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摘要：本文将通过列举设计实例，并根据相关书籍和现行规范，说明了如何将现状平面交叉的排水系统改造成下穿式通道立交的排水系统的设计方法，
一、下穿式通道立交排水系统的复杂性和特殊性
随着城市的发展，城镇居民和出行车辆日益增多，交通拥堵问题越来越严重，现有交通道路已无法满足需要，必须进行改造，例如：将原有的平面交叉改造成立交形式，立交形式主要有两种形式：上跨式高架桥和下穿式通道。由于土地资源、环境优美等多方面的考虑，当地政府、規划部门在城市道路建设中会选择下穿式通道立交形式。下穿式通道立交与上跨式高架桥排水相比更具复杂性和特殊性。
该立交工程所在位置现状为由交通灯控制的平面交叉，道路两侧为60cm×60cm的排水沟，没有市政排水管道。但是沿线两侧布置了错综复杂的综合管道，例如：给水、污水、通信、光缆、电力和燃气管道等等。在设计前必须跟相关部门沟通协调，安排好管线拆迁和预留管线位置，避免新建的排水管与现状管线冲突和重叠。
由于该立交工程建成后，将成为该城市连接东西部地区的交通枢纽，所以该立交工程由路基路面、匝道桥、下穿式通道组成。在空间上分成三个层次，高度相差最大可达7米，并且下穿式通道路面最低点离地面相差4米，所以不同部位采用相应的排水措施。
二、排水系统组成部分和排水方式:
本工程排水系统由路基路面排水、匝道桥面排水、下穿式通道排水和地下人行通道排水组成。排水方式主要有三种：自流排水、调储排水和泵房抽升。本工程以自流排水为主，泵房抽升为辅，因为该处建有排洪渠，所以不考虑调储排水。排水具体措施以下：
路基路面排水
排水措施： 市政排水管DN600~DN1000+排水沟60cm×60cm +急流槽+盲沟+涵洞(圆管涵、钢筋混凝土盖板涵、双孔箱涵)
匝道桥面排水
排水措施：泄水管+排水沟40cm×40cm
下穿式通道排水
排水措施；通道内排水沟40cm×40cm +泵房抽升
地下人行通道排水
排水措施；UPVC管+地漏+泵房抽升
三、雨水量计算方法
根据《室外排水设计规范》(GB 50014-2006)，雨水设计流量公式如下：
式中 ——雨水设计流量(L/s)；
q —— 设计暴雨强度 ；
—— 径流系数；
F —— 汇水面积
3.1路面均为沥青路面，径流系数=0.85~0.95
3.2 根据当地多年雨量记录，得出设计暴雨强度
重现期P=5
重现期P=20
重现期P=50
3.3 由于该排水系统的特殊性，应根据不同的排水部分采用相应的设计重现期。该道路为一级公路，根据《公路排水设计规范》(JTJ 018-97)规定，一级公路路面和路肩表面排水重现期为5年。该立交工程建成后将成为交通枢纽，故下穿通道雨水重现期采用P=20年设计，50年校核。
3.4 汇水面积应合理确定，采用高水高排、低水低排互不相通的系统，并且地下通道内设置独立的排水系统。
四、各排水部分的设计方法
4.1路基路面排水
该工程对现状路面进行加宽处理，并且在道路两侧设置人行道，所以现状排水管将废除。根据当地规划部门，将在人行道上预留市政综合管线，因此分别在距离人行道2m处机动车道上布置雨水管，以排放路面上的雨水。每隔25~30m设置一座检查井，便于管理和维护。收集的雨水排放到附近河涌处或涵洞。
部分路基填土较高，为排除路基边坡上的雨水，避免路基积水，在路基跛脚处设置
60cm×60cm排水沟，并且在路肩上设置拦水带，通过急流槽，把拦截的雨水集中排放到路基外，防止雨水冲刷路基。
4.2匝道桥面排水
匝道桥面上应设置横坡和纵坡，并且在桥面两侧一定的间距设施泄水管，该间距可根据桥梁汇水面积和桥面纵坡大小确定：
当纵坡大于2%时，桥面设置排水管的截面积不宜小于60mm2/m2
