0前言

当前，我国现状排水系统普遍存在质量不高、能力不足、标准不够及雨污混流等各种问题，亟需对现状道路下排水系统进行整改及优化设计。2019年我国排水管网总长度为743 982km，雨污合流管道长度为103 776km，合流管道占比为13.9%^[1]。根据住房和城乡建设部、生态环境部、发展改革委联合发布的《关于印发城镇污水处理提质增效三年行动方案（2019-2021）的通知》：明确城中村、老旧城区、城乡结合部污水管网建设路由、用地和处理设施建设规模，加快设施建设，消除管网空白区。实施管网混错接改造、管网更新、破损修复改造等工程，实施清污分流，全面提升现有设施效能。此外，由于我国许多城市的内涝积水问题较突出，对于一些积水严重、影响范围广、整治难度大的易涝区域，需通过改造雨水管网，提升管渠重现期等方式消除内涝隐患。

城市中普遍存在的雨污水管道混流及内涝现象，均需对现状道路下排水管网进行改造设计，来实现雨污分流及缓解内涝问题。而面对现状道路下现状管线众多、可用空间不足、新建管位难以落实等问题，通过应用雨水口一体沟及雨污同线设计思路及实例，解决相关类型项目的应用难题。

1 部分现状道路下排水系统存在问题

部分现状道路下排水系统质量及标准等均不满足目前城市化进程对所需，基础排水系统保障能力不足，将严重制约我国经济社会的稳步发展。现状排水系统主要存在问题有：

(1）雨污合流现象普遍。尤其是我国的老旧城区、街道，由于排水系统建设年代较为久远，且受当时经济发展水平、技术条件、发展规划、排水理念等多重因素的影响，其现状排水体制多为合流制。合流制系统的存在，一方面造成夏季污水排入河道，导致水体黑臭，水环境恶化；另一方面造成雨季大量雨水进入污水管网，导致污水管网及污水处理厂运行压力增加，污染物浓度降低，污水处理厂处理效率下降^[2]。

(2）内涝隐患严重。部分道路因为地势低洼且排水能力不足、设计重现期较小，在汛期遇到强降雨，极易出现内涝现象发生。内涝的存在，给人民的生命安全及财产安全都带来了严重威胁。

(3）管道破损严重。一些现状排水管道，由于早期施工质量参差不齐，质量难以保证。再者，由于后续运维和管理工作不到位，使得很多管道出现不同程度的管道渗漏及破损，管口脱节及错口等各种各样的质量问题。

因此，对现状道路下排水系统进行设计改造，将是我国未来面临的基础建设工作之一。但现状道路下由于既有管线排布密集且现状道路宽度有限，部分为交通要道断路施工困难等诸多因素，给排水系统改造带来诸多困难与挑战。

2 集约型排水系统设计思路及要点

2.1 雨水口一体沟

雨水口一体沟即雨水口与雨水方沟合建，上部结构为雨水口，下部结构形式为方沟，方沟侧墙选用混凝土模块砌体墙。根据设计流量确定方沟尺寸及雨水口型式，雨水口篦子及井圈为球墨铸铁材质，篦条布置为顺条，其具体型式与泄水能力与市政工程所用标准雨水口要求一致。用于市政道路上时，其地面活荷载按照过车考虑，需满足汽车荷载城-A级要求。当雨水口一体沟埋深较浅时，可考虑用雨水口代替检查井，并配以高压水枪冲洗沟底沉积物，实现雨水方沟的养护与检修。当方沟埋深校深时，应根据管道规格及检查井间距要求设置检查井以便于检修。雨水口一体沟构造见图1。

图1 雨水口一体沟剖面示意   

Fig.1 Sectional view of the inlet and box drain laying at the same location

雨水口一体沟实现了雨水口及雨水方沟只占用一个管线管位，且不用单独设置雨水口连接管。对于地下空间有限、现状管线拆改困难的现状道路排水系统改造设计，可考虑应用雨水口一体沟。

2.2 雨污同线

雨污同线即雨水管道及污水管道共用一个管位，由于污水管道一般较雨水管道深，因此污水管道布置于雨水管道下。对于雨污同线排水管道，排水检查井需共用，因此在传统排水检查井基础上需要改造设计。雨污同线检查井，雨水和污水检查井共用一个井室，在井室内部雨水管道底部设置一道有机复合井盖以便将雨水及污水分离开，有机复合井盖采用“五防井盖”，设置防意外开启保险。此外，底层污水井室需设置一处污水管道通气孔通向上层雨水井室上部。雨污同线检查井剖面见图2。

图2 雨污同线检查井   

Fig.2 The node of the rainwater and sewage pipes laying at the same location

雨污同线排水管道共用一个管道基坑，可以做到雨污水同槽施工，减少了了开挖占地面积，并避免了绝大部分现状管道拆改工作，但应用需考虑雨水及污水管道高程关系，雨污同线部分的污水管道均需位于雨水管道之下。

3 雨水口一体沟应用实例分析

3.1 项目基本情况

大红门下凹桥区位于北京市南四环大红门桥，根据相关部门的监测数据显示其汛期最大积水深度为300cm。现现况桥区有雨水口194个，有D600～1 200雨水管线，汇合后汇入D1 600收水干管后进入泵站。现状汇水面积为9.1hm²，设计重现期P=2年，径流系数Ψ=0.72，设计流量Q=2.3m³/s。排水系统方面造成的积水原因主要为：(1)设计汇水面积为9.1hm²，经核算，实际收水面积为14.65hm²:(2)桥区低水管道设计标准低，设计重现期为2年，现况有雨水口194个，雨水篦子数量少，不能满足收集强、暴雨流量的要求。

