浅谈城市道路横截沟升级改造治理措施

陈亚军¹  贾勇²  颜笑³  张亚¹

（1.徐州市水利建筑设计研究院有限公司,江苏 徐州 221000；2.徐州市市政设计院有限公司,江苏 徐州 221000；3.徐州市水政监察支队,江苏 徐州 221000）

摘  要：道路横截沟在拦截雨水径流、防止低洼处积水方面起着非常重要的作用，但是其排水和道路安全交通一直以来都是交通、水利部门的痛点和难点问题。本次以实例工程为背景，在复核横截沟收水基本满足的基础上，通过在篦子下方设置减振垫块和简易刚柔过渡段，能有效减少车辆跳车及其对篦子的冲击作用，避免篦子破损移位和引发道路交通事故，该项治理措施为徐州首次采用，其研究成果为后续道路横截沟设计及其升级改造奠定基础，具有推广应用价值。

关键词：积水点；道路横截沟；减振垫块；刚柔过渡段

1 前言

由于城市化进程不断加快，城市积水内涝的风险也不断加大，对道路排水系统的要求也越来越高。近些年来，多地出现城市看海的现象，特别是在城市地下通道、下穿市政隧道、下凹立交桥等纵坡较大的道路是城市积水内涝的高风险地区。目前在这些区域通常的治理措施是在道路设置截留设施收水后通过连接管排水至雨水井或者配合提升泵站进行排水，其中，篦式道路横截沟是常见的截流手段之一，其在拦截雨水径流方面有较大的优势，地表雨水截流量大，排水效率高。但是，由于不当的设计或者施工做法，频繁受车辆冲击碾压作用，受损后存在不同程度的安全隐患，导致在横截沟处混凝土破损、篦子破损移位、车辆跳车等现象，交通量大的地段可能引发道路交通事故，部分地区因为该情况时有发生，为确保交通安全，就直接把横截沟用混凝土填埋沟槽，虽然解决了不下雨水时的交通，但在下小雨时，桥下低洼处有积水，下大雨时，严重积水堵塞，甚至给社会经济造成巨大损失，对城市安全运行和居民出行产生不利影响，甚至威胁到人民群众生命财产安全^[1]。

本文以苏山立交泵站改造工程中的道路横截沟为例进行探讨。

2 工程概况

苏山立交泵站工程中，苏山立交西侧辅道范围内雨水主要由陇海铁路桥下南侧雨水通道和南侧横截沟收水后汇入西三环快速路西侧收水边沟内，通过横截沟汇入现状东侧DN1000主管网，然后汇入立交桥东DN1200进水管进入泵站，经泵站提升后,通过DN1500管排入故黄河内。工程范围内汇水面积约0.45ha，其中，单个道路横截沟汇水面积约0.1ha。泵站设计标准为10年一遇，设计流量5850m³/h，安装4台潜污泵（三用一备），单泵设计流量1950m³/h，扬程18m，单机功率132kw，横截沟截面宽度400mm，深600mm。2022年7月30日，由于受强降雨影响，在西三环快速路与陇海铁路交叉桥下，西侧辅道出现积水现象，最大积水深度约0.2m，积水长度约100m^[2]。经过现场踏勘，该段道路横截沟设计有，但是被填埋了，失去了拦截高水的功能，从而导致坡道段来水直接下压低洼处产生积水。通过与交通、城管、交警等部门沟通，该段道路由于车流量大、重车较多、车速较快等原因，导致该处横截沟屡遭损毁，道路管理部门为确保安全，将过水断面用混凝土填埋，从而产生积水问题。

横截沟部分被混凝土填埋

3 横截沟收水能力计算

根据《2020中国人口普查分县资料》划分徐州为Ⅱ型大城市，依据《室外排水设计标准》规范，本工程立交属于中心城区地下通道，故雨水管渠设计重现期按照30年^[3]。本工程道路纵坡最大4%，原设计坡上第一道横截沟现状沟宽400mm，汇水面积约0.1ha，根据暴雨强度公式i=167(16.007+11.48lg T)/(t +17.217)^0.7069（L/（s*hm²）），经计算，流量Q为35.15L/s。参照横截沟篦子的水力特性^[4-6]，篦宽400mm，在10L/s时开始产生水翅现象，37L/s时布满整个篦子，本工程流量小于37L/s，刚好布满整个篦子，截留率达到83%，现状设计篦宽基本满足要求。

