针对下立交雨水排水设计的分析

摘要：本文对下立交雨水排水设计分为排水系统和排水泵站设计两个部分进行分析。在雨水排水系统设计中应考虑汇水面积的确定和雨水收集系统的设计。雨水泵站设计重现期宜考虑六年左右为宜，集水时间宜选择5～10min，集水井设计应考虑流态的影响，水泵宜选择潜水泵。

关键词：下立交雨水排水泵站 潜水泵

一、前言

对于城市交通的快速发展和交通流量的增加使大型道路交叉口数量越来越多，虽然随着科技的提升在设计理念的更新下，使城市交通中下立交的数量在逐渐减少，但在具体的设计过程中，下立交的采用是不可避免的。据统计，下立交约占我国已建成立交桥的75%以上[1]。

由于下立交两侧引道纵坡一般都较大，具有降雨时聚水较快的特点，若排除不及时就会威胁行车行人安全，以致中断道路交通，而下立交一般又位于城市道路系统的咽喉部位，一旦交通中断往往影响非常大，因此下立交雨水排水系统的设计尤为重要。笔者在本文中不仅是对工作经验的总结，并且还对城市下立交排水泵站设计中出现的问题进行了一些分析。

二、下立交雨水排水系统设计内容

下立交排水系统设计与城市雨水系统设计原理相同，但是由于下立交排水在特别情况下形成来水量快，影响大的特点，与城市一般雨水系统的设计也有不同的地方。雨水系统包括雨水收集系统和雨水泵站两部分组成，主要设计包括雨水排水系统设计和雨水泵站设计。

雨水排水系统的设计包括雨水汇水面积的确定和雨水收集系统设计两部分。

雨水泵站的设计包括设计参数的选择和泵站工艺设计两部分。其中设计参数包括雨水重现期的选择和集水时间的确定；泵站工艺设计主要是包括集水井设计和水泵选型。

三、雨水排水系统设计应注意的问题

1、汇水面积的确定

汇水面积确定的合理与否，会直接影响泵站的设计，包括泵站集水井和水泵的选型。在确定汇水面积时，应与下立交的设计统筹考虑，尽量减少进入下立交排水泵站的雨水量，即减少下立交排水系统的汇水面积。通常可采取立交两端敞开段以外道路设置驼峰以隔断地面雨水进入下立交。对于下立交范围以外的雨水通过下立交两侧辅道雨水管排除，不计入下立交泵站汇水范围内。

2、雨水收集系统设计

雨水收集系统的作用是收集集水范围内的雨水至集水池。由于下立交引道坡度较大(通常在2%～3.5%之间)，造成雨水的地面径流流速较大，接近甚至超过管道排放的流速，在引道上设置雨水井效果并不理想，所以一般采取在下立交最低处设置多篦集水井来收集雨水，就近进入泵站集水池。多篦水井的个数是雨水设计流量与单个集水井 容纳流量的比值，计算面积时应考虑1.2～1.5的堵塞系数。由于下立交纵坡大(通常在2%～3.5%之间)的特点下立交内雨水呈现出汇水快，水流急的特点。因此下立交雨水系统多采用设置横向截水沟的形式来截取纵向水流再通过管渠排入泵站集水井。一般设置3～5道横向截水沟。

四、雨水泵站设计中应注意的问题

1、设计重现期与集水时间

在《室外排水设计规范》(GB50014―2006)中对立体交叉道路的雨水管道设计参数有明确的规定，即重要干道、地区或短期积水即能引起严重后果的地区，重现期一般选用3～6年，并根据暴雨强度公式和雨水流量公式推求雨水设计流量。因此应根据下立交所处城市位置的重要性，合理确定重现期，目前重现期一般选择6年左右。

雨水泵站集水时间一般为5～10min，考虑下立交地势、坡度等问题，一般取较大值，径流系数可取0.9。

2、泵站工艺设计

2.1集水井设计问题

集水井容积的大小应根据设计流量和停留时间确定。由于目前水泵多选用潜水泵，因此集水井设计时应考虑潜水泵的特点。集水池有效容积一般按《室外排水设计规范》和设计手册中规定的不应小于最大一台泵5 min的出水流量计算，这是基于人工操作所需启动时间而要求的，随着水泵技术、自控技术的进步，集水池的容积可以减小[2]。

由于潜水泵间距较小，因此集水井设计时应考虑井中水的流态对水泵的影响。再由于与雨水收集系统集水井直接相连，暴雨时流速较快的雨水径流集水井直接进入集水池会形成回流、湍流，从而恶化水泵进水条件，导致水泵效率下降，应采取导流等措施改进雨水流态以助于泵站的正常运行，可采取的措施有：设置导流板或导流墩、压水板或挡水板等。

2.2水泵选型

对于大型排水泵站多选择轴流泵，该类水泵适用于大流量扬程低的工况。由于下立交排水泵站属于小型泵站，目前主要选择潜水泵。主要原因是潜水泵具有以下技术、经济优势：

1）结构紧凑、占地面积小。潜水排污泵由于潜入液下工作，因此可直接安装于污水池内,无需建造专门的泵房用来安装泵及机，可以节省土地及基建费用。

2）安装维修方便。小型的潜水排污泵可以自由安装，大型的潜水排污泵一般都配有自动藕合装置可以进行自动安装,安装及维修相当方便。

3）连续运转时间长。潜水排污泵由于泵和电机同轴，轴短，转动部件重量轻,因此轴承上承受的载荷(径向)相对较小，寿命比一般泵要长得多。

4）不存在汽蚀破坏及灌引水等问题。特别是后一点给操作人员带来了很大的方便。

5）振动噪声小，电机温升低，对环境无污染。

雨水排水主要用于雨季运行，除加强泵的日常检修外，在设计时考虑备用泵是必须的。

五、总结

因此，当我们在设计下立交雨水排水时应必须要注意以上几点问题，那么就能更进一步提高城市交通的安全与畅通。

参考文献 ：

[1].《室外排水设计规范》GBJ50014－2006。

[2]. 王少林.排水泵站集水池最小有效容积计算问题的探讨［J］.给水排水，1998，24(6)：26-28.