当纵坡小于1%时，桥面设置排水管的截面积不宜小于100mm2/m2
除此之外，还应在桥头引道上设置雨水口。在匝道桥下设置40cm×40cm排水沟拦截桥上雨水，集中排水排放到附近河涌处或涵洞。
4.3下穿式通道排水
下穿式通道排水应设置独立的排水系统，不与上述排水部分连接，并且采取有效的措施拦截高位雨水，减少低位雨水汇水面积，以减少泵房规模，节省投资费用，便于维护和管理。可将引道两端的起点处设置倒坡，其高程高于地面0.2m~0.5m，在引道与地下通道接头处设置一排截水沟。
在通道内设置一座泵房，该泵房与通道主体结构连接在一起，便于维护和管理。泵房由管理房和集水池组成。管理房由低压配电室、起重设备、附属生活设施、泵房门、平台等组成。集水池由集水池和水泵组成。集水池的容积，不应小于最大一台水泵30s的出水量，水泵宜选用同一型号，台数为2~3台，根据需要，一台备用。现在较常用的水泵为法潜水泵。
根据计算所得，通道内汇水面积约1.89ha，径流系数取1.0，雨水设计重现期为20年(设计暴雨强度Q=ψqF=1×677.455*1.89*3.6=4609 m3/h)，采用雨水重现期为50年进行校核(设计暴雨强度Q=ψqF=1×746.625*1.89*3.6=5080m3/h)。
选用三台潜水污水泵，单台泵设计流量Q=1700m3/h，扬程H=12.00m，所选泵型为WQ4520-662-Z-500，自动耦合式安装；水泵采用耐腐蚀泵, 带冷却罩，配件采用不锈钢配件。
五．下穿式通道立交排水排水设计原则;
为更好地使立交范围内的雨水能够及时通畅地排出到路基外，避免积水，影响交通和危害路基和桥梁构造物，可采用以下的排水设计原则：
分散排放
高水高排、低水低排，排水系统的各个部分自成独立系统，尽量不互通连接，这样可减少汇水面积，降低投资费用。
自流排放
自流排放为最简单、最经济的排水方式，排水构造物简单，便于施工，并且排水效果好。
3. 集中排放
对于雨水会对构造物造成冲刷或破坏，应采取措施拦截，通过集中排水方式，减少或避免雨水冲刷。
4.泵房抽升
当无法采用自流排放时，可采用泵房抽升，但其汇水面积不宜过大，应采取有效措施减少汇水面积。
六.在排水设计过程中的问题与建议
1. 在设计前必须收集以下相关资料：
（1）熟悉道路图纸，道路有哪些组成部分，搞清楚道路高程，最高点和最低点位置，道路纵坡、横坡、是否有人行道或其他市政配套设施以及桥台、墩柱的位置等等。
（2）调查收集立交范围内各种现状管线资料，必要时可进行物探。
（3）调查收集沿路雨、污水排水系统和其他管线的规划情况，得到相关规划部门的批复文件。
（4）调查立交范围内的地质及地下水位情况。
（5）调查立交范围内的河涌、低洼处、涵洞和排洪渠的位置及其常水位， 设计洪水位以及河底( 或管底) 高程。
2.设计过程中的注意事项：
(1) 立交排水作为立交工程设计中的一部分，必须与道路桥梁专业协调一致。认真阅读图纸，先确定排水系统的组成部分，然后在平面图上布置好管线，应与道路桥梁专业人员复核，复核排水管线平面位置与桥台、挡墙、墩柱是否发生矛盾。如有矛盾，道桥专业应进行局部调整或排水专业再次进行协调。
(2)城市道路处于城市中心地区，管网密集，管道类别繁多，原水管、给水管、污水管、雨水管渠、通信排管、电力电缆、光缆、燃气管等等，必须充分考虑各种管道在空间上的布置，避免交叉重叠，必须满足《城市综合管道设计规范》。
（3）在排水方案确定后，布置好管线位置，应上报当地相关规划部门和管理部门，要求其提出审批意见，根据其提出的意见进行修改或协商。
参考书籍和规范：
《公路排水设计规范》(JTJ 018-97)
《室外排水设计规范》(GB 50014-2006)
《城市桥梁设计规范》(CJJ11-2011)
