1 城市道路立交排水特征分析

城市道路的立交排水跟常規(guī)的道路排水設(shè)施相比具有以下特點(diǎn)：

①立交道路運(yùn)行復(fù)雜，高度高，與常規(guī)行人通道差異大，降水易沉積，排水難度大。

②一旦立交道路，尤其是下穿立交排水系統(tǒng)出現(xiàn)故障，水流下移，致使低路面產(chǎn)生積水，妨礙車輛及行人交通。

③立交道路同時(shí)支撐橋梁、供排水、供電、通信、供氣等系列功能，在立交道路排水設(shè)計(jì)時(shí)需綜合考慮各方面因素。

2 城市道路立交排水的方式及排水應(yīng)遵循的原則

2.1 城市道路立交排水的方式

①重力排水：這種排水方式不需專門人員管理，不使用電力，直接利用道路周圍的溝渠等進(jìn)行排水，是最常用的排水方式。

②調(diào)蓄排水：在降雨量大的情況下，水位高于道路最低排水點(diǎn)，這是可以暫時(shí)將無法排除的水流引流進(jìn)入蓄水池，當(dāng)水體可以自由排出時(shí)，再將其排出。

③抽升排水：在降雨量大且沒有蓄水池的路段，可以利用水泵進(jìn)行強(qiáng)制排水。

2.2 城市道路立交排水時(shí)應(yīng)遵循的原則

①區(qū)別排水：即路面高的積水直接高處排水，低處積水低處排除，同時(shí)，也可根據(jù)該路段是否設(shè)置有蓄水池或抽水泵進(jìn)行考慮。

②從經(jīng)濟(jì)成本和人工損耗的情況考慮，盡量利用重力排水方式。

③在積水范圍小，又無法進(jìn)行重力排水的情況下，選用水泵進(jìn)行抽水。

④預(yù)計(jì)積水重現(xiàn)期為三年以上，重要路段還可增加。一般規(guī)定路面積水的時(shí)間不超過十分鐘，以5-10min為最佳。地面徑流系數(shù)通常為0.8-1.0。我國(guó)國(guó)內(nèi)城市道路排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)重現(xiàn)期如表1所示，《室外排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的綜合徑流系數(shù)取值如表2所示。

⑤間隔20-30m設(shè)置一個(gè)排水口，設(shè)置獨(dú)立的排水管道支撐路面排水。

⑥保證城市交叉排水管道的獨(dú)立性，防止排水管道之間重合，保證排水迅速可行。

3 城市道路下穿立交排水系統(tǒng)存在的問題

①城市道路建設(shè)比例失衡，使得地面徑流系數(shù)增加。

②城市道路排水設(shè)施設(shè)置不均衡，使得某些路段積水嚴(yán)重，無法排除。

③排水設(shè)施管理散漫，疏通不及時(shí)，致使遇水即淹。

④河流下游疏于管理，水位上升，致使路面積水無法排出，形成水流積滯。

4 城市道路下穿立交排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)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。從區(qū)別排水的原則出發(fā)，城市道路立交排水又被劃分為常規(guī)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。本文主要對(duì)城市道路的下穿立交路面及地下水排水進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。

4.1 下穿立交路面排水設(shè)計(jì)

4.1.1 雨流量計(jì)算 

4.1.2 確定水流匯合面積 

在下穿立交排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，在區(qū)別排水的原則上，確定水流匯合面積，保證正常排水，具體從以下幾個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。

①與下穿立交排水口周圍安放阻水設(shè)備，減少排水口雨量的大量流入。

②盡量減短下穿立交排水系統(tǒng)的斜坡長(zhǎng)度，降低排水管道的水流匯合面積，節(jié)省排水成本。

③水流匯合面積計(jì)算時(shí)將阻水面大的阻水設(shè)備的面積一并算入。

④在下穿立交交叉道路設(shè)置倒坡，結(jié)合倒坡排水和重力排水，一并融入水流匯合面積的計(jì)算。

4.1.3 設(shè)計(jì)雨量收集系統(tǒng)

根據(jù)調(diào)查顯示，通常下穿立交排水系統(tǒng)的道路斜坡設(shè)置較長(zhǎng)，而且排水口對(duì)于道路表面的雨水排出效果不佳，甚至?xí)虼嗽黾酉麓┝⒔宦访娴纳疃取＝?jīng)過對(duì)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行分析研究，結(jié)合國(guó)外已有的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，建議下穿立交排水時(shí)盡可能利用下穿道路自身道路結(jié)構(gòu)，聯(lián)合路旁排水溝進(jìn)行重力排水，必要的話還可以在下穿立交道路上進(jìn)行橫向截水溝設(shè)置。

4.1.4 排水泵站設(shè)計(jì)

①排水泵站地址的確定。排水泵站選址時(shí)通常聯(lián)合下穿立交道路進(jìn)行考慮，一般將其安置于下穿立交道路的最底端，便于設(shè)置排水溝，進(jìn)而降低排水溝的挖掘深度。

②排水泵的類型以及大小應(yīng)根據(jù)實(shí)際雨流量計(jì)算值確定，通常水流匯合面積小時(shí)，準(zhǔn)備兩臺(tái)相互協(xié)調(diào)；水流匯合面積大時(shí)，需準(zhǔn)備多臺(tái)排水泵同時(shí)運(yùn)行。

③排水泵在使用時(shí)運(yùn)行臺(tái)數(shù)以及時(shí)間根據(jù)實(shí)際的道路水位高低決定，降低排水泵的消耗，節(jié)約排水經(jīng)濟(jì)成本；在下穿立交水位較高時(shí)，充分利用備用排水泵，提高排水速度和效率。當(dāng)然，政府機(jī)構(gòu)也可以通過規(guī)范排水措施和標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到降低路面積水的目的。

④保證排水泵的出入水端的可運(yùn)行，必要時(shí)可設(shè)置專門出口。在排水泵出口與重力排水系統(tǒng)出口共用的情況下，應(yīng)為排水泵增設(shè)截流閥防止回流，重力排水系統(tǒng)的重現(xiàn)期應(yīng)與下穿立交排水設(shè)備保持一致。

4.2 下穿立交地下水排放設(shè)計(jì)

下穿立交道路路面高度低，在地下水水位較高的情況下，重力排水無法實(shí)現(xiàn)，致使下穿立交路面結(jié)構(gòu)受到破壞，影響車輛及行人安全。從地下水的運(yùn)行特點(diǎn)出發(fā)，通常通過設(shè)置滲渠或穿孔管達(dá)到滲透地下水的目的。當(dāng)?shù)叵滤幱谳^高地理位置時(shí)，借助于排水泵將其直接引入地面系統(tǒng)進(jìn)行排水。而滲渠或穿孔管通常設(shè)置于道路下方，在充分考慮其滲透效果，運(yùn)輸安裝強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，進(jìn)行下穿立交道路的地下水排放。

5 總

總之，在進(jìn)行城市道路下穿立交排水設(shè)計(jì)時(shí)，既要結(jié)合傳統(tǒng)的排水思想，又要聯(lián)合新思維、新技術(shù)進(jìn)行排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)。根據(jù)現(xiàn)代道路排水的復(fù)雜多樣化特征，結(jié)合下穿立交道路排水的特殊性，綜合考慮道路、橋梁以及供水供電等道路特性，對(duì)下穿立交道路的排水系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，保證下穿立交道路干凈干燥，保證道路交通安全運(yùn)行。