市政道路雨水口布置的探讨市政道路雨水口布置的探讨.pdf

城市道桥与防洪2012 年 6 月第 6 期 0 前言 伴随着城市道路的建设 尤其是越来越多的 高架路 快速路的建成 道路积水所产生的危害和 影响也越来越大 分析积水产生的原因 除了短时 间降雨量过大 雨水管道系统设置不合理 排水设 施养护管理不到位等因素以外 雨水口设置不当 也是造成道路积水的重要原因之一 城市雨水排水系统包括雨水收集 雨水输送 和雨水排放 3 个部分 雨水口作为雨水收集设施 承担收集路面雨水径流的重要功能 是排水系统 的重要组成部分 雨水口设置的合理与否 直接影 响到整个雨水排水系统的正常运行 由于道路布 置情况各不相同 雨水径流条件复杂多变 因此在 市政道路排水设计过程中 就要求科学 合理地布 置雨水口 以达到顺畅收集雨水的目的 本文结合 工程实际 就雨水口布置的一些常见问题进行分 析 并提出相应的解决方法 1 雨水口的计算方法 1 1 雨水口的汇水流量 雨水口的来水水量计算可使用雨水流量公式 Q q F 1 式 1 中 Q 雨水口的来水水量 L s q 暴雨强度 L s hm2 F 收水面积 hm2 径流系数 式 1 中 q 暴雨强度 采用各地区暴雨强度公 式 q 167A1 1 ClgP t b n 2 式 2 中 P 设计重现期 a t 降雨历时 min t t1 m t2 3 式 3 中 t1 地面集水时间 起始汇水点到雨水 口的流行时间 min m 管道延缓系数 t2 管内雨水流行时间 min 1 径流系数 的合理选择 在雨水系统设计计算时 通常采用加权平均 法 影响 值的主要因素是地面覆盖种类的透水 性 在我国大中型城市如北京 上海 天津等城市 采用的综合径流系数一般取 0 5 0 6 之间 在道路排水设计过程中 不能直接使用地区综 合径流系数作为汇水流量的设计参数 需要根据 道路设计中不同路面覆盖状况 按照 室外排水设 计规范 GB 50014 2006 经计算确定 2 地面集水时间的确定 根据降雨历时公式 t t1 m t2 由于路面雨水 直接汇入雨水口 所以在对雨水口进行计算时 只 需考虑 t1地面集水时间 在实际工程中 要精确计 算 t1有一定难度 多根据经验确定 按照 室外排 水设计规范 GB 50014 2006 地面集水距离合 理范围在 50 150 m 采用集水时间为 5 15 min 在立交 地道等重要道路节点的排水设计中 由于道路引路较长 纵坡较大 雨水径流距离长 流速快 起点集水时间要结合工程情况进行精确 计算 计算方法可参考 公路排水设计规范 JTJ 018 97 集水时间同坡面汇流历时的计算方法 t1 1 445 m1ls is 姨 姨姨 4 式 4 中 t1 坡面汇流历时 min ls 坡面流的长度 m is 坡面流的坡度 m1 地表粗糙系数 沥青路面可取0 013 1 2 雨水口的型式及泄水能力 市政道路所采用的雨水口可选用平箅雨水口 摘要 雨水口布置的不合理是造成市政道路积水的重要原因之一 结合工程实际 介绍不同类型雨水口泄水能力的计算方 法和应用特点 提出雨水口布置在工程中应该注意的问题 关键词 市政道路 雨水口布置 计算方法 泄水能力 中图分类号 U417文献标识码 A文章编号 1009 7716 2012 06 0176 04 李 鹏 天津市市政工程设计研究院 天津市 300051 市政道路雨水口布置的探讨 收稿日期 2012 01 18 作者简介 李鹏 1983 男 天津人 工程师 从事市政给排 水设计工作 防洪排水176 2012 年 6 月第 6 期城市道桥与防洪 立箅雨水口和平 立箅联合式雨水口 3 种型式 1 平箅式雨水口 平箅式雨水口为顶部进水 其施工方便 易于 控制雨水口与道路的接顺 具有较好的收水效果 但是也存在一些缺点 平箅式雨水口暴露在车道 边缘 长期受机动车碾压 易损坏 易堵塞 影响道 路景观效果 平箅式雨水口可采用孔口出流公式计算其泄 水能力 Q 2gh 姨 m3 s 5 式 5 中 孔口有效面积 m2 孔口流量系数 可取 0 60 h 箅前水深 m g 重力加速度 m s2 2 立箅式雨水口 立箅式雨水口为侧向进水 由于布置在车道 外 不会受车辆碾压 不易损坏 并保持了道路设施 的完整 但收水效果也受道路施工质量影响较大 立箅式雨水口可采用堰流公式计算其泄水能 力 Q mL2gh 姨 1 5 m3 s 6 式 6 中 L 侧孔长度 m h 侧孔箅前水深 m g 重力加速度 m s2 m 流量系数 可取 0 40 3 平 立箅联合式雨水口 由于同时从顶部和侧向两个方向进水 平 立 箅联合式雨水口泄水能力大于单个平箅或者立箅 雨水口的泄水能力 联合式雨水口提高了泄水能 