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
一、下穿式通道立交排水系统的复杂性和特殊性
随着城市的发展，城镇居民和出行车辆日益增多，交通拥堵问题越来越严重，现有交通道路已无法满足需要，必须进行改造，例如：将原有的平面交叉改造成立交形式，立交形式主要有两种形式：上跨式高架桥和下穿式通道。由于土地资源、环境优美等多方面的考虑，当地政府、規划部门在城市道路建设中会选择下穿式通道立交形式。下穿式通道立交与上跨式高架桥排水相比更具复杂性和特殊性。
该立交工程所在位置现状为由交通灯控制的平面交叉，道路两侧为60cm×60cm的排水沟，没有市政排水管道。但是沿线两侧布置了错综复杂的综合管道，例如：给水、污水、通信、光缆、电力和燃气管道等等。在设计前必须跟相关部门沟通协调，安排好管线拆迁和预留管线位置，避免新建的排水管与现状管线冲突和重叠。
由于该立交工程建成后，将成为该城市连接东西部地区的交通枢纽，所以该立交工程由路基路面、匝道桥、下穿式通道组成。在空间上分成三个层次，高度相差最大可达7米，并且下穿式通道路面最低点离地面相差4米，所以不同部位采用相应的排水措施。
二、排水系统组成部分和排水方式:
本工程排水系统由路基路面排水、匝道桥面排水、下穿式通道排水和地下人行通道排水组成。排水方式主要有三种：自流排水、调储排水和泵房抽升。本工程以自流排水为主，泵房抽升为辅，因为该处建有排洪渠，所以不考虑调储排水。排水具体措施以下：
路基路面排水
排水措施： 市政排水管DN600~DN1000+排水沟60cm×60cm +急流槽+盲沟+涵洞(圆管涵、钢筋混凝土盖板涵、双孔箱涵)
匝道桥面排水
排水措施：泄水管+排水沟40cm×40cm
下穿式通道排水
排水措施；通道内排水沟40cm×40cm +泵房抽升
地下人行通道排水
排水措施；UPVC管+地漏+泵房抽升
三、雨水量计算方法
根据《室外排水设计规范》(GB 50014-2006)，雨水设计流量公式如下：
式中 ——雨水设计流量(L/s)；
q —— 设计暴雨强度 ；
—— 径流系数；
F —— 汇水面积
3.1路面均为沥青路面，径流系数=0.85~0.95
3.2 根据当地多年雨量记录，得出设计暴雨强度
重现期P=5
重现期P=20
重现期P=50
3.3 由于该排水系统的特殊性，应根据不同的排水部分采用相应的设计重现期。该道路为一级公路，根据《公路排水设计规范》(JTJ 018-97)规定，一级公路路面和路肩表面排水重现期为5年。该立交工程建成后将成为交通枢纽，故下穿通道雨水重现期采用P=20年设计，50年校核。
3.4 汇水面积应合理确定，采用高水高排、低水低排互不相通的系统，并且地下通道内设置独立的排水系统。
四、各排水部分的设计方法
4.1路基路面排水
该工程对现状路面进行加宽处理，并且在道路两侧设置人行道，所以现状排水管将废除。根据当地规划部门，将在人行道上预留市政综合管线，因此分别在距离人行道2m处机动车道上布置雨水管，以排放路面上的雨水。每隔25~30m设置一座检查井，便于管理和维护。收集的雨水排放到附近河涌处或涵洞。
部分路基填土较高，为排除路基边坡上的雨水，避免路基积水，在路基跛脚处设置
60cm×60cm排水沟，并且在路肩上设置拦水带，通过急流槽，把拦截的雨水集中排放到路基外，防止雨水冲刷路基。
4.2匝道桥面排水
匝道桥面上应设置横坡和纵坡，并且在桥面两侧一定的间距设施泄水管，该间距可根据桥梁汇水面积和桥面纵坡大小确定：
当纵坡大于2%时，桥面设置排水管的截面积不宜小于60mm2/m2
当纵坡小于1%时，桥面设置排水管的截面积不宜小于100mm2/m2
