框架式地道橋的排水設計探析

遲劼

【摘 要】伴隨我國經濟的發展，交通量越來越大，框架式地道橋逐年增多，在城市中的應用也越來越多。對于下穿鐵路的道路加寬，交叉點處施工時往往要求鐵路不能中斷交通或只能短時間內臨時中斷交通。路線交叉處構造物的設計、施工往往成為整個加寬改造項目的重要節點。本文主要對框架式地道橋的排水設計進行探析。

【關鍵詞】框架式地道橋；排水設計

引言

伴隨框架式地道橋的規模增大、投資加大，其方案設計的重要性越來越受到重視。地道橋作為城市交通人工建筑物的一部分，在建筑藝術處理上，需要與其周圍的環境相配合，取得協調。合理而全面的方案設計能夠保證在設計的后續階段和工程實施中作到技術可靠、投資經濟、進度可控。對于地道橋的建筑設計，應重視排水設計，避免雨季積水，影響車輛及行人正常交通。

一、框架式地道橋排水的重要性

由于地道橋本身存在一定的結構高度，一般達到4～8m，需要向地下挖到一定深度才能滿足要求。引道坡度也較大，通常達到3%～8%。而這往往就使得地道橋最低點的高程嚴重低于附近的道路，從而形成地勢低洼處。如果設計不當，在雨季時，附近路面的雨水向低洼處流淌，極易造成低洼處存留大量積水。這將嚴重影響交通狀況，甚至造成整個立交系統的癱瘓，危害人們的生命財產安全。同時，可能對混凝土結構具有腐蝕性，在干濕交替的條件影響更大，導致建成的橋質量下降，影響橋的使用。因此，地道橋的排水設計是一項重要的工程，應該引起設計人員的高度重視。

二、框架式地道橋的排水設計

（一）排水方案的擬定

對于一般地道橋既有雨水圓管的標高與整個立交引道的標高比較后發現：東、西兩側非機動車道引道標高及部分機動車道引道標高均高于南側引道終點處既有雨水圓管底的標高，因此考慮將該范圍內所匯集的地面雨水通過自流的方式引向南側市政排水管。而將機動車道引道標高低于南側引道終點處既有雨水圍管底標高范圍內所匯集的地面雨水通過機械抽升的方式引向立交橋主體西側設置的泵站，然后向南最終排入市政排水管道。

（二）確定地面的匯水面積

地道排水僅負擔地道本身的水量，而不擔負其周圍客水的排除，以免因過大的排水量使排水出路造成閑難。為嚴格控制匯水面積，立交地道四周，尤其是引道的起點處，均設置1%的反坡與原道路順接，以防客水涌入地道。

（三）非機動車道的排水設計

非機動車道的排水設計采用自然排水的方式?？紤]到立交地道匯水快，排除急，流量集中，因此雨水口的形式、數量及安置的位置考慮如下：雨水口采用偏溝式雙雨水口，并加銷子以防盜；雨水口埋置深度一般為0.5m，個別處深度根據實際情況加以調整；為了保證地道匯水的及時排除，沿縱坡間隔20m左右設置雨水口，并在非機動車道引道最低點設置橫向雨水溝截流。兩側非機動車道各雨水口將雨水匯入相應的雨水檢查井內，通過井底的鋼筋混凝土雨水總管引向南側終點處既有路面東、西兩側地下市政排水管。

（四）機動車道的排水設計

機動車道北側縱坡4%，南側縱坡5%，雙向橫坡2%.兩端均設置l%的反坡與原道路順接。機動車道的排水設計采用自然排水和機械抽升的方式相結合的方式。

1.自然排水設計。部分機動車道引道標高高于南側引道終點處既有雨水圓管底的標高，因此考慮將該范圍內所匯集的地面雨水通過自流的方式引向南側市政排水管道。在自然排水系統標高之上處設置南、北各一道橫向截水溝，通過橫向混凝土圓管匯入東、西側非機動車道檢查井內，將水引入非機動車道排水系統.最終將水引入南側既有市政管道。機動車道合成坡度較大，雨水以人字形流向機動車道兩側路緣，考慮到水流速度快，流量大及橫向截水溝的橫向攔截能力，為使雨水能以自流的方式盡快盡多地排入自流系統，沿機動車道引道縱坡兩側通長設置0.2X0，5m（BXH）的C25混凝土排水縱溝，其上配置C30鋼筋混凝土蓋板（有孔）將雨水匯集至橫向截水溝。

