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【摘要】随着我国城市化进程的快速推进，城市建设速度逐步加快，城市基础设施建设也进一步加快完善，对基础设施建设的标准要求也更加严格，尤其是城市道路。雨水排水系统属于城市道路的关键构成，对城市道路防内涝以及质量等方面有着重要影响，稳定可靠运行也是影响城市道路功能的关键因素，对城市人们生活出行均发挥着关键性的影响。近些年，极端天气情况频发出现，城市人们生活产生严重影响。尤其是暴雨天气，使雨水排水系统面临较大压力和挑战，高强度连续降水也成为引发城市内涝的关键性外部因素，以至于城市内涝风险明显提高。此外，城市经济类型多元化与资产高密集型，也对城市综合承载能力产生一定的影响，难以对暴雨形成有效抵御，进而便会引发城市内涝问题。城市内涝对道路交通、商业等产生严重影响，进而对城市经济活动造成不利影响，对城市经济良好发展形成一定的阻碍影响。因此，对城市道路防内涝及雨水排水系统进行科学系统的设计，已然成为城市发展的必然趋势，有效防止内涝问题的频繁出现，保证城市道路交通顺畅，这也对城市经济发展具有重要的影响和意义。基于此，本文对城市道路防内涝及雨水排水系统设计布设技术进行分析探讨。
【关键词】城市道路;防内涝;雨水排水系统;设计
【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.
17.095
绪论
社会经济保持高速发展，有效推动了城市建设的快速发展，城市道路规模得以快速扩张，对交通运输以及城市经济发展均发挥着关键性的影响和作用。针对城市道路，会受到外界环境因素产生的影响，尤其是雨水侵蚀，雨水若是长时间对城市道路产生侵蚀，地基受潜水影响作用，形成水分局部集中的情况，使稳定性以及强度明显降低，并引起局部路面破坏问题，对交通安全产生不利影响。鉴于此，城市道路设计期间，需对雨水排水系统采取科学合理设计，促使雨水排水能力得以有效提高，有效防止内涝问题的同时，使内部结构稳定性以及强度得到充分保证，增加使用年限。所以，城市道路防内涝及雨水排水设计的分析研究现实意义重大。
一、城市道路雨水排水系统构成及作用
1.明沟排水系统
针对城市道路，明沟排水结构形式，同公路边沟排水存在明显的相似性，区别则为城市道路不存在填土高度，汇水口同路面高度较为接近，且人行横道等位置，设置有涵管与盖板等构筑物，详见图1。
有关明沟排水系统，泄水速度相对较快，工程造价相对低廉，且施工相对简便。不过，较易发生堵塞问题，同道路交叉位置处理复杂，安全隐患同样较大。因此，城市道路中，位于近郊等路段，或是平面交叉通行量不高的路段，明沟排水系统较为适用。
2.暗管排水系统
暗管排水系统，涵盖路边沟、排水沟与集水井以及排水管。降雨情况下，雨水经路面纵、横坡形成汇流，流入至排水口与集水井，通过排水管网，对雨水有效排出路界范围。暗管排水系统，埋设位于地面以下，不会对地面交通产生严重干扰影响。不过，维护便利性不高，且工程造价相对较高。
3.复合式排水系统
城市道路特殊路段，对复合式排水系统有着重要的应用，如下穿通道、分离式立交或是涵洞等，无法以重力自流方式完成有效排水，需要紧急排水等路段。当前，管状排水系统与泵站相结合的方式使用较多。城市市区道路中，对此种组合方式有着重要应用，排水难度较高，或与泄水渠道距离较远的情况下，能够完成有效排水。管状排水系统负责完成排水，泵站则主要提供动力输出，必要情况下可设置应急泵站，工作流程详见图3。
4.雨水排水系统设计对城市防内涝的作用影响
