1、1公路城市化改造工程雨水设计摘要：本文主要为笔者根据参与的深圳地区几个公路城市化改造项目，简单总结了该类项目中雨水工程设计需要注意的要点，并介绍了几类道路特殊路段采取的排水方式。 关键词：公路、城市道路、公路城市化道路特殊段排水 Abstract: this paper mainly for according to the participation in the shenzhen area several highway urbanization reconstruction project, the project of simply summarized the rain engine
2、ering design key points of the need to pay attention to, and introduces some kind of special sections of the road to drainage mode. Keywords: highway, urban roads and urbanization special period of drainage 中图分类号：TU984 文献标识码： A 文章编号： 1、前言 2004 年深圳市取消了所有的镇，建成了全国第一个“无农村的城市社会” 。随着城市化的发展，公路穿过的郊区区域已由乡村发展
3、为城市，2整个道路系统正处在一个公路网向城市路网转型，道路功能急需按城市化要求完善，公路与城市道路的转变以及它们的重新定位是一个现实的亟待解决的问题。城市化进程引发了郊区土地功能的转变与开发强度的增加，原有郊区公路逐渐不能适应交通形式变化及城市基础服务的需求，公路将越来越多的承担城市道路的功能。郊区公路的城市化除要求加强道路的城市交通功能外，还需要加强其城市市政管线载体的功能。城市管线工程是包括城市基本服务各种管线，主要有给水、排水(雨水、污水)、通讯、电力、燃气、热力等，它是城市基础设施的重要组成部分。本文的目的在于通过笔者所参与的深圳市松白路、观光路、塘明路、布龙路等几个公路城市化改造项目
4、设计工作，谈谈对公路城市化改造中雨水管线工程设计的一些认识。 1.1 公路及其排水形式 公路是指联接城市、乡村和工矿基地之间，主要供汽车行驶并具备一定技术标准和设施的道路。公路的断面布置，一般在车行道外设路肩、边沟、两侧种行道树。公路的排水设计一般称为路基路面排水，路基路面排水的主要对象是公路路面的雨水、地下水及农田灌溉水等。雨水的出处可以是道路沿线的江河湖泊，也可以是池塘、低洼地，还可以是横穿道路的涵洞，只要将路基路面水排出道路范围即可。公路的排水系统组成：地表排水-边沟、截水沟、急流槽、散水、盲沟-排水沟、涵洞-天然河流、沟渠。 1.2 城市道路及其排水形式 城市道路是城市的骨架、交通的动
5、脉、城市结构布局的决定因素。3城市道路一般较公路宽阔，为满足复杂的交通需求，断面多划分机动车道、非机动车道等。道路两侧有高出路面的人行道和房屋建筑，人行道下多埋设公共管线。此外，为美化城市道路断面中一般还布置有绿化带。城市道路雨水排放系统主要是通过在道路下敷设管渠，并沿道路按一定间距设置预留支管收集道路两侧地块的雨水，设置雨水口收集道路路面雨水，最终将雨水排入永久性的出处，如排洪渠、江河、湖海等。城市道路排水系统组成一般包括：地表排水-窨井、泄水孔-地下次管道-地下主管道-天然河流。大城市一般雨水管道与污水管道分开，小城市则多为共用。 2、城市化公路排水现状 原道路排水系统为按公路标准设计，现