力和排水的保证率 在实际工程中 各种类型雨水口的泄水能力 与箅上水深 道路情况 横坡 纵坡 雨水箅子的 开孔角度 雨水箅子的材料等因素有密切关系 而 理论计算中无法完全考虑这些因素 造成实际收 水效果与理论值有较大偏差 定型雨水口的泄水 能力可根据 国家建筑标准设计图集 选用 表 1 为雨水口泄水能力参照表 在实际工程设计中 选用何种雨水口除应依 据不同型式雨水口泄水能力大小外 还应根据道 路设计 雨水径流特点 工程造价 施工水平和养 护管理水平等多种因素 综合比较确定 2 工程实际中雨水口布置的常见问题 2 1 一般城市道路 雨水口的位置 应能保证迅速 有效地收集汇 流雨水 因此 雨水口应布置在道路的汇水点 街 坊中的低洼处 沿街建筑物的雨水立管附近 应避 免布置在道路分水点 人行横道 建筑物口 其它 地下管线上方等妨碍周边交通和构筑物使用功能 的地方 但在一些道路排水工程设计中 雨水口布 置常存在如下问题 1 雨水口平面位置不准确 在实际工程中 设计人员有时在布置雨水口时 根据道路平面图 每隔 40 50 m 均匀布置雨水 口 而没有结合道路纵断面设计的具体情况 这就 造成了部分道路低点没有布置雨水口 有时雨水 口的布置虽然结合了道路纵断面设计 但由于对 道路设计的细节把握不清 造成错误 例如 把道 路纵断设计中的竖曲线转点 即变坡点 误认为成 道路的最低点 而把雨水口布置在变坡点的桩号 位置处 实际上 变坡点只是道路纵断面设计中的 控制点 并非路面最低点 如图 1 道路设计变坡点 位置在道路桩号 K0 392 182 处 最低点在桩号 K0 401 处 位置相差将近 10 m 如果按照变坡点 位置布置 势必造成雨水口位置不当 降雨时形成 积水区 2 平交路口雨水口位置不当 在道路平交口处 应该按照道路的 路口竖向 设计 将雨水口布置于道路平交口的最低点处 往往道路最低点设计在转角圆曲线的中间区域 表 1 雨水口泄水能力参照表 雨水口型式泄水能力 L s 平箅式雨水口 立箅式雨水口 单箅20 双箅35 多箅15 每箅 联合式雨水口 单箅30 双箅50 多箅20 每箅 图 1 道路最低点与变坡点 防洪排水177 城市道桥与防洪2012 年 6 月第 6 期 如图 2 从排水角度讲 道路这样设计存在如下问 题 a 道路交口形成雨水汇流时 容易在人行横道 形成漫流 影响行人通行 b 有时转弯曲线处会布置有缘石坡道和人行 横道线 这就造成了雨水口与缘石坡道 人行横道 线的位置冲突 成为了行人的安全隐患 为避免上述情况 在道路路口竖向设计中应考 虑道路雨水收集问题 尽量将路口最低点布置在 转角圆曲线与道路直线段交点附近 2 2 城市立交 高架路 由于城市立交 高架路道路型式复杂 高程变 化较大 影响雨水收集的因素较多 包括道路纵 坡 横坡 道路宽度 桥梁泄水管布置方式等 在排 水设计时 应在充分考虑这些因素的条件下 合理 划分汇水面积 布置雨水口 在工程实际中 常会 发生桥梁引路接地位置积水的情况 主要有如下 原因 1 由于桥梁引路 上下坡匝道道路纵断较大 雨水径流速度较快 桥梁泄水管只能收集部分雨 水 造成了雨水径流向下游道路的积累 因此在降 雨时 大部分雨水径流会通过桥梁引道汇集至下 游近平坡路段 要避免积水现象 首先应合理控制 汇水面积 尽量避免大面积雨水径流向低点汇流 其次需在引路 上下坡匝道接地位置加密布置雨 水口 增加联箅雨水口加强排水 图 3 为桥梁引路 附近雨水口布置 2 高架道路接地时道路设计一般需设置一定 长度的挡土墙 有时候道路会将最低点设置在挡 土墙路段 由于挡土墙多为钢筋混凝土结构 雨 水管道穿越挡墙基础需要特殊的处理措施 并且 管道埋设在挡土墙下不便于养护管理 这就为雨 水口的布置造成了一定困难 设计人员也容易忽 视此处的道路低洼不设置雨水管道 致使降雨时 形成积水 见图 4 在类似路段设计时 各专业 应充分协调 并尽量不要将道路低点置于挡墙路 段 2 3 城市地道 隧道 城市地道 隧道常发生客水涌入地道 造成淹泡 的现象 这往往也与收水设施布置的不合理有一定程 度的关系 在地道 隧道 排水设计中 需要遵照 低水 低排 高水高排 的设计原则 最大限度减小地道设计 收水范围 不仅要加强地道内的排水 为防止周边雨 水的涌入 还要充分考虑地道及地道周边地形 道路 条件 综合布置地道及周边的收水设施 地道设计通常须在地道引道前设置道路反坡 点 尽量加大地道以外路段的反向纵坡 并增设雨 水口加强反坡点前的排水 在地道最低点设置联 合式雨水口 必要时可以设置横截沟排水 具体实 例见图 5 2 4 雨水口的高程布置不合理 在高程布置上 雨水箅子的高程应低于周围路 图 2 某工程路口雨水口布置 单位 m 