淺議立交排水工程設(shè)計

李永光

（上海浦東建筑設(shè)計研究院有限公司，上海 200030）

0 前言

隨著交通的迅猛發(fā)展，道路立交工程作為一種主要的交通樞紐正在蓬勃興起，其中道路立交排水工程是與道路立交密切相關(guān)的工程。雖然，排水工程在立交工程建設(shè)投資中所占比例較小，但其對于立交橋的安全通暢及沿線基礎(chǔ)設(shè)施改善有著重要的作用。

1 立交排水工程設(shè)計中基礎(chǔ)資料的調(diào)查了解

在立交排水工程設(shè)計時，主要需要對如下方面的基礎(chǔ)資料進行調(diào)查了解：

（1）沿線排水系統(tǒng)現(xiàn)狀及規(guī)劃，了解現(xiàn)狀排水設(shè)施建設(shè)情況及規(guī)劃排水體制、排水標準及規(guī)劃走向等情況；

（2）沿線水利工程現(xiàn)狀及規(guī)劃，了解河道或排洪渠等水利工程設(shè)施的現(xiàn)有斷面、水位、是否航道、屬幾級河道，以及規(guī)劃斷面、水位、通航條件等資料；

（3）沿線現(xiàn)有和規(guī)劃公用管線的設(shè)置情況；

（4）沿線現(xiàn)有地面標高變化情況和規(guī)劃地面標高變化情況；

（5）立交道路設(shè)計方案，由道橋設(shè)計專業(yè)了解高架道路、匝道、立交橋墩的不同形式、樁基形式及其施工方法等情況；

（6）沿線水文地質(zhì)情況。

2 立交排水工程設(shè)計一般設(shè)計原則及方法

2.1 總體系統(tǒng)方案確定

首先根據(jù)調(diào)查了解的工程相關(guān)排水、水利現(xiàn)狀及規(guī)劃經(jīng)過水力計算后確定排水管道總體走向、管徑、標高等系統(tǒng)設(shè)計方案。對于雨水工程還需考慮立交匯水范圍內(nèi)是否需要對設(shè)計標高低的區(qū)域設(shè)置雨水泵站排除雨水?？傮w方案的確定既要符合規(guī)劃要求，又要與已建工程設(shè)施相匹配，并盡量充分利用已建工程設(shè)施。

2.2 施工方法選擇

根據(jù)現(xiàn)有交通流量、交通允否情況，以及管徑、埋設(shè)深度、支管接入情況，周圍構(gòu)筑物及環(huán)境因素、當?shù)厥┕l件等情況確定排水管道的施工方法。在交通量稀疏、管徑不大且覆土不深的地段，可考慮淺層開挖施工；在交通量大、管徑大、覆土較深且公用管線復(fù)雜地段，可考慮頂管法施工。

2.3 排水管道具體布置

排水管道平面布置與一般市政道路下排水工程相似，仍應(yīng)結(jié)合設(shè)計立交道路布置，管道管位宜平行道路主線及匝道中心線布置，并盡可能地避免布置于機動車道下，同時要考慮避免橋墩和填土過高的路段。對沿線現(xiàn)狀排水管道，其管徑、走向、埋深符合排水系統(tǒng)規(guī)劃及高架排水工程要求的均予以利用，但也應(yīng)核查其是否與橋墩沖突或位于設(shè)計填土過高路段，以避免影響高架道路、立交、匝道及橋墩樁基。檢查井位置及間距應(yīng)考慮高架道路立管落水的接入，對于大口徑干管(特別是采用頂管施工的排水干管)，檢查井間距過長，不利于高架道路的排水，故須在主管旁設(shè)置截流管道，即先將地面道路、高架道路、立交或匝道排水及其范圍內(nèi)的支管引入截流管道，再由截流管道分段排向附近排水主管上的檢查井中。另外，排水管道平面布置中應(yīng)考慮與其他現(xiàn)狀及規(guī)劃公用管線的協(xié)調(diào)，特別是大的公用管線設(shè)施和大口徑輸水管道，在管線平面距離和高程布置上對排水管道有較大影響，不能忽視。

3 柳州蓮花立交橋排水工程設(shè)計中的幾點問題及體會

3.1 概述

蓮花立交橋工程是柳州市南大門上一個重要的交通結(jié)點和景觀結(jié)點，兩條相交道路南環(huán)路是城市快速環(huán)島重要組成部分，柳石路是柳州市南向進出口主要通道，是209國道的一部分。道路工程設(shè)計采用完全互通式苜蓿葉形立交。工程范圍排水工程按規(guī)劃為雨、污合流制，需敷設(shè)d 800～d2 400合流排水管道，排水管道下游匯入已建排洪干渠后至柳江邊，截流污水輸送至污水處理廠處理，雨天溢流合流污水至江邊排洪泵站提升后排入柳江。

3.2 設(shè)計中的幾點問題及體會

3.2.1 立交雨水匯水范圍的確定

立交雨水匯水范圍除考慮工程范圍內(nèi)地面道路、高架道路、匝道等處的雨水排除，還需考慮部分立交范圍外的雨水排除并預(yù)留雨水支管道。對于平原區(qū)的立交工程通?？紤]道路、立交、匝道及道路兩側(cè)紅線外一定距離范圍內(nèi)的雨水，而該工程位于丘陵地區(qū)地形起伏大，若考慮道路、立交、匝道及道路兩側(cè)紅線外一定距離范圍內(nèi)的雨水，并不能反映雨水匯水的實際情況，故該工程采取按地形分水線劃分來考慮立交工程范圍外匯入該工程的雨水匯水范圍。