针对城市道路，雨水排水系统具体包括地面排水、地下排水以及道路结构内排水。基于当前排水系统类型分析，排水系统存在明显的共同点，即对雨水采取末端控制，源头消减以及中断拦截还存在一定的不足，這也使引起内涵的重要因素之一。此外，排水系统存在明显的单一性，降雨天气情况下，末端排水系统承受明显较高的压力，同样对排水系统稳定可靠运行产生不利影响。鉴于此，城市道路中，为避免内涝频繁出现，务必重视对雨水排水系统采取科学合理设计，为城市道路防内涝提供可靠保障。
二、城市道路防内涝及雨水排水系统设计
1.工程概况
以某市新区城市主干路为例，城市道路为南北方向，长度、红线宽度分别为189.73m、50m。本区雨水排水，以规划及现状河道为主。工程现场区域，地形相对平坦，且地面类型单一，地层结构并不复杂，保持分布连续，厚度保持稳定，属一般冲洪积平原工程地质区。现场区域，地下水位保持介于0.9-2.6m，浅层水埋深相对较浅，以淡水为主，对混凝土不会产生腐蚀影响。
2.雨水排水设计内容
基于新区道路规划，雨水排水设计范围以道路工程为主，雨水管道管位设计以道路中心线为主。其中，横断面管位，详见图4。针对雨水管道，包括A-E总计5段，雨水管道位置，详见图5。其中，有关C段，位于K0+473.120处，雨水管道管径保持介于d500-d600mm，管道长度标准为203m。以C段为例，进行雨水排水设计，其他管道同C段保持相同。
3.道路排水管道系统设计
（1）管材、接口及施工设计
雨水管道埋设位置，位于车行道下方，因上部荷载形成的作用影响，管材需保证良好的承载力，以钢筋混凝土管道为主。d500-d800mm范围，以钢筋混凝土承插口管（I级）为主，接口处选用橡胶圈;d1000-d1200mm范围，以钢筋混凝土承插口管（II级）为主，接口处则选用橡胶圈，嵌缝则选用聚硫密封膏。同时，辅材应当符合严格标准规范，雨水管道设计方面，以开槽施工方式为主。
（2）雨水管道基础设计
雨水管道基础，以C30砼为主，管道混凝土基础下部，设置相应的垫层，以C10砼为主，厚度控制在200mm，宽度为管基外扩300mm，垫层下部位置，砂土密实度应当超过95%。检查井两侧接口位置，下部混凝土基础，对变形缝采取合理设置，缝宽控制在30mm，使用油浸木丝板对缝隙采取密实填充。雨水管道施工之前，基于施工标准规范，完成清表、碾压处理，并采取换填、压实处理，换填高度方面，超出雨水管道管顶标高50cm，之后可完成开槽施工。 （3）雨水检查井设计
YB9井为沿河北路已设计检查井（YB1），而YD6、D12井，以矩形90°三通混凝土雨水检查井为主，而YE8、YE10，则以矩形90°四通混凝土雨水检查井为主，YD13、YD14，以扇形90°混凝土雨水检查井为主，YE15以扇形135°混凝土雨水检查井为主。其他检查井，针对d500mm管道，以φ1000mm圆形混凝土雨水检查井为主;针对d600mm管道，则以φ1250mm圆形混凝土雨水检查井为主;针对d800mm管道，则以φ1500mm圆形混凝土雨水检查井为主;针对d1000mm管道，则以矩形直线混凝土雨水检查井为主;针对检查井，在井框盖上，以φ 700mm重型球墨铸铁井框盖为主，荷载标准方面，以超汽-20等级为标准，抗弯强度方面，需超过20MPa，抗压强度方面，则需超过30MPa，弹性模量方面，需超过1.4× 103MPa，爬梯材料以塑钢为主。检查井盖、雨水口篦子，需安装设置相应的防盗链，检查井则需安装设置防护网，距离井盖位置距离为250mm，定期采取更换处理。检查井设计期间，需对如下方面加以重点关注：第一，流槽选用C20砼为主，井基础部分，以C30砼为主。混凝土垫层上，以C15砼为主，宽度为井基外扩30mm。