市政道路排水优化设计策略

◎张兵

（作者单位：合肥宝路建筑工程有限公司）

近年来，我国社会经济一直保持着良性的发展趋势，城市化建设水平不断提高，各项城市基础设施建设也日益完善。在城市建设过程中，市政道路是最关键的内容，同时也为人们的日常出行提供了有效的保障。针对市政道路而言，其排水系统主要起到处理城市污水、排放降水的重要作用。因此，必须要保障排水系统的施工质量，才可以确保市政道路的正常使用。但是在现实情况中，在对市政道路的排水系统进行施工建设时存在着一定的缺陷和问题，必须要进行合理的改造施工来保障排水系统的正常运作。基于此，文章结合工程实例主要对市政道路排水设计及其改造施工进行分析，希望可以为我国市政建设方面提供一些参考意见。

随着我国经济的快速发展，人们对于城市的发展建设越来越重视，尤其是市政道路排水等工作更是得到了广泛的关注。在对排水系统进行施工建设以及相关改造施时，必须要进行合理的施工方案设计，同时在施工期间进行严格的管控，切实保障排水设施的建设质量。对于排水系统质量的保障需要从以下几个方面着手：施工进度、前期规划和设计、准备工作、施工团队、质检工作等。只有加强对每个具体环节的分析和把握，确定施工作业的重难点内容，不断促进施工整体水平的提升，确保可以达到施工标准要求，以便于促进城市的进一步发展，满足人们的日常所需。

一、市政道路排水设计分析

排水系统的规划和设计主要包括以下两个部分：第一部分是雨水井、过街排水管等，在对此部分进行施工建设时，需要由施工单位进行具体的施工建设。第二部分主要是地下排水的检查井、并且还包括其主干线等部分，在实际进行施工时这部分内容的工作总量较大，并由排水公司负责。在对排水系统进行具体施工时，需要先从地下排水部分开始进行施工，后续再对道路路基进行施工作业，完成上述工作内容后再对雨水井等部分进行施工。

1.路基排水。

路基可以对道路起到有效的支撑作用，而市政道路对于路基的稳定性有着严格的要求，同时路基强度也必须要达到规定标准。一般情况下，如果路基湿度比较严重，则在对其进行碾压、晾晒等操作时难度系数也比较大。在遇到这种情况时，应该通过具有良好透水性的材料进行有效的处理，或者采取抛石挤淤等方法。针对潮湿路基而言，应该提前在路基两侧区域进行开挖，建设好排水沟。完成路基水的收集后，可以利用吸水泵将路基水排除干净。

2.绿化带排水。

在实际施工过程中施工人员经常会忽略绿化带的排水设计，但是近年来随着人们对生态环境的重视，城市绿化带面积越来越大，其功能性特征也更加突出。针对市政道路工程而言，在进行排水系统的规划和设计时，必须要重视绿化带排水设计。在实际进行绿化带设计的过程中，一般会按照分隔带进行具体的设计，当水分渗入到绿化带当中后，其中一部分会渗入到地表当中，而另一部分则会顺沿道路纵坡不断流下，所以应该将绿化带和路面结构进行有效的分割。另外，还需要在绿化带底部位置建设一条盲沟，这样可以使水分不断流入到雨水井当中。

3.路面排水。

一般可以将车行道的排水分为单坡和双坡排水两种，为了缓解城市交通拥堵问题，在设计市政道路宽度时会将数值设置的比较大，所以在选择排水方式时主要以双坡排水为主，这样可以使地表积水能够在较短的时间内有效的排出。同时在设计雨水口时必须要选取适宜的位置，使得路面积水可以最终流入到主干道当中。在对人行道横坡进行设计时，应该确保坡度和车行道方向相一致，这样可以使积水流入到雨水口当中。针对挖方段路面排水来说，道路两侧区域一般设有挡土墙，所以需要将截水沟位置设置在上方区域，从而有效的拦截地表水。

二、市政道路排水施工存在的问题

1.施工材料问题。

为了保障市政道路工程的质量，必须要确保施工材料质量符合规定要求。对于市政道路而言同样如此，其排水系统的建设也必须要应用高质量的材料。但是在现实情况中，部分施工单位为了节约经济成本，应用一些质量不过关的材料，使得排水系统老化过快并在使用过程中发生渗漏。

2.回填沟槽问题。

在实际进行排水系统的施工建设时，应该合理开展管道埋置工作。需要注意，在此期间必须要保障回填质量，否则会使得排水系统整体结构受到较大的影响，道路质量也会存在一定的问题。比如，当检测井附近区域的回填没有达到良好的密实程度、填料质量不符合规定要求等，都会导致回填土发生沦陷。

