城市道路快速化改造中排水设计探讨

李 敏

(东南大学建筑设计研究院有限公司，江苏 南京 210096)

0 引 言

随着城市的快速发展，新建道路项目越来越少，对现状道路进行快速化改造是缓解交通压力的有效途径之一。而排水设计是关系到道路能否安全运行的重要因素。针对快速化改造道路的不同部位和不同的排水特点，可以分为一般路段排水、高架道路(含匝道)排水、隧道排水三个部分。排水应结合当地规划、现场水文地质条件、立交形式等工程特点确定[1]。

1 工程概况

滨江路作为江阴城市快速路网的重要组成，其快速化改造有利于提升道路服务水平，完善城市快速路网络，构筑现代化综合交通体系，拓展滨江外滩发展空间，带动沿线产业发展，助推“南征北战、东西互博”战略和美丽江阴建设。

滨江路改造起点位于夏东路交叉，终点东外环路交叉，沿老路改扩建，全长约8.4 km。路线经过临港开发区、澄江街道、高新区。跨越的现状河流主要有老锡澄运河、黄山港河等。沿线相交道路主要有夏东路(起点)、衡山路、西外环路、普惠北路、文富北路、通渡北路、通江北路、君山路、韭菜港路、春麓路、虹桥北路(公园路、鲥鱼港路)、朝阳路(山前路)、黄山路、香山路、东外环路(终点)等。

2 排水设计方案

2.1 雨水系统总体设计思路

能否妥善解决雨水排水问题是保证城市道路安全运行的重要因素。雨水排水的任务就是安全排除地面径流水和影响道路结构安全的地下水。

本项目涉及一般道路、高架道路、匝道、隧道等多种排水形式，综合性较强。滨江路为现状道路改造工程，现状已有雨水排水系统，在其基础上进行快速化改造，对排水设计的要求比一般新建道路要复杂的多。既要考虑如何充分利用现状已有的、功能仍然完善的雨水排水系统，实现经济利益的最大化，又要结合现阶段更高的排水设计标准，使新建的和现状的雨水排水系统完美结合，满足该项目快速化改造后的排水需求。

2.2 一般路段排水

经现场调查以及前期资料的收集，现状道路全线在原有非机动车道或者快车道下设有雨水管道，管径DN400～DN1500。基于本次设计道路现状快车道采用加铺补强方案，老路基层及路基作为利用考虑，故原则上对现状雨水主管采取保留的方案，对原有管道进行疏通处理，现状检查井进行井筒、井盖的改造升级。排水方案详见图1。

图1 一般路段排水平面示意图

在本次设计中，针对高架桥面雨水单独设置了一条管道进行收集，地面道路的汇水面积较原先是减少的。经计算，现状雨水管道仅用作收集剩余路面的雨水是完全可以满足排水需求的。

另外鉴于道路拓宽，原先的雨水口位置已经不合理，需要废弃，并在改造后的道路车行道或辅道边缘新建雨水口对路面雨水进行收集。常规的雨水口设置为一个雨水口对应一个检查井，以缩短雨水连接管的长度。为了避免频繁开挖现状道路路基，故对三个雨水口串联，通过中间一个雨水口接入现状雨水检查井。

2.3 高架路段排水

高架道路的排水系统复杂，路面径流系数高达0.9～0.95，桥面积水极易形成水膜，大大降低桥面的防滑能力，使得高速行驶的车辆产生滑移；另外高速行驶的车辆经过积水路段又会激起水花，影响后续车辆司机的视线，埋下交通事故隐患。

本项目主要采用长高架形式，仅在下穿京沪高速处采用地面主辅路形式。在夏东路东侧预留接口与二期高架衔接，利用落地匝道上下；东外环路西侧设置落地匝道上下，预留接口与东段快速路相接，东段与三通道公路接线同步确定建设方案后实施。主线高架约7.4 km、落地匝道6对。所以做好高架段的排水对本项目的改造尤为重要。

(1)一般高架段。一般高架路段雨水排水系统由桥面雨水收集口，落水管和地面集水井组成。高架桥墩间距一般为30 m，在桥面伸缩缝两侧设置雨水收水口，通过DN160落水管排至承台上小型集水井后，再通过中分带下两墩柱之间设置的雨水管道排除。有条件的单独设置一道雨水排水管排至河道；条件不允许的时候，通过过路管排至辅道下雨水主干管中。高架排水方案如图2，图3所示。

图2 高架段桥面排水立面示意图

图3 主线高架段雨水排放平面示意图

和桥梁专业的配合：一般有高架系统的城市道路中分带较宽，用于布置高架桥墩的承台。雨水管道一般布置于两桥墩之间的承台上。若承台覆土太浅，则不能满足雨水管道埋设要求，需要设置的过路管过多；若承台覆土太深，开挖量和回填量增加，从而导致造价增加。且道路快速化改造在现状道路下进行，两侧现状快车道采用加铺补强方案，老路基层及路基作为利用考虑，承台覆土过深，导致承台开挖施工时会对老路路基产生较大的破坏。