6、况道路两侧修建有排水边沟。随着道路两侧土地的开发，沿线建成了一些工业园、住宅区，部分路段为了便于两侧小区交通的出入，边沟加上了盖板变为了暗沟，或直接改成管道排水，这些沟、管分段接入道路周边的排洪渠或现况过路排水涵洞。沿道路纵向现状基本上没有污水管道，这些排水沟或管道现况还担负着两侧已建成街区生活、工业污水排除的任务。 总体上来说，城市化公路现状排水系统是一个管、沟和渠、涵相结合的雨、污水共用排放系统，主要存在以下一些问题： 2.1 道路大部分采用的是明沟或盖板沟排水，不仅影响美观，也不利于街区雨水接入。在本次设计中将淘汰这种落后的排水方式，改采用雨水管道排水； 42.2 排水系统分散就近排放，
7、与规划系统不符； 2.3 由于排水体制不完善，雨、污合流现象较为普遍，管(渠)道淤积堵塞，特别是排水明沟，旱季时污水滞流，发出恶臭，严重影响周围地区的环境； 2.4 现有的部分雨水管道为按现状管位、地势条件埋设，布设不规范，埋深较浅，走向随意，不能满足道路改造实施所有规划管线后各种管线综合布置的要求。 与道路相交的还有一些河渠，这些河渠是本地区的排水出路，由此形成现状排水体系。这些河道也同时担负区域防洪排涝，以及上游水库泄洪的作用。这些河渠大部分都进行过简单的整治，但基本上未按规划的防洪标准进行全面整治。现状道路与河渠相交处一般设置有过路涵或桥梁。 3、设计原则 现状的排水体制是雨、污合流制。
8、按照深圳市总体规划，以及排水专项规划的要求，将实行雨、污分流制； 因现况雨水系统多为原公路性质的边沟排水，少部分的现况排水管（雨、污水合流管）系统相对零散，设计尽量予以保留，但基本上需要按规划要求新建； 与高速公路相交的立交区域，仍按公路排水标准，采用公路边沟排水形式。只是配合扩建道路、新建立交，局部拆改与之有矛盾的现况排水沟系统，维持现有的排水系统不变。 道路规划红线宽度大于 40 米，同时为减少雨水口支管、预留管横穿5现状机动车道，雨水管考虑双侧布置； 根据道路工程设计原则，本次道路改造尽量利用现有混凝土路面结构，新建雨水管有条件的情况下，一般设置在机非绿化隔离带或道路扩宽新建车道下； 保
9、留的现况排水管的构筑物均需原位置改建或翻建，局部地段根据排水需求增设检查井。道路主路和辅路缘石处需新建雨水口及雨水口支管。 4、雨水管线设计 4.1 管线断面的确定 城市雨水系统一般是按规划沿道路布置管涵。管涵断面尺寸的确定是雨水工程设计的重要工作内容。管涵断面尺寸需要根据其所担负的汇水面积，通过当地的暴雨强度公式进行计算。而汇水面积的准确划分是管涵断面尺寸合理确定的关键。由于郊区城市化过程中的排水设施是逐渐建成的，基本上缺乏统一规划，现有的排水系统较为混乱。规划排水系统的流域划分是建立在城市规划竖向标高的基础上的，规划系统与现状实际不一定一致。因此，排水系统设计时，一定要对周边现状汇流情况做
10、好实地调查，在拟建雨水管渠的近期汇水面积大于规划汇水面积时，需要按近期汇水面积来确定管渠的断面，做到远、近期结合。 汇水面积的调查难度是很大的，所以在做这步工作前最好能获得工程区域较高精度的地形图和现状排水管网物探资料。有这些资料的辅助，可大大降低现场调查的难度，并提高所划分汇水面积的准确性。 4.2 管线布置 6公路改城市道路，为减少工程量，现状路面一般尽量予以利用。因此新建管线布置时也应尽量避免布置在现状行车道下，这样一方面可以减少对现状路面的破坏，另一方面可以减少施工期间对现状交通的干扰。新建纵向管道布置避开现状机动车道并留有足够的施工空间，当管线布置空间有限时，还可以考虑特殊开槽支护措
