摘要:随着我国经济建设的飞速发展,城市交通已成为城市建设的重要问题。城市立交桥属城市道路的主体,而立交道路的排水又是该主体的一个重要组成部分,为此,本文主要对立交道路的排水设计的特点、设计原则及方案的选择进行分析和阐述。
关键词:城市立交道路,排水设计,方案分析
随着经济建设的飞速发展,城市道路立交建设发展的速度将越来越快,其功能将会越加完善。城市立交桥属城市道路的主体,而立交道路的排水又是该主体的一个重要组成部分,因为它直接关系到立交道路运行的安全可靠性、投资的经济合理性,为此,选择最佳的排水设计方案在立交道路工程中是极为重要的。
1.立交道路排水设计的特点
1.1排水设计的特殊性
立交桥属城市道路立交的主体,是连接整个立交各个不同部位并将几条交叉道路进行平面与空间组合的构筑物;是沟通和组织整个立交不同层次、不同方向交通的枢纽。由于立交桥位于城市交通道的十字路口处,连接立交桥各个方向的道路下均有上水、雨水、污水、煤气、电力、电信、照明等现况干管在此汇集,形成一个立体交叉的管网系统,再加上路口周围各种支线的接入,造成此处地下管线系统纵横交叉,错综复杂。
1.2排水设计的复杂性
由于立交均在2～3层以上,所以桥上、桥下、匝道、地下行人通道等各处标高相差很大,又纵横交错,容易造成雨水的汇集和排水不畅。立交道路排水设计中,如不能将高处的雨水有效地截流排走,就会直接影响到低处雨水的及时排出,一场暴雨过后,就会导致桥下低点路面积水受淹,影响车辆和行人的通行。由此可见,在立交道路排水设计时,要通盘考虑到整个立交范围的地面径流,能及时分散排除,是很复杂困难的。
1.3排水设计的繁琐性
由于立交桥是由道路、桥梁、给水、排水、煤气、热力、电力、电信等多种专业在一起共同完成的综合性设计,因此,各专业的相互配合协调是很重要的,作为重力流的排水专业必须先行,为路桥专业提供条件,根据下游水体(或干管)的水位及河底高程,共同协调确定桥下低点路面标高以及桥座、桥墩、挡土墙位置,同时又要与其它各专业进一步协调,以防止管线在平面及竖向上相互矛盾。由此可见,多专业间的配合,在立交道路排水设计中是十分繁琐的。
2.立交道路排水设计的指导思想和设计原则
2.1明确立交道路排水的任务
在进行立交道路排水设计时,首先应明确,立交道路排水工程的任务是确保立交范围内的大气降水产生的地面径流能够及时通畅地排走。大气降水主要以雨、雪形式出现,一般不考虑降雪的影响,对个别雪量大的地区,应进行融雪流量的校核,以流量大者作为设计依据。其次当地下水位高于或接近设计路基时,需解决地下水的排除。
2.2适当选择立交道路排水方式
立交道路排水可分为自流、调蓄、泵站抽升三种方式,也可以采用几种方式的组合,在进行设计时,应根据工程特点综合考虑,适当选择。
2.2.1自流排水
当立交附近有低于立交最低路面的市政排水管渠或其它排水出路时,即可采用直接排水方式,即自流排水。由于道路立交一般都设在交通流量大的交叉路口处,这些地区都有市政排水管渠。因此,在考虑立交排水方式时,应尽可能选择自流排水。自流排水是最经济、最安全的排水措施,它不需要专职管理人员和特殊工程设施,也不需要消耗能源。
2.2.2调蓄排水
当立交排水具备上述直排条件,但如已有市政排水管的过水能力不能满足设计雨水流量的排放要求,或市政排水管的管底低于立交低点,而洪水水位却高于立交低点,在这种情况下,则需储存一定的水量,待雨峰过后逐渐排放,这时需修建蓄水设施,以调节高峰流量。
2.2.3泵站抽升排水方式
当下游水体(或干管)水位高于立交道路最低设计路面,又不具备修建贮水池的条件时,需设置泵站,抽升排除立交范围内的雨水。
2.3立交道路排水设计的原则
为使立交范围内的雨水能够及时通畅的排出,不造成立交桥下最低点路面积水,应遵循以下原则:
①采用分散排除,即“高水高排、低水低排”的原则。
②根据下游水体及河底标高,尽可能选用自排方式。