有关检查井，垫层下部位置，设置水泥稳定砂砾，厚度控制300m，宽度为垫层外扩150mm。管线穿越井壁位置，通过沥青油麻采取密实填充，迎水面位置，以聚硫密封膏完成封口处理，检查井井底位置，同标准图相比，下降5cm高度;第二，管道回填期间，以砂砾石为主，回填高度需准确控制，同道路结构层保持相平;第三，HDPE双壁波管管口，在与检查井进行连接上，以油麻与沥青漆中介层做法为主，首先，对管壁外表面采取仔细彻底清理，保持干净无杂物。其次，对沥青漆采取均匀涂刷，以沥青基浸泡处理过后的油麻，对管壁进行缠绕，并均匀撒上粗砂，之后完成固化，时间控制在24h。处理长度上，以井墙厚度为标准。最后，砌入检查井，对井墙同管壁之间，通过沥青油麻采取密实填充。
（4）雨水口设计
雨水口是城市排水系统的附属构造物，是城市道路排水的重要组成部分，位于城市排水系统的起点。通常设置在距离城市道路、广场、交叉口、路沟一定距离处，收集路面的雨水，然后通过连接管汇入人行道下的排水管渠。科学合理布设雨水口，可以防止雨水漫过街道或造成街道积水和沉淀，妨礙交通或有害道路;否则，会造成城市道路的积水问题，甚至威胁人们的生命财产安全，因此，在城市排水管网设计中应考虑城市雨水流量的设计。
基于纵横坡度、路面粗糙程度以及允许积水深度，结合道路纵断面图，对雨水口间距做出合理明确。有关雨水口，以偏沟式双箅及多箅雨水口为主，雨水口篦子，需设置防盗链，深度H≤11m，内、外壁需进行抹面处理，材料以水泥砂浆与防水剂为主，厚度控制在20mm。有关双箅雨水口连接管，则以d300mmI级钢筋砼承插口管为主，而多箅雨水口连接管，则以d400mmI级钢筋砼承插口管为主，接口为主以橡胶圈为主，官底坡度i≥0.01。基础部分，以120°砼为主。雨水口及连接管混凝土基础下部，设置相应的垫层，以C10砼为主，厚度控制在200mm，宽度为管基外扩300mm，垫层下部位置，砂土密实度应当超过95%。
雨水口的布设位置需要考虑多种影响因素，比如道路方向、周边广场以及建筑物、绿化情况、土壤情况等。原则上，应该设置在汇水点和截水点上，比如建筑物落水管的附近，道路低洼地带，小区出入口等，不宜设置在分水点及道路转弯曲线段、建筑物门口。
雨水系统排水不畅的原因大多是雨水口布置不当所致。城市道路雨水口间距宜在25m～50m之间，但根据排水工程相关规定，间距宜在30m～50m之间，由于实际规定范围大，在实际布设过程中，通常会出现以下问题：
（1）在排水服务范围内，与排水管线连接的雨水口数量太少，雨水口之间的距离过大。
（2）独立的雨水口的泄水能力没有按照设计标准进行设计，由于道路纵坡过大或者横坡过小，导致雨水口的水头高度太高或者太低，降低了泄水能力。
（3）由于布设位置不当，地表径流不能快速流入雨水口，从而雨水口的集水能力不足，雨水口一般不设街角或最低道路高度，运行时间长，后期维护管理工作不到位，进入雨水杂物处理不及时，雨水口堵塞加重，雨水收集能力逐渐减弱。
（4）雨水口箅形选用不当，导致入水缓慢，泄水不足。
结论：
城市道路属于交通安全顺畅运行的关键载体，雨水会形成侵蚀影响，并引发内涝问题。所以，城市道路设计期间，务必重视对雨水排水系统的科学合理设计，严格基于设计规范标准，确保设计的科学可行性。同时，基于城市具体情况，使雨水排水系统设计能够充分满足城市排水的实际需求，有效防范内涝问题。此外，有关人员还需积极探索优化设计，使雨水排水效果可以得到有效提高，以此保障城市道路安全顺畅运行。
参考文献：
[1]王兆斌，王彬，吕梅，等.利用双排水系统理论对城市下穿隧道进行雨水内涝模拟分析[J].水利水电技术，2016，47（004）：127-130.
