眉山工程造价公司近年来,我国国民经济持续快速发展,城市现代化建设步伐不断加快,大众对城市道路的功能性和舒适性要求也越来越高。以城市道路车道数为例,目前城市内的快速道路与中心主干道的车道数已能够达到双向八车道甚至更多。如此庞大的车道规模,对城市排水系统的承载能力和设计合理性提出了更高要求。因此,深入开展城市道路综合排水系统的研究,具有十分重要的现实意义和工程价值。
▲城市道路综合排水系统概述
城市道路综合排水系统是指将道路表面雨水、地下水以及周边汇水区域内的径流,通过科学合理的排水设施进行收集、输送和排放的完整体系。一个设计优良的综合排水系统,不仅能够有效防止路面积水,保障行车安全,还能延长道路使用寿命,减少水损害。下面从渗沟布设、表面排水设计、水力计算、排水口能力分析以及排水口间距设计等方面进行系统阐述。水运工程造价解释
〔1〕渗沟布设方案
①渗沟形式的分类
依据渗沟的结构形式与组成材料的不同,渗沟主要可分为三种类型。第一种是填石渗沟,通常也被称为盲沟,其主要利用级配碎石或卵石填充沟槽,依靠石料间的孔隙排水。第二种是在道路下部设置排水管的形式,通过埋设带孔的管道收集和导排地下水。第三种是在道路下部设置石砌排水暗沟,采用石块砌筑成具有过水断面的通道。这三种结构形式都由三个基本部分组成:排水层(用于输送水流)、反滤层(防止土粒流失堵塞排水通道)和封闭层(阻止地表水下渗并防止杂物进入)。每种形式适用于不同的水文地质条件和工程要求,设计时需要根据实际情况择优选用。
②渗沟构造的设计
在进行渗沟构造设计时,首先需要确定渗沟的预设埋置深度。然而,影响埋置深度的因素很多,主要包括:土地含水层的渗透性能、地下水位的高度以及水位升降的频率和幅度。如果渗沟设置过浅,无法有效拦截地下水;设置过深则会增加工程投资和施工难度。在一些需要长距离引排地下水的路段,则应当设置管式渗沟,以提高排水效率。当渗沟的长度过长时,为了确保能够迅速排出道路纵横方向内的汇水,必须设置横向排水管道,将纵向渗沟收集的水流快速引导至市政雨水管网或附近水体。横向管道的间距和管径应根据汇水面积和设计流量计算确定。工程造价不做调整
〔2〕道路表面排水设计
道路表面排水设计,主要是指利用城市道路本身具有的纵坡和横坡,将降落在路面上的雨水自然引导至道路两侧的雨水收集口(雨水井)中,随后雨水进入城市地下管网系统,最终排入河道或处理设施。城市道路表面排水的具体方式完全取决于道路所处的地理位置和周边环境条件。一般情况下,可以将表面排水分为以下两种典型形式。
①对于城市中心的市政道路,由于两侧建筑物密集、地下管线复杂,通常不能设置明沟。此时可以借助道路两侧的侧石(路缘石)和路面横坡所构成的浅三角形边沟,将路面雨水引导并聚集到侧石边缘,然后利用沿侧石间隔布置的排水口(雨水篦子)将收集的雨水排入雨水井中。这种排水方式简洁高效,与城市景观协调性较好。
②对于远离城市中心的环线道路、快速路或郊区道路,由于两侧用地相对开阔,无法或不适宜采用上述浅三角形边沟方式排水。此时应当在道路两侧设置梯形或矩形的明边沟,让路面雨水直接流入边沟,之后再通过边沟上的集水井或连接管排入雨水井中。这种排水方式与公路排水的形式非常相近,具有过水断面大、不易堵塞、便于维护等优点,但占地面积较大,对景观有一定影响。丰南工程造价公司
▲城市道路路表排水的水力数据计算