③如条件有限,无法自排时,可采用泵站提升方式,但汇水范围尽可能小,以减小泵站规模,节省投资费用,同时便于维护和管理。
3.设计方案选择的重要性
3.1方案的选择是优化设计的关键
在工程建设项目过程中,设计方案的重大变动,对工程项目的投资具有直接的影响,设计方案的选择是影响整个工程项目建设的决定性环节,设计人员必须充分认识到这一问题的重要性,认识到没有高质量的设计方案,就不可能有高质量的设计。为此,在设计过程中必须通过设计方案的排序,选择最佳设计方案,以保证方案决定的正确性,避免其盲目性,避免设计工程中可能出现的失误和浪费,通过优化设计,最终达到保障工程的安全可靠性,提高其适用性和经济性的目的。所谓安全可靠性,就是要保障工程项目的大部分或全部分的使用价值不丧失,投资不致浪费;所谓适用性,就是工程项目要有良好的使用功能;所谓经济性,就是在保障工程安全、可靠和适用的条件下,做到造价低、不浪费和保证建成投产(使用)后的经济效益。
3.2方案选择应遵循的原则
①必须符合工程建设的建设方针政策。
②必须符合工程设计标准、规范及工艺合理、技术先进。
③必须适用国情,并且能够结合工程的实际。
④必须在满足所需要的功能和使用价值的前提下,投资费用最小。
4.结合工程特点选择最佳设计方案
在选择立交道路排水方案时,必须结合该工程的特点,因地制宜地选择安全可靠、经济合理的最佳设计方案,是做好立交道路排水设计的关键。为此,方案选择之前应做好如下工作。
4.1资料的收集与核实使设计方案的真实可靠性得到保证
①熟悉立交道路图纸,搞清道路高程、最高点和最低点位置,道路纵坡、横坡、各种车道及人行步道的关系,交通走向以及桥台、墩柱的设计等。
②调查收集立交范围内各种现况管线资料,并到现场进行核实。
③调查收集规划的雨污水排水系统,并了解其它各种规划管线情况。
④调查立交范围内的地质及地下水位情况,同时了解下游水体(或干管)的常水位、设计洪水位以及河底(或管低)高程。
4.2专业间的配合与协调是完善设计方案的唯一途径
鉴于立交道路工程为综合性的工程设计,需要多专业间的配合与协调,为使设计方案更加完善,更加合理,排水专业设计人应按以下程序进行专业间的配合与协调。
①排水专业人员在收集上述有关资料后,根据规划意图及现状管线和路桥专业提出立交道路排水初步设计方案。
②与路桥专业进行协调,确定桥下最低点路面高程。此时应注意最低点路面标高应有利于立交道路排水选择自流排水方式。
③道桥专业根据协调结果,结合排水专业的设计方案,复核排水管线平面位置与桥台、挡墙、墩柱是否发生矛盾。如有矛盾,路桥专业应进行局部调整或与排水专业再次进行协调。
④排水专业与路桥专业的再次协调,应根据排水专业重力流的特点,对立交范围内所布置的排水干线的平面位置及标高进行调整。由于受立交范围外上下游干线的高程所控制,很难做出较大变动,所以仅能进行局部调整。调整时应考虑到管线不宜在桥台、挡墙、墩柱下穿过,不能满足时应采取有效技术措施,避免荷载作用在管道上。
⑤与路桥专业协调配合后,排水专业还应与给水、煤气、电力、电信等专业进行协调,防止管线之间重叠、打架,并通过规划部门做好管线综合,确保各种管线在平面和竖向上的有序排列,为今后维护管理带来方便。
4.3立交道路排水设计方案构思
①立交道路排水设计思路上应灵活,分而治之,将各种不利的现状因素转变为可以利用的条件,从而缓解了矛盾,选择技术可靠的排水方案。
②立交道路排水方案是建立在大量调查研究的基础之上,并通过专业间的配合与协调,群策群力,使设计方案更加完善,更加合理。
③立交道路排水方案遵循设计原则,并结合该工程的实际情况,经过综合分析,优化组合,从而选择安全可靠、合理的最佳设计方案。
5.结束语
立交道路排水在整个立交工程设计中所占比重较小,但它的作用是不可低估的,对于立交道路排水方案的选择,每个工程有其各自的特殊性、复杂性及繁琐性,应具体情况具体分析,但安全可靠、合理经济是选择排水方案时应共同遵循的原则。