3.2 排水系统改造设计

对现有下凹桥区现状道路雨水收集系统进行改造，包括改造及增加雨水口、增加雨水管线等，以便增大雨水收集系统收集能力；雨水收集系统改造后设计标准为P=10年，汇水面积F=14.65hm²；径流系数Ψ=0.81，设计流量为6.94m³/s。

(1）雨水口改造。原有现状雨水口共计194个，将立交桥下层环岛内部分现状双篦雨水口改造成三篦雨水口，现状雨水口被改造40个；因桥区南侧新建雨水边沟（上设雨水口），现状雨水口被改造56个；因桥区东南侧新建联合式多篦雨水口，现状雨水口被改造26个。改造后，现状雨水口保留数量为72个。将立交桥下层环岛内部分现状双篦雨水口改造成三篦雨水口，雨水口共计60个，沿立交桥下层环岛道路内侧以及桥区低点南侧新建雨水沟（上设雨水口）及多篦雨水口，雨水口共计556个。改造后，新建雨水口616个，满足流量要求。

(2）排水管道改造。新建雨水口汇入现状排水管道后，现状排水管道不满足要求，需新建或改造雨水管道。新建管径800mm×800mm～1 500mm×1 800mm雨水方沟，收集新建联合式多篦雨水口收入水量。下游现况收水干管的管径为D1 600mm，最小坡度为0.000 8，相应最小过流能力为2.37m³/s，部分新建雨水口流量汇入后，不满足要求，将收水干管的管径改为2 200mm×2 000mm，坡度0.001 5，过流能力为8.52m³/s，满足要求。

(3）雨水口一体沟。由于下凹桥区南侧为整个桥区低点，需集中敷设雨水口，以解决积水问题，经测算需布置556个雨水口，经考察现场实际条件及位置，确定雨水口形式为多箅联合式雨水口。雨水方沟尺寸为800 mm×800 mm～1 500 mm×1 800mm，由于桥区低点排水管道、上水管道、燃气管道、电力、电信等多种现状管道，且现状道路车流量较大，断路施工困难，因此采用雨水口一体沟，将联合式雨水口与方沟同管位集约化建设，节约占地。

4 雨污同线应用实例分析

4.1 项目基本情况

铺陈市胡同位于北京市西城区珠市口西大街南侧，因胡同中过去有很多经营“铺衬”的店铺而得名。铺陈市胡同，全长约426m，现状道路宽度5～6m。现状道路横向东高西低；纵向中间高，南北低。道路西侧为住户平房，院落多高于现状道路；道路东侧为围墙，且现状电线杆较多；道路西侧低点局部存在单篦雨水口。现状道路下管线情况主要为：(1)D200～300雨污合流管道；(2)2根D100上水管道；(3)2条电信管道，规格分别为400×200、4×50;(4)1条电力管道。

4.2 上游胡同口末端截流

由于与铺陈市相交的其他胡同排水系统多为雨污合流管道，在铺陈市胡同实现雨污分流之后，其他未实现雨污分流的胡同合流管道接入到铺陈市胡同，势必造成分流系统无效的现象发生。因此对其他相交胡同进行下游总口截污，以作为实现铺陈市胡同雨水分流的临时措施。

截流井内设置可调式限流装置（浮筒阀）。旱季时，截流井内水位较低，浮子阀由于重力作用处于开启状态，合流管道内的旱季污水通过截流管被截流至截污管道中；雨季时，由于雨水的流入，截流井内水位不断上升，浮子阀由于受到浮力作用不断关闭，至设定的最高水位时（截污管道已处于满流状），达到限流限值，截流井设计见图3。

图3 截流井示意   

Fig.3 Schematic diagram of interception sewage node

4.3 排水系统改造设计

铺陈市胡同现状存在一条D200～300雨污合流管道，经测算其不满足现有排水需求，故对其改造。根据规划要求明确此胡同要实现雨污分流，其中污水管道规格为D300，雨水管道规格为D300～1 000。由于现状胡同狭窄且现状管线较多，因此考虑废除原有合流管道，原合流管道位置新建雨污同线排水系统，其检查井进行合建共用，解决老旧胡同雨污分流的难题。本胡同共新建雨污同线的D300污水管道及D300～1000的雨水管道分别为548m，新建检查井雨污同线检查井34座。雨污同线平面布置见图4。

5 结论

雨水口一体沟及雨污同线为空间集约型排水系统设计方式，可以节约占用现状道路下空间，减少现状管线拆改，为现状道路下排水系统的升级改造设计，提供了切实可行设计思路：

图4 雨污同线平面布置示意   

Fig.4 Schematic diagram of the rainwater and sewage pipes laying at the same location

(1）大红门下凹桥区通过设置总数为556篦的雨水口一体沟，使该地区设计重现期由原来的2年提升为10年，解决了桥区低点的积水问题。雨水口一体沟的方沟位于雨水口正下方，避免了军用电缆、上水干线、燃气等多种现状管线拆改，节约了工程建设投资及工期。

(2）铺陈市胡同通过采用548m的雨污同线设计方案，雨污同线、同槽，排水系统仅占用一个管位，且检查井实现共用，解决了狭窄的老旧胡同难以实现雨污分流的难题。

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王盈盈