市政排水工程优化设计案例分析

侯 深 贞

(太原市市政工程设计研究院,山西 太原 030002)

1 项目背景

太原市双塔北路(五龙口街—朝阳街)位于建设路东侧，距离为500 m，紧邻火车站东广场，为太原市区火车站东侧的南北向道路，现状双塔北路(五龙口街—朝阳街)为地面道路, 道路红线宽度30 m，双向四车道。随着迎泽大街东延及火车站东广场工程的建设，为了实现迎泽大街与双塔北路之间的西向南的右转及南向西的左转，太原市双塔北路(五龙口街—朝阳街)道路改造工程提上日程。

本次双塔北路改造工程通过下穿迎泽大街的方式来分流至朝阳街的交通流。双塔北路由地道及地面道路组成，地道由4条道路组成，分别为东幅地道、西幅地道、人非地道、匝道；地面道路由12条道路组成。标准段道路红线宽度30 m。

双塔北路周边地势特点：由于东山地区地势较高，东西向相交道路纵坡较大(大于2%)，火车站东广场区域成为地势低洼区域，雨季时常发生内涝灾害，给人民生命财产构成安全隐患。特别是本次双塔北路改造工程采用下穿地道的形式，给火车站东广场周边的排水安全带来更为严峻的挑战。

2 设计标准及参数

2.1 雨水

暴雨强度公式：

雨水设计重现期：P=5年。

径流系数：综合径流系数地面φ=0.7。

2.2 污水

人口密度700人/hm2，污水排放量标准为120 L/(cap·d)。

3 工程设计方案

双塔北路(五龙口街—朝阳街)现状雨水管线保留及废除方案：由于现状雨水管线年代久远，现行GB 50014—2006室外排水设计规范(2016版)提高了雨水管渠设计标准，故本次设计拟全部废除。

双塔北路(五龙口街—朝阳街)现状污水管线保留及废除方案：结合道路工程设计，受地道平面位置、高程及打桩支护的影响，本次设计拟废除地道影响范围内现状污水管线；其余段污水管线保留现状。

3.1 雨水工程

3.1.1东山客水拦截方案

由于东山地区地势较高，东西向相交道路纵坡较大(大于2%)，火车站东广场区域成为地势低洼区域，受淹风险较大。本次改造工程充分考虑客水的拦截措施，具体方案如下：

1)通过增设雨水口、横截沟、边沟等措施，加强双塔北路东侧南北向道路如东峰路、太行路等收集地面雨水的能力,实现高水高排,避免对下游系统的冲击。

2)为避免雨水沿道路汇入地道，在双塔北路与东西向相交道路如五龙口街、郝家沟街、朝阳街等交叉路口设置横截沟，拦截客水，排入地面雨水系统。同时在交叉路口布置收水带盖板边沟，加强路口收水能力，避免积水。横截沟拦截雨水及边沟收水均排入地面雨水系统。

3.1.2地面雨水排除方案

依据现状地势及本次道路改造工程设计竖向，五龙口南巷对应位置为道路设计低点，故本次设计雨水管线以五龙口南巷为界，分别由北向南、由南向北汇合至五龙口南巷横穿双塔北路接入全地下调蓄池，最终经泵站抽排入南沙河。泵站出水压力管线沿本次双塔北路敷设，至朝阳街交叉口南侧接入重力流雨水管线，继续沿双塔北路向南自排入南沙河。

3.1.3地道雨水排除方案

在地道道路两侧设置收水边沟，边沟坡度与地道坡度一致，在地道最低点设置横截沟。雨水经边沟、横截沟收集后，排入地道下方敷设的d600雨水管，进入东广场地道泵房，经提升后排入南沙河。

3.2 污水工程

本次设计污水管线起点朝阳街，由南向北接入五龙口街现状污水管线，最终进入杨家堡污水处理厂。设计中对现状存在的合流管线(如东西向相交道路等)进行雨污分流改造，保证雨水、污水分别按其功能接入设计雨水、污水管线。

4 工程优化设计思路分析

4.1 雨水收集设施的布设

结合地形特点及道路竖向设计，合理布置雨水口(双篦、多篦)、横截沟、边沟等雨水收集设施，使地面雨水快速及时收集排除。具体如下：道路纵坡平缓段(坡度小于0.02)，可采取设置雨水口的形式排除，局部易积水地段适当加密雨水口；道路纵坡较大段(坡度大于0.02)，可采取设置横截沟、边沟的形式排除；地道内雨水通过设置边沟的形式排除。

4.2 排水管线的平面及竖向设计

本工程地道4条、地面道路12条，道路设计复杂，且道路红线宽度仅为30 m，给管线的布置带来诸多困难。本次排水管线设计中主要从地块排水需求、地道位置及高程情况、施工难易程度等方面，对排水管线的趟数、管位、断面、高程进行优化设计：

1)排水管线的趟数在满足地块排水需求的前提下，数量尽可能减少，为其他市政管线的敷设创造条件。

2)排水管线管位的选择一方面便于施工，另一方面节约高程，减少管线的交叉，减少管线的埋深。

3)排水管线断面的设计结合地道高程及排水需求一并考虑，可以选择圆形断面或矩形断面，结合地道结构设计采用上方挂方涵或下方挂方涵的形式，使管涵及地道结构更安全，设计更为合理。

4)排水管线高程的设计结合现状管线高程及远期规划预留统筹考虑，竖向设计上留有充足的余地。

4.3 排水安全性

雨水收集设施的设置数量、位置；雨水管线的断面；排水检查井的设置位置等对排水安全性具有重要影响。

1)雨水收集设施应结合道路竖向设计，设置于道路低点；雨水收集设施的型式结合周边地形特点，水流汇集特性进行选择，可采用雨水口、横截沟、边沟等型式，使地面雨水快速收集至雨水管线中，保证地道及路面排水安全。

2)雨水管线的断面设计适当考虑客水的影响及雨水调蓄功能，保证排水安全。

3)排水检查井的设置位置应避开地道段，同时设置于道路地面标高较高的位置，防止地面冒水现象的发生，对地道安全构成威胁。

5 结语

本工程从项目建设的背景出发，通过对太原市双塔北路(五龙口街—朝阳街)改造工程排水工程方案的设计，从雨水收集设施的布设、排水管线的平面与竖向设计及排水安全性等方面，介绍了设计地道工程等较为复杂工程时，排水工程优化设计思路，为今后排水工程设计提供思路上的指引效应。