11、施压缩管道开槽放坡的宽度。另外，还应减少横穿现状机动车道管线的数量，对过路管，在投资允许的情况下，可采用非开挖的顶管或水平定向钻的工艺进行施工。 雨水管线检查井的布置首先确定现状支管、规划路口预留支管接入井的位置，再根据这些控制井的位置，以及雨水口的设置间距去均匀布置两控制井之间管段的检查井，使检查井间距尽量一致，每个雨水口的服务的路面范围尽量一致。 4.3 道路特殊段排水 1）道路外侧排水沟 深圳地区地势多变，原公路两侧用地开发缺乏统一规划建设时，两侧地块与道路多存在高差，设计中需对道路两侧地块雨水进行引排、截流，一方面避免道路建成后将水拦住而造成两侧地块的淹涝，另一方面避免雨水直接冲入道路
12、系统，对人行道、绿化等造成破坏。 当道路高于周边地势时，在道路步道外侧的路堤坡脚或挡墙下设置边沟、U 型槽或通篦雨水口，保证低洼区域的排水。 在设计道路低于两侧地面，道路外侧设有较长的路堑边坡或挡墙路段，地势高的地区形成的地面径流会影响道路。为解决这些路段的排水，在边坡坡顶、坡脚或挡墙墙顶外侧和前趾内侧设置排水沟将地表径流收7集接入雨水系统。 在城市道路上，靠近人行系统的排水沟、U 型槽均考虑设置盖板，盖板上留泄水孔或泄水缝隙。 2）主路高架桥段排水 高架桥雨水排除一般有两种方式，一是直接排入高架桥下的绿地，通过绿地漫流至机动车道再流至路边雨水口。二是在高架桥下水管对应处设置雨水井，通过埋地支
13、管将桥梁雨水接至地面雨水系统。前一种方式雨水直接冲向地面会对桥下绿化造成冲刷破坏，雨水量大时还会冲起泥浆漫流至路面，影响行车。冲刷处时间长后还会冲出深坑积成水洼，影响环境美观，严重的还会浸泡路基。所以，设计中一般采用第二种方式处理。在一些对减低地面径流的冲击、初期径流的污染、雨水综合利用等有相应要求的城市，也可以考虑在桥下设置渗坑、蓄水池等。 3）相交高速公路立交排水 在相交高速公路立交区域，仍按相交道路中等级较高的高速公路排水标准来考虑排水系统的建设。公路改城市道路路面拓宽，需将道路两侧的现况排水沟向外改建，新设辅路也考虑用 U 型槽或边沟排水。排水沟通过保留的原有排水系统就近排至下游。排水
14、沟设置在机动车道外侧的绿地里，道路缘石不得阻碍排水，采用平沿石或立沿石每隔一定距离开口的形式。 4）超高路段排水 公路在小半径弯道处一般都设置有超高，也即是左、右两幅路的横坡坡向一致。这样有一幅路的雨水是向道路中心方向排的。公路超高路8段的雨水排放一般有两种方式，一是在中央防撞墩上每隔 2030 米开一个孔，让一侧的雨水漫流过另一侧的车道，再排至路边边沟中。二是在中央防撞墩旁设置通箅排水沟，分段设横管排至路边边沟。公路改城市道路，对于横坡较大的超高路段，调成两面坡工程量巨大，且有道路与两侧用地高程接顺的问题，所以一般仍维持单面坡。而且改城市道路后一般会将中央防撞墩拆除而改设中央绿化带，原防撞墩
15、上的泄水孔或防撞墩旁的通箅排水沟也将会拆除。这时，路面排水也有两种处理方式，一是每隔一定距离绿化带断开一道约 50cm 口，雨水通过开口漫流至较低一幅路面，相应较低一幅路面路边的雨水口箅数按两幅路面雨水量考虑。另一种方式就是结合新建中央绿化带，在中央绿化带下埋设雨水管道，中央绿化带路缘石边设雨水口收集汇向道路中心的路面雨水。前一种方式较高一幅路面的雨水经绿化带开口汇集后，成股漫流通过另一幅车道，对行车有干扰。而且中央绿化带需每隔一段距离断开，也对景观有一定的影响。因此，这种情况下，建议采用第二种排水方式。 5）纵坡小于 3路段排水 道路为满足排水的需要，一般设有不小于 3的纵坡以及不小于1.5
