下穿式道路防排水技术研究

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下穿式道路防排水技术研究【摘要】在社会经济飞速增长以及城市发展进程深入推进的新时期下，城市交通网络也变得越来越健全，城市下穿通道数量越来越多，很大程度上对城市的交通现状进行了改善，为城市可持续发展目标的实现提供了基础条件。但是，因为受到一些主观因素以及客观因素的制约，使得下穿式道路积水问题日益显著。通过大量的新闻报道得知，由于降雨等因素的制约，致使部分下穿式道路出现了严重的积水情况，深度大约在一米到两米，最终导致车辆不能正常行驶，交通不顺畅。所以，在道路设计过程中，路基必须要具备较强的稳定性和耐久性，排水设施的功能要健全，方便维修，保证可以将道路排水结构方面存在的问题高效解决。基于此，在本文的研究中，主要从下穿式道路排水系统设计的角度出发，并结合当前国内外城市道路建设排水设计的经验，对下穿式道路排水工程事故进行了剖析，包括降雨强度设计参数缺乏合理性、排水泵站设计与控制不科学、排水管道设计不规范，然后在了解成因的基础上，制定了具有一定可行性的下穿式道路防排水设计方法，希望能够让施工企业在修建下穿式道路期间，减少对道路以及地下水的破坏，进而对行车问题进行合理缓解，最大限度地延长道路使用寿命。【关键词】下穿式通道;排水系统;设计引言：在国民经济水平不断提升的新形态下，我国城市的发展也发生了翻天覆地的变化，但与此同时，对于城市交通网络的要求也越来越高。所以，在这种背景下，市政道路工程发展越来越好，立交橋数量持续增加，很大程度上对城市交通问题进行了缓解。但近年来，部分城市因为强降雨等因素的干扰，使得下穿式道路出现了较为严重的积水问题，对交通的顺利通行造成了非常大的影响。所以，为保证人们的出行更加便利，在道路工程建设阶段，务必要加大对下穿式道路积水问题的重视，结合实际情况，科学的对下穿式道路防排水技术进行利用，规范设计，增强城市道路的顺畅度，让来往车辆地行驶能够更加安全。1、下穿式道路排水工程1.1道路排水系统和设备7

1道路排水系统由不同的地下水和地表水排水系统、构筑物、运输设施、储存设施组成。排水系统根据水源可分为地下排水系统和地面排水系统;根据排水工程的位置、任务、目的和范围，道路排水系统可分为下穿式道路排水系统、地下水排水系统、路面内部排水系统、路界地表排水系统、构造物排水系统、地面径流排水系统等。但无论怎么划分，对于一个给定的点，排水系统是独立的，排水目标是明确的，但是对于一条线或一个面，排水系统必须相互作用，整个道路排水系统是一个系统工程，是一个比较全面的工程。排水系统是道路技术的重要组成部分，排水系统不完善，会对道路造成水损害，因此，为了保证道路的质量，我们必须做好道路排水系统的设计。1.2下穿式道路排水系统的功能在雨天，下穿式道路排水系统的主要功能是，及时排走立交桥范围内的雨水，保证交通的顺畅。但是，由于这类交叉口两侧的进场道路坡度大，积水迅速，很容易影响响彻安全，造成道路上的交通中断。同时，一般情况下，立交桥都处于城市交通网络的中心位置，一旦交通中断将产生严重后果，这也是要做好立交桥排水的重要原因。与其他道路排水相比，立交排水具有一定的复杂性和特殊性。从立交排水特点和排水部位出发，可将立交排水分为立交绿化区域排水、下穿道路地下水排水、下穿道路路面排水、立交桥面排水、一般道路路面排水。以上五部分的排水有其自身的特点，如：绿化区的排水需要有出路支撑，排水量大;由于道路下方地下排水水位较高，容易入侵道路结构，因此通常无法进行自排水;立交桥地下通道积水大，破坏大，应重视地下通道的排水;一般来说，这座桥的排水系统会积水，低洼处集水面积大，不能及时排水，会导致沉淀物更为严重;一般路面纵向倾斜大，汇水面积大，低水位易积水，积水可排入城市排水系统。2、下穿式道路排水工程事故分析2.1降雨强度设计参数缺乏合理性通过对道路排水系统的分析可知，其组成部分有很多，诸如排放设施、各种地下水、输送设施等排水系统。经研究，导致下穿式道路积水问题出现的因素有很多，而最为明显的就是降雨强度设计参数缺乏合理性。7

