城市交通隧道洞口雨水系统设计探讨

1雨水系统设计

1.1 暴雨强度计算

       根据《室外排水设计规范》，设计暴雨强度，应按下式计算：

q=167A1（ 1+ClgP ）/（t+b）n

       式中： q —— 设计暴雨强度（ L/s · ha ）；

       P ——  设计降雨的重现期（ a ）；

       t ——  降雨历时（ min ）；

       A1 ，C ，n ，b ——根据统计方法计算进行确定。

1.2暴雨重现期

       一般地面道路排水设计时，考虑 暴雨重现期为 2～10 a，降雨历时为 5～15min。但鉴于城市交通隧道设计的重要程度，一般将暴雨重现期设定为10~30a。根据现行的《室外排水设计规范》中的雨水管渠设计重现期，其确定为为 10～50 a。综合考虑城市交通隧道的安全度与可靠度，应选择暴雨重现期为50a进行暴雨强度计算。

1.3 降雨历时

       根据《室外排水设计规范》，雨水管渠的降雨历时按下式计算：

t=t1 +t2

       式中： t ——降雨历时， min ；

       t1 ——地面集水时间， min ；

       t2 ——管渠内雨水流行时间，min。

       暴雨强度的大小受降雨历时的影响较明显，通常在城市雨水管渠的实际设计过程中，采用经验数值，而基于此数值需要考虑的因素如地面集水距离、地面覆盖及地面坡度等。而通常设计中选取的地面积水时间为5～15min是基于道路横坡为 3%，道路纵坡为 0.1% ，粗糙系数为 0.015时对应的数值。但由于城市隧道纵坡较大， 雨水在道路侧沟中流速明显比地面要快，显然选取对应的地面集水时间不适合。因此，对隧道的集水时间一般考虑要比5min短一点，通常为1～3min。

2.1 雨水收集和排除方案

       隧道雨水工程收集、排除工艺流程：敞口段纵、横排水沟收集和拦截雨水→沉砂池→雨水泵房→潜水泵抽排至消能井→接入就近的市政雨水管网或河道。

2.2雨水拦截、收集设计

 为防止洞口雨水流入隧道内，在隧道雨水泵房附近及接地点设置横截沟，有效截流洞口雨水。该 雨水拦截方式称为横截沟。但该方式需要采用盖板会对行车安全带来一系列影响。因此可考虑在隧道接地点道路两侧加密雨水收集口，并设置反坡，以取代接地点横截沟。

2.3 雨水泵房的设计

       雨水泵房设计流量 Q 泵 ：

Q 泵 =1.2Q雨=1.2ψqF

       式中： ψ ——径流系数；

       F ——汇水面积，ha。

      为了保证雨水设计系统的正常运作，雨水泵房设计流量以1.2倍雨水量计。其对应的集水池容积按《室外排水设计规范》中不小于最大一台泵 30s 的出水量设计。但考虑到隧道的特殊性和重要性，建议按最大泵5~10min的出水量设计。

3小结

       综上所述，城市交通隧道设计标准高于地面道路，且雨水系统作为城市隧道建设、运营的重要组成部分，在保证城市交通隧道正常运行起着关键的作用。但随着隧道安全和管理要求的不断提高，城市交通隧道的雨水系统设计有待进一步的深究。