4 改造设计及施工工艺

根据工程现状实际情况并结合收水能力计算，本次对横截沟已填埋段采取恢复改造设计，鉴于该路段车流量大、重车较多、车速较快等原因，本工程参照桥梁支座及桥台过渡段等做法，在徐州首次采用在篦子下铺设减振垫片及篦子附近设置简易刚柔过渡段，能有效减少车辆跳车及其对篦子的冲击作用。

道路横截沟改造横断面图

具体设计、施工工艺如下：

（1）凿除后期沟槽内填埋的混凝土，恢复沟槽排水功能；

（2）凿除横截沟外侧顶上约4cm厚混凝土，宽度分别约32cm和67cm，其上铺设镀锌铁丝加筋网，然后再铺4cm厚细粒式沥青混凝土作为刚柔过渡段；

（3）篦子基座处，凿除横截沟内侧顶上约13cm厚混凝土，两侧宽度均约18cm，篦子周边采用15mm厚异形钢板防护混凝土边角，临近路面侧钢板顶高程低于路面2cm，与过渡段一并实施，钢板采用植入的锚栓固定，钢板与槽壁间空隙采用灌浆料填充；

（4）篦子设减振基座采用聚氨酯牛筋垫片，规格型号为1000×150×35mm，密排紧贴在钢板上，该材料具有吸收振动、强度高、韧性好、弹性大、抗疲劳、抗老化性能好等特点^[7]；

（5）篦子采用重型防盗球磨铸铁雨水篦子，尺寸为720×550mm，材料为QT500-7，承载等级E600，篦子固定采用植入的M20高强定型化学锚栓，每个篦子按4根螺栓固定，其上配自锁螺母，上口采用黑色橡胶塞封顶；

（6）施工前应先确定混凝土内纵向钢筋位置，根据锚栓位置钻孔，孔深30cm，清孔后采用植筋剂固定锚栓，连接钢板根据锚栓孔实际位置钻孔。

4  结论

道路横截沟排水和道路安全交通一直以来都是交通、水利部门的痛点和难点问题，从排水角度来讲，横截沟收水能力最好，但可能影响交通；从交通角度来讲，横截沟分隔交通，容易产生安全事故，因此，对道路横截沟设计及施工的研究尤为必要。本次通过在篦子下方设置减振垫块和简易刚柔过渡段，能有效减少车辆跳车及其对篦子的冲击作用，避免篦子破损移位和引发道路交通事故，该项治理措施为徐州首次使用，目前已运行近一年，运管单位反应比较好，具有推广应用价值。针对本次实施过程中遇到的困难及优点及时总结，为后续道路横截沟设计及升级改造奠定基础。

参考文献：

[1]全春林，王强，韦明杰，等．积水高风险下凹式立交桥防涝规划策略分析[C]．2020中国城市规划年会暨2021中国城市规划学术季论文集．2021.9．

[2]徐州市水务局．徐州市区积水点治理实施方案[R]．徐州市水务局，2022.8．

[3]GB 50014-2021，室外排水设计标准[S]．

[4]陈岚，郭川，马文滢，等．城市道路横截沟泄流效率试验研究[J]．水利水运工程学报，2021.10(5) : 92-100．

[5]徐灵华，郭帅，马文滢，等．城市道路横截沟截流率有限元模拟[J]．合肥工业大学学报（自然科学版），2021.5(5) : 653-657．

[6]秦美娜．城市道路横截沟设计方法及其模拟研究[D]．北京：北京建筑大学，2021．

[7]吴博．道路横截沟施工工艺研究[J]．山西建筑，2020.9(18) : 92-94．

作者简介：陈亚军（1979年2月），男，江苏大丰人，硕士学历，徐州市水利建筑设计研究院有限公司高级工程师，从事水工结构、桥梁工程、岩土工程的设计与研究。E-mail:45688580@qq.com,江苏省水利科技项目资助科研项目编号：2022009