图 4 某立交匝道挡墙路段形成积水 防洪排水178 2012 年 6 月第 6 期城市道桥与防洪 总之 市政工程建筑设计是建筑师不可回 避的课题 如何设计直接影响其在城市景观中 的表现 在都江堰市西区自来水厂工程和江阴 澄西水厂供水工程两个大体量综合性水处理厂 的建筑设计中 我们创新并实践用地域文化的 理念来指导设计获得了有关专家的好评 大家 普遍认为 这种做法有助于开拓市政工程类建 筑的新思路 都江堰市西区自来水厂工程的建 筑设计还获得 2011 年度上海市建筑学会创作 奖 我们期待市政工程建筑继续发展 从而充 分展示我们社会发展进步的整体形象和时代精 神 面 平箅式雨水口低于路面 30 mm 立箅式雨水口 低于路面 50 mm 可以达到较好的收水效果 在 有条件的情况下增大道路横坡 也能改善雨水口 的收水效果 实际工程中有时使用立箅式雨水口 在铺设路 面沥青混凝土时 由于压路机无法完全接近道路 侧石 造成了侧石周边路面边缘局部隆起 这部分 隆起阻碍了雨水沿路面流入雨水箅子 造成无法 迅速排净雨水的情况 在道路改造时 加铺路面沥 青也会造成立箅式雨水口的过流断面减小 影响 收水能力 2 5 雨水口连接管设置不当 为保证雨水径流收集的水力条件 雨水口连 接管在与雨水检查井连接时 需要注意接入角度 在常规路段应尽量避免连接管与检查井下游雨水 管道夹角成锐角 应尽量少采取多个雨水口串联的收水方式 在雨水口串联布置接入雨水管道时 应注意雨水 口宜垂直雨水管道方向串联 不宜平行雨水管道 方向串联 3 雨水口的养护管理 为确保雨水口的正常排水功能 除保证设计 合理 施工准确之外 还需要大量的后期养护和管 理工作 雨水口在使用过程中 杂物 如泥沙 树叶 等 容易堵塞雨水箅子 直接影响收水能力 有些临 街用户污水直接接入雨水口 造成雨水管道淤堵 为解决这些问题 需加强雨水口的巡视 清扫 工作 采取一定的保护措施 例如在北方地区 非 汛期时在雨水口上覆盖包裹一层麻布袋 防止垃 圾进入井内 也可以在雨水口设计时 加装雨水口 截污网等设施 起到拦截污染物的作用 4 结论和建议 雨水口的布置是排水设计中一个重要的环 节 应考虑不同路段雨水口布置的针对性 避免随 意布置 同时 它的布置应与道路设计 景观设计 紧密结合起来 在满足相关规范要求的前提下 力 求达到排水迅速 不影响美观 不与其他交通设施 发生冲突的使用效果 参考文献 1 GB 50014 2006 室外排水设计规范 S 2 李曦淳 李鹏 李东 等 滨海新区海河隧道排水系统设计 J 中国给水排水 2010 26 18 39 41 3 朱浩川 高架道路排水设施设计探讨 J 上海市政工程 1999 49 1 63 66 4 北京市市政工程设计研究总院 给水排水设计手册 第 5 册 城 镇排水 M 北京 中国建筑工业出版社 2004 上接第 1 6 7 页 防洪排水179 Keywords wastewater treatment plant design A2 O wastewater treatment technology sludge treatment technology Ningbo Application of Regional Culture in Municipal Engineering Architecture Design Huang Xiongzhi 165 Abstract Taking the successful cases of architecture innovation in Dujiangyan West Waterworks Project and Jiangyin Chengxi Waterworks Project of two comprehensive waterworks projects as the examples the article expresses that the municipal engineering architecture is designed according to the city development planning and the state regulations and is also focused on the application of the regional culture in the architectural groups to make the architectures of municipal engineering more powerful cultural sense and vitality so as to take part in and bring