常州市晋陵路铁路立交地道的排水设计

2012-09-25谢吉萍

城市道桥与防洪 2012年4期

谢吉萍

(江苏省常州市规划设计院，江苏常州 213003)

0 前言

沪宁铁路是沟通上海与南京的一条重要的交通大动脉。它与沿线城市道路相交之处，一般均采用城市道路下穿铁路的立交形式。由于江南地区水网密布，地下水位较高，立交引道内的地面雨水和地下水在最低处汇集后一般无法自流排出，如果排水设计不合理或施工质量不好，往往出现不同程度的地道积水、两侧挡墙渗水、甚至粉砂流失、地道洞身两侧最低处混凝土路面脱空断裂、挡墙位移、箱体倾斜等病害，严重影响交通。尤其是在寒冷的冬季，渗漏到路面的水结冰后，极易引发交通事故。

1 工程概况

晋陵路铁路立交由三孔洞身组成，中间一孔为机动车道，东西两孔分别为非机动车道和人行道。引道规划红线宽度40 m，其中机动车道32 m，非机动车道2×5.5 m，人行道2×4.5 m，机动车道与非机动车道间设挡墙分隔，立交引道及箱体横断面见图1。该立交箱体长14.5 m，立交全长425 m，机动车车道的纵坡3%，非机动车道的纵坡2.1%，沿立交东侧25 m处为北塘河。

2 路面水的排除

晋陵路铁路立交内自身独立的路面水排水系统有雨水口和雨水管组成。从行车舒适性和集水效果两方面考虑，雨水口采用偏沟式，在箱体两侧的转坡点和最低点处集中设置多篦雨水口，保证箱体内路面不会有大量的水流动和积滞。路面水由雨水口收集后，通过雨水管汇集至泵站排出，见图2。

3 地下水的排除

为保证路基的稳定和路面的使用功能，必须将立交范围内的地下水位常年降到路面结构层以下。

（1）盲管的平面布置

由于晋陵路立交引道较宽，地下水丰富，为减少盲管埋深，在快车道设置两道纵向盲管以降低地下水水位；为排除地面渗水以及其它城市给排水管道老化破损后的渗漏水，在上挡墙外侧大方脚上设置两道纵向盲管以解决两侧挡墙渗水问题，见图 1、图 2。

（2）盲管的纵断面设计

盲管的埋深应根据盲管的降水曲线来确定，盲管的降水曲线必须常年保持在路面结构层以下，具体计算见设计手册，盲管纵坡与道路同坡，见图3。

（3）盲管的横断面设计

由于盲管是埋在土壤中的，所以盲管外的反滤层的粒径设计是盲管成败的关键。

常州地区属于冲积平原，地层自下而上分布着第四纪全新世冲积层，根据钻探资料，青岛标高±0.00以上的土质为粘土和填土，±0.00至-2.00的土质为亚粘土，-2.00以下的土质为粉砂，按照水力计算，盲管管底标高-2.97 m，完全坐落在粉砂层中。

土的颗粒粒径见表1[1][2]。

表1 土的颗粒粒径表

人工滤层颗粒粒径按下式设计计算[3]：

与含水层相邻一层的滤料粒径dI=6～8di，两相邻滤料层粒径比一般为2～4。

图1 立交引道、箱体横断面示意图（单位：m）

图3 盲管排水系统纵断面图

图4 反滤层填料空隙图

式中：di——含水层的颗粒计算粒径。细、粉砂，di=d40；中砂，di=d30；粗砂，di=d20；d40、d30、d20分别表示含水层颗粒中粒径小于 d40、d30、d20的重量占总重量的40%、30%、20%。

根据以上计算，并参照渗渠人工反滤层构造[4]，盲管反滤层断面见图5，该反滤层在常州五星铁路立交中得以应用，且使用情况良好，但施工却十分繁琐，施工质量难以保证。在晋陵路铁路立交地道工程中，通过参阅多种资料，反复比选，依据常州土质情况，选用了软式透水管作为滤管，盲管断面见图6，该反滤层施工方便，但粗砂中不应夹带粘土、杂草、风化岩石等,并且必须冲洗干净，否则粗砂中的粘土会在软式透水管外表面结壳，影响地下水的排除。

图5 直管反滤层横断面示意图（单位：mm）

图6 软式透水管横断面示意图（单位：mm）

4 泵站设计

（1）立交泵站水量有两个来源：一是立交雨水，二是地下水。必须由各自的进水管分别进入集水池，集水池中间也应用隔墙隔开，防止雨水窜入地下水的盲管系统堵塞反滤层，另外，路面上的泥土也会随水流倒灌窜入地下水盲管系统，并在软式透水管内表面结壳，阻止地下水的排除。立交泵站的位置宜选在接近立交最低点的地方，使排水管线最短，排水安全度最高，泵站挖深最小。

（2）对处于流砂层中的进水管道和检查井必须作加固处理。由于检查井、管道等的不均匀沉降，致使排水管道在最薄弱处错位（检查井与管道接头处、管道接口处），一旦抽水泵抽水，管道内外的压力差会使得地下水夹带着部分粉砂土进入管内，造成砂土流失。在晋陵路铁路立交地道工程中，泵站进水管采用钢管，并进行钢筋混凝土包封（因为钢管易腐蚀）,检查井底板用钢筋进行了加固，以解决不均匀沉降对管道系统的影响。

根据以上分析及排水措施，建成后的晋陵路铁路立交通车已经十年，至今路面排水通畅，盲管排出的水清澈透明，无粉砂流失现象；两侧挡墙无渗水，路面在正常使用情况下干燥，完全满足行车要求。