摘要：本文根据城市立交排水工程的特点，对城市立交排水工程设计前期工作、具体设计要点进行了介绍和分析，并结合工程实例，对城市立交排水工程设计过程中的关键节点进行阐述。
关键词：城市立交排水；前期工作；设计要点；设计经验
1 引言
随着我国经济高速发展和城市化进程的脚步，城市交通得到了迅猛发展。伴随交通流量的日益增加，传统路口逐渐难以承担重任，大型互通式立交越来越多的运用于城市交通中。近年来全国各地城市立交系统积水及涝渍现象频发，严重影交通系统的安全顺畅运行和广大人民群众的生命财产安全。如何确保立交排水工程设计的科学性、合理性、经济性，值得深思和探究。
2 排水工程设计前期工作
设计开始前，需要做好资料的收集、调查和分析等工作，以便为即将开展的排水设计工作提供充分的技术支持。
（1）对项目所在区域进行现场踏勘，了解现场地形地貌、周边道路、现状（规划）水系等情况；（2）消化吸收项目所在片区的控制性详细规划、排水（雨水、污水）专项规划等上位规划成果，以规划为依据和指导，确定排水体制、总体排水方向、排水出路、片区地表径流系数、污水管道设计标准等设计条件。（3）分析立交初步方案，了解立交所采用的形式，地面系、跨线桥、匝道等设计要素。同时结合排水专业的基本要求，对立交方案局部设计不合理之处作相应调整和优化。（4）调查分析周边现状、已设计的各类管线资料，避免在后期管线施工时出现纰漏。
3 城市立交排水设计要点
3.1 排水总体方案的确定
结合立交总体设计方案及相关上位规划，确定立交工程范围内雨、污水总体排水方向。排水总体方案的确定既要符合相关上位规划的要求，又要保证与现状、已设计排水设施相关联。
3.2 汇水面积划分
根据初步排水方案，对项目污水汇水面积进行划分，确定本段汇水面积和上游传输汇水面积，保证上、下游污水设计的连续性。
由于立交位置的特殊性和形式的多样性，雨水汇水面积不仅要考虑工程范围内地面系、跨线桥、匝道等区域的雨水，还需考虑立交周边雨水的汇入。设计时需遵循高水高排、低水低排，且互不连通的原则，以减小立交低洼处排水负荷，保证雨水排水的可靠性。
3.3 排水管道水力计算
排水管道水力计算，要根据暴雨强度公式、污水管道设计标准、汇水面积先行确定设计流量，再结合道路坡度、流速等因素确定设计排水管的断面尺寸及敷设坡度。计算时要利用道路坡度，减小管道埋深；同时把控设计流速，避免管道淤积和冲刷。污水设计还需将设计充满度控制在合理的范围内。
不同于一般市政道路，城市立交雨水管渠设计重现期不应小于10年，位于中心城区的重要区域，设计重现期应选用更高标准。
当立交范围内低洼区域雨水无法重力自排时，需设置雨水提升泵站，将雨水提升后排除。同时结合海绵城市设计设置雨水调蓄措施，减少雨水径流量，延缓雨水出流时间。泵站设计规模及雨水调蓄容积应与雨水管渠设计重现期相匹配。
3.4 管道设计
根据道路标准横断面及城市管线综合规划的要求，确定标准横断面管线布置图。排水管线通常设置于非机动车道内。具体进行排水管线布置时，需结合立交道路布置形式，宜参照道路主线及匝道中心线平行布置排水管线；同时考虑桥墩、挡墙、下穿通道等构筑物，预留足够的安全距离；雨水检查井位置和距离还应考虑高架桥排水立管的接入。
雨、污水管起点处覆土通常分别按1.5m、2.5m控制。若设计管线为非起点管段，则需结合上、下游现状（已设计）管线的设计标高，综合考虑管线衔接问题。
立交雨水口布置与市政道路布置相同，一般结合雨水检查井位置沿道路两侧布置双篦或四篦雨水口，至最低点处可逐步增加至八篦或十篦。同时可考虑在道路变坡点附近设置横向道路截水沟，以拦截高位雨水，避免雨水直接汇入立交最低点。
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3.5 管道施工方案
根据管道埋深、地质勘察资料、路基处理方案、当地施工条件及经验等因素，合理选择管材及管道施工方案。管道施工方案通常可选择放坡开挖施工、支护开挖施工及顶管施工。对于处于填方段且埋深较大的管段，施工时需注意施工时序，先下后上，即先进行排水管线施工，待施工完毕后，再进行周边桥梁等其他构筑物的施工，保证安全施工。
3.6 海绵城市设计
