馬德全

　　【摘要】 本文就立交道路排水設(shè)計特殊性、復(fù)雜性及繁瑣性的特點，從立交道路的排水任務(wù)、排水方式以及所遵循的設(shè)計原則等方面結(jié)合東蒲路立交道路的特點就設(shè)計方案的選擇進(jìn)行了分析和論述，通過比較，優(yōu)化選擇了最佳設(shè)計方案。
　　【關(guān)鍵詞】 自流 調(diào)蓄 抽升 排水 攔截 逕流

前言

　　隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，城市交通問題已成為城市建設(shè)的重要問題。為緩解城市道路網(wǎng)日益緊張的狀況，北京地區(qū)在近十幾年來先后建成各種類型立交工程近百座。這些立交對改善城市交通狀況及美化市容環(huán)境起到了重要的作用，收到了顯著的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益。進(jìn)入九十年代，隨著改革開放的步伐，城市道路立交建設(shè)發(fā)展的速度將越來越快，其功能將會越加完善。
　　城市立交橋?qū)俪鞘械缆返闹黧w，而立交道路的排水又是該主體的一個重要組成部分。因為它直接關(guān)系到立交道路運(yùn)行的安全可靠性、投資的經(jīng)濟(jì)合理性，為此，選擇最佳的排水設(shè)計方案在立交道路工程中是極為重要的。筆者于1987年至1989年為配合東南二環(huán)道路工程的修建，有機(jī)會參加了該工程的東蒲路立交道路排水設(shè)計。由于從事立交道路排水設(shè)計的時間甚短，只能對此提出如下幾點淺見。

1 立交道路排水設(shè)計的特殊性、復(fù)雜性及繁瑣性

1.1 錯綜復(fù)雜的管網(wǎng)交叉決定了立交道路排水設(shè)計的特殊性。
　　立交橋?qū)俪鞘械缆妨⒔坏闹黧w，是連接整個立交各個不同部位并將幾條交叉道路進(jìn)行平面與空間組合的構(gòu)筑物；是溝通和組織整個立交不同層次、不同方向交通的樞紐。東蒲路立交正是具備以上這一特點。該立交為三層蜻蜓式立交，由三座鐵路箱涵和十八座橋組成，其規(guī)模大、技術(shù)復(fù)雜。主橋頂層設(shè)有兩條南北方向的機(jī)動車道，并從引橋分別與之相接，中層為東西橫跨的主路及鐵路箱涵，底層設(shè)有兩條南北方向的非機(jī)動車道，并與主路旁的輔路溝通。此外，另設(shè)五條匝道將主橋頂層與主路的機(jī)動車道連通。由于該立交位于城市交通道的十字路口處，連接立交橋各個方向的道路下均有上水、雨水、污水、煤氣、電力、電信、照明等現(xiàn)況干管在此匯集，形成一個立體交叉的管網(wǎng)系統(tǒng)，再加上路口周圍各種支線的接入，造成此處地下管線系統(tǒng)縱橫交叉，錯綜復(fù)雜。
1.2 立體化的地面逕流決定了立交道路排水設(shè)計的復(fù)雜性。
　　由于立交均在2－3層以上，所以橋上、橋下、匝道、地下行人通道等各處標(biāo)高相差很大，又縱橫交錯，容易形成雨水的匯集和排水不暢。立交道路排水設(shè)計中，如不能將高處雨水有效地截流排走，就會直接影響到低處雨水的及時排出，一場暴雨過后，就會導(dǎo)致橋下低點路面積水受淹，影響車輛和行人的通行。由此可見，在立交道路排水設(shè)計時，要通盤考慮到整個立交范圍的地面逕流，能及時分散排除，是很復(fù)雜困難的。
1.3 多專業(yè)配合協(xié)調(diào)決定了立交設(shè)計的繁瑣性。
　　由于立交橋是由道路、橋梁、給水、排水、煤氣、熱力、電力、電信等多種專業(yè)在－起共同完成的綜合性設(shè)計，因此，各專業(yè)的相互配合協(xié)調(diào)是很重要的，作為重力流的排水專業(yè)必須先行，為道橋?qū)I(yè)提供條件，根據(jù)下游水體（或干管）的水位及河底高程，共同協(xié)調(diào)確定橋下低點路面標(biāo)高以及橋座、橋墩、擋墻位置，同時又要與其它各專業(yè)進(jìn)一步協(xié)調(diào)，以防止管線在平面及豎向上相互矛盾。由此可見，多專業(yè)間的配合，在立交道路排水設(shè)計中是十分繁瑣的。

