市政道路排水管道布置的主要影響因素及設計方案淺析

鐘 玲

（中鐵第一勘察設計院集團有限公司廈門分公司，福建 廈門 361000）

市政雨水管道的作用是排除市政道路雨水，將上游地塊的雨水轉輸至下游水系，避免片區產生內澇；市政污水管道收集地塊污水轉輸至下游，最終排至污水處理廠處理，避免源頭污水造成環境污染。

1 示例項目工程概況

同翔高新技術產業基地內垵大道（溪東路至蓮溪段）工程位于廈門市翔安區內厝片區，為新建城市主干路，道路全長2.63km，樁號范圍K1+150～K3+780，道路標準橫斷面寬度為43m，其中中分帶寬度5m、非機動車道寬度2.5m、人行道寬度2.5m。道路與規劃塘寧路、規劃內厝路、規劃根嶺路等6 個路口交叉。道路紅線范圍內布置的工程管線及構筑物有雨水管、重力污水管、給水管、燃氣管、中水管、壓力污水管、景觀補水管、纜線溝、高壓電力管廊、過路涵洞等。

2 影響排水管道布置的主要因素及設計方案

2.1 片區市政規劃

片區市政專項規劃是市政排水管道設計的重要依據，市政規劃規定了道路斷面形式、管道布置種類、綜合管線管位，劃分了片區排水分區，明確了受納水體、提升泵站、污水處理廠站位置，且對排水管道的管徑、流向、管坡等均有控制性要求。片區規劃的變更對排水管道的設置產生極大的影響。

示例項目所在片區為高新產業園區，片區規劃在設計階段不斷更新完善。在初設階段，根據當時的市政專項規劃，雨水管、重力污水管、燃氣管直埋敷設，給水管、中水管、壓力污水管、通信管和低壓電力管納入綜合管廊市政艙，高壓電力管道納入綜合管廊高壓艙。在施工圖階段，根據地塊招商開發情況等原因，片區綜合管廊專項規劃、市政專項規劃進行調整，原綜合管廊變更為高壓電力管廊，新增一道纜線溝和景觀補水管。高壓電力管納入電力管廊中，低壓電力管和通信管設置在纜線溝中；給水管、中水管、污水壓力管和景觀補水管直埋敷設，導致道路紅線內管位緊張，排水管道敷設空間被壓縮。圖1 為初步設計管位標準橫斷面圖、圖2 為施工圖管位標準橫斷面圖。

圖1 初步設計管位標準橫斷面圖

設計應在管位空間有限的情況下根據相關規范合理設置排水管道管位。排水管道的管徑、流向、管坡按照最新市政專項規劃進行設計，在滿足規劃控制的管徑和高程的基礎上優化設計。

規劃的變更不僅影響排水管道的管位，還可能導致相交路網排水管道接入需求的變化。初設階段，示例項目內厝路交叉口為T 字路口，在道路南側預埋d500 雨水管供地塊使用。施工圖設計階段，根據最新市政專項規劃，內厝路交叉口調整為十字路口，南側新增規劃根嶺路，根嶺路設計d1 000 雨水管道接入內垵大道雨水系統。根據規劃調整內容設計對沿線雨水管道流量和高程進行復核，將原設計d500 雨水橫穿支管修改為d1 000，降低橫穿支管高程，滿足根嶺路雨水管的接入需求，以保障雨水系統排放的可靠性和安全性。

2.2 其他新建工程管線及構筑物

在道路橫斷面有限的條件下，道路如需要布置較多的工程管線或較大尺寸的構筑物，設計要綜合考慮排水管線的平面管位布置和豎向高程設計，以符合規范所要求的與其他管線或構筑物之間的最小安全凈距要求，條件受限時可采取必要的安全措施，減少其最小安全凈距。由于大尺寸構筑物對排水管線橫穿管布置影響較大，橫穿支管埋深增大會導致排水干管埋深和造價增加，因此，在排水設計過程中需要同其他管線專業設計進行溝通協調，確保排水管線及其他管線的設置合理、經濟、安全。

