城市道路排水设计

城市道路排水设计城市排水系统的制度、排水设计要求、排水系统分类雨水管道及其构造物的布置雨水管渠设计流置计算教学内容：重点解决的问题：道路雨水排水系统有几种形式？城市道路为什么需要设计锯齿形偏沟？《规范》有何规定？雨水管布置有哪些具体要求？雨水管设计应有完成哪些计算项目？9.1.1城市排水系统的制度（1）合流制将污水和雨水用同一管道排除的称为合流制排水系统。（2）分流制将雨水和污水分别设置管道系统排除，称为分流制排水系统。（1）分别设置污水和雨水管道系统；（2）只设污水管道系统，不设雨水暗管，雨水沿着地面、街道边沟和明渠泄入天然水体。9.1概述（1）城区道路排水设计应按城市排水规划进行，并应符合现行的《室外排水设计规范》规定。无排水规划时，应先作出排水规划，再进行设计。（2）城区道路排水一般采用管道形式。城区道路排水设计包括偏沟、雨水口和连接管的布设，不包括排水干管设计。（3）郊区道路排水设计包括边沟、排水沟与涵洞等。（4）郊区道路排水设计应处理好与农田排灌的关系。（5）快速路的路面水应排泄迅速，以防止路面形成水膜影响行车安全。9.1.2城市排水设计的一般要求1．设计规范及原则（1）城区道路排水设计重现期见表9.1.1，重现期高于地区排水标准时，应增设必要的排水设施。（2）当郊区道路所在地区有城市排水管网设施或排水规划时，应按表9.1.1规定选用适当的重现期。9.1.2城市排水设计的一般要求（3）郊区道路为公路性质时，其排水标准可参照《公路工程技术标准》和《公路排水设计规范》的规定进行设计。2．道路排水设计标准9.1.2城市排水设计的一般要求（3）郊区道路为公路性质时，其排水标准可参照《公路工程技术标准》和《公路排水设计规范》的规定进行设计。（4）道路路面雨水径流量应按现行的《室外排水设计规范》执行。（5）计算道路雨水口流量时，偏沟水深不宜大于缘石高度的2/3。（1）城区道路排水设计重现期见表9.1.1，重现期高于地区排水标准时，应增设必要的排水设施。（2）当郊区道路所在地区有城市排水管网设施或排水规划时，应按表9.1.1规定选用适当的重现期。2．道路排水设计标准道路汇水点、人行横道上游、沿街单位出入口上游、靠地面径流的街坊或庭院的出水口等处均应设置雨水口。道路低洼和易积水地段应根据需要适当增加雨水口。4．立体交叉范围地面水排除的原则（1）对立体交叉桥下的地面水，宜采用自流排除。当不能自流排除，有条件修建蓄水池时，可采用调蓄排水，无调蓄条件时，应设泵站排水。（2）在下穿式立体交叉引道两端纵坡的起点处应设倒坡，并在道路两侧采取截水措施，以减少坡底聚水量。纵坡大于2%的坡段内，不宜设雨水口，应在最低点集中收水，两边应各设并联雨水口。9.1.2城市排水设计的一般要求3．雨水口的设置（1）排水方式：应根据铺装种类、场地面积和地形等因素确定。集中排水：分散排水：广场、停车场单向尺寸大于或等于150m，或地面纵坡度大于或等于2%且单向尺寸大于或等于90m时，宜采用划区分散排水方式。广场、停车场周围的地形较高时，应设截流设施。（2）广场、停车场宜采用雨水管道排水，并避免将汇水线布置在车辆停靠或人流集散的地点。雨水口应设在场内分隔带、交通岛与通道出入口汇水处。（3）停车场的修车、洗车污水应处理达到排放标准后排入城市污水管道，不得流入树池与绿地。9.1.2城市排水设计的一般要求5．广场、停车场地面水排除的规定（1）道路中心线纵坡度小于0.3%时，可在道路两侧车行道边缘1～3m宽度范围内设锯齿形偏沟，以保证路面排水。锯齿形偏沟的缘石外露高度，在雨水口处hg=18～20cm；在分水点处hw=9～12cm。雨水口处与分水点处的缘石高差hg－hw宜控制在6～9cm范围内。（2）缘石顶面纵坡宜与道路中心线纵坡平行。锯齿形偏沟范围的道路横坡度，随分水点和雨水口的位置而变。条件困难时，可调整缘石顶面纵坡度。