張宏偉
(新疆石油工程建設(shè)有限責(zé)任公司,新疆 克拉瑪依 834000)
城市道路排水設(shè)計常見缺陷主要表現(xiàn)在以下幾個方面。
(1)排水系統(tǒng)設(shè)計不能滿足及時將雨水排出的要求。主要由于對暴雨強度及道路周邊地塊調(diào)查不夠細(xì)致導(dǎo)致暴雨強度重現(xiàn)期的確定不合理,造成路面雨水徑流量計算不準(zhǔn)確,最終導(dǎo)致設(shè)計排水系統(tǒng)排水能力不能滿足及時排水的要求。
(2)道路平交路口的排水設(shè)計疏漏,導(dǎo)致在平交路口的轉(zhuǎn)彎加寬低凹處缺少排水細(xì)部設(shè)計,積水現(xiàn)象較常見。
(3)在立交橋或通道處,下穿道路缺少排水設(shè)施或排水設(shè)施不完善,造成路面積水,在發(fā)生暴雨的時候積水深度達(dá)2m,形成較大安全隱患。
(4)忽略了雨水資源的充分利用。在淡水資源緊缺的國情下,尤其在北方干旱少雨地區(qū),很多城市花費巨大代價建設(shè)引水工程進(jìn)行城市綠化,但在城市道路排水設(shè)計方面卻忽略了對雨水資源的充分利用。
城市道路排水系統(tǒng)是城市道路建設(shè)的一個重要組成部分,城市道路排水系統(tǒng)設(shè)計不合理,考慮不周,給城市環(huán)境、居民出行造成了很大的影響。特別是近幾年氣候異常導(dǎo)致的暴雨天氣,使得城市道路排水設(shè)計中存在的問題逐漸突顯出來。道路排水系統(tǒng)設(shè)計不合理的危害具體表現(xiàn)在以下幾個方面。
(1)安全隱患。道路排水設(shè)計不合理會使路面積水,影響車輛的通行,嚴(yán)重時可能引發(fā)交通事故,造成人身財產(chǎn)的損失。
(2)道路的破壞。道路長期積水,使得路面長期在水中浸泡,加速了瀝青老化的進(jìn)程,使瀝青的粘附性大為降低,造成瀝青路面的早期破壞。另外,由于地表水的滲入,使得路基材料含水量增大造成路基承載力降低,路面結(jié)構(gòu)變形加大反過來加快路面的破壞,在車輛行駛中路面會因無法承重而塌陷、斷裂。兩種影響相互作用會嚴(yán)重縮短道路的使用壽命。
(3)城市居民生活的影響。排水不暢造成積水影響環(huán)境衛(wèi)生和出行,降低了居民生活質(zhì)量。
由此可見,城市道路排水系統(tǒng)的作用重大,其合理設(shè)計的意義深遠(yuǎn)。
城市道路排水設(shè)計一般分為兩類。第一類排水主要考慮地下水、農(nóng)田排灌對于路基的影響;第二類排水主要考慮路面水的排放,減少雨水對路基、路面的破壞。
第一類排水設(shè)計通常采用提高路基或者在路基底部設(shè)置隔水層等方法,具體就是在施工前開挖排水溝,以降低地下水的水位,對于軟土質(zhì)地區(qū)的路段一般鋪設(shè)50cm左右的砂石,以此來加快排水。
第二類排水設(shè)計包括對路面水和下滲水的排水設(shè)計:(1)對于路面水可以通過橫坡、邊溝等途徑來處理;(2)下滲水包括中央分隔帶下滲水和路肩下滲水,需要根據(jù)下滲水對道路的危害情況具體采取不同的方法,一般情況下采用設(shè)置隔水層結(jié)合縱向盲溝、集水井及橫向排水管連接邊溝、排水溝等路基排水系統(tǒng)排出。
城市道路排水設(shè)計除了滿足路基、路面排水的功能性要求外還要遵循一定的原則:首先,要滿足城市總體規(guī)劃和可持續(xù)發(fā)展的要求;其次,要符合科學(xué)性、先進(jìn)性和系統(tǒng)性的要求;再次,要充分考慮與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)和雨水資源的利用;最后,同時滿足以人為本,保障安全的要求。
