市政道路排水系統的設計要點和優化措施

王一丁

石家莊新藝市政設計有限公司 河北 石家莊 050011

1 市政道路工程排水系統重要性

市政道路工程中的排水系統具有重要作用，可以保障整個道路的順暢通行。排水管道系統能夠針對地面道路起到良好的防護功能，假如管道施工設計中產生某種問題，便會影響雨水的順利排放，阻礙城市道路交通。因為道路被長期浸泡，不但影響行人正常通行，同時還會破壞整個路基，降低道路整體承載力，嚴重情況下還會產生坍塌問題。合理設計市政道路排水系統還可以保障周圍建筑和路基安全性，水滲透至道路結構內，容易威脅道路安全和質量，影響道路結構穩定性。假如路面表面積較大，容易影響周圍其他設施和建筑，由于無法及時排出水，導致其滲入路面，影響周圍建筑安全和土壤安全[1]。

2 市政道路排水設計中存在的問題

排水管網規劃缺乏合理性，主要表現有市政道路排水管道坡度及管徑設計值略小，無法滿足實際排水需求；雨水排水系統設計未充分結合道路豎向設計、地形地勢、規劃路網、雨水匯水面積等因素或未與該區域已有道路排水系統相結合，嚴重影響雨水排水系統的排水能力。

缺乏與其他市政管線的統籌規劃，主要表現有規劃設計缺乏整體性和前瞻性，存在部分管線規劃設計無依據的情況。

排水系統的選擇缺乏科學性，排水系統的科學性不僅對排水系統的規劃設計和施工建設具有直接影響，還對所在區域或城市的環保工作、市政建設具有較深遠的影響。從實際情況來看，部分地區在進行排水系統選擇時存在一定的盲從性，沒有結合城市自身的實際情況，導致其功能實現的可能性較低，影響市政排水系統功能的發揮。

3 市政道路排水工程設計的要點

3.1 排水管道設計要點

3.1.1 科學設定管道走向與設計參數。在進行排水管道設計時普遍會遇到在原有管網基礎上進行優化改造的情況，受新舊管網系統設計差異性、現場環境復雜等因素的影響，管道設計具有較大的難度。鑒于此，在排水（雨污）專項設計過程中，設計單位在進行管道設計前，著重加強了相關數據信息的收集和調研，以此全面而深入地了解目標區域的原始管網狀態、周邊環境條件及相關數據參數，以便對管道走向和施工參數進行科學設計。

3.1.2 做好排水管道橫斷面布置設計。在以往道路排水設計工作中，經常出現管線標準橫斷面設計圖紙中僅標識雨水、污水管線位置的情況，而沒有標識出道路排水管線的位置及相應設計參數，從而影響市政道路排水系統的施工建設。鑒于此，在排水（雨污）專項設計過程中，設計單位考慮到該項目存在多種管線且不與道路同步實施，因此在管道設計時采用了將雨水、污水管線敷設于非機動車道下方的設計方案，同時，將管線位置與車輛輪跡線錯開并在路兩側較寬的綠化帶下設置預留管線走廊。

3.1.3 確保管線過街預留工作合理性。很多城市都有明文規定，新建或改建道路在規定時間內不得進行開挖施工，因此市政道路排水管線過街預留設計的合理性至關重要。在排水（雨污）專項設計過程中，設計師每隔120～150m便預留一個支管和檢查井，在道路交叉口及間隔500m左右均設計有預埋過街管，同時積極與道路工程相關部門協調，使部分涵洞具備預留管線通道的功能。在預留過街管道設計方面，要求使用管徑為1m的鋼筋混凝土管，其管頂覆土必須≥2m且兩端均要設置檢查井。

3.2 排水管道布局要點

進行排水管道布局過程中，充分考慮排水（雨污）專項設計的實際情況，設計單位明確了以下設計要點。

3.2.1 結合目標區域用水特征，明確排水管道布局側重點。區域用水特征對于排水管道的布局具有直接的影響，因此在布局過程中充分了解目標區域的用水特征，針對性地制定排水管道布局規劃側重點。如城市老城區主要以住宅為主，其區域用水具有排水時間和排水點分散的特征，因此為滿足居民的排水需求，排水管道布局規劃側重于提高排水管道的覆蓋率；而像臺商投資區這樣的開發區或工業區主要以企業和工廠為主，其區域用水具有排水點和排水時間集中、排水量大的顯著特征，因此排水管道布局的側重點是提高排水管道的排水量。