2 立交道路排水設(shè)計的指導(dǎo)思想和設(shè)計原則

2.1 明確立交道路排水的任務(wù)
　　在進(jìn)行立交道路排水設(shè)計時，首先應(yīng)明確，立交道路排水工程的任務(wù)是將立交范圍內(nèi)的大氣降水產(chǎn)生的地面逕流及時通暢地排走。大氣降水主要以雨、雪形式出現(xiàn)，一般不考慮降雪的影響，對個別雪量大的地區(qū)，應(yīng)進(jìn)行融雪流量的校核，以流量大者作為設(shè)計依據(jù)。其次是當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨蚪咏O(shè)計路基時，需解決地下水的排除。
2.2 適當(dāng)選擇立交道路排水方式：
　　立交道路排水可分為自流、調(diào)蓄、泵站抽升三種方式，也可以采用幾種方式的組合，在進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)工程特點綜合考慮，適當(dāng)選擇。
2.2.1 自流排水
　　當(dāng)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時，即可采用直接排水方式，即自流排水。由于道路立交一般都設(shè)在交通流量大的交叉路口處，這些地區(qū)大都建有市政排水管渠。因此，在考慮立交排水方式時，應(yīng)盡可能選擇自流排水。自流排水是最經(jīng)濟(jì)、最安全的排水措施，它不需要專職管理人員和特殊工程設(shè)施，也不需要消耗能源。
2.2.2 調(diào)蓄排水
　　當(dāng)立交排水具備上述直排條件，但如已有市政排水管的過水能力不能滿足設(shè)計雨水流量的排放要求，或市政排水管的管底低于立交低點，而洪水水位卻高于立交低點，在這種情況下，則需儲存一定的水量，待雨峰過后逐漸排放，這時需修建蓄水設(shè)施，以調(diào)節(jié)高峰流量。
2.2.3 泵站抽升排水方式
　　當(dāng)下游水體（或干管）水位高于立交道路最低設(shè)計路面，又不具備修建貯水池的條件時，需設(shè)置泵站，抽升排除立交范圍內(nèi)的雨水。
2.3 立交道路排水遵循的設(shè)計原則
　　為使立交范圍內(nèi)的雨水能夠及時通暢的排出，不造成立交橋下最低點路面積水時，應(yīng)采用以下設(shè)計原則。
2.3.1 采用分散排除，即“高水高排、低水低排”的原則。
2.3.2 根據(jù)下游水體及河底標(biāo)高，盡可能選用自排方式。
2.3.3 如條件有限，無法自排時，可采用泵站提升方式，但匯水范圍盡可能小，以減小泵站規(guī)模，節(jié)省投資費用，同時便于維護(hù)和管理。

3 設(shè)計方案選擇的重要性

3.1 設(shè)計方案的選擇是優(yōu)化設(shè)計的關(guān)鍵
　　在工程建設(shè)項目過程中，設(shè)計方案的重大變動，對工程項目的投資具有直接的影響，影響程度之大可達(dá)85～95％。由此可見，設(shè)計方案的選擇是影響整個工程項目建設(shè)的決定環(huán)節(jié)，設(shè)計人員必須充分認(rèn)識到這一問題的重要性，認(rèn)識到?jīng)]有高質(zhì)量的設(shè)計方案，就不可能有高質(zhì)量的設(shè)計。為此，在設(shè)計過程中必須通過設(shè)計方案的排序，選擇最佳設(shè)計方案，以保證方案決策的正確性，避免其盲目性，避免設(shè)計工程中可能出現(xiàn)的失誤和浪費。通過優(yōu)化設(shè)計，最終達(dá)到保障工程的完全可靠性，提高其適用性和經(jīng)濟(jì)性的目的。所謂安全可靠性，就是要保障工程項目的大部分或全部分的使用價值不喪失，投資不至浪費；所謂適用性，就是工程項目要有良好的使用功能；所謂經(jīng)濟(jì)性，就是在保障工程安全，可靠和適用的條件下，做到造價低，不浪費和保證建成投產(chǎn)（使用）后的經(jīng)濟(jì)效益。
3.2 設(shè)計方案選擇應(yīng)遵循的原則
　　① 必須符合工程建設(shè)的建設(shè)方針政策。
　　② 必須符合工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及工藝合理、技術(shù)先進(jìn)。
　　③ 必須適用國情，并且能夠結(jié)合工程的實際。
　?、?必須在滿足所需要的功能和使用價值的前提下，投資費用最小。

