上海市政交通设计研究院有限公司 上海 200030
摘要：本文主要分析上海市雨水积水点的形成原因，并且讨论了解决道路积水的主要方案和解决思路。以具体项目经验为基础，分析积水点治理中不可忽视的技术难点。
关键词：给水排水工程；积水点改造；老城区
近年来，国内很多城市相继遭受灾害性降雨的袭击，发生了严重的内涝积水，引起政府和各界社会的关注。上海市地处平原地区，地势平坦、地下水位较高，年降水量大，作为中国的金融中心，上海市政府持续投入大量资金用于排水设施建设和改造。特别是近十数年来的进行的道路积水改善工程，有效缓解了暴雨期间道路积水和由于周边道路积水造成的居民住宅小区积水的压力，得到了市民和社会的一致好评，对完善城市排水管网系统，提高排水能力，为进一步完善地区排水系统起到积极作用。
本文将结合实际，充分分析了中心城区道路积水产生的原因，并探讨了上海市雨水积水点城区道路积水改善工程设计过程中的技术难点。
1、道路积水的主要原因
城市排水系统的建设是是随着城市的发展而变化的，城市的排水规划也就相应而发生变化。在变化的过程中，随着设计参数的改变、城市规模的改变等，需要不断翻新和持续的跟新城市的排水系统。因此在发展的过程中，各种因素导致了道路积水现象的产生，笔者主要将原因归纳为以下几类：
1）设计标准和规划的跟新
现状道路及排水系统排水设施建设年代较早，排水管管径偏小，不仅未达到新的规范和标准要求，也未达到原规划的标准要求。
夏季台风不可预测，可能会带来短时强降雨，暴雨强度可能超过百年一遇，雨量最大的地区小时降雨量会达到100mm以上，远远超过了上海中心城区排水系统的设计排水能力（按上海地区设计暴雨强度公式计算，重现期为1年相对应的小时平均降雨强度为35.5mm/hr，重现期为3年相对应的小时平均降雨强度为49.6mm/hr）。
2）小区内部排水设施不完善
街坊支管以及临街住宅接入管管径规模偏小，降雨期间排水不畅。
根据测量资料，现有街坊支管和临街住宅建设年代较早，其支管管径仅为Φ300，另外管道老化淤积、管网布局混乱等问题，导致地块雨水排放受阻或不畅，造成积水。
3）排水能力未达到系统规划标准
主线排水管管道未达到系统规划标准，排水能力不足。
根据设计经验，依据系统计算，某路某段沿线地区管道服务面积为2.13公顷，按照计算和规划系统要求，管道管件为Φ1200~Φ1800，其现状雨水管道仅为Φ600，远远不及系统设计标准，导致汛期时雨水不能及时排放，从而形成积水。
综上所述，如果市政路段形成积水点，不仅不能及时收集排放本路段沿线的雨水，更无法转输上游管道的排水，形成积水。同时由于本路段管径过小，使得上游雍水排入他路段转输，与本系统排水规划不符，无法充分发挥本系统下游总管及泵站的功能，另一方面也增加了其他路段排水管道甚至是周边系统泵站的压力。
2、道路积水的解决方案
对于短时间强降雨造成的道路积水多发生在汛期，排水管理部门应该与气象部门以及其他政府职能部门密切联系，及时正确的做出判断。
1）建立数学模型
数学模型法是通过水力模型软件建立排水系统计算机模型，可对排水全过程进行模拟，实现在不同降雨标准下对排水系统排水能力及各管段的水力负荷进行评估。结合模拟降雨过程中道路积水位置、积水时间及溢流程度，对积水原因进行分析。
根据模型结果分析，在不同暴雨重现期的系统设计标准下，系统是否出现超压情况，且系统内边缘是否有积水现象发生，从而判断当下路段的管径。
在利用InfoWorksICM水力模型软件，根据上大路排水系统规划管网资料，初步建立上大路雨水管网水力模型。地面高程结合地区现状及规划标高选取，下垫面按照排水系统规划综合径流系数0.6设定。
2）排水管道主线改造方案
上海市某路某段为例，根据其排水管道所属排水系统和数学模型对该路段雨水管道进行的复核计算，确定废除现状Φ600雨水管道，新建Φ1600雨水管道。在近、远期三年一遇的标准降雨工况下，本工程不存在积水风险，从而达到积水改造的目的。
3）街坊支管改造方案
新建雨水支管管径扩大，以满足小区雨水汇流入市政管道时通畅，管径宜不小于Φ600，新建雨水支管充分利用老管位置，并适当调整雨水管支管接入市政管道的角度以改善水力条件，当新建雨水支管位置与原有雨水支管位置重合时，则拆除原有支管，若与原有雨水支管位置不同，则废除原有支管并予填实。
.png)
图1软件模拟某排水系统管网负荷及积水深度示意图（P=3a）
3、雨水积水点改造设计中常见问题
1）管位的确定
上海道路积水改善工程结合道路大修工程同步实施，但其它现状地下管线不进行改建，因此新建排水管道管位应尽量减少对其它现状地下管线的影响，在必须进行管线搬迁时，应选择搬迁工作量小，影响范围小的公用管线。上海市道路积水点工程多半道路狭窄、车流量较大，经过数十年的建设发展，各类新旧地下管线数量多、类型复杂，且沿线已建成的地块或距离红线近，或为建设年代较早基础薄弱的老建筑，为使新建排水的管道能顺利实施并满足规划要求，在设计过程中应结合实际情况重点考虑管位确定。
首先，通过进行查阅竣工图和地下管线资料、测量、物探、等方式获得现状排水管道及其他地下管资料后，需再结合对工程现场的实地踏勘对上述资料进行分析、评价、整理、相互验证，使得资料的真实性、系统性及完整性能满足确定设计方案的要求。