2①气象材料不健全，暴雨强度计算公式针对性不强。通常，由于地理位置以气候条件等存在的差异比较大，使得各个城市在发展期间，暴雨强度也大有不同。因此，在对计算暴雨强度的公式进行应用阶段，存在的局限性很显著。②综合我国现阶段推行和实施的法律法规来看，只是单纯的给出了暴雨强度的计算公式的具体统计办法，而因为各个地区的发展情况差异很大，所以很多地区在发展期间，并没有对这一公式进行完善，只是一味地借鉴现有经验，最终导致计算结果出现了很大的偏差[1]。③结合当下所应用的暴雨强度计算公式，使用的样本资料缺乏创新性，很多资料都比较陈旧，并且样本的容量很小。2.2排水泵站设计与控制不科学在对排水泵进行设计的过程中，存在很多不合理以及不规范之处，不能科学的进行控制，最终导致下穿式道路积水问题出现，严重影响了人们的出行。（1）排水泵设计排水能力不高①通常情况下，在对道路进行设计或者建设期间，应该在结合实际现状的基础上，最大程度的对直接接入路堑部分的周边支路进行减少，保证范围之外的水不会流动低点的反坡。但是，在我国目前实施的规范中，对支线接入主干道的设计并没有提出明确的要求，所以在组织开展泵站排水设计工作的时候，应该对支路未知数量进行综合的考量和设计[2]。②通过对下穿式道路工程的进一步分析可知，与周边的地表建筑相比，其高程要相对低一些。所以，在出现降雨天气的时候，经常会聚集很多的水。但是，在对排水泵进行设计的时候，所设计的汇水面积通常比较小。因而，一旦城市下起暴雨，排水能力就会降低，根本不能得到工程建设的具体标准和要求。（2）排水泵在突发情况下失去控制能力依照当前已经有的下穿式道路工程在建设过程中，对于设置的排水泵站，为了可以最大限度的提升经济效益，在控制方面，对自动分级启动及等的应用比较广泛。但是，对于一些设计等级低点的排水泵站，依旧在对人工口控制的方式进行利用。因为分级启动的水泵一般是在排水量不大的条件下运行，真正能遇到突发暴雨的情况屈指可数。故而，若有突发问题出现，自动控制的能力就会失去，甚至会出现启动不了的现象。2.3排水管道设计不规范7

3（1）排水管道设计施工不合理①在遇到降雨天气的时候，下穿式道路的雨水路径就会发生改变，从两侧开口端汇水地表流向路两侧的排水管道，然后顺着排水泵房借助水泵排放出去。从上到下，排水管道的水量应该的增大。但是，在具体道路设计或者施工工作开展阶段，设计和施工人员并没有对这一特征予以高度的关注，大多是应用某个固定的过水面积[3]。②与其他的工程项目不同，对于排水管道工程来说，隐蔽性很强。但是，部分规模较小的工程在建设阶段，经常忽视这方面的重要性，不能严格依照要求和规范进行设计和计算，最终导致排水管道工程细部施工存在了很多问题。严重影响了工程施工质量和效果的提高。（2）排水能力与预期设计存下出入针对雨水灌渠设计流量计算公式，具体为Q=ψqF，由此可以得出，对设计流程影响最大的就是径流系数。其中，径流系数ψ=径流量/降雨量=降雨量-地面渗水量/降雨量=降雨量（1-渗透系数）/降雨量=1-渗透系数〈1通过进一步的分析可知，影响径流系数的因素有很多，诸如植被分布、暴雨强度等。结合目前的规定和要求，各種地面种类下的径流系数如表1所示。3、下穿式道路排水系统设计3.1道路几何设计与路面排水（1）线路纵断面设计在对线路纵断面进行设计的时候，设计要点主要可以体现在两个方面，分别是竖曲线与纵坡。为保证设计的合理性以及规范性，应该结合现行的标准和规定，横向排水不通畅、路堑较长的路段位置的纵坡值〉0.3%，其他的路段的纵坡值需要大于0.5%.同时，在道路工程实际建设过程中，为了能够让路面的排水更加畅通，实效性更强，合成的坡度应该大于0.5%。通常，如果坡度相对大一些，形成的合成坡度也会相应变大，可以很大程度上对雨水在路面停留的时间进行减少，让雨水的排除能够更加快速[4]。7

