市政道路排水系统的设计要点和优化措施

王一丁

石家庄新艺市政设计有限公司 河北 石家庄 050011

1 市政道路工程排水系统重要性

市政道路工程中的排水系统具有重要作用，可以保障整个道路的顺畅通行。排水管道系统能够针对地面道路起到良好的防护功能，假如管道施工设计中产生某种问题，便会影响雨水的顺利排放，阻碍城市道路交通。因为道路被长期浸泡，不但影响行人正常通行，同时还会破坏整个路基，降低道路整体承载力，严重情况下还会产生坍塌问题。合理设计市政道路排水系统还可以保障周围建筑和路基安全性，水渗透至道路结构内，容易威胁道路安全和质量，影响道路结构稳定性。假如路面表面积较大，容易影响周围其他设施和建筑，由于无法及时排出水，导致其渗入路面，影响周围建筑安全和土壤安全[1]。

2 市政道路排水设计中存在的问题

排水管网规划缺乏合理性，主要表现有市政道路排水管道坡度及管径设计值略小，无法满足实际排水需求；雨水排水系统设计未充分结合道路竖向设计、地形地势、规划路网、雨水汇水面积等因素或未与该区域已有道路排水系统相结合，严重影响雨水排水系统的排水能力。

缺乏与其他市政管线的统筹规划，主要表现有规划设计缺乏整体性和前瞻性，存在部分管线规划设计无依据的情况。

排水系统的选择缺乏科学性，排水系统的科学性不仅对排水系统的规划设计和施工建设具有直接影响，还对所在区域或城市的环保工作、市政建设具有较深远的影响。从实际情况来看，部分地区在进行排水系统选择时存在一定的盲从性，没有结合城市自身的实际情况，导致其功能实现的可能性较低，影响市政排水系统功能的发挥。

3 市政道路排水工程设计的要点

3.1 排水管道设计要点

3.1.1 科学设定管道走向与设计参数。在进行排水管道设计时普遍会遇到在原有管网基础上进行优化改造的情况，受新旧管网系统设计差异性、现场环境复杂等因素的影响，管道设计具有较大的难度。鉴于此，在排水（雨污）专项设计过程中，设计单位在进行管道设计前，着重加强了相关数据信息的收集和调研，以此全面而深入地了解目标区域的原始管网状态、周边环境条件及相关数据参数，以便对管道走向和施工参数进行科学设计。

3.1.2 做好排水管道横断面布置设计。在以往道路排水设计工作中，经常出现管线标准横断面设计图纸中仅标识雨水、污水管线位置的情况，而没有标识出道路排水管线的位置及相应设计参数，从而影响市政道路排水系统的施工建设。鉴于此，在排水（雨污）专项设计过程中，设计单位考虑到该项目存在多种管线且不与道路同步实施，因此在管道设计时采用了将雨水、污水管线敷设于非机动车道下方的设计方案，同时，将管线位置与车辆轮迹线错开并在路两侧较宽的绿化带下设置预留管线走廊。

3.1.3 确保管线过街预留工作合理性。很多城市都有明文规定，新建或改建道路在规定时间内不得进行开挖施工，因此市政道路排水管线过街预留设计的合理性至关重要。在排水（雨污）专项设计过程中，设计师每隔120～150m便预留一个支管和检查井，在道路交叉口及间隔500m左右均设计有预埋过街管，同时积极与道路工程相关部门协调，使部分涵洞具备预留管线通道的功能。在预留过街管道设计方面，要求使用管径为1m的钢筋混凝土管，其管顶覆土必须≥2m且两端均要设置检查井。

3.2 排水管道布局要点

进行排水管道布局过程中，充分考虑排水（雨污）专项设计的实际情况，设计单位明确了以下设计要点。

3.2.1 结合目标区域用水特征，明确排水管道布局侧重点。区域用水特征对于排水管道的布局具有直接的影响，因此在布局过程中充分了解目标区域的用水特征，针对性地制定排水管道布局规划侧重点。如城市老城区主要以住宅为主，其区域用水具有排水时间和排水点分散的特征，因此为满足居民的排水需求，排水管道布局规划侧重于提高排水管道的覆盖率；而像台商投资区这样的开发区或工业区主要以企业和工厂为主，其区域用水具有排水点和排水时间集中、排水量大的显著特征，因此排水管道布局的侧重点是提高排水管道的排水量。

