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【摘 要】城市道路排水设施，是保证城市地面水及时排除，防治城市污水，并使城市水之源保护得以良性循环必不可少的基础设施，我国排水工程建设初创于50年代，到80年代以后，随着城市化进程的加快和城市水污染日益得到重视，城市道路排水设施建设得到较快的发展，但城市道路排水设施普遍存在各种问题，如防洪排水能力不足：平坦地区的排水灌渠的坡度偏小，部分地区的排水设施不成系统，易形成内涝等。造成这些问题的原因，有设计不合理，日常管理不到位，自然条件变化等。通过对许多工程设计的总结，我们认为城市道路排水工程设计能否更好地避免这些问题的发生，做到经济合理，运行安全，受城市道路排水工程规划的影响较大。
【关键词】排水规划；城市道路；工程排水；管道设计
城市道路排水是指城市生活污水，工业废水，大气降水（含雨，雪水）经流和其他废弃水的收集，运输，净化，利用和排放。城市道路排水工程设计主要指建设在城市道路上用于收集，输送和排放城市雨水，污水的城市道路排水设施（排水管网及其附属构筑物）的设计。
1.从宏观层面分析城市道路排水规划设计
1.1防洪排涝规划
1.1.1防洪排涝概念
防洪排涝是城市的生命线，防洪排涝规划主要针对对象是外洪和内洪，外洪以防为主，如防洪堤、水库等，而内洪则是排蓄为主。对城市而言，在规划重现期内，不应有“涝”的概念，只有雨水如何及时排除或滞蓄起来的问题。过去排涝标准三天暴雨三天排完或24小时暴雨24小时排完，针对的是郊区和农田，这种标准是无法适应现代城市的发展要求的。因此将“防洪排涝规划”称为“城市防洪规划”（防外洪）和“城市排洪规划”（排内洪）则更贴切。这有助于提高人们对防洪排涝重要性的认识，确保人民生命财产安全。②排洪与排水标准衔接问题：城市排水是解决较小汇流面积上经历暴雨产生的排水问题，采用的是暴雨公式，暴雨时段控制在5—120min，选用暴雨样本是年超大值法；而排洪考虑汇水面积大，目前多采用水文公式（也是暴雨推理公式），使用某重现期(如10年一遇)24h暴雨量为基本数据，其选用暴雨样本是年最大值法。因此进行防洪排洪规划时，应充分考虑排洪与排水重现期标准衔接问题。排洪规划重现期应根据城市重要性以及排洪流域面积的大小因素综合考量后确定。排洪汇水面积越大，重现期标准越高，大中城市排洪标准不宜小于20年一遇(防洪标准CB50201-94)。③排洪措施：排洪措施主要有地面全抬高方案和雨水泵加滞洪区方案（地面不抬高或部分抬高）。对于山区，考虑到内洪来得快、退得快，设置雨水泵站效益不大，宜采用全抬高方案，但同时也要考虑现状村庄过渡，可设置局部的抽排设施。
1.1.2污水处理集中与分散的讨论
一段时期以来，我国污水处理业界比较推崇污水集中处理，其理由是污水厂规模经营，效率高，污水厂运营成本低，处理出水水质有保证等。但随着时间的推移，其缺点也逐步暴露出来，过度集中污水处理主要存在如下问题：一是巨额管网投资（越下游管径越大，投资巨增）；二是运营的高能耗（中途提升泵站多，能耗大；三是无法进行中水就近利用。对此很多污水采用BOT形式营建，为污水适度分散处理提供了方便。集中和分散相结合地进行污水处理是区域污水处理发展的方向。
1.2从中观层面分析城市道路排水规划设计
1.2.1雨水系统规划设计
雨水系统规划设计应与城市防洪排涝规划和城市竖向规划相结合，特别是地处平原、盆地的城区，这三者有机配合显得更为重要。譬如，市区内河设计标准采用五年一遇不漫溢水利标准，相当于城建一年一遇标准），而相应道路排水重现期P:l年情况下，两者洪峰相遇是经常性的，雨水管道出口经常是压力出流。因此，雨水系统要进行必要的压力流校核，同时与竖向标高相协调，避免在重现期P=l时，雨水溢水路面的情况发生。
1.2.2污水厂排水去向
目前国家强调水的循环再用，要从“污染控制”向“水生态修复和恢复”转变，因此污水厂处理后污水的排放以就近向可作为中水回用的途径或可向内河排放作景观用水为宜。而环境影响评价常以事故排放为由，建议将处理后的污水向外江心排放，两者矛盾如何协调值得进一步讨论。
1.3管道设计
1.3.1管道敷设