然后，根据新建排水管道管径、埋深确定沟槽宽度及围护措施需要的作业面宽度，再结合现状地下管线分布情况及道路横断面布置，按尽量减少新建排水管道对现有管线造成影响，同时兼顾考虑施工期间车道分配及交通组织的情况，并尽可能减少施工对交通带来的影响的原则，确定管位。
当现状道路下地下管线众多，新建排水管道口径较大，为保证管道正常施工必须进行管线搬迁时，优先考虑搬迁费用较低的小口径上水管及低压煤气管或敷设时间较长孔数少的信息电力管线，以减少施工难度，缩短施工周期，降低工程造价。
2）考虑交通组织方案
交通组织方案应根据现场实际情况而定，比如单行道、双行道、有无公交车站牌等因素而定。现状道路较狭窄时，新建管道管位的选择应同时满足工程沿线的道路通行要求及并考虑施工时的交通组织方案。
结合排水管道改建方案，可按如下方案组织：
1、本工程新建雨水管道位于规划道路中心线附近，管道施工期间，占用道路中心约5m宽的车行道作为作业区域，留出南北两侧各5m宽区域供车辆及非机动车通行。过往非机动车通过作业路段时需下车推行。
2、施工期间预先张贴施工提示告示及指示牌，建议过往车辆和行人尽量改走周边环镇北路、锦秋路等道路，注意避让施工区域。
3、排水管道可分段施工，逐段完工，循序推进；对尚未施工或已完工路段，可保持正常交通。
4、合理安排施工进度，尽可能利用节假日及双休日，进行沿线企业出入口等处的管道敷设，确保沿线企业在施工期间的正常生产。
5、应尽量避开交通高峰时段施工，早7：30～9：30、下午4:00～6:30停止大型机械施工，打桩、挖掘沟槽、土方外运作业尽量安排在夜间或节假日实施。
6、排水管道应采用分段施工、快速施工、文明施工，施工时作业区域以移动式护栏全封闭围护，分段管道铺设后，跟进实施沟槽路面修复，并在沟槽三渣层养护期内覆盖钢板确保车辆行驶安全。
7、施工期间每个路口应委派1～2名交通协管员维持现场交通秩序，每天两班，并请交警支队在必要时增派警力指挥路口行人和车辆交通。
施工区域可采用LL-98护栏将施工区域与车辆进行隔理施工，并在各相关路口安置相应指示牌：车辆改道标志、施工牌、前方施工标志等，以确保路径明确，并提醒过往车辆和行人注意避让施工区域。全天安排交通疏导员做好交通疏导工作及维持现场交通秩序，确保车辆和行人安全，并请交警支队在必要时增派警力指挥路口行人和车辆交通。施工单位内部建立健全交通组织的各项管理制度，明确各项任务、工作量及其责任人，强化管理。
此外，施工前还应召开专题会议，征询交通管理部门意见，由施工单位编制详细的交通组织方案，并由专业交通设施单位做出交通标志标线设计，上报交通主管部门论证审批后再行施工。
3）考虑避让重要地下构筑物
在排水管道的平面及竖向标高设计中还应注意对轨道交通隧道区间、地下电力隧道等重大地下市政设施的避让及保护。
以上海市某积水点改善工程为例，该工程范围内电力电缆隧道工程中的1号圆形工井位于机动车道下，通风口位于北侧绿化带内，井主体内径15m，围护结构采用1m的地下连续墙，井内最上层顶板标高1.0m，井内接入及接出的Φ5500电力隧道采用盾构法施工，盾心标高-16.45m。
本段积水点改造新建排水管道从标高上可从电力隧道上方穿越，平面上避让该电力工井井身，从在井南侧穿过。因电力工井本体采用地下连续墙施工且井体及隧道的埋深均较大，新建的排水管道对已建的电力隧道工程设施影响甚微。
4）管材的合理选用
管材的选择应结合工程所在地土质情况、周边环境情况、道路交通流量及管材本身的性能和特点，并结合道路管道施工时的运输、交通管理等相关管理部门的意见综合考虑选用。
另外，综合上述各种因素，结合工程具体所需管径，确定最终合适的管材。
4、结论
1、造成上海市中心城区道路产生积水的原因不同，相应的解决方案也有所不同，应具体情况具体分析。尤其每条道路的现状管线情况、周边环境情况、交通需求等均有不同，必须对现状情况进行仔细调查分析，因地制宜并有针对性地确定管位、管材等具体设计方案。
.png)
图2路口新建合流管平面布置示意图
2、中心城区道路积水改善工程具有一定复杂性，尽管在设计前期过程中，通过测量、物探、查阅竣工图等多种手段对工程范围内的现场情况尽可能进行了详细的调查并制定了有针对性的设计方案，仍不可避免的会出现诸如来路不明的排水暗管、非开挖管线位置与物探资料不符等只有在实际施工过程中才会暴露出来的问题。因此在积水点改善工程施工时，必须认真做好管线交底，管线样洞开挖等工作，必要时对埋深较大的非开挖管线进行进一步物探；同时应对接入现状管线的支管逐根梳理复查，就近接入新建排水，避免因工程改造造成现有地块的排水不畅，力求切实做好“民心工程”。
参考文献
[1]排水工程（下册）张自杰，中国建筑工业出版社。
[2]室外排水设计规范（GB50014-2006）（2011版）
[3]俞长恒，李志清.对当前市政工程施工养护的几点思考[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2011，（07）
[4]《城镇排水工程施工质量验收规范》（上海市标准）（DG/TJ08-2110 -2012）
[5]陈倩，曹跃刚.市政排水工程问题防治分析及对策[J].科技资讯，2008，（14）