3.2.2 合理規劃排水分區，科學進行排水管道布局。根據所屬流域對目標區域進行排水分區，可實現目標區域排水情況的細化，從而有利于設計師進行更加細致、科學的布局規劃。例如：在排水（雨污）專項設計時，項目設計單位根據所屬流域將臺商投資區劃分為9個排水分區，然后根據各區域具體的匯水面積對排水管道進行合理布局，在確保分區排水需求得到滿足的基礎上，實現排水系統建設資源的合理化配置[2]。

3.3 檢查井結構設計

檢查井在排水管道工程中發揮著重要作用，屬于一種不可分離的附屬構筑物，整體結構形式以磚砌混凝土為主。因為工程成本造價、工期、地方標準以及地方習慣等因素影響，普遍統一選擇磚砌結構形式進行施工，而在近幾年發展中，開始傾向于統一應用混凝土結構。對于檢查井整體結構設計，需要對整體應用環境和鋪設位置進行重點分析、合理應用、科學分類，禁止一概而論。人行道下因為整體荷載較輕，對于檢查井的結構設計強度沒有太高的要求，普遍很少產生人行道下方檢查井損傷和塌陷等問題，為此可以直接選擇磚砌結構進行檢查井施工，符合具體要求，進一步節約工程投資。車行道下方通常需要承擔較大荷載以及各種潛在施工質量影響，導致馬路陷阱問題增加，對應影響因素較為多樣，其中檢查井的施工質量以及結構強度便是主要影響因素之一。盡管從理論層面分析車行道下方檢查井設置為磚砌結構具有較強可行性，但聯系往期工程經驗分析，還是選擇混凝土結構施工的效果更好，保障更強。

3.4 合理布置雨水口

結合室外排水設計相關標準規范要求分析，雨水口間距盡量控制在20～50cm之間，比如某個城市中的基礎習慣便是根據20m的間距實施設計布置，并以單篦式為主。按照該種間距進行設計，盡管從規范層面沒有任何誤差，但其中存在某一問題，即雨水口主要經過檢查井和市政雨水核心管道連接的，如果將間距設置為20m，則需要設置較多的暗井以及雨水檢查井，如果選擇單側布管方法，還需要設置各種穿路過街管，整體節點增加，擴大了施工復雜度，擴大質量控制點。此外，因為雨水管道普遍安設于機動車道當中，檢查井也應該在車道內進行設置，從而影響路基安全系數和整體性。

為此在后期設計中，需要對雨水口對應間距分布進行合理調整，整體間距設計按照40m的基礎原則，設計為雙篦形式。從功能層面進一步減少因為和雨水口連接所設置檢查井數量，進一步提升整個路基完整性。綜合考慮美觀性、協調性和統一性等影響因素，可以按照等間距設計的基礎原則，針對道路中的雨水口、變坡點以及低洼部位需要實施加密設置。

3.5 合理設計排水口

盡管從表面看起來，道路對應排水口管道無須進行過多研究，主要分為排入其他水系河道、道路管道以及路外沖溝等狀況，對應設計工作也是直接利用簡單的就近排入某路和某河流當中，沒能形成明確設計圖紙。這也是經常被忽略的設計內容，考慮不全，為此需要在后續設計中進行合理補充，比如單純結合道路紅線范圍對應排水設計，末端出口實際上排入大溝以及河道等需要進一步延長管道鋪設距離，長達上百米，短僅有幾十米，大部分單位沒有考慮相關設計內容，從而產生斷頭排以及斷頭管等狀況。部分負責施工單位通常會主動提出建議，大部分設計都是怎樣出，便在現場怎樣操作。最后產生理論和實際不符問題，無法順利排出管道水，實際排出量較小，高填方段對應排出口直接甩出，沒有任何抗沖刷以及消能措施，或排出口對田地直接沖刷等不妥當以及不合理狀況。排水工作屬于一項系統工程，無法一步到位。為此在設計排水出口過程中，需要綜合考慮遠期發展目標和近期發展目標實施，特別是近期周邊排水體系缺陷條件下，應該綜合考慮各種近期排水處理影響，保障設計工作的完整性，避免出現半成品。