3.管道安装问题。

在对排水系统进行设计时，主要需要加强对排水管道的重视，同时认真按照规定要求落实管道安装工作，避免因为管道安装失误而影响到排水系统的各项实用功能。如果管道安装出现问题，市政道路质量也会受到一定的影响。在实际进行管道安装时，因为施工人员专业素质不过关、操作不规范等问题，使得管位放线、挂线出现错误、测量精确度不高，进一步导致管线连接错误、管道轴线偏移等问题出现，这样也会导致排水系统功能受到不良影响。

三、市政道路排水改造施工

1.管道渗漏。

如果管材质量不达标、管壁缺乏良好的抗渗能力，都可能导致管道口出现破损。而检查井壁出现渗漏则会导致管道沉陷，并出现局部积水问题。因此，在选取管道时，需要对应用材料进行严格的检查，确保其质量符合相关要求。

2.井的下沉、变形。

检查井发生下沉、变形、井盖质量不达标等问题都会使排水系统的外观受到影响，同时导致其各项功能无法得到有效的运用。为了解决此类问题，在进行施工期间需要认真检查检查井，包括：垫层、基层等部分。在对检查井进行砌筑时，需要科学设计井室和井口的高度以及具体位置，防止井体发生变形。除了上述内容外，还需要保障井盖、井座之间相互协调。

3.管道偏移。

在施工期间出现测量误差或者施工不达标等问题，都会导致管道出现积水或者偏移，所以必须要按照测量标准对交接桩进行复测。另外，在进行施工放样时需要根据该区域的地质水文情况进行分析和考虑，同时还需要进行严格的复测检验，尽可能地降低误差。

4.回填土沉陷。

造成压实效果不佳的原因很多，一般主要是因为在开展回填工作时没有分层进行夯实、井附近的回填工作缺乏有效性等，这都会导致压实工作不到位，使得施工后期出现回填土沉降等问题。为了确保回填料质量达标，在对管槽进行回填的过程中，需要严格按照回填具体位置、施工要求等进行综合分析，从而确保填料工作可以顺利落实，并选取适宜的夯实设备，这样可以进一步促进压实效果的提升。如果沟槽宽度比较小，一般会选取蛙式打夯机，也可以进行人工回填，但是需要注意绝对不可以应用水夯法。

四、实例分析

1.工程概况。

S105 省道合马路是合肥通往巢湖、芜湖、马鞍山的一条重要干线公路，也是合肥东向的一条出城道路，现为平原微丘区一级公路。近年来，随着道路使用年限的增长，加上车流量的不断增大，且超限超载车辆的增多，路面出现了不同程度的病害，龟裂、网裂、纵横缝等病害。为稳定路况，提升其通行能力和水平，保障道路安全畅通，实施公路养护工程。原有路基路面排水系统予以利用、疏通恢复。路面排水采取路面漫流、路线纵坡相结合的方式自然排水；街道段采用管道排水设计。

2.排水管道汇水面积与管段的划分。

首先应收集规划及相关道路资料，明确本条市政道路排水管是否需要转输其他流量，再结合地面坡度、地块的自然高程、规划高程及排水管道布置等情况，进行市政道路排水管道各设计管段汇水面积的划分。当涉及的地块四角高程相差不大且地势平坦时，汇水面积应结合周围排水管渠的布置按地块等分角线划分。当涉及的地块四角高程相差较大或有一定的地势坡度时，则按雨水汇入低侧的原则，地面雨水径流方向应划分较大的汇水面积。对于改建道路的排水管网设计，收集两侧已建场地的排水资料尤为重要，而不是一味盲目地对着地形图和路网勾绘汇水面积。结合合肥地区的路网规划及工程实践，排水管道设计管段的划分一般以120～240m 为一段。排水管道计算管段划分得短，则增加水力计算的工作量；排水管道设计管段划得长，则该排水管道设计方案不经济，增加工程造价。

3.排水管道的横断面布置。

雨污水管道于市政道路上的横断面布置，除了要与规划部门协商管线在设计道路上的相对位置，还可采用如下布设技巧避开管线的交叉问题。当雨污水单侧布置时，雨污水可布设于道路的不同侧，如污水管道在道路东（南）侧，雨水管道则相对位于西（北）侧。这样可以避免雨污水管道同侧时某一条排水管道位于车辆轮迹线的位置，方便日后管道的管理和维护。金塘路污水管道应布设于雨水管道外侧（靠近道路红线一侧）。如此雨水支管横穿污水主管，可以在很大程度上减少因管线相对位置与管网布置相反而产生的交叉处高程冲突问题。