3.2.2 合理规划排水分区，科学进行排水管道布局。根据所属流域对目标区域进行排水分区，可实现目标区域排水情况的细化，从而有利于设计师进行更加细致、科学的布局规划。例如：在排水（雨污）专项设计时，项目设计单位根据所属流域将台商投资区划分为9个排水分区，然后根据各区域具体的汇水面积对排水管道进行合理布局，在确保分区排水需求得到满足的基础上，实现排水系统建设资源的合理化配置[2]。

3.3 检查井结构设计

检查井在排水管道工程中发挥着重要作用，属于一种不可分离的附属构筑物，整体结构形式以砖砌混凝土为主。因为工程成本造价、工期、地方标准以及地方习惯等因素影响，普遍统一选择砖砌结构形式进行施工，而在近几年发展中，开始倾向于统一应用混凝土结构。对于检查井整体结构设计，需要对整体应用环境和铺设位置进行重点分析、合理应用、科学分类，禁止一概而论。人行道下因为整体荷载较轻，对于检查井的结构设计强度没有太高的要求，普遍很少产生人行道下方检查井损伤和塌陷等问题，为此可以直接选择砖砌结构进行检查井施工，符合具体要求，进一步节约工程投资。车行道下方通常需要承担较大荷载以及各种潜在施工质量影响，导致马路陷阱问题增加，对应影响因素较为多样，其中检查井的施工质量以及结构强度便是主要影响因素之一。尽管从理论层面分析车行道下方检查井设置为砖砌结构具有较强可行性，但联系往期工程经验分析，还是选择混凝土结构施工的效果更好，保障更强。

3.4 合理布置雨水口

结合室外排水设计相关标准规范要求分析，雨水口间距尽量控制在20～50cm之间，比如某个城市中的基础习惯便是根据20m的间距实施设计布置，并以单篦式为主。按照该种间距进行设计，尽管从规范层面没有任何误差，但其中存在某一问题，即雨水口主要经过检查井和市政雨水核心管道连接的，如果将间距设置为20m，则需要设置较多的暗井以及雨水检查井，如果选择单侧布管方法，还需要设置各种穿路过街管，整体节点增加，扩大了施工复杂度，扩大质量控制点。此外，因为雨水管道普遍安设于机动车道当中，检查井也应该在车道内进行设置，从而影响路基安全系数和整体性。

为此在后期设计中，需要对雨水口对应间距分布进行合理调整，整体间距设计按照40m的基础原则，设计为双篦形式。从功能层面进一步减少因为和雨水口连接所设置检查井数量，进一步提升整个路基完整性。综合考虑美观性、协调性和统一性等影响因素，可以按照等间距设计的基础原则，针对道路中的雨水口、变坡点以及低洼部位需要实施加密设置。

3.5 合理设计排水口

尽管从表面看起来，道路对应排水口管道无须进行过多研究，主要分为排入其他水系河道、道路管道以及路外冲沟等状况，对应设计工作也是直接利用简单的就近排入某路和某河流当中，没能形成明确设计图纸。这也是经常被忽略的设计内容，考虑不全，为此需要在后续设计中进行合理补充，比如单纯结合道路红线范围对应排水设计，末端出口实际上排入大沟以及河道等需要进一步延长管道铺设距离，长达上百米，短仅有几十米，大部分单位没有考虑相关设计内容，从而产生断头排以及断头管等状况。部分负责施工单位通常会主动提出建议，大部分设计都是怎样出，便在现场怎样操作。最后产生理论和实际不符问题，无法顺利排出管道水，实际排出量较小，高填方段对应排出口直接甩出，没有任何抗冲刷以及消能措施，或排出口对田地直接冲刷等不妥当以及不合理状况。排水工作属于一项系统工程，无法一步到位。为此在设计排水出口过程中，需要综合考虑远期发展目标和近期发展目标实施，特别是近期周边排水体系缺陷条件下，应该综合考虑各种近期排水处理影响，保障设计工作的完整性，避免出现半成品。