3.6 專業協作設計

排水管道設計同樣涉及不同專業的交叉作業以及配合工作，不同專業之間需要形成良好協作意識，如果依據前期設計標準，容易導致后期出現各種無法處理的施工問題。比如在工程設計中，因為人行道寬度較小，管道分布相對緊湊，通常會產生管道和標牌以及路燈等基礎設施沖突等問題，為此在兩種專業設計中，需要與前期階段實施全面對接，或利用管道保護以及繞行措施，不然在管道結束鋪設工作后，在較為不利狀況下容易產生返工問題[3]。

4 市政道路排水工程設計的優化措施

4.1 針對不同道路進行分類設計

現代市政道路工程建設過程中，道路的等級和類型很多，不同等級和類型的道路對于道路排水系統的要求也存在一定的差異。因此，在排水（雨污）專項設計中，針對濕度較高的路基，設計師在路基兩側設置了縱向排水溝，對原始路基進行換填，達到了提升排水效果的目的；針對地勢較低的路面，因其地勢較低，暴雨會短時間在此處匯集，所以該地區對排水系統的排水能力和排水量具有較高要求，直接排水這種常規性的設計方法通常難以滿足排水要求，基于此，設計師通過在道路兩側設置蓄水池的方式來提高道路排水系統的調蓄能力，保證排水效果；針對地下水位較高的路段，設計師通過在路基下方設置暗溝、滲井、滲溝的方式來疏導地下水，以此降低該區域地下水位，以此提升道路排水效果。

4.2 加強排水設計的微觀控制

市政道路排水設計中所說的微觀控制，主要指的是對道路排水系統管材及相關建設材料的控制。在排水（雨污）專項設計中，設計單位針對微觀控制主要提出兩個工作重點：

首先是提高管材設計的科學性。具體而言包含兩部分工作，一個是在全面掌握現階段市政道路排水主要管材類型、性能、使用條件和應用局限性等的基礎上，根據目標區域環境條件、項目具體排水要求選擇最適宜的管材；另一個是在設計過程中，對管材的質量標準、型號參數、施工方法進行明確標注，以此確保施工過程中管材使用的準確性。

其次是加強對新型材料的設計運用。除管材以外，設計師還應注重新型材料的使用。例如“海綿城市”理念下，加強道路排水系統的透水鋪裝設計，在設計中盡可能多地使用透水磚、透水混凝土等材料，在提升排水能力的同時，實現水資源的循環利用。

4.3 重視排水設計的合理性

除了做好排水設計的微觀控制，設計師還尤為重視排水體系的合理選擇以及與其他市政設施的有效聯系。在自排區污水管道的設計過程中，一方面依據總體規劃、規劃路網及規劃地形地貌特點對污水干管進行設計，同時要求中途提升泵站的土建工程按遠期目標進行設計，泵站內部水泵設備按近、遠期規模分期安裝，并在此基礎上對管道設計流量進行科學計算，根據計算結果設計管道最小坡度；另一方面，結合現有污水提升泵站分布及使用情況，施行“一廠方案”式污水系統整體布局方案，并基于對“污水回用”因素的考慮，在管網規劃布置過程中最大限度地聯結和利用現有給水點和中水使用點。

5 結束語

綜上所述，市政道路排水設施是城市道路建設的重要組成部分，其規劃設計的科學性與合理性對城市的宜居水平和建設發展具有重要的影響。新時期，相關管理部門和規劃設計單位應充分了解市政道路排水設計存在的普遍性問題，明確市政道路排水設計的工作內容和排水管道設計的要點，在此基礎上，通過采用針對不同道路進行分類設計、加強排水設計的微觀控制、重視排水設計的合理性和健全市政道路附屬設施設計等措施全面提升自身規劃設計水平，為我國城市道路建設工作的開展提供更有力的支持。