城市道路路表排水的水力计算,主要是针对特定路段和特定降雨强度下的设计径流量进行相应的数学计算。通过计算路面积水的流量、水深、流速等水力参数,可以为道路排水设施(如边沟、排水口、雨水井等)的尺寸设计提供科学的数据支持,并且能够为后续的道路排水设施建设和维护提供参考依据。这种计算方式,除了在重降雨期和传统道路排水计算方式有所区别之外,其他时期的计算内容与传统计算方法基本相同。城市道路路表排水的设计重现期(即设计暴雨强度出现的平均间隔年限)与城市道路排水设施的设计重现期密切相关,应根据道路等级、重要程度和地方降雨特征合理确定。对于设计重现期的取值,应当重点关注以下几点:
〔1〕对于平坦地形,通常是指地面坡度小于0.4%的坡道。在这种地形上,雨水流速较慢,容易形成积水,因此设计重现期应适当提高。如果地面坡度大于0.4%时,雨水能够较快汇流,道路排水设施的设计降雨重现期可以适当降低一级来使用,但不得低于规范要求的最低标准。
〔2〕在一些丘陵、盆地或低洼地区,城市的主干道往往会因为长期的路面积水而造成路面结构损坏、路基软化、行车安全隐患等问题。因此,这类地区的道路排水设施降雨重现期设计可按照实际情况适当提高,不应机械套用一般地区的标准。工程造价的管理
〔3〕在同一个排水系统内,可以根据不同路段的重要性和汇水条件,采用统一的降雨重现期,也可以根据降雨的实际情况(如不同区域的暴雨强度差异)设计不同的降雨重现期。但无论采用哪种方式,都应确保整个排水系统的协调运行,避免因重现期不一致导致上游排水能力不足或下游过载。
▲城市道路排水口排水能力分析
排水口是道路表面排水系统的关键节点,其排水能力直接决定了路面雨水的收集效率。影响排水口排水能力的因素主要包括城市道路自身的几何参数以及排水口的设计形式和尺寸。
〔1〕城市道路自身的因素
城市道路的纵坡与横坡是影响路表排水能力最为主要的两个几何因素。
①道路纵坡的影响。根据边沟的水力计算定律,当边沟内的流量保持一定数值时,道路纵坡的变化会直接改变边沟内的水力计算参数,进而引起相应的流量变化。最为明显的表现是:纵坡增大时,边沟内的水流速度加快,侧石处的水深相应减小,过水断面面积大幅降低。由于道路纵坡的变化会影响到排水口的截流率(即排水口实际收集的水量占边沟总流量的比例),因此,在纵坡变化较大的路段,排水口的间距和形式也应相应调整。福州交通工程造价
②道路横坡的影响。在边沟内流量正常的情况下,道路横坡增大,边沟的过水断面的宽度将会随之减小,而拦水带或侧石处的水流深度将会大大增加。水深增加有利于提高排水口的进水效率,但同时也可能加剧路面水膜厚度,影响行车安全。因此,横坡的设计需要在排水效率和行车舒适性之间取得平衡。
〔2〕排水口设计的形式和尺寸
根据笔者多年的实际工作经验,城市道路排水口的形式大致可分为四种:开口式排水口(即在侧石上开设矩形或弧形缺口)、雨水口式排水口(即设置带篦子的雨水井)、组合式排水口(将开口式与雨水口式结合使用)以及狭槽式排水口(在路面边缘设置连续窄缝)。不过在实际工程应用中,最为常见的还是前三种形式的排水口。
开口式排水口的尺寸设计主要依据排水口的宽度来确定。根据公路排水设施设计规范中的指标,一般情况下,开口式排水口会出现两种最为常见的设计宽度:1.5米和3米。宽度较小的排水口适用于流量较小的路段,宽度较大的排水口适用于流量较大的路段或纵坡较大的坡底处。