3.2.2 與工程范圍外排水工程的銜接

與一般排水工程設(shè)計相同，了解了排水現(xiàn)狀及規(guī)劃后，與工程范圍外排水工程的銜接是重要的。該工程中方案設(shè)計時排水工程下游已按規(guī)劃實施，而上游設(shè)計的排水工程，其雨天合流污水由其他道路排向河道，截流污水則通過截流管道仍需匯入該工程合流管道。由于該工程排水體制為合流制，因此不僅要考慮合流總管道的銜接，對截流污水管道也應(yīng)考慮。

3.2.3 范圍內(nèi)大口徑主干管的施工

該立交的道路都為城市主要干道，往往規(guī)劃需敷設(shè)有較大口徑排水管道。該工程按規(guī)劃需敷設(shè)d2 400合流排水管道，埋深達11 m，設(shè)計中需根據(jù)地質(zhì)資料和如前所述的各種具體建設(shè)條件合理確定。

據(jù)勘察資料，該工程場區(qū)土層主要為河流沖積形成的粘性土及碳酸鹽巖石風化形成的紅粘土，其總厚度一般為5～15 m，分布及厚度都不均勻，地表為人工填土覆蓋，下伏基巖為中石炭統(tǒng)黃龍組（C2h）白云巖，巖層走向南北，傾向東，傾角15°。結(jié)合野外鉆探揭露及土工試驗成果，場區(qū)主要土層自上而下可分為：①層雜填土；②層素填土；③層淤泥質(zhì)土；④層表層亞粘土；⑤層粘土；⑥層亞粘土；⑦層含泥碳質(zhì)粘土；⑧層紅粘土；⑨層白云質(zhì)灰?guī)r。

考慮施工中會遇到巖石地質(zhì)，根據(jù)當?shù)厥┕l件頂管施工若遇巖石施工難度大，施工質(zhì)量亦難以控制，雖然現(xiàn)場周邊交通流量較大，但可將管道敷設(shè)于綠化帶中，距離周邊現(xiàn)狀道路及房屋有一定安全距離，故考慮開挖施工。實際施工中對遇巖石地質(zhì)的管段采用了無聲破碎劑靜態(tài)爆破技術(shù)，減小了對周邊環(huán)境的影響。無聲破碎劑靜態(tài)爆破，是將一種含有鋁鎂鈣鐵氧硅磷鈦等元素的無機鹽粉末化學反應(yīng)后，產(chǎn)生巨大膨脹壓力（30～50 MPa）將巖石（4～10 MPa）膨脹破碎。此法特點：破碎劑為非易燃物，無公害環(huán)保型產(chǎn)品，不屬易燃、易爆物品，運輸、保管、使用安全方便；破碎物體時不產(chǎn)生震動、噪音、飛石、粉塵及有毒氣體，對周圍的村莊、建筑物和人民生命財產(chǎn)不造成危害，絕對保證安全。產(chǎn)品破碎效果穩(wěn)定，一般可使被破碎物在12 h以內(nèi)發(fā)生破碎。

3.2.4 人行過街地道雨水泵站的設(shè)置問題

該工程中為方便行人過街，需橫穿柳石路設(shè)置人行地下通道，通道設(shè)計最低標高為低于周邊地面設(shè)計標高約4 m。經(jīng)核算，地道鄰近市政管道設(shè)計水位標高略高于地道處最低設(shè)計標高。若通過加大鄰近市政管道設(shè)計管徑以減小下游水頭損失，鄰近市政管道設(shè)計水位標高可略低于地道處最低設(shè)計標高，但該方案一方面增加了較多的投資，同時并不能確保雨天地道內(nèi)不積水，另考慮該工程為合流制，雨天污水倒流入地道對環(huán)境影響較大，故考慮設(shè)置雨水泵站排除雨水。

工程設(shè)計雨水泵站露天路段匯入地道雨水，由兩部分排出：在地道入口設(shè)置截水溝，溝以外雨水排入市政雨水井內(nèi)；截水溝內(nèi)的雨水進入通道雨水泵站系統(tǒng)。泵站位置設(shè)于地道暗埋段東側(cè)，地道內(nèi)雨水采用邊溝及橫截溝收集進入地道雨水排水泵站。該工程中泵站服務(wù)面積約650 m2，按照3 a一遇重現(xiàn)期，綜合徑流系數(shù)0.9計算，管道計算雨水量約為22.5 L/s。為保證地道排水安全，泵站按管道計算流量配泵，并設(shè)備用泵。雨水泵選用2臺潛水泵，1用1備,水泵技術(shù)參數(shù)為Q＝80 t/h，H＝16 m，配用電機功率N＝7.5 kW。

4 結(jié)語

立交排水工程具有排水工程設(shè)計的一般性，也有其不同的設(shè)計特點。對于具體工程項目只有根據(jù)立交排水工程的設(shè)計特點，按照一定的設(shè)計原則進行設(shè)計，并充分結(jié)合具體工程實際情況，才能做好立交排水工程設(shè)計，確保立交排水工程設(shè)計合理性及經(jīng)濟性，并使工程效益得以發(fā)揮。