9.1.2城市排水设计的一般要求6．设计锯齿形偏沟的规定9.1.3城市道路雨水排除系统的类型按构造特点分类：明式、暗式和混合式。1.明式系统公路和一般乡镇道路采用明沟排水，在街坊出入口、人行横道处增设一些盖板、涵管等构造物。2.暗式系统包括街沟、雨水口、连管、干管、检查井、出水口等部分。3.混合式系统明沟和暗管相结合的一种形式。城市中排除雨水可用暗管，也可用明沟。9.1.3城市道路雨水排除系统的类型按构造特点分类：明式、暗式和混合式。1.明式系统公路和一般乡镇道路采用明沟排水，在街坊出入口、人行横道处增设一些盖板、涵管等构造物。2.暗式系统包括街沟、雨水口、连管、干管、检查井、出水口等部分。9.2雨水管道及其构造物沿道路的布置(1)平面布置：城市道路的雨水管线应平行于道路的中心线或规划红线。雨水干管一般设置在街道中间或一侧，并宜设在快车道以外，当道路红线宽度大于60m时，可考虑沿街道两侧作双线布置。9.2.1雨水管的布置(2)雨水管与其它管线交叉发生平交时其它管线一般可用倒虹管的办法，分离相交管线。管道纵坡尽可能与街道纵坡取得一致。水管的最小纵坡不得太小，一般不小于0.3%。为防止或减少沉淀，雨水管设计流速常采用自清流速，一般为0.75米／秒。为了满足管中雨水流速不超过管壁受力安全的要求，对雨水管的最大纵坡也要加以控制，通常道路纵坡大于4%时，需分段设置跌水井。(3)管道纵坡(4)管道的埋设深度最大允许埋深：一般在干燥土壤中，管道最大埋深不超过7～8m，地下水位较高，可能产生流沙的地区不超过4～5m。最小埋深：等于管直径与管道上面的最小覆土深度之和。在车行道下，管顶最小覆土深度一般不小于0.7m。冰冻地区，则要依靠防冻要求来确定覆土深度。雨水口是在雨水管道或合流管道上收集雨水的构筑物。一般设在街区内、广场上、街道交叉口和街道边沟的一定距离处。（1）雨水口的布设形式1）单幅式：布置两排雨水口。9.2.2雨水口和检查井的布置1.雨水口2）双幅式：布置两排或四排雨水口9.2.2雨水口和检查井的布置1.雨水口雨水口是在雨水管道或合流管道上收集雨水的构筑物。一般设在街区内、广场上、街道交叉口和街道边沟的一定距离处。（1）雨水口的布设形式1）单幅式：布置两排雨水口。3）三幅式：布置两排至六排雨水口9.2.2雨水口和检查井的布置1.雨水口2）双幅式：布置两排或四排雨水口雨水口是在雨水管道或合流管道上收集雨水的构筑物。一般设在街区内、广场上、街道交叉口和街道边沟的一定距离处。（1）雨水口的布设形式1）单幅式：布置两排雨水口。雨水口的泄水能力计算公式：（2）雨水口的泄水能力式中：Q——雨水口排泄的流量，m3/s；ω——雨水口进水面积，m2；C——孔口系数，圆角孔用0.8，方角孔用0.6；g——重力加速度；h——雨水口上允许贮存的水头，一般认为街沟的水深不宜大于侧石高度的2／3，一般采用h=0.02～0.06m；k——孔口阻塞系数，一般k=2/3。ghkcQ2•雨水口的构造包括进水蓖、井身和连接管三部分。（3）雨水口的构造形式及适用地点雨水口的构造形式：1）平式雨水口缘石平蓖式雨水口：适用于有路缘石的道路，主要排除路面水；地面平蓖式：适用于无路缘石的路面、广场及地面低洼聚水处等。2）立式雨水口：3）联合式雨水口：在水平和垂直方向上均有雨水蓖子。宜用于径流集中且有杂物堵塞处。立孔式立蓖式适用：有路缘石的道路立孔式适用于蓖隙容易被杂物堵塞的地方。（4）雨水口布设1）位置：街沟纵断面上低洼积水点和交叉口凹竖曲线处应设雨水口。2）形式：根据道路纵横坡度、街道宽度、路面种类、周围建筑地形及排水情况，选择雨水口形式及布设方式3）间距：一般为30～80米（暴雨强度、雨水口的排水能力）4）雨水口的连接：连接干管或串联。一般不超过两个。雨水口连管最小管径为Φ200mm，坡度不小于1%，长度不超过25m，覆土高度不小于0.7m。