市政道路车行道下排水管道检查井位置的优化设计

王 雨，张云姣，梁欢欢

（1.陕西省城乡规划设计研究院，陕西 西安 710021；2.陕西市政建筑设计研究院有限公司，陕西 西安 710021）

0 引 言

作为城市的重要基础设施，市政道路不仅承载着城市交通运载的功能，同时承担着其他各类市政管线等基础设施的埋设作用。因此各类检查井必不可少地出现在一般的市政道路路面上。根据《城市工程管线综合规划规范》（GB 50289—2016）等相关标准的规定，沿道路红线侧优先布置电力、通信、给水等管线，污水、雨水管线位置相对居中。城市道路断面尺寸有限，往往使得雨污水管线需要敷设在市政道路的机动车道下面，因此雨污水检查井出现在机动车道上的概率较大。检查井一般由基础、井室、井筒、井圈、井座和井盖等构成。按照井体形状，检查井有方形检查井、圆形检查井等；按照井体材料，检查井可分为砖砌检查井、混凝土检查井等[1]。检查井所在区域的空腔结构使得检查井井盖周边路面受力特殊，加之各类天气因素的影响，导致检查井区域频繁出现井盖沉降、周边路面开裂，甚至塌陷等问题。这些问题不仅影响了一般道路行车的安全性和舒适性，同时严重影响城市交通秩序甚至引发严重的社会问题。从保障城市道路的行车安全、提高乘客的乘车舒适性、改善城市道路的使用环境角度出发[2]，需重视检查井位置对交通通行的不利影响。

本文结合车行道路面标线划分，以及车辆在车行道内一般行驶轨迹，分析检车井井盖在车行道内分布的各种情况，并进行比较，提出以雨污水管道检查井井盖出现的最优位置为设计依据，再寻求地下管道需设置的管位，通过协调道路专业与排水专业设计，让井盖位置设计可控、位置最佳。

1 检查井及井盖布设的位置分析

在车行道下敷设雨水污水管道，必然需要在路面上间隔一定距离有规律地设置检查井井盖，结合市政道路车行道车道功能区划，可以将检查井及检查井盖出现的区域分为四类（见图1），具体分析如下。

图1 车行道下检查井井盖可能出现的位置

1.1 井盖位于道路中心线处

由于设计及施工的方便且利于控制管线位置，在市政管线的设计实践中往往将某一类排水管线布置于道路中心线处（图1中井盖位置1）。城市道路均设置有路拱，路拱横坡变坡点位于道路中心线附近，而当检查井井盖位于中心线处时，受道路横坡影响，井盖无法与路面保持完全平顺衔接（见图2）。沥青混凝土路面一般采用抛物线路拱或直线接曲线路拱，变坡点处较为平缓，检查井井盖与路面衔接较为顺畅。混凝土路面一般采用直线形路拱，横坡变化剧烈[3]，造成检查井井盖处凸起，无法与路面保持平顺，井盖施工控制较难，影响道路行车的舒适性，并增加了检查井井盖受损的概率。

图2 井盖位于道路中线处

1.2 井盖位于两车道分界线处

检查井设置于车道分界线处（图1中井盖位置2），该位置一般标有白色车道划分标线，处于正常直行车辆行驶轨迹之外，可避免车轮直接压上井盖，能够提高车辆行驶舒适度和安全性。不利之处在于车行道分界线绘制标线经常绘制于井盖之上，在井盖发生旋转位移之后导致标线错位（见图3）。标线错位对于道路使用者仅会造成感官不适，但对于具备智能车道识别系统的车辆会形成错误信息，干扰智能系统对车道轨迹计算，进而影响智能车辆通行安全性。