埋地敷设是道路排水管道最普遍的敷设方式。针对不同的管材和地基条件，处理技术及要点存在一定差异。一般供水管管顶覆土1.2米- 1.4米，排水管管顶覆土1.2米。城市管线综合一般本着。有压让无压”的原则。在实际设计工作中，给水管线在不断穿越其他管线后，可能会造成给水管线频繁的上下起伏。不仅会增加很多的排气、增大水头损失，还可能增加隐患点。所以在管线穿越障碍时，尽量从全段角度综合考虑局部上返还是下返，少陡峭变化，多平缓过渡。对于管道不够最低覆土要求的时候(人行道下最小覆土深度0.6m，车行道下最小覆土深度0.7m)，一般采用混凝土回填至道路基层，回填时采用T字形浇筑，沟槽两边搭接20-30cm。
1.3.2管道的坡度与流速
根据曼宁公式，在重力流排水管道系统的运行工况中管径、坡度、流速是3个相互制约的参数。此外，设计中还应考虑最大设计流速和最小设计流速。因地形较为平緩，管道纵坡通常较小，管内流速较低，易引起管内悬浮物沉降并造成管道堵塞。此时，以最小设计流速为控制性参数。设计程序是首先根据道路坡度初步确定管道纵坡，然后根据流量选择管径，再复核其流速。
1.3.3管道基础的地基处理
管道地基处理一般采用换填法，将软弱土层挖去后，分层压实回填粗砂碎石，一般适用于管道下2m范围内有持力层的情况。如果换填厚度较大，一方面换填材料造价增加，沉降量难以控制，另一方面随着开挖深度的增加，支护费用也增加，因此换填深度一般宜控制在2m以内。对于管道下小于5in范围内有持力层的情况，可采用木桩法。木桩法利用木桩与桩间土共同作用形成复合地基。木桩一般采用松木桩，桩长约5m—6m，桩尖必须进入持力层0.5m以上。由于木桩法需消耗木材，浪费森林资源，不利于环保，不宜大量使用。 持力层在现状地面以下18m范围内的时候，宜采用水泥土深层搅拌桩法。其工作原理是将水泥固化剂和地基软土就地搅拌混合，搅拌时不会使地基土侧挤出，对周围建筑物影响很小。但水泥搅拌桩施工较慢，且为复合地基，故必须检验复合地基承载力，所需时间较长。管道基础的地基处理，必须根据管材、土质情况、施工场地、施工工期，以及对地面交通的影响等，选择不同的地基处理方法。
1.3.4管道回填
回填质量的好坏直接影响到排水管道整体性，它也是造成管道不均匀沉降的原因之一；同时它对道路路面平整度有着直接的影响。管道回填各部分的压实度有不同的标准，管道两侧压实度不小于90%，管顶0.5m范围内压实度不小于85%，其他部分按道路路基压实度要求回填。这样，充分保证了管道的回填质量，使道路路面有了可靠的保障。
2.结束语
由于城市道路排水设施的功能和特性，使其工程规模大，投资额大，施工难度大，工期长且在运行中消耗大量的能源和资源。按一般工程的设计经验，城市道路排水工程的工程费用占道路各专业的总工程费用的30%，因此，城市道路排水工程设计具有重要的地位，改进排水工程规划的有关工作，确保更科学，合理的排水规划的执行，将给设计提供更好的条件。
【关键词】排水规划；城市道路；工程排水；管道设计
城市道路排水是指城市生活污水，工业废水，大气降水（含雨，雪水）经流和其他废弃水的收集，运输，净化，利用和排放。城市道路排水工程设计主要指建设在城市道路上用于收集，输送和排放城市雨水，污水的城市道路排水设施（排水管网及其附属构筑物）的设计。
1.从宏观层面分析城市道路排水规划设计
1.1防洪排涝规划
1.1.1防洪排涝概念
防洪排涝是城市的生命线，防洪排涝规划主要针对对象是外洪和内洪，外洪以防为主，如防洪堤、水库等，而内洪则是排蓄为主。对城市而言，在规划重现期内，不应有“涝”的概念，只有雨水如何及时排除或滞蓄起来的问题。过去排涝标准三天暴雨三天排完或24小时暴雨24小时排完，针对的是郊区和农田，这种标准是无法适应现代城市的发展要求的。因此将“防洪排涝规划”称为“城市防洪规划”（防外洪）和“城市排洪规划”（排内洪）则更贴切。这有助于提高人们对防洪排涝重要性的认识，确保人民生命财产安全。②排洪与排水标准衔接问题：城市排水是解决较小汇流面积上经历暴雨产生的排水问题，采用的是暴雨公式，暴雨时段控制在5—120min，选用暴雨样本是年超大值法；而排洪考虑汇水面积大，目前多采用水文公式（也是暴雨推理公式），使用某重现期(如10年一遇)24h暴雨量为基本数据，其选用暴雨样本是年最大值法。因此进行防洪排洪规划时，应充分考虑排洪与排水重现期标准衔接问题。排洪规划重现期应根据城市重要性以及排洪流域面积的大小因素综合考量后确定。排洪汇水面积越大，重现期标准越高，大中城市排洪标准不宜小于20年一遇(防洪标准CB50201-94)。③排洪措施：排洪措施主要有地面全抬高方案和雨水泵加滞洪区方案（地面不抬高或部分抬高）。对于山区，考虑到内洪来得快、退得快，设置雨水泵站效益不大，宜采用全抬高方案，但同时也要考虑现状村庄过渡，可设置局部的抽排设施。