雨水口式排水口的尺寸设计,主要依据雨水口的种类和篦条的尺寸来确定。雨水口的种类若按篦条的设置形式划分,可以分为横向篦条(篦条与行车方向垂直)、纵向篦条(篦条与行车方向平行)和蜂窝状篦条(篦条呈网格状排列)。不同的篦条形式对水流进入效率和杂物拦截能力有显著影响。雨水口的尺寸主要根据篦条的间距和净空面积来确定,应确保在满足排水流量的同时,防止过大杂物进入管道造成堵塞。江苏工程造价网站
组合式排水口的尺寸主要按照以上两种排水形式的尺寸进行综合确定。一般情况下,组合式排水口的运用需要根据道路排水的实际情况,灵活结合开口式排水口与雨水式排水口的优点,例如在纵坡底部设置开口式排水口以快速收集路面水流,同时在其下游设置雨水口式排水口作为补充,以提高截流效率。
▲排水口间距设计
由上述分析可知,要准确评价排水口的排水能力并将其落实到实际工程中,不仅需要对各种类型的排水口进行相应的水力计算,还需要根据不同路段的排水需求进行合理的间距设计。这里主要借鉴竖曲线底部和连续坡段两种典型情况进行分析。
对于竖曲线底部的排水口设置而言,只要考虑到排水口的尺寸和类型即可。由于竖曲线底部是路面汇水的低点,水流集中且流速较慢,因此排水口应设置足够的数量和宽度,确保能够及时排空积水,避免形成较深的水洼。在道路路表排水设计时,还需注意以下几点:
〔1〕从城市道路建设的角度来说,道路纵坡不可能始终保持不变。因此,在道路纵坡不断变化的过程中,不同纵坡段上的排水口间距也应当随之进行调整。具体而言,在道路纵坡较缓的地段,由于水流速度慢,过水断面水深容易超过允许值,为了确保路表过水断面小于规范允许的最大水深,就应当将排水口之间的距离尽量减小,增加排水口的密度。工程造价测量什么
〔2〕在凹形竖曲线底部前后两个方向设置排水口时,这种设计方案能够有效防止排水口被路面杂物(如树叶、泥沙等)堵塞,以确保排水口的过水面宽度保持稳定,避免过水断面的数值发生较大变化。竖曲线底部排水口与其前后相邻排水口之间的距离,可依据竖曲线长度、曲线上的水深以及曲线坡度等参数共同计算确定。如果竖曲线前后两个方向的坡度(In和I12)的数值增大时,意味着水流速度加快,那么前后排水口的间距取值可以适当增大;反之,如果坡度较缓,则间距应当相应减小。另外,所取间距数值还应当与设计水深h形成正比关系——设计水深越大,允许的间距可以适当放宽。
〔3〕对于城市内不同功能等级的道路(如主干道、次干道、支路等),在进行排水设计时,不仅要考虑到排水口的排水能力,还应当根据道路交通量、行车速度以及过往行人的安全需求进行综合评估。此外,还应注重排水口周围环境的实际情况,分析可能进入排水口的杂物(如落叶、垃圾、泥沙等)的数量和类型,进而设计合理的杂物过滤设施(如设置格栅、沉泥井等),避免过多杂物涌入排水口内部,从而保障排水效率的长期稳定。
现代化城市建设的步伐越来越快,我国城市发展逐渐踏入高质量发展的新阶段。城市综合排水能力是衡量城市现代化水平的重要标志之一。一套排水效果优良的综合排水系统,可以使城市交通更加顺畅,有效防止因路面积水引发的交通拥堵、交通事故以及道路结构水损害等问题。除此之外,城市综合排水系统的排水效率还会直接影响到城市经济的正常运行——暴雨内涝导致的交通瘫痪、商业活动中断等损失往往十分巨大。
因此,在现代化城市建设过程中,城市综合排水设计应当紧密结合城市建设的实际情况,因地制宜地选择排水设施的类型、尺寸和布局,设计出排水效果优良、运行可靠、维护便捷的排水系统,以切实保障城市道路交通的安全与畅通,为城市可持续发展提供坚实的基础设施支撑。工程造价水电市政