图3井盖位于车道分界线处

1.3 井盖位于车辆行驶轨迹范围

井盖位于车辆行驶轨迹范围这种情况出现的概率最大（图1中井盖位置3），对于检查井井盖使用安全、车辆通行安全性均较为不利，受车轮长期荷载作用，井盖下陷极易发生，在沉降发生后，由于井盖与路面存在高差，又加剧了车辆冲击荷载的产生，形成恶性循环（图4中井一）。同时井盖与井座相互碰撞产生噪声，对周围环境产生噪声污染；井盖与井座间碰撞产生震动，这种震动降低了行车的舒适性[4]。

1.4 井盖位于车道中心

检查井井盖位于车道中心对于车辆通行是比较理想的一种情况（图1中井盖位置4），车辆实现跨越通过，但车轮荷载不直接作用于井盖上方，荷载仅对井圈周边路面产生影响，能有效减少井盖发生沉降的概率，且在井盖发生沉降后，车辆正常通行时易于避让，减小对行车安全、舒适度造成直接影响（图4中井二）。

图4 井盖位于车轮行驶轨迹范围内

2 设计阶段检查井井盖位置的影响因素

2.1 工程相关专业设计人员缺乏有效沟通

一般道路设计与排水管道设计属于不同专业，道路专业设计人员一般不考虑路面可能出现的井盖位置，排水设计人员仅考虑地下排水管道系统的完善，也忽略了对出现在路面的检查井井盖位置，对地面井盖位置的不重视导致检查井井盖随机出现在道路路面的各处。

2.2 设计人员对于检查井的特殊结构欠考虑

设计前期相关专业之间已进行沟通，确定排水管道管中心位置处于车行道范围内比较理想的位置[5]。但在项目具体实施后发现，路面检车井井盖位置发生偏移，与理想位置相去甚远，主要原因在于一般检查井井筒位置均位于井室的侧面，非管道中心线处。假定井筒与管道中心线两条线间距为e（见图5、图6），检查井井筒与管道中心线之间的差值e与排水管道管径、检查井形式存在较大关系。

结合图集《市政排水管道工程及附属设施》（06MS201-3），选取常用标准雨污水检查井形式进行分析，得出以下结果，见表1。

通过表1中的e值变化规律发现，在排水管道管径较大时，检查井井室中线与地面上井盖中线偏差越大，实际施工中井盖位置偏离管道中心的距离就越大。

表1常用标准雨污水检查井e值

图5 检查井中心线与管道中线之间的关系（单位：m）

图6检查井中心线（车道中线）与管道中线之间的关系

3 检查井井盖位置设计阶段优化

（1）考虑到检查井井盖位置对地面行车安全性的影响，设计阶段应加强各专业人员之间的紧密沟通，将出现在车行道范围内的井盖位置作为设计考虑的因素，确保井盖出现位置可控。

（2）在车行道下进行排水管道设计时，要考虑对后期使用的影响。通过前期比选，井盖位于单条车道中心部位最佳，其次是处于车道分界线或道路中心线处，位于车辆行驶轨迹范围内的井盖易出现安全问题。在设计管道断面时，参考所采用的检查井形式，考虑管道中线与井盖之间的e值，通过合理设置管位，精确控制每一个检车井井盖在路面上的位置，最大限度地减少车辆轮胎直接作用于井盖上方。

（3）采用BIM建模方式生成实际设计道路与地下管线、管道检查井关系模型[6]，通过车辆运动轨迹对路面井盖位置进行分析，将检查井井盖置于车道中较为理想的位置，提升道路车辆通行舒适度，有效减少车辆通行荷载对井盖的直接作用，减少井盖不均匀沉降发生的概率，提高车辆通行安全性及井盖使用寿命。

4 结 语

（1）由于车行道承受车辆荷载较大，路面井盖易出现各类安全隐患，建议在道路横断面布置时，首先应尽量减少机动车道下设置市政管线，在必须设置地下管线时，应注意地下地上协同配合。

（2）建议在车行道以外其他区域开展地下管道设计时均与上部地面共同考虑，对出现在地面上的各类型井盖位置进行精确控制，确保设计结果可预见、可控制，后期地面交通系统运行安全。