和道路专业的配合：雨水管道坡度、排向需结合道路纵断面设计，尽量与道路坡向大体相同，从而减小管道埋深，继而也可以尽量满足上述桥梁承台覆土不要过深的要求。

(2)高架挡墙落地段。挡墙落地段一般道路纵坡设置在3%～5%之间，坡长在80～200 m之间。根据《室外排水设计标准》中第5.7.6条：当道路纵坡大于2%，因纵坡大于道路横坡，雨水流入雨水口较少， 沿途可以少设或不设雨水口。坡段较短(一般在300 m以内)时往往在道路低点处集中收水。集中收水可以分成两种[2]：一种是在最低点设置横截沟收水；另一种是在道路纵坡最低点横断面的外侧设置多篦雨水口收水。横截沟面积大，收水效果好。鉴于快速路车辆行驶速度快，对通行效率要求高，横截沟由于施工等各方面原因，容易产生噪声及跳车问题，给日常的养护带来不便。根据经验，在道路挡墙结束处路基段的横断面最低点(即道路两侧)设置多篦雨水口，并将雨水口连接管放大到DN400以上，也能起到很好的收水效果。挡墙落地段的排水方案如图4所示。雨水口的数量和连接管的管径应根据汇水面积和单个雨水篦子的过流能力计算后确定，并且采用1.5～3.0的安全系数[3]。这样既避免了挡墙段设置雨水口和结构上的冲突，也避免了设置横向截水沟带来的诸多问题。采取这种收水方式后，需加强对雨水口及连接管的日常养护管理，保证雨水口通畅，可以有效排水。

图4 高架挡墙落地段排水平面示意图

2.4 隧道段排水

隧道形式的道路较高架不同，其汇水面积大、纵坡大，降雨时集水时间短、水量大，一般需采用强排方式进行排水。暴雨期间极易引起积水，严重影响交通安全。故而对下穿隧道段道路的排水要求高于一般的雨水排除系统[4]。

本项目现状有主线隧道1座——虹桥路隧道(又名：滨江立交)，下穿虹桥北路，本次改造原有隧道利用，仅对行车道铺装进行改造。该段道路横断面如图5所示。根据道路总体设计，现状隧道上方新建高架桥，桥面位于隧道正上方，将隧道敞口段完全挡住，基本没有雨水进入隧道内(部分飘水除外)。另外，我们对现状隧道的排水系统进行调查，隧道敞口段设置了两道横截沟收水，隧道最低点设置排水泵站一座，雨水经泵站提升后排至道路下市政雨水管道中。另外经咨询养护管理部门，该泵站运行情况良好，故本次设计对隧道的排水系统维持原样。

图5 隧道段道路横断面示意图

3 现状雨水管道处理方式

根据本项目道路路基改建方案，老路采用加铺补强方案，铣刨老路沥青面层16 cm之后，加铺18～20 cm水泥稳定碎石+12 cm沥青面层，老路基层及路基作为利用考虑。现状管线位于机动车道下的，管道及检查井主体原则上保留，仅对部分井筒进行改造，对井盖进行替换，并通过在井周设置加固圈的方式进行加固处理。井盖全部替换为重型球墨铸铁井盖。

鉴于上述路基处理方案，对于确实需要废弃的管道及检查井进行简单的挖除处理显然是不合适的。一般雨水管道埋深在2.5 m以上，若采用全部挖除的方式，则整个路基基本无法保留。针对这一情况，我们对现状确实需要废弃的管道及检查井采用了如下的处理方式。

对现状需废弃雨水管道的处理方式：待新建管道建成并且和需要保留的雨水管道连通形成完善的排水体系后，将需废弃的管道两侧管口采用MU15砖墙加水泥砂浆封死，防止水流入管中。

对现状需废弃检查井的处理：保留检查井主体结构，对检查井上部部分井筒凿除，并加装钢筋混凝土盖板，作闷井处理。盖板与井墙搭接处采用1∶2防水水泥砂浆座浆。检查井凿除的高度不小于该处现状路面标高向下0.6 m。

4 结 语

排水设计是城市道路的快速化改造中重要一环。能否妥善解决排水问题，直接关系到道路是否能正常运行，交通枢纽是否能安全运转[5]。不同的道路部位需要采用不同的排水模式，高水高排，低水低排。应结合当地规划、周边地形地貌，优先采用自流方式排水，不能采用自流方式的采用泵站提升的方式排水。另外，排水设计不是一个独立的专业，需要和各专业密切配合，相互协调，才能比较成功地完成一个项目的整体改造。