示例項目紅線內管位緊張，可充分利用中分帶布置管線。排水管道埋深較大，受喬木和灌木影響較小，將沿線雨水管設置在中分帶南側，距道路中心線1m，中分帶北側設置景觀補水管；重力污水管設置在道路南側非機動車道下，距離車行道邊線3.5m，盡量少占用南側人非道下管位。

示例項目設置的纜線溝結構高度為2.15m，埋深約2.33m，纜線溝上方無排水管通過的空間，排水橫穿支管可從纜線溝底部通過。排水橫穿支管與纜線溝凈距控制在15cm 以上，覆土保持在2.3m 以上，此覆土深度可滿足周邊地塊排水管的接入需求。其他直埋管線如給水管、燃氣管、污水壓力管和中水管均為非重力流管道，管徑較小，排水管頂2.3m 的豎向空間可滿足各綜合管線最小覆土的要求。電力管廊結構高度為3.7m，該類電力管廊結構高度較大，宜埋設在排水橫穿支管以下，避免雨水管道和重力污水管道因橫穿支管埋深過大導致排水干管埋深過大。

此外，道路沿線設置了6 道過路涵洞，根據現狀溝渠情況，其中2 座箱涵結構尺寸高度較大，排水管道埋設高程易與涵洞高程沖突，在日常設計過程中應結合涵洞設置情況及時調整排水管道設計。

2.3 片區地形

重力流排水管道的排水動力為重力勢能，管道需要以一定的坡度敷設才能保證排水通暢。沿線排水管道坡度大于道路縱坡時，管道埋深不斷增大，工程造價相應增加；坡度與道路縱坡一致時，同規格排水管道埋深一致，埋深僅在下游管徑增大時有所增加。片區地形是影響市政道路縱坡的重要因素，道路縱坡一般沿現狀地形設計，以減少填挖方量。雨水管道和重力污水管道管坡應盡可能與道路縱坡相一致。

片區地形對排水分區的劃分起決定性作用。排水分區的劃分應根據片區地形地貌，以重力排水為主，壓力提升為輔。雨水、污水匯水流域劃分具有相似性，主要影響因素為地形，次要因素為現狀水系、用地性質等。依據片區地形劃分匯水流域和排水分區可使雨污水最大程度排出，區域匯水就近排往市政排水管道。

示例項目所在片區整體地形北高南低，道路以北大部分匯水和道路以南部分匯水需要通過本道路下雨污水管道排除，管道轉輸流量大。

設計雨水管道沿道路敷設就近排入沿線既有水系及涵洞，雨水主管尺寸d600～d2 000mm。設計起點～K1+880 段雨水主管順坡排至縱斷低點K1+248.861 處雨水箱涵；K1+880～K2+660 段雨水主管順坡排至縱斷低點K2+655 處設計改溝；K2+680～K3+200 段雨水主管沿順坡排至縱斷低點K2+680 處現狀溝渠；K3+200～設計終點段雨水主管順坡敷設至K3+660 處后逆坡排至設計終點處現狀蓮溪，其中K3+660～設計終點段雨水管道因條件限制，設計采用較小的管坡逆坡敷設。項目中除逆坡敷設的雨水管外，雨水管坡與道路縱坡盡量保持一致，減少管道埋深。

重力污水干管采用單側布管，管徑為d300～d600mm。設計起點～K1+820 段污水主管排往起點處內垵大道一期（美上路至溪東路段）設計污水管，最終經內田污水泵站提升后進入內田污水再生處理廠處理；樁號K1+880～K2+680 地勢較低，若設置污水管道，往西、東兩個方向排水都為逆坡排水，考慮道路兩側無污水排放需求，此路段不設置污水管道；K2+706～設計終點段污水主管收集周邊地塊污水后排入內厝污水泵站，其中K2+706～K3+209 段污水管道逆坡敷設，設計采用規范允許的最小管坡。