[2]刘小刚.基于防止城市内涝的道路排水系统设计新思路[J].建材与装饰，2017，000（006）：110-111.
[3]仓万虎.城市道路雨污水排水系统设计之初探[J].工程技术（全文版），2017，000（02）：00014-00014.
[4]王伟，刘珊.基于海绵城市的城市市政道路排水系统规划设计[J].工程技术研究，2020，000（15）：138-138.
【关键词】城市道路;防内涝;雨水排水系统;设计
【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.
17.095
绪论
社会经济保持高速发展，有效推动了城市建设的快速发展，城市道路规模得以快速扩张，对交通运输以及城市经济发展均发挥着关键性的影响和作用。针对城市道路，会受到外界环境因素产生的影响，尤其是雨水侵蚀，雨水若是长时间对城市道路产生侵蚀，地基受潜水影响作用，形成水分局部集中的情况，使稳定性以及强度明显降低，并引起局部路面破坏问题，对交通安全产生不利影响。鉴于此，城市道路设计期间，需对雨水排水系统采取科学合理设计，促使雨水排水能力得以有效提高，有效防止内涝问题的同时，使内部结构稳定性以及强度得到充分保证，增加使用年限。所以，城市道路防内涝及雨水排水设计的分析研究现实意义重大。
一、城市道路雨水排水系统构成及作用
1.明沟排水系统
针对城市道路，明沟排水结构形式，同公路边沟排水存在明显的相似性，区别则为城市道路不存在填土高度，汇水口同路面高度较为接近，且人行横道等位置，设置有涵管与盖板等构筑物，详见图1。
有关明沟排水系统，泄水速度相对较快，工程造价相对低廉，且施工相对简便。不过，较易发生堵塞问题，同道路交叉位置处理复杂，安全隐患同样较大。因此，城市道路中，位于近郊等路段，或是平面交叉通行量不高的路段，明沟排水系统较为适用。
2.暗管排水系统
暗管排水系统，涵盖路边沟、排水沟与集水井以及排水管。降雨情况下，雨水经路面纵、横坡形成汇流，流入至排水口与集水井，通过排水管网，对雨水有效排出路界范围。暗管排水系统，埋设位于地面以下，不会对地面交通产生严重干扰影响。不过，维护便利性不高，且工程造价相对较高。
3.复合式排水系统
城市道路特殊路段，对复合式排水系统有着重要的应用，如下穿通道、分离式立交或是涵洞等，无法以重力自流方式完成有效排水，需要紧急排水等路段。当前，管状排水系统与泵站相结合的方式使用较多。城市市区道路中，对此种组合方式有着重要应用，排水难度较高，或与泄水渠道距离较远的情况下，能够完成有效排水。管状排水系统负责完成排水，泵站则主要提供动力输出，必要情况下可设置应急泵站，工作流程详见图3。
4.雨水排水系统设计对城市防内涝的作用影响
针对城市道路，雨水排水系统具体包括地面排水、地下排水以及道路结构内排水。基于当前排水系统类型分析，排水系统存在明显的共同点，即对雨水采取末端控制，源头消减以及中断拦截还存在一定的不足，這也使引起内涵的重要因素之一。此外，排水系统存在明显的单一性，降雨天气情况下，末端排水系统承受明显较高的压力，同样对排水系统稳定可靠运行产生不利影响。鉴于此，城市道路中，为避免内涝频繁出现，务必重视对雨水排水系统采取科学合理设计，为城市道路防内涝提供可靠保障。
二、城市道路防内涝及雨水排水系统设计
1.工程概况