4 結(jié)合工程特點選擇立交道路排水的最佳設(shè)計方案

　　在選擇立交道路排水方案時，必須結(jié)合該工程的特點，因地制宜地選擇安全，可靠經(jīng)濟(jì)合理的最佳設(shè)計方案，是做好立交道路排水設(shè)計的關(guān)鍵。東蒲路立交道路工程排水正是遵循了設(shè)計原則，并結(jié)合了工程的實際特點，通過細(xì)致工作，綜合分析選擇了設(shè)計方案，本文在此做如下簡介，僅供參考。
4.1 資料的收集與核實使設(shè)計方案的真實可靠性得到保證
　　在東蒲路立交道路工程排水方案的過程中，進(jìn)展前設(shè)計人員認(rèn)識到方案工作必須建立在真實可靠的基礎(chǔ)上，所以資料的收集與核實是極為重要的。設(shè)計方案工作往往因為收集的資料不全或者資料未經(jīng)核實，而一時疏忽，會造成設(shè)計返工，影響設(shè)計質(zhì)量，給工程造成浪費，這種實例是常見的。所以在設(shè)計方案前，收集了以下資料，并到現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查核實。
　?、?熟悉立交道路圖紙，搞清道路高程，最高點和最低點位置，道路縱坡、橫坡、各種車道及人行步道的關(guān)系，交通走向以及橋臺、墩柱的設(shè)計等。
　?、?調(diào)查收集立交范圍內(nèi)各種現(xiàn)況管線資料，并到現(xiàn)場進(jìn)行核實。
　?、?調(diào)查收集規(guī)劃的雨污水排水系統(tǒng)，并了解其它各種規(guī)劃管線情況。
　?、?調(diào)查立交范圍內(nèi)的地質(zhì)及地下水位情況，同時了解下游水體（或干管）的常水位，設(shè)計洪水位以及河底（或管底）高程。
4.2 專業(yè)間的配合與協(xié)調(diào)是完善設(shè)計方案的唯一途徑
　　鑒于立交道路工程為綜合性的工程設(shè)計，需要多專業(yè)間的配合與協(xié)調(diào)，為使設(shè)計方案更加完善，更加合理，排水專業(yè)設(shè)計人應(yīng)按以下程序進(jìn)行專業(yè)間的配合與協(xié)調(diào)。
　　① 排水專業(yè)人員在收集上述有關(guān)資料后，根據(jù)規(guī)劃意圖及現(xiàn)狀管線情況向道橋?qū)I(yè)提出立交道路排水初步設(shè)計方案。
　　② 與道橋?qū)I(yè)進(jìn)行協(xié)調(diào)，確定了橋下最低點路面標(biāo)高。此時應(yīng)注意最低點路面標(biāo)高，應(yīng)有利于立交道路排水選擇自流排水方式。
　?、?道橋?qū)I(yè)根據(jù)協(xié)調(diào)結(jié)果，結(jié)合排水專業(yè)的設(shè)計方案，復(fù)核排水管線平面位置與橋臺、擋墻、墩柱是否發(fā)生矛盾。如有矛盾，道橋?qū)I(yè)應(yīng)進(jìn)行局部調(diào)整或排水專業(yè)再次進(jìn)行協(xié)調(diào)。
　　④ 排水專業(yè)與道橋?qū)I(yè)的再次協(xié)調(diào)，應(yīng)根據(jù)排水專業(yè)重力流的特點，對立交范圍內(nèi)所布置的排水干線的平面位置及標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整。由于受立交范圍外上下游干線的高程控制，很難做出較大變動，所以僅能進(jìn)行局部調(diào)整。調(diào)整時應(yīng)考慮到管線不宜在橋臺、擋墻、墩柱下穿過，不能滿足時應(yīng)采取有效技術(shù)措施，避免荷載作用在管道上。
　?、?與道橋?qū)I(yè)協(xié)調(diào)配合后，排水專業(yè)還應(yīng)與上水、煤氣、電力、電信等專業(yè)進(jìn)行協(xié)調(diào)，防止管線之間重疊、打架，并通過規(guī)劃部門做好管線綜合，確保各種管線在平面和豎向上的有序排列，為今后維護(hù)管理帶來方便。
