城市道路下穿立交排水设计研究

高伟

摘要： 本文针对城市道路的立交排水问题，从其排水的基本特征出发，研究城市道路立交排水的方式以及在这个过程中应遵循的原则，对下穿立交排水系统存在的问题进行探讨，最后给出了城市道路的下穿立交排水系统的改善措施和方法，期望为解决下穿立交排水问题提供参考。

Abstract： Aimed at the problems of overpass drainage of urban roads， from the basic characteristics of drainage， this paper studies the ways of the overpass drainage of urban roads and its principles that should be followed， discusses the problems existing in drainage system under the overpass， puts forward the improvement measures and methods of the drainage system of urban roads under the overpass to provide reference for solving the drainage problems of urban roads under the overpass.

关键词： 城市道路；下穿立交；排水；改善

Key words： urban road；below by the overpass；drainage；improvement

中图分类号：TU992.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）29-0108-02

0 引言

社会经济的飞速发展，使得城市道路建设的功能性逐渐完善，车流量的增多促使各种类型城市立交的出现。而城市道路的立交排水问题作为直接影响城市道路能否正常安全运行的关键性问题，渐渐受到人们的重视。假设城市道路的立交排水系统出现故障，就会使得道路运行终中断，严重影响到行人以及车辆的交通安全。城市道路立交下穿排水系统与其他的道路排水系统有所不同，本文阐述了城市道路立交排水的特点、排水方式以及原则，并提出了目前存在的一些问题，根据以上特点进行设计。本文的研究目的在于在城市道路下穿立交排水设计研究基础上，对下穿立交路面的排水进行计算，并设计下穿立交地下水的排放，以期优化城市道路下穿立交的排水系统。

1 城市道路立交排水特征分析

城市道路的立交排水跟常规的道路排水设施相比具有以下特点：

①立交道路运行复杂，高度高，与常规行人通道差异大，降水易沉积，排水难度大。

②一旦立交道路，尤其是下穿立交排水系统出现故障，水流下移，致使低路面产生积水，妨碍车辆及行人交通。

③立交道路同时支撑桥梁、供排水、供电、通信、供气等系列功能，在立交道路排水设计时需综合考虑各方面因素。

2 城市道路立交排水的方式及排水应遵循的原则

2.1 城市道路立交排水的方式

①重力排水：这种排水方式不需专门人员管理，不使用电力，直接利用道路周围的沟渠等进行排水，是最常用的排水方式。

②调蓄排水：在降雨量大的情况下，水位高于道路最低排水点，这是可以暂时将无法排除的水流引流进入蓄水池，当水体可以自由排出时，再将其排出。

③抽升排水：在降雨量大且没有蓄水池的路段，可以利用水泵进行强制排水。

2.2 城市道路立交排水时应遵循的原则

①区别排水：即路面高的积水直接高处排水，低处积水低处排除，同时，也可根据该路段是否设置有蓄水池或抽水泵进行考虑。

②从经济成本和人工损耗的情况考虑，尽量利用重力排水方式。

③在积水范围小，又无法进行重力排水的情况下，选用水泵进行抽水。

④预计积水重现期为三年以上，重要路段还可增加。一般规定路面积水的时间不超过十分钟，以5-10min为最佳。地面径流系数通常为0.8-1.0。我国国内城市道路排水系统设计重现期如表1所示，《室外排水系统设计标准》规定的综合径流系数取值如表2所示。

⑤间隔20-30m设置一个排水口，设置独立的排水管道支撑路面排水。

⑥保证城市交叉排水管道的独立性，防止排水管道之间重合，保证排水迅速可行。

3 城市道路下穿立交排水系统存在的问题

①城市道路建设比例失衡，使得地面径流系数增加。

②城市道路排水设施设置不均衡，使得某些路段积水严重，无法排除。

③排水设施管理散漫，疏通不及时，致使遇水即淹。

④河流下游疏于管理，水位上升，致使路面积水无法排出，形成水流积滞。

4 城市道路下穿立交排水系统设计研究

城市道路立交包含上跨立交、下穿立交以及半上跨和半下穿式立交。从区别排水的原则出发，城市道路立交排水又被划分为常规道路排水、上跨立交排水、下穿立交路面排水以及下穿立交地下水排放。本文主要对城市道路的下穿立交路面及地下水排水进行设计研究。

4.1 下穿立交路面排水设计

4.1.1 雨流量计算

4.1.2 确定水流汇合面积

在下穿立交排水系统设计过程中，在区别排水的原则上，确定水流汇合面积，保证正常排水，具体从以下几个方面进行设计。

①与下穿立交排水口周围安放阻水设备，减少排水口雨量的大量流入。

②尽量减短下穿立交排水系统的斜坡长度，降低排水管道的水流汇合面积，节省排水成本。

③水流汇合面积计算时将阻水面大的阻水设备的面积一并算入。

④在下穿立交交叉道路设置倒坡，结合倒坡排水和重力排水，一并融入水流汇合面积的计算，如图1所示。

4.1.3 设计雨量收集系统

根据调查显示，通常下穿立交排水系统的道路斜坡设置较长，而且排水口对于道路表面的雨水排出效果不佳，甚至会因此增加下穿立交路面的深度。经过对调查结果进行分析研究，结合国外已有的先进经验，建议下穿立交排水时尽可能利用下穿道路自身道路结构，联合路旁排水沟进行重力排水，必要的话还可以在下穿立交道路上进行横向截水沟设置。

4.1.4 排水泵站设计

①排水泵站地址的确定。排水泵站选址时通常联合下穿立交道路进行考虑，一般将其安置于下穿立交道路的最底端，便于设置排水沟，进而降低排水沟的挖掘深度。

②排水泵的类型以及大小应根据实际雨流量计算值确定，通常水流汇合面积小时，准备两台相互协调；水流汇合面积大时，需准备多台排水泵同时运行。

③排水泵在使用时运行台数以及时间根据实际的道路水位高低决定，降低排水泵的消耗，节约排水经济成本；在下穿立交水位较高时，充分利用备用排水泵，提高排水速度和效率。当然，政府机构也可以通过规范排水措施和标准达到降低路面积水的目的。

④保证排水泵的出入水端的可运行，必要时可设置专门出口。在排水泵出口与重力排水系统出口共用的情况下，应为排水泵增设截流阀防止回流，重力排水系统的重现期应与下穿立交排水设备保持一致。

4.2 下穿立交地下水排放设计

下穿立交道路路面高度低，在地下水水位较高的情况下，重力排水无法实现，致使下穿立交路面结构受到破坏，影响车辆及行人安全。从地下水的运行特点出发，通常通过设置渗渠或穿孔管达到渗透地下水的目的。当地下水处于较高地理位置时，借助于排水泵将其直接引入地面系统进行排水。而渗渠或穿孔管通常设置于道路下方，在充分考虑其渗透效果，运输安装强度的基础上，进行下穿立交道路的地下水排放。

5 总结

总之，在进行城市道路下穿立交排水设计时，既要结合传统的排水思想，又要联合新思维、新技术进行排水系统设计。根据现代道路排水的复杂多样化特征，结合下穿立交道路排水的特殊性，综合考虑道路、桥梁以及供水供电等道路特性，对下穿立交道路的排水系统进行创新设计，保证下穿立交道路干净干燥，保证道路交通安全运行。

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