道路勘测设计第十章城市道路排水设计 -.ppt

,道路勘测设计（第十章城市道路排水设计）孝感学院城市建设学院赵花丽,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量计算,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,第10章城市道路排水设计,本章主要内容,10.1.1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。,10.1概述,第10章城市道路排水设计,分流制,第10章城市道路排水设计,（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。,10.1.2城市排水设计的一般要求,1．设计规范及原则,第10章城市道路排水设计,（1）城区道路排水设计重现期见表10.1.1，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10.1.1规定选用适当的重现期。,10.1.2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,第10章城市道路排水设计,10.1.2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10.1.1，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10.1.1规定选用适当的重现期。,2．道路排水设计标准,第10章城市道路排水设计,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。,10.1.2城市排水设计的一般要求,3．雨水口的设置,第10章城市道路排水设计,（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100m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。,10.1.2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,第10章城市道路排水设计,（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hg18～20cm；在分水点处hw10～12cm。雨水口处与分水点处的缘石高差hg－hw宜控制在6～10cm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。,10.1.2城市排水设计的一般要求,6．设计锯齿形偏沟的规定,第10章城市道路排水设计,10.1.3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。,第10章城市道路排水设计,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。,10.1.3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。,第10章城市道路排水设计,10.2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。,10.2.1雨水管的布置,第10章城市道路排水设计,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。,第10章城市道路排水设计,2雨水管与其它管线交叉,第10章城市道路排水设计,3管道纵坡,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。,第10章城市道路排水设计,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。,2管道的埋置深度,第10章城市道路排水设计,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。,10.2.2雨水口和检查井的布置,1.雨水口,第10章城市道路排水设计,2）双幅式布置两排或四排雨水口,10.2.2雨水口和检查井的布置,1.雨水口,（1）雨水口的布设形式,第10章城市道路排水设计,3）三幅式布置两排至六排雨水口,10.2.2雨水口和检查井的布置,1.雨水口,（1）雨水口的布设形式,第10章城市道路排水设计,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h0.02～0.06m；k孔口阻塞系数，一般k2/3。,,第10章城市道路排水设计,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,第10章城市道路排水设计,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。,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。,2）立式雨水口立孔式和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。,第10章城市道路排水设计,（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。,第10章城市道路排水设计,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。,（4）雨水口布设,第10章城市道路排水设计,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,第10章城市道路排水设计,2.检查井,第10章城市道路排水设计,10.3雨水管渠设计流量计算,10.3.1雨水管渠的设计流量计算,,式中Q雨水设计流量，L／s；q设计暴雨强度，L／s/10000m2）；ψ径流系数；F流域汇水面积，10000m2。,第10章城市道路排水设计,,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ψ,10.3.1雨水管渠的设计流量计算,第10章城市道路排水设计,（2）汇水面积F,10.3.1雨水管渠的设计流量计算,第10章城市道路排水设计,设计暴雨强度q指104m2地面每秒钟的降雨量，（L／s／104m2）。,（3）设计暴雨强度q,式中q设计暴雨强度，L/s/104m2；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。,第10章城市道路排水设计,（3）设计暴雨强度q,第10章城市道路排水设计,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,第10章城市道路排水设计,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和管渠内流行时间,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t15～15min；t2雨水在管渠内流行时间（min），t2L/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m1.2；暗管m2。,tt1mt2,第10章城市道路排水设计,,式中Q流量，m2/s；ω水流有效面积，m2；v流速，m/s。,10.3.2雨水管渠的水力计算,,R水力半径，m；,C流速系数，,第10章城市道路排水设计,,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,10.3.3雨水管渠的设计,,,,第10章城市道路排水设计,计算实例,第10章城市道路排水设计,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。,结论,第10章城市道路排水设计,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。,结论,第10章城市道路排水设计,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哪些计算项目汇水区域的划分与面积计算、雨水灌渠的设计流量计算、雨水灌渠的水力计算、孔径计算等。,结论,第10章城市道路排水设计,