馬德全

　　【摘要】 本文就立交道路排水設計特殊性、復雜性及繁瑣性的特點，從立交道路的排水任務、排水方式以及所遵循的設計原則等方面結合東蒲路立交道路的特點就設計方案的選擇進行了分析和論述，通過比較，優化選擇了最佳設計方案。
　　【關鍵詞】 自流 調蓄 抽升 排水 攔截 逕流

前言

　　隨著我國經濟建設的飛速發展，城市交通問題已成為城市建設的重要問題。為緩解城市道路網日益緊張的狀況，北京地區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境起到了重要的作用，收到了顯著的經濟、社會和環境效益。進入九十年代，隨著改革開放的步伐，城市道路立交建設發展的速度將越來越快，其功能將會越加完善。
　　城市立交橋屬城市道路的主體，而立交道路的排水又是該主體的一個重要組成部分。因為它直接關系到立交道路運行的安全可靠性、投資的經濟合理性，為此，選擇最佳的排水設計方案在立交道路工程中是極為重要的。筆者于1987年至1989年為配合東南二環道路工程的修建，有機會參加了該工程的東蒲路立交道路排水設計。由于從事立交道路排水設計的時間甚短，只能對此提出如下幾點淺見。

1 立交道路排水設計的特殊性、復雜性及繁瑣性

1.1 錯綜復雜的管網交叉決定了立交道路排水設計的特殊性。
　　立交橋屬城市道路立交的主體，是連接整個立交各個不同部位并將幾條交叉道路進行平面與空間組合的構筑物；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，其規模大、技術復雜。主橋頂層設有兩條南北方向的機動車道，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，底層設有兩條南北方向的非機動車道，并與主路旁的輔路溝通。此外，另設五條匝道將主橋頂層與主路的機動車道連通。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、照明等現況干管在此匯集，形成一個立體交叉的管網系統，再加上路口周圍各種支線的接入，造成此處地下管線系統縱橫交叉，錯綜復雜。
1.2 立體化的地面逕流決定了立交道路排水設計的復雜性。
　　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，是很復雜困難的。
1.3 多專業配合協調決定了立交設計的繁瑣性。
　　由于立交橋是由道路、橋梁、給水、排水、煤氣、熱力、電力、電信等多種專業在－起共同完成的綜合性設計，因此，各專業的相互配合協調是很重要的，作為重力流的排水專業必須先行，為道橋專業提供條件，根據下游水體（或干管）的水位及河底高程，共同協調確定橋下低點路面標高以及橋座、橋墩、擋墻位置，同時又要與其它各專業進一步協調，以防止管線在平面及豎向上相互矛盾。由此可見，多專業間的配合，在立交道路排水設計中是十分繁瑣的。

2 立交道路排水設計的指導思想和設計原則

2.1 明確立交道路排水的任務
　　在進行立交道路排水設計時，首先應明確，立交道路排水工程的任務是將立交范圍內的大氣降水產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，一般不考慮降雪的影響，對個別雪量大的地區，應進行融雪流量的校核，以流量大者作為設計依據。其次是當地下水位高于或接近設計路基時，需解決地下水的排除。
2.2 適當選擇立交道路排水方式：
　　立交道路排水可分為自流、調蓄、泵站抽升三種方式，也可以采用幾種方式的組合，在進行設計時，應根據工程特點綜合考慮，適當選擇。
2.2.1 自流排水
　　當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在交通流量大的交叉路口處，這些地區大都建有市政排水管渠。因此，在考慮立交排水方式時，應盡可能選擇自流排水。自流排水是最經濟、最安全的排水措施，它不需要專職管理人員和特殊工程設施，也不需要消耗能源。
2.2.2 調蓄排水
　　當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，這時需修建蓄水設施，以調節高峰流量。
2.2.3 泵站抽升排水方式
　　當下游水體（或干管）水位高于立交道路最低設計路面，又不具備修建貯水池的條件時，需設置泵站，抽升排除立交范圍內的雨水。
2.3 立交道路排水遵循的設計原則
　　為使立交范圍內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，應采用以下設計原則。
2.3.1 采用分散排除，即“高水高排、低水低排”的原則。
2.3.2 根據下游水體及河底標高，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，以減小泵站規模，節省投資費用，同時便于維護和管理。

3 設計方案選擇的重要性

3.1 設計方案的選擇是優化設計的關鍵
　　在工程建設項目過程中，設計方案的重大變動，對工程項目的投資具有直接的影響，影響程度之大可達85～95％。由此可見，設計方案的選擇是影響整個工程項目建設的決定環節，設計人員必須充分認識到這一問題的重要性，認識到沒有高質量的設計方案，就不可能有高質量的設計。為此，在設計過程中必須通過設計方案的排序，選擇最佳設計方案，以保證方案決策的正確性，避免其盲目性，避免設計工程中可能出現的失誤和浪費。通過優化設計，最終達到保障工程的完全可靠性，提高其適用性和經濟性的目的。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；所謂經濟性，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（使用）后的經濟效益。
3.2 設計方案選擇應遵循的原則
　　① 必須符合工程建設的建設方針政策。
　　② 必須符合工程設計標準、規范及工藝合理、技術先進。
　　③ 必須適用國情，并且能夠結合工程的實際。
　　④ 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 結合工程特點選擇立交道路排水的最佳設計方案