城市道路排水設(shè)計的目的主要在于及時有效地排除地面水(主要指雨水)、地下水,以減少對道路的破壞和對人們生活的影響。排水的方法、措施多種多樣,在進(jìn)行城市道路排水設(shè)計中針對不同的道路類型、氣候環(huán)境、地理位置、地形條件選擇合理的排水方法、措施。
工程實踐表明,水害是路基病害中最為常見的病害之一,對路基的影響最大、最持久,水與土體相互作用降低了路基的強度和穩(wěn)定性。路基排水的任務(wù)是將路基范圍內(nèi)的土基濕度降到一定的限度范圍內(nèi),保持路基常年處于干燥狀態(tài),確保路基具有足夠的強度和穩(wěn)定性。路基排水的重點在于以下三個方面。
(1)降低地下水位
地下水的來源主要有地表水的滲入沉積,附近河流、溝渠水的滲透匯聚。受春融和雨季降水的影響,地下水位會顯著升高。在進(jìn)行路基設(shè)計時,一般采用提高路基或避讓的方式避免地下水對路基產(chǎn)生影響,但在地形、平縱線形的局限下,有時只能采取其他的路基防護(hù)措施。在路基排水設(shè)計中充分考慮地下水的類型、水位、埋藏形式、運動規(guī)律,在上方設(shè)置滲溝攔截,在路基下部設(shè)置透水性墊層,結(jié)合排水溝、盲溝等將路基下部一定范圍內(nèi)的地下水排出,使地下水位控制在一定的范圍是一種較為常用的方式。在此類設(shè)計中重點在于排水形式的選擇和排水能力的確定要滿足季節(jié)性排水的要求。
(2)對路基范圍以外地表水的攔截、疏導(dǎo)
在道路沿線地形低洼處,由于匯水范圍較大,形成地表徑流,在暴雨時期形成季節(jié)性洪水,容易對路基產(chǎn)生沖刷,導(dǎo)致路基坍塌、滑坡等病害。地表水如不及時排除,在上方形成積水并滲入路基還會產(chǎn)生路基沉陷,此類排水一般通過設(shè)置攔水壩、橋梁、涵洞等設(shè)施來處理。根據(jù)地形、地質(zhì)、水文情況,一般還要輔以漿砌護(hù)坡、擋墻、護(hù)坦等路基防護(hù)設(shè)施。
(3)挖方路段的路基排水
挖方路段的路基排水主要出現(xiàn)在城市快速路、主干道,一般采用設(shè)置邊溝、截水溝的形式對地面水進(jìn)行攔截匯集,結(jié)合排灌系統(tǒng)排出。由于邊溝一般設(shè)置在緊臨路基的兩側(cè),在進(jìn)行邊溝兩端頭的設(shè)計時要注意防止對路基產(chǎn)生沖刷。
路面排水設(shè)計包括以下幾個部分:行車道排水設(shè)計、人行道排水設(shè)計、中央分隔帶排水設(shè)計。
3.2.1 行車道排水設(shè)計
城市道路路面排水有雙坡排水和單坡排水兩種方式。當(dāng)車行道寬度較寬時,通常采取雙坡排水方式,以減少地表水在道路表面的徑流時間并迅速將水排除。道路兩側(cè)每隔一定距離設(shè)置一個雨水口來收集路面水,然后通過雨水支管將收集到的地表水排入雨水主干管內(nèi),接入城市排水系統(tǒng)。行車道排水設(shè)計是路面排水的重要組成部分,在進(jìn)行設(shè)計時要重點考慮以下方面。
(1)行車道的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計兼顧路面排水的要求
由于路面面層存在孔隙,地表水除大部分通過道路縱橫坡由雨水口排走以外,還有少量會通過路面孔隙、裂縫等滲入到路面結(jié)構(gòu)內(nèi),降低路基強度,因此必須采取一定的防治措施,如:①道路的縱、橫坡的設(shè)計要結(jié)合路面縱、橫向排水合理確定,在路線縱坡較大、較長的路段,加強橫向排水設(shè)計,適當(dāng)增加雨水口,避免雨水在路線低洼處的匯集;②根據(jù)氣候情況和道路等級要求設(shè)置上封層或下封層,防止路表水通過縫隙滲入基層和路基。
