论下穿式立交雨水口的设置

关江，邓超（.西安市政设计研究院有限公司，西安70068；.西安天策企业管理咨询有限公司，西安70068）

论下穿式立交雨水口的设置

关江1，邓超2
（1.西安市政设计研究院有限公司，西安710068；2.西安天策企业管理咨询有限公司，西安710068）

下穿立交通常设于交通频繁的主要干道上，其纵坡大，最低点往往成为盆地，使得雨水很快汇集，造成严重积水，而设计人员往往也是根据经验控制雨水口的间距，未能与实际紧密结合，导致下穿立交雨水不能得到及时的排除。

下穿立交;雨水口;泄水能力;间距

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.12.123

1 引言

我国交通建设迅速发展，下水道作为城市的“心脏”，直接影响着城市的美好与否。而下穿式立交桥积水现象在我国大多数城市都长期存在，我国修建的大部分下穿道路，在未达到设计年限时就已出现各种严重的路面病害[1]，究其原因多为其排水系统堵塞、瘫痪所致。通过管网建设、改造在短时间内解决问题是不现实的，如何在现有情况下，降低城市内涝带来的交通困扰，是我们应该积极思考的问题。

雨水口作为截流并泄除雨水的构筑物，其泄水能力的好坏不仅影响雨水的排除效果，还会使路面渗入过多的雨水，对道路交通安全造成不利影响。目前我国在排水方面，尚未对下穿道路地下排水系统进行系统地研究。本文主要从下穿立交雨水口的合理化设置进行分析，结合工程实例对雨水箅子和雨水口型式以及雨水口的位置、数量等方面进行合理化选择与计算。

2 雨水篦的泄水能力计算

2.1 雨水箅泄水能力的计算方法

根据《室外排水设计规范》（G月50014—2006）(2014版)第4.4.4条“雨水口的形式、数量和布置，应按汇水面积所产生的流量、雨水口的泄水能力及道路型式确定。”下面通过对雨水箅的泄水能力与汇水面积产生的流量进行分析，从而确定雨水口的数量和布置。

雨水箅的泄水能力：

式中，Aw为箅子实际有效过水面积（Aw=nlb，其中n为宽度方向箅孔个数；l为实际过水的箅孔长；b为箅孔宽度）；C为孔口系数（其中圆口为0.8，方孔口为0.6）；h为雨水口上水深；K为阻塞系数取2/3；g为重力加速度。此处不再对雨水口的泄水能力进行计算，具体根据不同雨水篦参考规范确定泄水能力如表1所示。

表1 雨水口型式及其相应过流量

若保持泄水通畅须QP≥Q，其中，Q=ψFq，为雨水口汇水面积上单位时间雨水量，L/s（此处假设上游雨水口未及时排除的雨水量与雨水口不能及时排除的雨水量均为0）；ψ为径流系数，F为汇水面积，m2；q为暴雨强度，L/(万m2·s)。

2.2 雨水箅型式的选择

雨水口的泄水能力Qp即过流量与雨水口的型式、箅前水深、道路横坡、纵坡等因素有关，由图集《雨水口》（16S518）中4.“1根据不同型式的雨水口、不同箅数、不同箅型的室外1∶1的水工模型的水力实验（道路纵坡0.3%～3.5%，横坡1.5%、箅前水深40mm），各类雨水口的设计过流量可采用表1中的数值。

箅子类型分为横格条平面型（HP型）、顺格条平面型（SP型）、斜格条平面型（XP型）及其他凹面型（顺格条单向凹面型（SDW型）、顺格条双向凹面型（SSW型）、横格条单向凹面型（HDW型）、横格条双向凹面型（HSW型））。有研究表明，由于横格条对箅水流阻挡所致，SP型、SDW型、SSW型雨水箅泄水能力优于HP型、HDW型、HSW型。而又由于水流进入箅子的流态所致，凹面箅子泄水能力并不明显好于平面箅子，研究表明SP型雨水箅泄水能力最突出，设计时应根据雨水箅的泄水能力结合实际进行选择[2]。

2.3 设计流量Q的参数确定

根据《室外排水设计规范》（G月50014—2006）(2014版)，对特大城市中心城区地下通道和下沉式广场雨水管渠设计重现期为30～50年，而雨水口流量应为雨水管渠设计重现期计算流量的1.5～3倍。在选取重现期时，应对排水管渠进行计算并考虑服务区域的实际地形条件，参考规范进行合理的选择，集水时间t取2～10min，径流系数ψ的大小与覆盖面类型有关，参照规范结合实际进行选取。