3.6 专业协作设计

排水管道设计同样涉及不同专业的交叉作业以及配合工作，不同专业之间需要形成良好协作意识，如果依据前期设计标准，容易导致后期出现各种无法处理的施工问题。比如在工程设计中，因为人行道宽度较小，管道分布相对紧凑，通常会产生管道和标牌以及路灯等基础设施冲突等问题，为此在两种专业设计中，需要与前期阶段实施全面对接，或利用管道保护以及绕行措施，不然在管道结束铺设工作后，在较为不利状况下容易产生返工问题[3]。

4 市政道路排水工程设计的优化措施

4.1 针对不同道路进行分类设计

现代市政道路工程建设过程中，道路的等级和类型很多，不同等级和类型的道路对于道路排水系统的要求也存在一定的差异。因此，在排水（雨污）专项设计中，针对湿度较高的路基，设计师在路基两侧设置了纵向排水沟，对原始路基进行换填，达到了提升排水效果的目的；针对地势较低的路面，因其地势较低，暴雨会短时间在此处汇集，所以该地区对排水系统的排水能力和排水量具有较高要求，直接排水这种常规性的设计方法通常难以满足排水要求，基于此，设计师通过在道路两侧设置蓄水池的方式来提高道路排水系统的调蓄能力，保证排水效果；针对地下水位较高的路段，设计师通过在路基下方设置暗沟、渗井、渗沟的方式来疏导地下水，以此降低该区域地下水位，以此提升道路排水效果。

4.2 加强排水设计的微观控制

市政道路排水设计中所说的微观控制，主要指的是对道路排水系统管材及相关建设材料的控制。在排水（雨污）专项设计中，设计单位针对微观控制主要提出两个工作重点：

首先是提高管材设计的科学性。具体而言包含两部分工作，一个是在全面掌握现阶段市政道路排水主要管材类型、性能、使用条件和应用局限性等的基础上，根据目标区域环境条件、项目具体排水要求选择最适宜的管材；另一个是在设计过程中，对管材的质量标准、型号参数、施工方法进行明确标注，以此确保施工过程中管材使用的准确性。

其次是加强对新型材料的设计运用。除管材以外，设计师还应注重新型材料的使用。例如“海绵城市”理念下，加强道路排水系统的透水铺装设计，在设计中尽可能多地使用透水砖、透水混凝土等材料，在提升排水能力的同时，实现水资源的循环利用。

4.3 重视排水设计的合理性

除了做好排水设计的微观控制，设计师还尤为重视排水体系的合理选择以及与其他市政设施的有效联系。在自排区污水管道的设计过程中，一方面依据总体规划、规划路网及规划地形地貌特点对污水干管进行设计，同时要求中途提升泵站的土建工程按远期目标进行设计，泵站内部水泵设备按近、远期规模分期安装，并在此基础上对管道设计流量进行科学计算，根据计算结果设计管道最小坡度；另一方面，结合现有污水提升泵站分布及使用情况，施行“一厂方案”式污水系统整体布局方案，并基于对“污水回用”因素的考虑，在管网规划布置过程中最大限度地联结和利用现有给水点和中水使用点。

5 结束语

综上所述，市政道路排水设施是城市道路建设的重要组成部分，其规划设计的科学性与合理性对城市的宜居水平和建设发展具有重要的影响。新时期，相关管理部门和规划设计单位应充分了解市政道路排水设计存在的普遍性问题，明确市政道路排水设计的工作内容和排水管道设计的要点，在此基础上，通过采用针对不同道路进行分类设计、加强排水设计的微观控制、重视排水设计的合理性和健全市政道路附属设施设计等措施全面提升自身规划设计水平，为我国城市道路建设工作的开展提供更有力的支持。