根据《海绵城市建设技术指南》及当地海绵城市规划设计导则的要求，对径流总量、径流污染削减率进行控制。通过在道路绿地内设置下凹式绿地、溢流式雨水口、软式透水管等设施，实现“渗、滞、蓄、排”等海绵城市设计理念。
4 南宁市凤岭北路-高速环路立交排水工程的一些关键设计节点
4.1 项目概况
南宁市凤岭北路-高速环路立交工程位于南宁市凤岭北片区东北处，是南宁火车东站片区交通枢纽的重要节点。立交为半定向、半苜蓿叶蝶型、全互通立交。雨水管渠为凤岭北片区的主要出路，顺接上游凤岭北路及火车东站站房雨水后，雨水主干渠最终汇入立交东北方向的现状那平江支流。污水管接上游凤岭北路污水，沿地面系穿过立交后向东敷设，最终向北排至三塘污水处理厂。
4.2 大管径管线施工
该立交为南宁市重要交通节点，雨、污水工程均有大范围的传输面积，排水管渠断面尺寸较大。结合道路坡、管道流速，管道埋深等因素，设计雨水主干渠断面尺寸B*H=3*2.6m~B*H=2-4*4m，坡度均为1‰，流速v控制在2~4m/s；污水主干管管径d2000，坡度1‰，流速1.5 m/s。设计雨水主干渠位于挖方段，平均覆土厚度1.5~2.5m，故采用放坡开挖。根据地勘资料，拟建雨水主干渠主要位于淤泥、素填土及粉质黏土，地基承载力普遍不高，需对做换填、压实处理。管基处理完毕后，其地基承载力不应小于120kPa。受上游影响，设计污水管主干管埋深较大，最大埋深达14m。拟建污水管主要位于全风化泥岩/粉砂岩，强风化泥岩/粉砂岩，地质分布均匀，承载力260~350kPa，可作为基础持力层，故污水主管干采用机械顶管施工，管材选用特制钢承口钢筋混凝土管，顶管间距控制在60~80m。
4.3 上跨地铁1号线
本次设计排水管渠（B*H=2-4*3.8m雨水渠、d1800污水管）在凤岭北路-高坡岭路路口处上跨现状地铁1号线，管线与地铁斜交，夹角约107°。经反复论证，结合安评单位提出的建议，对排水管渠采用如下施工方案：
（1）BxH=2-4*3.8m雨水渠：雨水渠底与地铁管片顶净距约5m，雨水渠大部分位于现状地面以上。场地清表后，人工放坡开挖至雨水渠基础设计标高，开挖深度约1m，设25cm厚中粗砂基础，再设置15cm厚C15素砼垫层，后进行排水渠施工。排水渠现浇完毕后填筑泡沫轻质土至路床。（2）d1800污水管：污水管底与地铁轨顶间的净距约4.70m，污水管设计管顶基本与现状地面持平。场地清表后，人工放坡开挖至污水管基础设计标高，开挖深度约2m，后设置20cm厚中粗砂基础，再进行d1800污水管敷设。污水管施工完毕后填筑泡沫轻质土至路床。
4.4 主要设计变更
由于高速环路为现状道路，交通流量较大，受相关主管部门对工期的要求，施工单位优先对上跨高速公路的桥梁及部分桩基进行施工，未能按原设计施工方案先行对Q2排水渠施工，未能遵循先下后上的施工顺序，致使施工现场已不具备放坡开挖施工的条件。后结合现场实际，对Q2排水渠进行设计变更，将原设计排水渠B*H=3*2.6m调整为两根d2400雨水管，开挖施工也相应调整为机械顶管法施工。
5 结语
立交排水工程是立交工程的重要组成部分，也是城市排水系统的重要环节，对城市交通的顺畅运行发挥着至关重要的作用。设计过程中应结合立交排水设计的基本特点，遵循相关设计原则，并结合项目外在工程条件，科学合理的开展设计工作，确保立交排水工程在后期投入使用中发挥出应有的工程效果。
参考文献
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[2]GB50014-2006.室外排水设计规范（2016年版）.中国计划出版社，2016
[3]李永光.浅议立交排水工程设计[C]// 城市道桥与防洪全国技术高峰论坛. 2012.
[4]赵晶.大型高速互通立交桥排水工程设计探究[J]. 西部交通科技, 2016(5):21-23.
论文作者:韦晓沛
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/14
标签：雨水论文; 污水论文; 管线论文; 汇水论文; 管道论文; 道路论文; 排水渠论文; 《基层建设》2019年第21期论文;