5）雨水口的标高布置：立式雨水口：应使雨水口圈框低于两侧路面3cm，箅面比雨水口圈框再低1cm（联合式雨水口相同）；平式雨水口：应使雨水圈框低于附近路面3～5cm，并使周围地面坡向雨水口。雨水口井深度：不宜大于1m。冰冻地区，应对雨水口及其基础采取防冻胀措施。为了对管道进行检查和疏通，管道系统上必须设置检查井；检查井还起连接沟管的作用，相邻两个检查井之间的管道应在同一直线上，便于检查和疏通操作。检查井一般设置在管道容易沉积污物以及经常需要检查的地方。2.检查井9.3雨水管渠设计流量计算9.3.1雨水管渠的设计流量计算FqQ式中：Q——雨水设计流量，L／s；q——设计暴雨强度，L／s/9000m2）；ψ——径流系数；F——流域汇水面积，9000m2。定义：某时段内的径流量（流入雨水管渠的雨水）与同一时段全部降雨量的比值，称为径流系数。主要影响因素:包括排水地区的地面性质和地面覆盖。在城市排水地区，经常遇到不同种类的地面，所以排水地区的平均径流系数应按加权平均法计算。（1）径流系数ψ9.3雨水管渠设计流量计算9.3.1雨水管渠的设计流量计算FqQ（2）汇水面积F（1）径流系数ψ9.3雨水管渠设计流量计算9.3.1雨水管渠的设计流量计算FqQ定义：某时段内的径流量（流入雨水管渠的雨水）与同一时段全部降雨量的比值，称为径流系数。设计暴雨强度q：指94m2地面每秒钟的降雨量，（L／s／94m2）。（3）设计暴雨强度qnbtTCAq)()lg1(1671式中：q——设计暴雨强度，L/s/94m2；t——降雨历时，min；T——设计重现期，年；A1、C、n、b——参数，根据统计方法计算确定，决定于当地的气象。设计重现期是指在一个较长的统计期限内，设计暴雨强度的降雨重新出现一次的平均时间间隔，单位为年。①设计重现期T设计重现期T设计降雨所取的某一连续时段称为设计降雨历时，单位以分min计。雨水管渠的设计降雨历时，应采用管渠中形成最大径流量所需的时间。设计降雨历时包括：地面汇流时间管渠内流行时间②设计降雨历时t式中：t1——地面汇流时间（min），与流域面积大小、地面种类、坡度、覆盖情况等有关，一般t1=5～15min；t2——雨水在管渠内流行时间（min），t2=L/v。L为计算管段长度（m），V为设计管渠内雨水的流速（m/s）；m——延缓系数，明渠：m=1.2；暗管：m=2。设计重现期是指在一个较长的统计期限内，设计暴雨强度的降雨重新出现一次的平均时间间隔，单位为年。①设计重现期Tt=t1+mt29.3雨水管渠设计流量计算vQ式中：Q——流量，m2/s；ω——水流有效面积，m2；v——流速，m/s。9.3.2雨水管渠的水力计算RiCvR——水力半径，m；C——流速系数，611RnCxR9.3雨水管渠设计流量计算1．雨水管道布置的基本原则（1）充分利用地形，分区就近排入水体（2）雨水干管应沿排水地区低处布置（3）合理选择和布置出水口2.雨水管道设计与计算示例9.3.3雨水管渠的设计1.道路雨水排水系统有几种形式？道路雨水排水系统分为明式、暗式和混合式等三种形式。公路和一般乡镇道路采用明沟排水，在街坊出入口、人行横道处增设一些盖板、涵管等构造物。城市道路中排除雨水一般采用暗式，城乡结合处可采用混合式。2.城市道路为什么需要设计锯齿形偏沟？《规范》有何规定？城市道路往往纵坡较小，为保证道路纵向排水，在路面边缘附近1~3m范围内通过逐段抬高或降低路面的方式设置需要的排水纵坡，并保证路面边缘高度的变化幅度不过大，一般不超过路缘石高度的2/3。这种形式成为锯齿形偏沟。《规范》规定，道路中心线纵坡度小于0.3%时，可在道路两侧车行道边缘1～3m宽度范围内设锯齿形偏沟，以保证路面排水。3.雨水管布置有哪些具体要求？雨水管布置应考虑平面位置、管道纵坡、埋置深度、与其他管线的交叉布设等问题。4.雨水管设计应有完成