1.1.2污水处理集中与分散的讨论
一段时期以来，我国污水处理业界比较推崇污水集中处理，其理由是污水厂规模经营，效率高，污水厂运营成本低，处理出水水质有保证等。但随着时间的推移，其缺点也逐步暴露出来，过度集中污水处理主要存在如下问题：一是巨额管网投资（越下游管径越大，投资巨增）；二是运营的高能耗（中途提升泵站多，能耗大；三是无法进行中水就近利用。对此很多污水采用BOT形式营建，为污水适度分散处理提供了方便。集中和分散相结合地进行污水处理是区域污水处理发展的方向。
1.2从中观层面分析城市道路排水规划设计
1.2.1雨水系统规划设计
雨水系统规划设计应与城市防洪排涝规划和城市竖向规划相结合，特别是地处平原、盆地的城区，这三者有机配合显得更为重要。譬如，市区内河设计标准采用五年一遇不漫溢水利标准，相当于城建一年一遇标准），而相应道路排水重现期P:l年情况下，两者洪峰相遇是经常性的，雨水管道出口经常是压力出流。因此，雨水系统要进行必要的压力流校核，同时与竖向标高相协调，避免在重现期P=l时，雨水溢水路面的情况发生。
1.2.2污水厂排水去向
目前国家强调水的循环再用，要从“污染控制”向“水生态修复和恢复”转变，因此污水厂处理后污水的排放以就近向可作为中水回用的途径或可向内河排放作景观用水为宜。而环境影响评价常以事故排放为由，建议将处理后的污水向外江心排放，两者矛盾如何协调值得进一步讨论。
1.3管道设计
1.3.1管道敷设
埋地敷设是道路排水管道最普遍的敷设方式。针对不同的管材和地基条件，处理技术及要点存在一定差异。一般供水管管顶覆土1.2米- 1.4米，排水管管顶覆土1.2米。城市管线综合一般本着。有压让无压”的原则。在实际设计工作中，给水管线在不断穿越其他管线后，可能会造成给水管线频繁的上下起伏。不仅会增加很多的排气、增大水头损失，还可能增加隐患点。所以在管线穿越障碍时，尽量从全段角度综合考虑局部上返还是下返，少陡峭变化，多平缓过渡。对于管道不够最低覆土要求的时候(人行道下最小覆土深度0.6m，车行道下最小覆土深度0.7m)，一般采用混凝土回填至道路基层，回填时采用T字形浇筑，沟槽两边搭接20-30cm。
1.3.2管道的坡度与流速
根据曼宁公式，在重力流排水管道系统的运行工况中管径、坡度、流速是3个相互制约的参数。此外，设计中还应考虑最大设计流速和最小设计流速。因地形较为平緩，管道纵坡通常较小，管内流速较低，易引起管内悬浮物沉降并造成管道堵塞。此时，以最小设计流速为控制性参数。设计程序是首先根据道路坡度初步确定管道纵坡，然后根据流量选择管径，再复核其流速。
1.3.3管道基础的地基处理
管道地基处理一般采用换填法，将软弱土层挖去后，分层压实回填粗砂碎石，一般适用于管道下2m范围内有持力层的情况。如果换填厚度较大，一方面换填材料造价增加，沉降量难以控制，另一方面随着开挖深度的增加，支护费用也增加，因此换填深度一般宜控制在2m以内。对于管道下小于5in范围内有持力层的情况，可采用木桩法。木桩法利用木桩与桩间土共同作用形成复合地基。木桩一般采用松木桩，桩长约5m—6m，桩尖必须进入持力层0.5m以上。由于木桩法需消耗木材，浪费森林资源，不利于环保，不宜大量使用。 持力层在现状地面以下18m范围内的时候，宜采用水泥土深层搅拌桩法。其工作原理是将水泥固化剂和地基软土就地搅拌混合，搅拌时不会使地基土侧挤出，对周围建筑物影响很小。但水泥搅拌桩施工较慢，且为复合地基，故必须检验复合地基承载力，所需时间较长。管道基础的地基处理，必须根据管材、土质情况、施工场地、施工工期，以及对地面交通的影响等，选择不同的地基处理方法。
1.3.4管道回填
回填质量的好坏直接影响到排水管道整体性，它也是造成管道不均匀沉降的原因之一；同时它对道路路面平整度有着直接的影响。管道回填各部分的压实度有不同的标准，管道两侧压实度不小于90%，管顶0.5m范围内压实度不小于85%，其他部分按道路路基压实度要求回填。这样，充分保证了管道的回填质量，使道路路面有了可靠的保障。
2.结束语
由于城市道路排水设施的功能和特性，使其工程规模大，投资额大，施工难度大，工期长且在运行中消耗大量的能源和资源。按一般工程的设计经验，城市道路排水工程的工程费用占道路各专业的总工程费用的30%，因此，城市道路排水工程设计具有重要的地位，改进排水工程规划的有关工作，确保更科学，合理的排水规划的执行，将给设计提供更好的条件。