图1 雨水支管横穿污水主管一般不会产生高程冲突（左）

图2 污水支管横穿雨水主管相对较易产生高程冲突（右）

4.排水管道管径与坡度控制。

根据统计资料，对排水管道造价影响最大的因素是埋设深度，相比之下，管径增加或减少埋深对造价的影响较小；管径加大所增加的材料费用对总造价影响很小，而它们的坡度变化对管道造价的影响是显著的，因此，当排水管道的排水方向与市政道路坡向一致时，管道可以沿着地面坡度敷设。选择管段直径时，主要考虑与地面坡度数值一致的水力坡度下满足流量、最大充满度要求的最小直径。当排水管道的排水方向与市政道路坡向相反或者管道敷设地点的地形比较平坦时，应先确定一个最小设计水力坡度，在一定的设计流量下，采用相对较大的管径，如此可减少管道的埋设深度、管槽的土方量，进而减少造价。另一方面，对于雨水管道而言，减小埋深可避免管道与出口底接而造成雨水顶托。S105 省道合马路设计的雨水管道排水量为1627L/s。设计管径为D1200、坡度为0.15%，者设计管径为D1000、坡度为0.4%，都能满足流量要求。但是该段排水方向与道路纵坡相反，此时应选择设计管径为D1200、坡度为0.15%，埋设深度相对提高70cm，管道沟槽土方及造价大幅减少。

5.排水管线与其他管线、障碍物的交叉处理。

市政道路排水管网设计的难点就是处理各种管线的交叉关系。处理管道交叉应结合实际情况，因地制宜。

（1）遇障碍物时可绕道避开。当障碍物旁有空余的空间可以用来布设管道时，可新建一段管道路由绕过障碍物。比如S105 省道合马路排水管道原布设于辅路上，遇到管廊检修车辆出入口及高压舱检修间，无法按原路由或降低高程通过时，于绿化退线内新建管道路由，绕道避开该障碍物，如图3 所示。

图3 排水管道遇障碍物绕行避开示意图

（3）降低排水管高程，下穿通过障碍物。本措施适用于下游排水出口无限制、有富余空间可降低排水管道高程的情况。S105 省道合马路排水管道遇综合管廊综合口，两侧场地无绿化退线可绕道通行时，降低排水管道。但该措施需与结构设计人员配合，做好管道的保护。

（4）倒虹吸穿越障碍物。当排水管道与其他市政管道的竖向高程严重矛盾，不能按原高程直接通过且无任何余地调整时，可采用倒虹吸法。该措施容易引起管道淤积，且应注意在倒虹吸前的排水检查井内设置沉泥槽，倒虹管内设计流速应达到0.9m/s 并大于进水管流速。在合肥地区，此措施一般用于污水管道，雨水管道系统中应用较少，不建议采用。

（5）调整管径。当排水管道与其他管道的竖向高程冲突较不严重，尚有余地可以调整时，可采用此法。该措施的前提是要保证其他管线可从从排水管上方通过，在保持排水管道上、下游衔接管内底标高不变的情况下，调整管材或采用双（多）孔较小管径管道代替原设计排水管道，降低管顶标高。根据实际工程经验，如果原排水管道采用钢筋混凝土管，替代管材可采用双孔小一级塑料管，实际过水效果较好。

（6）采用结合井。在排水管道和其他管径较小管线（如市政强弱电管道）等交叉无法避免的情况下，可设置结合井。该措施是在管道交叉位置设置结合井，将排水管道断开，其他管线按原高程从井内穿过。采用该措施需要注意对其他管线的保护，如加设防护套管等。同时，建议结合井落底60cm，①可使结合井作为排水管道的沉泥井使用；②因为其他管线从井内穿过影响部分过流断面，落底60cm 可提高排水水力条件。

五、结语

综上所述，现代化城市建设发展必须要提高对市政道路工程的重视。针对市政道路工程而言，其排水系统可以对城市污水进行良好的处理，并且可以解决自然降水的排放等问题，有利于保障市政道路的顺利运行。但是在排水系统实际进行施工建设过程中，由于存在着管材质量不达标、管道安装没有达到设计标准等一系列问题，使得排水系统在后期应用时发生管道渗漏、变形、回填土沉陷等现象。因此，有关部门和施工单位需要加强对排水系统的后期改造施工，从而保障排水系统可以正常发挥其各项功能作用，切实增强市政道路施工质量和整体水平，促进社会经济的良性发展。