3 工程实例

3.1 项目概况

以西安市某路下穿立交雨水口的设置为例。西安市暴雨强度公式为：

式中，P为设计重现期，年；t为集水时间。

该立交主线全长1513.228m，宽度60m，其中下穿段宽度B为36m，两侧辅道长度400m，宽度均为12m。

3.2 雨水箅的选择

此处采用SP型即顺格条平面型雨水箅子，雨水口箅子采用球墨铸铁箅子，详见国标图集《雨水口》（16S518）；不同雨水箅雨水口深度根据实际进行确定。雨水口内、外壁均采用1:2水泥砂浆加5%防水剂抹面至顶，抹面厚20mm。由表1知偏沟式单箅及双箅雨水口泄水能力分别为20L/s、35L/s，多箅雨水口泄水能力为每箅15L/s。各参数选择如下。

1）立交下穿段道路雨水管道P=30年，雨水口流量为雨水管渠设计重现期计算流量的2倍；

2）径流系数ψ：下穿通道路面ψ=0.9；

3）t为集水时间，t根据距离长短此处取5min，则

若保持雨水通畅，同时考虑雨水箅堵塞泄水能力降低，雨水口实际过流量应乘以相应系数0.7，则有0.7Qp≥2ψFq=2× 0.9×L×36×0.5×431即Qp/L≥1.9949，式中，单侧雨水口汇水面积F=0.5BL，B为下穿段宽度；L为雨口间距。对于除凹点其他处若采用偏沟式四箅雨水口，Qp=60L/s，则L≤30m。

对于凹点为两侧来水，则Qp/L≥1.9949×2=3.9898，若凹点处为八箅雨水口，则Qp=120L/s，L≤30m。

3.3 计算结论

本项目雨水口选用偏沟式多箅雨水口，道路凹点处采用八箅雨水口，雨水口间距为30m，其余均为四箅雨水口，雨水口间距为30m。

在满足雨水排水通畅的情况下，应对单箅、双箅及多箅进行综合技术经济对比进行合理选择。有研究表明，在单向纵坡的情况下，顺流安装2个或2个以上箅子的方法是不可取的，在同样满足泄水能力的情况下可通过缩小箅子间距用单箅代替双箅。

考虑下穿立交段纵坡较大，且纵坡大于横坡，在雨量较大时，雨水很容易越过雨水口流到下段不能完全排尽[2]。因此，设计人员应对上游未完全排除的雨水量及雨水口不能完全排除雨水的因素进行更加深入的研究，以期得出更加合理的雨水口布置方案。

4 结语

下穿立交雨水口的设置不仅关系到排水系统的正常发挥与道路的形象，更是影响到交通与行人安全。因此，雨水口的布置既要满足路面积水排放要求，又不能造成浪费，需采用合理的计算方法来确定雨水口的布置间距和雨水口型式。故设计人员应根据具体项目实际情况，考虑并深入分析研究各种影响因素，根据计算进行合理的雨水口布置，同时也可结合其他雨水收水口的形式如道路横断面设置横截沟、两侧设置排水边沟等，使其排水系统发挥最大效益。

【1】王玮.立交桥下穿引道排水系统研究[J].中国新技术新产品，2010 (10):54-55.

【2】赵江，张林洪，吴培关，等.公路雨水口箅子泄水量试验研究[J].中南公路工程，2004(2):67-68.

Setting of Underpass Type Interchange Gutter Inlet

GUAN Jiang1,DENG Chao2
(1.Xi'an Municipal Engineering Design&Research Institute Co.Ltd.,Xi'an 710068,China; 2.Xi'an Tiance Enterprise Management Consulting Co.Ltd.,Xi'an 710068,China)

The underpass type interchange always be setting in the main road. It has a big longitudinal slope , and the lowest point will become abasin, collecting the rainwater ,causing seriously water logging. The designers tend to control the gutter inlet space according to their experience,which is not integrate with the actual ,leading the underpass type interchange can not drainage timely.

underpass type interchange; gutter inlet; discharge capacity;spacing

TU279

A

1007-9467（2016）12-0058-02

2016-11-03

关江（1983～），男，陕西户县人，工程师，从事市政给排水设计研究。