　　在選擇立交道路排水方案時，必須結合該工程的特點，因地制宜地選擇安全，可靠經濟合理的最佳設計方案，是做好立交道路排水設計的關鍵。東蒲路立交道路工程排水正是遵循了設計原則，并結合了工程的實際特點，通過細致工作，綜合分析選擇了設計方案，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，進展前設計人員認識到方案工作必須建立在真實可靠的基礎上，所以資料的收集與核實是極為重要的。設計方案工作往往因為收集的資料不全或者資料未經核實，而一時疏忽，會造成設計返工，影響設計質量，給工程造成浪費，這種實例是常見的。所以在設計方案前，收集了以下資料，并到現場進行調查核實。
　　① 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系，交通走向以及橋臺、墩柱的設計等。
　　② 調查收集立交范圍內各種現況管線資料，并到現場進行核實。
　　③ 調查收集規劃的雨污水排水系統，并了解其它各種規劃管線情況。
　　④ 調查立交范圍內的地質及地下水位情況，同時了解下游水體（或干管）的常水位，設計洪水位以及河底（或管底）高程。
4.2 專業間的配合與協調是完善設計方案的唯一途徑
　　鑒于立交道路工程為綜合性的工程設計，需要多專業間的配合與協調，為使設計方案更加完善，更加合理，排水專業設計人應按以下程序進行專業間的配合與協調。
　　① 排水專業人員在收集上述有關資料后，根據規劃意圖及現狀管線情況向道橋專業提出立交道路排水初步設計方案。
　　② 與道橋專業進行協調，確定了橋下最低點路面標高。此時應注意最低點路面標高，應有利于立交道路排水選擇自流排水方式。
　　③ 道橋專業根據協調結果，結合排水專業的設計方案，復核排水管線平面位置與橋臺、擋墻、墩柱是否發生矛盾。如有矛盾，道橋專業應進行局部調整或排水專業再次進行協調。
　　④ 排水專業與道橋專業的再次協調，應根據排水專業重力流的特點，對立交范圍內所布置的排水干線的平面位置及標高進行調整。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，所以僅能進行局部調整。調整時應考慮到管線不宜在橋臺、擋墻、墩柱下穿過，不能滿足時應采取有效技術措施，避免荷載作用在管道上。
　　⑤ 與道橋專業協調配合后，排水專業還應與上水、煤氣、電力、電信等專業進行協調，防止管線之間重疊、打架，并通過規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，為今后維護管理帶來方便。
4.3 遵循設計原則，結合工程實際，選擇最佳設計方案
4.3.1 分散排除的設計方案使復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雜形式，考慮到立交底層非機動車道處于最低點的不利情況，設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排走。
4.3.2 區域性排水系統與立交低點分開，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，在設計中確定了區域性排水系統與立交低點分開，將蒲黃榆路東側現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泵站的方案，使立交道路排水經濟適用
　　由于東蒲路立交兩處低點均設在低層的非機動車道上，其高程分別為37.58m和37.82m，而南護城河洪水位為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，不設雨水泵站，從而節省了工程的投資，使排水設計方案經濟適用。
4.3.4 采取有效技術措施，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計方案更加完善，經與道橋專業協調后采取了以下技術措施：
　　（1） 嚴禁立交客水流入立交道路范圍。要求道路設計中必須采用攔截客水流入的有效措施。
　　（2） 在立交道路的起終點必須設置變坡高點。
　　（3） 在立交道路范圍內，道路兩側應設置擋墻，擋墻頂標高應高出附近地面0.3～0.5m，以防止立交范圍外的雨水流入。
　　（4） 在立交道路范圍內（即兩變坡點之間）不設置路口，防止客水流入立交橋低點。
　　上述技術措施為立交道路低處排水提供了有利條件。使設計方案更加完整。
4.4 東蒲路立交道路排水設計方案構思的特點
　　① 立交道路排水方案的選擇，在設計思路上突破了已往的常規做法，并運用了靈活的手法，分而治之，將各種不利的現狀因素，轉變為可以利用的條件，從而緩解了矛盾，選擇了技術可靠的設計方案。
　　② 立交道路排水方案是建立在大量調查研究的基礎之上，并通過專業間的配合與協調，群策群力，使設計方案更加完善，更加合理。
　　③ 立交道路排水方案，遵循了設計原則，并結合該工程的實際情況，經過綜合分析，優化組合，從而選擇了安全可靠、經濟合理的最佳設計方案。

結束語

　　立交道路排水在整個立交工程設計，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，經驗不足，僅結合實際工程的設計經過，提出自己的淺見。有不妥之處，請批評指正。