4在对线路纵断面开展设计工作期间，必须要对排水对纵坡的要求进行充分分析，特别是要让坡度达到车道数量多的实际需求。在对后坡为上坡（下坡）、前坡为下坡（上坡）的竖曲线进行设计的过程中，应该从多个角度进行研究，不能不加考虑的对半径过大的竖曲线进行利用，具体如图2所示为全凹竖曲线。在这一路段中，针对长度的计算，公式具体为：S=2R通过计算公式可以明确：S所代表的是纵坡小于允许的纵坡最小值。其中，S的单位是米;i所代表的是允许的最小坡度值。通常，i的取值是0.5%，如果条件比较特殊，i的取值具体为0.3%;所代表的是曲线半径。其中，的单位是米;在公式中，对于纵坡而言，要比既定的最小坡度长度小，和竖曲线半径有正比关系。因而，将线形设计标准作为主要的依据，合理地进行设计，不能私自对竖曲线半径进行增加。（2）平纵组合设计在对平纵组合进行设计的过程中，为确保设计的有效性，让后续的道路通行可以更加便利，应该对驾驶员心理、视觉要求等进行综合考量。在设计环节，尽可能地让竖曲线与平曲线相对应，针对这种方式，可以让路面排水标准达到预期。并且，在设计阶段，一定要防止竖曲线顶点与S形曲线的拐点出现重合的情况，从而让道路额排水能够更加顺畅。3.2雨水口的设计（1）雨水口布置原则7

5雨水口的布设位置需要考虑多种影响因素，比如道路方向、周边广场以及建筑物、绿化情况、土壤情况等。原则上，应该设置在汇水点和截水点上，比如建筑物落水管的附近，道路低洼地带，小区出入口等，不宜设置在分水点及道路转弯曲线段、建筑物门口。一般，对于下穿式道路来说，雨水口的设置较为重要，对道路的排水影响很大。所以，在进行雨水口设计的过程中，一定要与立交地道汇水快的特点相适应，流量集中，在最短的时间内排除。在雨水口设计期间，在引道进、出涵洞的前方位置，可以合理地设置横截沟，保证能够起到对雨水进行高效拦截的效果。同时，在下穿式道路的两侧位置，对排水边沟进行科学地设置，提升过水能力。（2）雨水口间距在对雨水口进行设计的过程中，需要控制好间距，不能太多，保证不会出现浪费的现象，也不能太少，以免达不到日寸收集路面雨水的效果，需要结合工程的实际建设现状，科学计算。3.3排水泵站设计在对排泵站进行设计期间，需要合理的对设备进行选择和利用，将机泵控制系统设置于地面上，保证在遇到暴雨天气的时候，即便隧道会被淹没，但机泵控制系统的运行依然能够处于稳定的状态。同时，在泵站的设计方面，必须要严格依照规定进行，流入水泵中的水流应该尽量做到均匀平稳的，不会出现涡流问题，也没有夹杂空气。此外，针对进水池的进水口，应该和泵进口间预留出足够的长度，以便水流到达泵入口的前期阶段，空能够一直升到水表面，并可以在短时间内逸散。在水落下期间，控制耗能，以使进水池中不致产生过大的不规则的流速。结语：在本文的研究中，主要对下穿式道路防排水技术进行了详尽的分析，剖析了下穿式道路防排水的具体设计，并对下穿式道路结构主体的破坏机理进行了深入探究，总结出影响下穿通道排水的主要因素，同时在结合实际情况的基础上，制定了预防排水事故的具体办法。同时，根据下穿式道路防排水设计的具体特征，分析了排水泵站、雨水口等设计方法，最后提出了下穿通道内部排水系统的设计方案及技术建议。参考文献：[1]温新有.下穿式道路（通道）防排水技术研究[D].湖北：湖北工业大学，2018.[2]徐永芝.黄河冲（淤）积地区下穿道路结构与排水系统综合研究[D].山东：山东大学，2018.[3]李凡.疏港路下穿仙岳路通道工程关键技术研究[J].福建建材，2019（3）：151-153.[4]程园.不征地高速公路加宽下挖通道排水技术研究[J].交通世界，2020（10）：62-65.7

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