4.3 遵循設(shè)計原則，結(jié)合工程實際，選擇最佳設(shè)計方案
4.3.1 分散排除的設(shè)計方案使復(fù)雜性的立交道路排水得到簡化
　　鑒于東蒲路立交橋多層的復(fù)雜形式，考慮到立交底層非機(jī)動車道處于最低點的不利情況，設(shè)計中首先確定了立交橋道路雨水采用分散排出的方案，為了避免大量逕流急劇匯集到立交的最低點造成積水。在設(shè)計方案中遵循“高水高排、低水低排”的原則，決定了主橋兩端引橋部分的頂層雨水盡量不排人立交低點，只允許拱橋部分的頂層雨水順橋墩雨漏管排入底層，而連通主橋頂層與主路機(jī)動車道的五條匝道的路面雨水，均由立交范圍外的管道系統(tǒng)排走。
4.3.2 區(qū)域性排水系統(tǒng)與立交低點分開，使立交道路排水更加安全可靠
　　為了使匯集于低處的水量盡可能減少，在設(shè)計中確定了區(qū)域性排水系統(tǒng)與立交低點分開，將蒲黃榆路東側(cè)現(xiàn)況雨水干線避開立交，改線繞行，使近53公頃流域面積所形成的4500l／s逕流量（客水）得到阻攔。從而大大減少了匯集于立交范圍內(nèi)低處的水量，使立交道路排水更加安全可靠。
4.3.3 低點雨水采用了自流排水不設(shè)泵站的方案，使立交道路排水經(jīng)濟(jì)適用
　　由于東蒲路立交兩處低點均設(shè)在低層的非機(jī)動車道上，其高程分別為37.58m和37.82m，而南護(hù)城河洪水位為37.00m，由于低點距出口處有200～300m的距離，低點處水面高度比河道洪水位還要高0.2～0.3m，故雨水可自流入河，不設(shè)雨水泵站，從而節(jié)省了工程的投資，使排水設(shè)計方案經(jīng)濟(jì)適用。
4.3.4 采取有效技術(shù)措施，確保立交道路排水方案的完整性
　　為使東蒲路立交道路排水設(shè)計方案更加完善，經(jīng)與道橋?qū)I(yè)協(xié)調(diào)后采取了以下技術(shù)措施：
　　（1） 嚴(yán)禁立交客水流入立交道路范圍。要求道路設(shè)計中必須采用攔截客水流入的有效措施。
　?。?） 在立交道路的起終點必須設(shè)置變坡高點。
　?。?） 在立交道路范圍內(nèi)，道路兩側(cè)應(yīng)設(shè)置擋墻，擋墻頂標(biāo)高應(yīng)高出附近地面0.3～0.5m，以防止立交范圍外的雨水流入。
　?。?） 在立交道路范圍內(nèi)（即兩變坡點之間）不設(shè)置路口，防止客水流入立交橋低點。
　　上述技術(shù)措施為立交道路低處排水提供了有利條件。使設(shè)計方案更加完整。
4.4 東蒲路立交道路排水設(shè)計方案構(gòu)思的特點
　?、?立交道路排水方案的選擇，在設(shè)計思路上突破了已往的常規(guī)做法，并運(yùn)用了靈活的手法，分而治之，將各種不利的現(xiàn)狀因素，轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢岳玫臈l件，從而緩解了矛盾，選擇了技術(shù)可靠的設(shè)計方案。
　?、?立交道路排水方案是建立在大量調(diào)查研究的基礎(chǔ)之上，并通過專業(yè)間的配合與協(xié)調(diào)，群策群力，使設(shè)計方案更加完善，更加合理。
　?、?立交道路排水方案，遵循了設(shè)計原則，并結(jié)合該工程的實際情況，經(jīng)過綜合分析，優(yōu)化組合，從而選擇了安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的最佳設(shè)計方案。

結(jié)束語

　　立交道路排水在整個立交工程設(shè)計，所占比重較小，但它的作用是不可低估的，對于立交道路排水方案的選擇，筆者由于參加立交道路排水的時間有限，經(jīng)驗不足，僅結(jié)合實際工程的設(shè)計經(jīng)過，提出自己的淺見。有不妥之處，請批評指正。