2.4 地塊排水需求及相交路網排水管道接入需求

無論何種用地屬性的地塊都有雨水排水需求，地塊雨水的匯水量、流向與片區匯水流域相關，應根據匯水面積、設計重現期和綜合徑流系數計算地塊雨水流量。不同用地屬性的地塊污水排水需求不同，需根據地塊人口數量或用水規模計算污水量。綠地、公園、倉儲等用地污水量較小，污水地塊接戶管間距可適當放大；居住區、商業區、文教區和工業區的排污量較大，污水地塊接戶管間距縮小布置。

示例項目道路北側主要為規劃居住、商業和文教用地，南側主要為規劃工業用地，每隔100～120m 左右設置預留雨水橫穿管和污水橫穿管，便于周邊地塊排水接入。樁號K1+880～K2+680 地勢較低，北側地塊現狀為農田，遠期規劃有后坑水庫，道路兩側排污需求小。此路段不設置污水管道，路側排水戶可通過周邊現狀污水管道排污。道路沿線主要有霞美、塘頭、后坑、上塘等村莊，目前，該片區已規劃有村莊污水處理排放系統，在村莊污水系統下游處預留污水接口，村莊污水可接入本道路排放。

排水管道盡量與各交叉口現狀或規劃管線順接，管道平面、豎向設計兼顧工程分期實施需要。示例項目起點為內垵大道一期的終點，設計污水管道接入一期工程的已建污水管道，污水管道出口高程根據已建污水管內底高程控制。示例項目有6 個交叉路口，每個交叉口均有排水管道接入。雨污水管道承接相交道路上游排水，管徑及設計高程均結合上游排水管道的設計參數確定，確保上游排水管順利接入。

2.5 紅線范圍內的現狀構筑物

新建城市道路紅線范圍內往往存在一些現狀管線或構筑物，現狀管線或構筑物在平面或豎向位置上易與排水管道產生交叉，限制排水管道的平面布置及豎向高程。設計過程中應盡可能經濟合理地布置排水管道，新建避讓已建，不得影響現狀構筑物安全運行。

示例項目南側沿線存在多座高壓鐵塔，其中K1+682 樁號8#鐵塔、K3+187 樁號14#鐵塔和K3+495 樁號15#鐵塔現狀塔基高程較高，均設有擋墻防護，擋墻侵占南側部分人行道。設計污水管管位距離鐵塔基礎較近，若按標準路段管位施工無法滿足最小安全凈距要求，存在安全隱患。為避免污水管施工對道路南側現狀高壓鐵塔造成不良影響，綜合考慮道路管位橫斷面布置情況，在上述鐵塔段污水管繞行至南側車行道下，與現狀高壓鐵塔保持安全距離。

K3+200～設計終點段雨水出水口位于蓮溪，出水口下游附近有一座現狀水閘。在早期設計中，設計雨水排出口距離下游現狀水閘較近。后續設計時，為保障水閘安全，雨水排出口往蓮溪上游調整10m，盡量遠離現狀水閘排放，并在排水口處設置擋墻、河底鋪砌等加固措施，減緩對蓮溪的沖刷，保障水閘安全運行。

3 影響排水管道布置的其他因素

影響市政道路排水管道設計的因素很多，除上述介紹的主要因素外，還有道路地質情況、地下水的高程、當地暴雨強度、海綿設施的布置等。在設計過程中應根據項目的各種條件具體問題具體分析，優化排水管道設計，使排水管道的布置經濟合理。

4 結語

影響排水管道設計的因素是相互制約的，片區地形影響了地塊的排水流域，地塊排水流域是排水規劃編制的基礎，排水規劃對片區路網的高程、各綜合管線的布置及高程起到控制作用。在解決影響排水管道設計因素帶來的各種問題時應綜合考慮設計方案，有時多種問題可通過一項優化設計來解決。在排水工程設計過程中全面考慮問題，合理布置排水管道系統，才能保障市政道路、周邊地塊乃至整個片區水系的排水通暢性，減少內澇，避免面源污染，構建更好的水生態環境。