forth the integral image of the modern urban development together with the public civil buildings Keywords waterworks architecture regional culture municipal engineering humanization greening building Treatment Strategy and Case Analysis of Initial Rainwater Pollution in Central Area of Shangha i Cheng Xiaobo 168 Abstract The article analyzes the present drainage system of the central area in Shanghai and summarizes the operation status of the drainage system in the central area Based on the experience of the initial rainwater pollution treatment projects at home and abroad and according to the cases of the initial rainwater storage treatment projects in Shanghai the article analyzes the operation status and the engineering effects of the rainwater treatment facilities in Shanghai and introduces the relative experience of engineering design which can be referred for the similar projects Keywords combined sewage system initial rainwater pollution storage tank Shanghai Discussion of Rainwater Collection Utilization System Mi Sihui 172 Abstract The article discusses several problems in the rainwater collection utilization system Based on the development conditions and rainfall status in various areas the article discusses the necessity and feasibility to implement the rainwater collection utilization system and deeply discusses the design of roofing rainwater collection utilization system by the engineering cases The roofing rainwater can be reused to the waterscape cycle and irrigation greening after treated by a series of technological flow i e collection pipe settling tank storage tank and filtering system in order to realize the water saving and energy saving objective and to improve and to enhance the residential environment and the ecological environment for the people Keywords roofing rainwater collection utilization Deep Discussion on Rainwater Inlet Layout of Municipal Roads Li Peng 176 Abstract The irrational layout of rainwater inlet is one of the impo