摘要：在当今社会经济的快速发展进程中，高架桥作为城市快速路跨越地面的重要设施，在城市建设中具有非常重要的地位。尤其是近年来家用汽车数量飞速增长，城市交通拥堵的问题越来越严重，城市高架快速路建设成为城市发展的迫切需要，也成为城市发展水平的衡量指标。城市高架桥作为快速路网的重要组成部分，能够有效缓解城市交通拥堵、提高通行效率、减少占用土地等问题，对城市交通具有非常重要的作用。目前因工程造价与城市布局等因素限制，城市快速路网主要虽然以高架桥和下穿隧道形式为主，但下穿隧道建设费用与运维成本较高，纵断面一般为V形布置，汇水速度较快，在暴雨期内极易被淹水、安全风险也较大，但建设城市快速路的高架桥，需要做好雨水排放系统设计。
关键词：海绵城市；高架桥；雨水；排水设计
引言：随着城市化进程的加快，越来越多的城市亟待解决交通拥堵问题，而建设高架快速路已成为提高道路通行效率、缓解交通拥堵、提升城市环境的重要举措。高架桥面雨水排放系统在过去很长的时期内以传统的“以排为主”原则，将桥面雨水收集后通过立管排至路面下的市政雨水管网。但桥面雨水具有集水快、峰值流量大、污染物浓度高等特点，采用传统的直排模式不仅易对下游管网造成较大冲击、引发积涝，而且不利于控制雨水污染物排入河流。在土壤渗透性好、内涝频发尤其地下水匮乏地区，应优先运用海绵城市理念进行高架桥雨水排水设计，加大绿化浇灌利用率、天然雨水储量和雨水下渗量，对减轻地下水匮乏、城市内涝、水体污染都具有重要意义。
⒈雨水排放系统的组成
高架桥雨水排放系统由收集系统和排水泵站组成。雨水收集系统的作用是收集汇水范围内的地表雨水和地下水至集水池。由于高架桥引道为尽量减少占地、降低投资，故坡度一般较大(最大可达5%)，造成雨水的地面径流流速较大，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，所以一般采取在最低处设置全断面横截沟来收集雨水，横截沟的宽度是雨水设计流量与横截沟单位面积收纳流量的比值，并考虑1.2～1.5的堵塞系数。地下水位高于引道时在引道的基层内设置透水软管，将地下水有组织地通过排水软管排入集水沟，雨水和地下水就近排入泵站集水池。雨水泵站及时排除收集的雨水，是整个排水系统的核心。根据近年养护实践表明，泵站采用潜污泵在实践中取得的效果较好，安装维护方便，不易堵塞、运行安全可靠，辅助设备少，有效降低了故障率，运行条件大为改善。目前水泵一般采用超声波和液位仪排水控制，可同时设置就地控制与远程控制系统，水泵组启动方便，操作程序简单。
2．设计理念及原则
以积极运用海绵城市技术、构建低影响雨水排放系统为理念。将灰色排水系统与低影响开发设施相结合，实现雨水优先渗透、自然净化、深度开发和可持续利用，提高自然修复能力，维护城市良好的生态功能。以“因地制宜”为原则。根据项目所在地的地质条件、降雨规律、水环境保护要求，合理确定排水设计和低影响开发控制标准、措施、目标。
3．高架桥雨水排放系统设计
3.1在高架桥绿化地下设置渗坑
在高架桥落水管附近设置渗坑,雨水经渗坑向绿化带内渗透,余水通过透水管和设在绿化带中的收水口排入市政雨水排放系统。该方法可使雨水中大颗粒、悬浮类污染物起到初步净化作用，雨水也得到有效利用,减少初期雨水污染。
3.2充分利用绿化隔离带
城市快速路一般设有绿化隔离带,这些绿化带一般高于路面。
为充分利用其渗透水功能,可将绿化带做成起伏状,即每隔一段距离设一个低点,使道路雨水能自动流进绿化带,并在低处设置渗坑,使雨水下渗。雨水流入绿化带后,可在绿化带内得到有效滞留,既可消减排水流量的峰值,也可使雨水得到资源化利用,还可消减初期雨水对水环境的污染。为减少雨水对路基路面的侵害,应在绿化带内设置透水管,雨水余水也可通过绿化带内收水口排至市政雨水排放系统。
3.3雨水泵站集水池容积、隔栅及流态
对泵站而言，集水池即泵室，集水池大小决定着泵站大小和工程造价，合理地确定集水池的大小显得尤为重要。集水池有效容积一般按《室外排水设计规范》和设计手册相关规定，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和避免潜污泵的频繁启动而要求的。随着水泵技术、自动化控制与信息化管理技术的发展，集水池的容积可以减小，从而减少占地、降低施工难度和工程造价。
4．雨水泵站的设计
4.1泵站布置方式的选择
雨水泵站的布置主要有两种方式，即合建式与分建式，根据实际情况选择适宜的布置方式。合建式泵站节省了占地面积，但是由于泵站埋深较浅，所以会存在较多的安全隐患，并且不利于管理。分建式泵站埋深较深，所以安全性较高，便于管理，但是由于连通管数量的增多而提高了投入成本，加之水泵扬程增加，所以运行费用相对较高。在选择泵站布置方式时，主要应该考虑雨水的出路，由此来确定泵站的布置形式。合建式泵站在日常管理中，在清渣工作上具有一定的难度。目前，主要使用全自动粉碎型格栅和潜污泵。全自动粉碎型格栅由于安装比较简便，消耗功率小，并且噪音较低，占地面积小等优势，已经得到了广泛的应用。如果雨水在经过泵站后直接排入河道中，那么掺杂在雨水中的固体颗粒也会随之排入河道，对河道等水体造成污染，所以这种雨水出路下不适合采用合建式泵站。如果雨水经泵站后排入城市的污水管道，那么雨水中的污染物就会被截流到污水处理厂，此时可以选择合建式泵站。
4.2水泵的选型、控制与安装
水泵作为泵站的核心直接对泵站的运行效率产生影响。一般要求易安装、易维护、运行安全可靠、结构简单、故障率低，故现在选用潜污泵较多，其设计流量在自动控制时应按设计秒流量确定，人工控制时应按最大小时流量计算确定，水泵数量应不少于2台泵，以保证有1台备用泵，目前多见N+1配置形式。
5.结束语
在高架桥雨水排放系统设计时，由于其与一般的道路排水存在差异性，为了提高排水效率，需要充分的考虑设计方式。在排水系统主设计时，应该根据城市规划实际出发，从日常管理、安装施工、运行维护、占地面积、节能降耗、减本增效以及环境污染等多方面因素进行考虑，从而选择最佳的设计方案。合理的城市高架桥雨水排放系统会最大程度的提高排水效率、降低运行经费、减少环境污染、节约资源，为城市社会经理可持续良性发展创造有利的条件。
参考文献
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