以某市新区城市主干路为例，城市道路为南北方向，长度、红线宽度分别为189.73m、50m。本区雨水排水，以规划及现状河道为主。工程现场区域，地形相对平坦，且地面类型单一，地层结构并不复杂，保持分布连续，厚度保持稳定，属一般冲洪积平原工程地质区。现场区域，地下水位保持介于0.9-2.6m，浅层水埋深相对较浅，以淡水为主，对混凝土不会产生腐蚀影响。
2.雨水排水设计内容
基于新区道路规划，雨水排水设计范围以道路工程为主，雨水管道管位设计以道路中心线为主。其中，横断面管位，详见图4。针对雨水管道，包括A-E总计5段，雨水管道位置，详见图5。其中，有关C段，位于K0+473.120处，雨水管道管径保持介于d500-d600mm，管道长度标准为203m。以C段为例，进行雨水排水设计，其他管道同C段保持相同。
3.道路排水管道系统设计
（1）管材、接口及施工设计
雨水管道埋设位置，位于车行道下方，因上部荷载形成的作用影响，管材需保证良好的承载力，以钢筋混凝土管道为主。d500-d800mm范围，以钢筋混凝土承插口管（I级）为主，接口处选用橡胶圈;d1000-d1200mm范围，以钢筋混凝土承插口管（II级）为主，接口处则选用橡胶圈，嵌缝则选用聚硫密封膏。同时，辅材应当符合严格标准规范，雨水管道设计方面，以开槽施工方式为主。
（2）雨水管道基础设计
雨水管道基础，以C30砼为主，管道混凝土基础下部，设置相应的垫层，以C10砼为主，厚度控制在200mm，宽度为管基外扩300mm，垫层下部位置，砂土密实度应当超过95%。检查井两侧接口位置，下部混凝土基础，对变形缝采取合理设置，缝宽控制在30mm，使用油浸木丝板对缝隙采取密实填充。雨水管道施工之前，基于施工标准规范，完成清表、碾压处理，并采取换填、压实处理，换填高度方面，超出雨水管道管顶标高50cm，之后可完成开槽施工。 （3）雨水检查井设计
YB9井为沿河北路已设计检查井（YB1），而YD6、D12井，以矩形90°三通混凝土雨水检查井为主，而YE8、YE10，则以矩形90°四通混凝土雨水检查井为主，YD13、YD14，以扇形90°混凝土雨水检查井为主，YE15以扇形135°混凝土雨水检查井为主。其他检查井，针对d500mm管道，以φ1000mm圆形混凝土雨水检查井为主;针对d600mm管道，则以φ1250mm圆形混凝土雨水检查井为主;针对d800mm管道，则以φ1500mm圆形混凝土雨水检查井为主;针对d1000mm管道，则以矩形直线混凝土雨水检查井为主;针对检查井，在井框盖上，以φ 700mm重型球墨铸铁井框盖为主，荷载标准方面，以超汽-20等级为标准，抗弯强度方面，需超过20MPa，抗压强度方面，则需超过30MPa，弹性模量方面，需超过1.4× 103MPa，爬梯材料以塑钢为主。检查井盖、雨水口篦子，需安装设置相应的防盗链，检查井则需安装设置防护网，距离井盖位置距离为250mm，定期采取更换处理。检查井设计期间，需对如下方面加以重点关注：第一，流槽选用C20砼为主，井基础部分，以C30砼为主。混凝土垫层上，以C15砼为主，宽度为井基外扩30mm。有关检查井，垫层下部位置，设置水泥稳定砂砾，厚度控制300m，宽度为垫层外扩150mm。管线穿越井壁位置，通过沥青油麻采取密实填充，迎水面位置，以聚硫密封膏完成封口处理，检查井井底位置，同标准图相比，下降5cm高度;第二，管道回填期间，以砂砾石为主，回填高度需准确控制，同道路结构层保持相平;第三，HDPE双壁波管管口，在与检查井进行连接上，以油麻与沥青漆中介层做法为主，首先，对管壁外表面采取仔细彻底清理，保持干净无杂物。其次，对沥青漆采取均匀涂刷，以沥青基浸泡处理过后的油麻，对管壁进行缠绕，并均匀撒上粗砂，之后完成固化，时间控制在24h。处理长度上，以井墙厚度为标准。最后，砌入检查井，对井墙同管壁之间，通过沥青油麻采取密实填充。