2.機械抽升排水設計。機動車道引道高程在自然排水系統標高之下處匯水面積內的水采用機械抽升的方式排水。即在南側引道最低點設置橫向截水溝，匯集縱向排水溝內及地表水后，通過該處預埋橫向800mm的混凝土圓管引向立交主體西側設置的泵站。東、西兩側非機動車道、機動車道雨水匯集及自然排水和機械抽升的方式互不干擾，自成體系但考慮到機動車道路面合成坡度及匯水快、急、大的特點，在機動車道自然排水系統標高之上處設置的南、北各一道橫向截水溝在實際中并不能將雨水以理想方式全部攔截，所以在計算機械抽升所需的匯水面積時，考慮到此因素，將洪水面積適當放大，降水強度采用設計重現期5年的一小時的降水量，以“隨降隨排”的方法計算其排出水量，地表徑流系數采用0.9（混凝土路面）。

（五）橋洞頇、側部的防水處理。箱體防水應首先利用混凝土的自防水作用，根據箱體所隨的水壓力及水力梯度，決定混凝土的搞滲等級。并在箱身頂面應鋪設防水層，箱身頂面防水層，一般采用三油兩氈或三油一毯一麻的做法，再鋪設100號混凝土厚8-10cm的保護層，并做成排水坡（箱頂防水層應設1-3%的橫向坡度，使積水能排入箱體兩側的盲溝內，盲溝應沿橋洞口的翼墻將水排出，避免在鐵路路基內積水），強度達到設計要求后方可進行頂進。箱身側面防水，涂刷瀝青兩道。

三、需注意的問題

（一）合理選擇地道橋位置

地道橋的修建主要是為改善平交道口所帶給人們的不便。因此，要首先考慮橋的設置是否能改善人們現在的狀況，方便出行。但排水問題也至關重要。橋位應盡量選在鐵路路基高、地質條件好、地下水位低、能很好的與原有公路相結合的地方，以優先考慮自然排水。

（二）做好設計前的準備工作

橋位確定后，應著手地質鉆探，除了要了解持力層以上各土層的物理力學性質，掌握地下水的情況，了解地下水的類型、來源、靜止水位等。并了解當地的氣候狀況和水文條件，附近有無城市排水管道，是否有可供雨水排入的河流或地勢低洼的地段。

（三）注重設計，統籌各部門合作工作

排水設計涉及面廣，受地形地貌、水位條件、施工方法、經濟狀況等條件的限制。對位于城市的頂進橋涵，其排水往往屬于城市排水的一部分，故應與當地城市規劃相協調，并與公路部門、鐵路部門、供電、市政排水等有關單位互相配合；對位于郊區、農村頂進的橋涵，應與當地農田水利規劃相結合，既能供農業灌溉，又要有其他排水出路，以免淹沒農田村舍。應盡量作到因地制宜，全面考慮。

四、結語

在城市鐵路地道橋中，鐵路框架橋具有整體性強、建筑高度低、總體布置靈活、對地基承載力要求低、抗震性能好等特點，因此得到廣泛的應用。對于鐵路框架橋的設計，應當在了解結構受力的情況下，因地制宜，以經濟、安全為前提，詳細地勘察現場的地質、地物、水文、管線等情況，結合鐵路和公路線形及寬度要求，選擇合適的框架橋角度、孔跨、尺寸及地基處理方法，充分發揮框架橋的優勢。

參考文獻：

[1]李家穩.地道橋設計與施工[M：.北京：中國鐵道出版社，2012.

[2]孟付明，李海鵬.下穿式立交橋雨水自流系統設計[J].城市道橋與防洪，2009（10）：87—89.