16、的横坡。雨水降落到路面后，通过纵向与横向合成的速度汇向路边，排入边沟或雨水口中。在公路路面排水中，一般设置全敞口边沟收集路面雨水，道路可不设置纵坡而只设置横坡。城市道路一般通过每隔3040 米设置雨水口收集路面雨水，雨水通过横坡排至路边后，还需要有一定的纵向速度才能汇入雨水口中。在公路改城市道路设计中，纵坡小于 3路段排水的处理是常遇到的问题。在这种情况下，让道路调整纵9坡是不现实的，排水只能通过特殊的方式来解决，一般可采用在立道牙边设置通箅排水沟、加密雨水口或设置锯齿形偏沟来解决。锯齿形偏沟的设计方法：所谓偏沟是指城市道路上利用高出路面的缘石与路面边缘（或平石）地带（路沿带）作为排除地面雨水
17、的沟道。在纵断面图上，正常设计时道路中线纵坡设计线、缘石顶面线和街沟设计线是三条相互平行的线，锯齿形偏沟的设计方法就是保持缘石顶面线与道路中线纵坡设计线平行的条件下，交替地改变缘石顶面线与路面边缘（或平石）之间的高度，在最低处设置雨水进水口，使雨水口处锯齿形偏沟范围的路面坡度增大，两雨水口之间分水点处的路面横坡减小，从而使路面边缘（或平石）的纵坡度增大到 3以上，达到纵向排水要求。由于街沟纵坡呈上下连续交替状，故称之为锯齿形偏沟。 4.4 现况排水构筑物的处理 现况排水管线由于缺乏统一建设，检查井施工作法和标准不统一，不能满足规范要求，且破损严重，隐患较多，对路基安全构成威胁。保留之管段现况检
18、查井、雨水口均拆除后新建。排水检查井井筒、井盖和井座需按照道路设计路面（设计地面）进行调整，在绿地的井筒需高于设计地面 10cm。相应的检查井盖需更换为满足相应荷载标准的重型或轻型井盖。 作废的现况排水构筑物，如排水管线、检查井、雨水口等，应作拆除处理。为减少破路面积，作废的涵管用水泥砂浆灌注。 4.5 雨水支线预留 规划路口按规划管径进行支线预留；现状路口改造范围的现状支线10雨水管道按规划或计算的管径改造后与现况相接；沿线每隔一定距离预留支线；保留的现况排水沟渠设施就近接入预留管。 5、过路桥涵设计 公路上的现状排水桥涵，一般都是随公路建设于城市发展之前。因近些年城市化发展的趋势，新的防洪
19、规划比较以前的规划，其洪水水量等均有较大的变化。这主要是因为城市化过程的地面结构变化改变了水文情势，影响流域的产汇流过程，增加进入河道中的水量，洪峰时间提前，洪峰 流量增大，洪峰过程缩短，洪量趋于集中。依据河道规划洪峰流量，笔者对设计的几个项目的桥涵重新复核后，发现大部分的现况桥涵均不满足新的河道规划要求，需进行改造。河渠断面的增大，除洪水水量增大的原因外，也有城市化后河渠功能由原来简单的排洪通道向排洪、休闲、景观等用途转变需要留有改造空间的原因。 6、结束语 公路改城市道路的排水设计不同于一般的新建城市道路，有其特殊性，在设计中应对公路与城市道路的差别、周边的现状雨水防洪系统、有关的雨水防洪规划等做详细的研究，有针对性的对具体的问题采取工程措施予以解决，才能满足城市的排水要求。希望本文能对公路城市化工程中的雨水系统设计提供有益的经验。 参考文献： 1公路排水设计规范（JTJ018-97） ； 2室外排水设计规范（GB50014-2006） ；