（4）雨水口设计
雨水口是城市排水系统的附属构造物，是城市道路排水的重要组成部分，位于城市排水系统的起点。通常设置在距离城市道路、广场、交叉口、路沟一定距离处，收集路面的雨水，然后通过连接管汇入人行道下的排水管渠。科学合理布设雨水口，可以防止雨水漫过街道或造成街道积水和沉淀，妨礙交通或有害道路;否则，会造成城市道路的积水问题，甚至威胁人们的生命财产安全，因此，在城市排水管网设计中应考虑城市雨水流量的设计。
基于纵横坡度、路面粗糙程度以及允许积水深度，结合道路纵断面图，对雨水口间距做出合理明确。有关雨水口，以偏沟式双箅及多箅雨水口为主，雨水口篦子，需设置防盗链，深度H≤11m，内、外壁需进行抹面处理，材料以水泥砂浆与防水剂为主，厚度控制在20mm。有关双箅雨水口连接管，则以d300mmI级钢筋砼承插口管为主，而多箅雨水口连接管，则以d400mmI级钢筋砼承插口管为主，接口为主以橡胶圈为主，官底坡度i≥0.01。基础部分，以120°砼为主。雨水口及连接管混凝土基础下部，设置相应的垫层，以C10砼为主，厚度控制在200mm，宽度为管基外扩300mm，垫层下部位置，砂土密实度应当超过95%。
雨水口的布设位置需要考虑多种影响因素，比如道路方向、周边广场以及建筑物、绿化情况、土壤情况等。原则上，应该设置在汇水点和截水点上，比如建筑物落水管的附近，道路低洼地带，小区出入口等，不宜设置在分水点及道路转弯曲线段、建筑物门口。
雨水系统排水不畅的原因大多是雨水口布置不当所致。城市道路雨水口间距宜在25m～50m之间，但根据排水工程相关规定，间距宜在30m～50m之间，由于实际规定范围大，在实际布设过程中，通常会出现以下问题：
（1）在排水服务范围内，与排水管线连接的雨水口数量太少，雨水口之间的距离过大。
（2）独立的雨水口的泄水能力没有按照设计标准进行设计，由于道路纵坡过大或者横坡过小，导致雨水口的水头高度太高或者太低，降低了泄水能力。
（3）由于布设位置不当，地表径流不能快速流入雨水口，从而雨水口的集水能力不足，雨水口一般不设街角或最低道路高度，运行时间长，后期维护管理工作不到位，进入雨水杂物处理不及时，雨水口堵塞加重，雨水收集能力逐渐减弱。
（4）雨水口箅形选用不当，导致入水缓慢，泄水不足。
结论：
城市道路属于交通安全顺畅运行的关键载体，雨水会形成侵蚀影响，并引发内涝问题。所以，城市道路设计期间，务必重视对雨水排水系统的科学合理设计，严格基于设计规范标准，确保设计的科学可行性。同时，基于城市具体情况，使雨水排水系统设计能够充分满足城市排水的实际需求，有效防范内涝问题。此外，有关人员还需积极探索优化设计，使雨水排水效果可以得到有效提高，以此保障城市道路安全顺畅运行。
参考文献：
[1]王兆斌，王彬，吕梅，等.利用双排水系统理论对城市下穿隧道进行雨水内涝模拟分析[J].水利水电技术，2016，47（004）：127-130.
[2]刘小刚.基于防止城市内涝的道路排水系统设计新思路[J].建材与装饰，2017，000（006）：110-111.
[3]仓万虎.城市道路雨污水排水系统设计之初探[J].工程技术（全文版），2017，000（02）：00014-00014.
[4]王伟，刘珊.基于海绵城市的城市市政道路排水系统规划设计[J].工程技术研究，2020，000（15）：138-138.