(2)行車道排水要充分考慮雨水資源的合理利用
在干旱少雨地區(qū),道路排水設(shè)計要充分考慮雨水利用,節(jié)約資源。首先考慮綠化用水,其次在有條件的情況下,考慮蓄水或與農(nóng)田水利系統(tǒng)、城市污水凈化系統(tǒng)結(jié)合進(jìn)行二次利用。
(3)凹曲線路段的路面排水
道路凹曲線路段是路面雨水最易發(fā)生聚集的地方,尤其在坡度和坡長較大的路段,出現(xiàn)暴雨時,由于雨水從凹曲線兩端快速匯集,往往會出現(xiàn)縱橫向地下排水管線排水能力不足的現(xiàn)象,雨水會漫過緣石、人行道從邊坡上流出,對邊坡產(chǎn)生沖刷,嚴(yán)重時會出現(xiàn)路基坍塌、斷路現(xiàn)象。因此在凹曲線路段需要根據(jù)實際情況設(shè)置護(hù)坡、泄水槽等防護(hù)設(shè)施。
(4)下穿通道、立交區(qū)下穿道路等地勢低洼處的路面排水
道路的運行實際情況表明,下穿通道、立交區(qū)下穿道路等地勢低洼處的路面排水應(yīng)在道路路線設(shè)計時作為必要條件主動考慮采用直接排水的方式,防止雨水的積聚。直流排水是最可靠、最安全的排水措施。當(dāng)條件限制不能直接排水時,應(yīng)采用設(shè)置排水泵站等方法及時排除匯集在地勢最低處的地面水。
3.2.2 硬化分隔帶及人行道排水設(shè)計
人行道匯水面積一般不大,主要考慮橫向排水。雨水通過橫向坡度自流排入車行道邊的雨水口內(nèi)。
3.2.3 綠化帶的排水設(shè)計
綠化帶的排水設(shè)計首先要考慮到雨水、灌溉水對路基路面的影響,在進(jìn)行路基設(shè)計時采用鋪設(shè)防水土工材料或黏土等方法防止水害的形成,其次在綠化帶內(nèi)設(shè)置滲溝、盲溝、集水井、排水管道等設(shè)施接合城市排水管網(wǎng),構(gòu)成合理綠化帶排水系統(tǒng)。在干旱地區(qū)也可考慮建設(shè)小型蓄水設(shè)施,加強對雨水的利用。
經(jīng)過分析,筆者就如何加強合理排水設(shè)計提出以下建議:
(1)進(jìn)行施工圖設(shè)計前,加強現(xiàn)場調(diào)查,并綜合研究調(diào)查資料,做到深化、細(xì)化、優(yōu)化排水設(shè)計;
(2)建立健全設(shè)計責(zé)任制,加強施工圖審核力度、深度;
(3)注重施工過程中排水設(shè)計的補充和完善。
城市道路排水設(shè)計是否科學(xué)合理是關(guān)系社會民生的重大問題,是一個需要綜合考慮多方面因素的復(fù)雜工程。在進(jìn)行城市道路排水設(shè)計時,不僅要考慮滿足道路排水的功能性要求,還要充分考慮城市的總體規(guī)劃和可持續(xù)發(fā)展的需要。加大城市道路排水設(shè)計合理性的管理,要通過對城市道路排水設(shè)計的內(nèi)容及其設(shè)計原則的認(rèn)真把握,深入分析城市道路排水設(shè)計中關(guān)鍵環(huán)節(jié)需要注意的問題,合理設(shè)計完善城市道路排水系統(tǒng),提高道路的使用性能,延長道路的使用壽命。
[1] 余楊欽.城市立交道路排水系統(tǒng)設(shè)計探討[J].福建建筑,2012(3):107-109.
[2] 劉壽洋.城市道路排水設(shè)計內(nèi)容[J].今日科苑,2011(20):159.