下穿地道横截沟优化设计

下穿地道横截沟优化设计

刘泽

（天津市政工程设计研究总院有限公司，天津市 300000 ）

摘要：针对目前下穿地道横截沟普遍存在的问题，对横截沟箅子选型及井室周边二次混凝土结构做法进行了优化设计，保证了横截沟结构的整体稳定，达到了横截沟井箅在车辆碾压时防跳、防响、防开裂的要求，延长了横截沟的使用寿命。

关键词：横截沟；地道；一体式雨水箅子；插入式雨水箅子

1概述

随着经济的快速发展，城市道路网的建设也随之不断的完善和延伸，在此过程中，城市道路往往要穿越铁路、河流等。道路穿越障碍物形式主要有两种：上跨式和下穿式。对于下穿式，一般道路纵坡都比较大，降雨时，水流速度快，雨水将在短时内汇聚到地道最低点，若不及时排出积水，将会影响行车的安全。

为满足下穿道路“快速、安全、收排水”的目标要求，针对下穿式道路工程，一般在道路最低点或者U槽与框构衔接段设置横截沟。雨水横截沟在拦截雨水径流方面有较大的优势，其地表雨水截流量大、排水效率高。同时，《室外排水设计标准》（GB 50014-2021）5.10.2条也明确提出：下穿立交道路宜设置横截沟和边沟。

2横截沟计算及常见问题

2.1 横截沟计算

横截沟汇水量：

式中:

Q—设计暴雨强度，L/s.hm2

F—汇水面积，横截沟主要收集下穿地道驼峰之间的雨水；

Ψ—径流系数，取0.9；

一般雨水箅子尺寸为380×680mm，收水能力15L/s。通过横截沟汇水量，计算需要设置的雨水箅子面积，然后通过面积等效原则，选择横截沟的长、宽尺寸进行匹配。

2.2 横截沟常见问题

目前道路上使用横截沟多为箅式横截沟，箅子采用球墨铸铁材质，通过预埋地脚螺栓或者角钢，与混凝土结构连接在一起。

横截沟长期受车辆冲击辗压后，一方面箅子上的螺栓会松动，时间久了就会出现盖、框碰撞的问题，发出“咣当”响声，影响行车体验，后期需要经常拧紧维护；另一方面横截沟周边的混凝土井室会下沉损坏、产局部结构碎裂等现象，严重者引发道路交通事故。

横截沟破损问题（一）               横截沟破损问题（二）

3 横截沟设计优化

3.1 横截沟箅子优化

传统的横截沟，雨水箅子和边框是分体式的，通过螺栓固定或者角钢焊接，整体性较差。为了避免箅子在长期碾压下与边框分离，本次推荐采用雨水箅子与边框一体式的结构形式。考虑到日常养护时，需要清理横截沟内的淤泥，可以在机动车道外侧设置成插入式的雨水箅子。

一体式箅子                         插入式箅子

3.2 横截沟井室优化

通过对建成后的横截沟跟踪调查发现，井圈支座在混凝土内埋设较浅，且为井室结构形成后的二次浇筑，当车辆通过时，汽车动荷载就会通过井箅传递到支座及混凝土的衔接部位，在横截沟使用一段实际后，其两侧支座上的混凝土就会出现不同程度的松动、裂缝等。为此，本次对横截沟的二次结构进行了优化处理：

（1）二次浇筑混凝土采用钢纤维混凝土，混凝土等级采用C50，混凝土中钢纤维含量不小于45kg/m³。

（2）横截沟两侧不小于30cm范围内设置了φ12钢筋网，提高混凝土的整体性。

（3）雨水箅子预埋连钢筋采用φ12，预埋长度不小于500mm。钢筋与雨水箅子采用焊接形式连接为一体。

横截沟结构优化示意图

4结语

通过采用一体式与插入式的雨水箅子、设置钢筋网及箅子与预埋钢筋焊接等优化措施，不仅提高横截沟整体的稳定性，解决了横截沟在车辆碾压时跳箅、异响及结构开裂、破损的问题，而且便于后期横截沟的清淤养护。

参考文献

[1] 室外排水设计标准[S].2021

[2] 曹美娟，何平.横截沟在子牙河南路下穿西站北广场地道中的应用[J].城市道桥与防洪，2014年6月第6期：41-47.

[3] 吴博.道路横截沟施工工艺研究[J].山西建筑，2020年9月第46卷，18期：92-94.