路管理局规定，高速公路“低洼点”的设计标准为最低50a一遇。以前我国立体交通的排水设计重现期偏低，多为3a。《室外排水设计规范》（GB50014—2006，2014年版）提高了排水防涝标准，雨水管渠设计重现期为不小于10a，位于中心城区的重要地区，设计重现期为20～30a；同时，还首次提出了内涝防治设计重现期，并按道路中一条车道的积水深度不超过15cm进行校核。

3. 提升排水防涝设计技术

采用水力模型对立体交通暴雨产汇流过程进行模拟，评估不同设计方案的积水深度和积水历时，可大幅提升排水防涝设计水平。由于立体交通地形坡度较大，一维模型不能很好反应真实的地面漫流过程，鉴于立体交通排水防涝的特殊性和重要性，建议采用二维模型进行设计校核。此外，立体交通汇水面积比较小，建议采用较高精度的地形数据，精度不宜低于1∶500。

二、挡水设施

1. 分离高低水系统

立体交通引道两端应采取措施，控制汇水面积，减少坡底聚水量。立体交叉道路宜采用高水高排、低水低排，且互不连通的系统。应有防止客水流入低水系统的可靠措施，当附近河道河堤对立体交通排水形成安全隐患时，应采取加高、加固河堤等措施防止河水倒灌。为防止外部重力流排水管线承压状态时冒水，应避免其穿越立体交通区域。

2.治理地下水考虑长期性

当立体交通最低点低于地下水位时，应采取措施防止地下水进入立体交通。目前许多城市采用初期投资较少的渗渠、盲管或盲沟等措施收集地下水，但长时间使用之后盲管等易发生堵塞而减小排水能力，容易造成立体交通侧墙表面渗水，同时也易造成翻浆和冻胀。

3.避免其它管线进入立体交通

目前，我国城市立体交通内有电力、电信等其它市政管线井，强降雨情况下，雨水通过密闭性差的管线井口进入到立体交通内，引起积水。此外，立体交通系统内雨水也可能进入到市政管线井内，引起设备损害。因此，设计中应避免其它管线进入立体交通区域；不能避免时，应采取措施防止雨水径流通过其它市政管线进入立体交通区域。

三、雨水收集

1. 雨水口设计考虑堵塞

雨水口易被路面垃圾和杂物堵塞，平箅雨水口在设计中应考虑50%被堵塞，立箅式雨水口应考虑10%被堵塞。暴雨期间，雨水管道一般处于承压状态，其所能排除的水量要大于重力流情况下的设计流量，因此建议雨水口和雨水连接管流量按照雨水管渠设计重现期所计算流量的1.5～3倍计，并且雨水口数量宜考虑1.2～2.0的安全系数，通过提高路面进入地下排水系统的径流量，缓解道路积水。鉴于立体交通排水的特殊性和重要性，当条件许可时，宜取上限。

2.横向截水沟注重安全性

由于立体交通纵坡大，雨水汇水快、水流急，因此建议立体交通雨水收集系统采用设置横向截水沟的形式来截取纵向水流，再通过管渠排入泵站集水池。横向截水沟上敷设的水沟盖应保证车辆及行人的安全。

四、 雨水泵站

1. 采用节地型泵站

立体交通雨水泵站建设时常常受到建设用地限制，建议采用一体化预制泵站等节地型泵站。一体化预制泵站具有全地下式、占地面积小、施工工期短、环境影响小和无人值守等特点，在国外已有超过50年的历史，技术成熟，目前在国内成功案例也较多。

2. 防止泵站受淹

雨水泵站是排除立体交通积水的主要设施，但据对国内一些大城市的调查发现，暴雨时雨水泵站常常受淹，从而导致地面积水严重。为保证在设计重现期内的降雨期间水泵能正常启动和运转，应对雨水泵站和配电设备的安全高度进行计算校核。

五、雨水调蓄

1.注重调蓄与现有设施的协调

调蓄设施首先要与整个立体交通道路充分协调，尤其要保证墩柱、桥台、挡土墙等构筑物和重要管线的安全，不能影响其安全运行。立体交通区域交通复杂、用地紧张，调蓄设施宜与周边绿地、广场、停车场和景观水体等设施统筹规划设计和施工建设。一般而言，调蓄量就是超过泵站排水能力的雨水量，因此，调蓄设施要与雨水泵站充分协调，确保投资效益最优。

2. 统筹考虑调蓄削峰、控污与利用

立体交通调蓄设施具有削减雨水管道峰值流量、削减雨水污染和加强雨水资源化利用等多种用途，应在其规划设计时考虑其主导功能。对于大多数城市而言，其主导功能是通过削减雨水管道峰值流量，防治立体交通区域地面积水，提高汛期道路通行能力。

六、 出水设施

1. 建立独立出水设施

立体交通排水的可靠程度主要取决于排水系统出水口的畅通，故应设独立排水系统，并应就近排入河道或调蓄池，尽量不要利用其他排水管渠排出。例如，某立体交通雨水泵站出水管与市政雨水管渠连通，由于市政雨水管渠渲泄不畅，致使每逢雨季，不能及时排除立体交通雨水径流，形成大量积水，严重影响交通，不得不进行改建。

2. 提升区域排放能力

国内一些大城市多数立体交通的周边区域排水系统标准偏低，暴雨时，客水进入立体交通，从而导致立体交通严重积水。通过立体交通的周边区域排水系统提标改造，提升区域排放防涝能力，是立体交通安全排水的前提条件。由于周边区域排水系统一般较大，提标改造需要一定周期，在改造完成之前应考虑其对立体交通区域排水防涝系统的影响。

七、 检测控制

1.积水监测报警

为防止行人车辆进入积水较深的立体交通区域，造成人身伤害和财产损失，应在进入立体交通前较明显的位置设置标尺，标明立体交通的积水深度和标识线，并设置提醒标语等。有条件的立体交通，宜设置积水自动检测和报警设施。积水自动检测设施可设置于立体交通路面最低点和泵站集水池内，积水自动检测结果可通过信息控制系统传输至LED智能报警系统或声光报警系统，实现水位变化检测、积水智能报警、信息发布和远程监控指挥，做到提前预警和警示。

2. 涝灾应急抢险

为保证立体交通排水安全，立体交通应设置移动式水泵、移动式发电机、输水软管、应急编织袋和土方、临时照明设备等涝灾应急抢险设施；应在积水监测到一定深度时，采取等锥形交通路标、路栏、防撞桶（墙）等物理性交通临时阻拦设施，禁止行人车辆通行，防止立体交通人员死亡事件的发生。

八、结语

我国城市内涝严重，作为城市交通重要节点的立体交通的道路常常是城市内涝的重灾区。这既与我国城市立体交通排水设计标准偏低、部分高低水系统互相连通、泵站安全高度不足等问题有关，还与我国城市立体交通排水设计缺乏系统性有关。

（作者单位：漯河市市政管理处）