除此之外，还应在桥头引道上设置雨水口。在匝道桥下设置40cm×40cm排水沟拦截桥上雨水，集中排水排放到附近河涌处或涵洞。
4.3下穿式通道排水
下穿式通道排水应设置独立的排水系统，不与上述排水部分连接，并且采取有效的措施拦截高位雨水，减少低位雨水汇水面积，以减少泵房规模，节省投资费用，便于维护和管理。可将引道两端的起点处设置倒坡，其高程高于地面0.2m~0.5m，在引道与地下通道接头处设置一排截水沟。
在通道内设置一座泵房，该泵房与通道主体结构连接在一起，便于维护和管理。泵房由管理房和集水池组成。管理房由低压配电室、起重设备、附属生活设施、泵房门、平台等组成。集水池由集水池和水泵组成。集水池的容积，不应小于最大一台水泵30s的出水量，水泵宜选用同一型号，台数为2~3台，根据需要，一台备用。现在较常用的水泵为法潜水泵。
根据计算所得，通道内汇水面积约1.89ha，径流系数取1.0，雨水设计重现期为20年(设计暴雨强度Q=ψqF=1×677.455*1.89*3.6=4609 m3/h)，采用雨水重现期为50年进行校核(设计暴雨强度Q=ψqF=1×746.625*1.89*3.6=5080m3/h)。
选用三台潜水污水泵，单台泵设计流量Q=1700m3/h，扬程H=12.00m，所选泵型为WQ4520-662-Z-500，自动耦合式安装；水泵采用耐腐蚀泵, 带冷却罩，配件采用不锈钢配件。
五．下穿式通道立交排水排水设计原则;
为更好地使立交范围内的雨水能够及时通畅地排出到路基外，避免积水，影响交通和危害路基和桥梁构造物，可采用以下的排水设计原则：
分散排放
高水高排、低水低排，排水系统的各个部分自成独立系统，尽量不互通连接，这样可减少汇水面积，降低投资费用。
自流排放
自流排放为最简单、最经济的排水方式，排水构造物简单，便于施工，并且排水效果好。
3. 集中排放
对于雨水会对构造物造成冲刷或破坏，应采取措施拦截，通过集中排水方式，减少或避免雨水冲刷。
4.泵房抽升
当无法采用自流排放时，可采用泵房抽升，但其汇水面积不宜过大，应采取有效措施减少汇水面积。
六.在排水设计过程中的问题与建议
1. 在设计前必须收集以下相关资料：
（1）熟悉道路图纸，道路有哪些组成部分，搞清楚道路高程，最高点和最低点位置，道路纵坡、横坡、是否有人行道或其他市政配套设施以及桥台、墩柱的位置等等。
（2）调查收集立交范围内各种现状管线资料，必要时可进行物探。
（3）调查收集沿路雨、污水排水系统和其他管线的规划情况，得到相关规划部门的批复文件。
（4）调查立交范围内的地质及地下水位情况。
（5）调查立交范围内的河涌、低洼处、涵洞和排洪渠的位置及其常水位， 设计洪水位以及河底( 或管底) 高程。
2.设计过程中的注意事项：
(1) 立交排水作为立交工程设计中的一部分，必须与道路桥梁专业协调一致。认真阅读图纸，先确定排水系统的组成部分，然后在平面图上布置好管线，应与道路桥梁专业人员复核，复核排水管线平面位置与桥台、挡墙、墩柱是否发生矛盾。如有矛盾，道桥专业应进行局部调整或排水专业再次进行协调。
(2)城市道路处于城市中心地区，管网密集，管道类别繁多，原水管、给水管、污水管、雨水管渠、通信排管、电力电缆、光缆、燃气管等等，必须充分考虑各种管道在空间上的布置，避免交叉重叠，必须满足《城市综合管道设计规范》。
（3）在排水方案确定后，布置好管线位置，应上报当地相关规划部门和管理部门，要求其提出审批意见，根据其提出的意见进行修改或协商。
参考书籍和规范：
《公路排水设计规范》(JTJ 018-97)
《室外排水设计规范》(GB 50014-2006)
《城市桥梁设计规范》(CJJ11-2011)
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。