2009 年 6 月
中 国 给 水 排 水
C H IN A W A T E R
&
W A ST E W A T E R
V 01． 2 5 N o．12
Jun ． 2009
京承高速公路排水体系优化设计
邸 达 ， 李晨曦 ， 陈 冰
(1． 北京市市政工程设计研究总院，北京 100035 ；2． 中国城市建设研 究院，北京 100029 )
摘
要 ：
以京承高速公路排水系统为例 ， 介 绍了山区高速公路排水体 系的设计特点， 并列举
了我国现有的山区小流域水量计算公式 ， 针对 实际工程的具体情况， 合理推荐 了较为适用的计算方
法。通过对 山区高速公路排水体 系的优化设计 ， 最终形成 了合理有效的排水体 系。
关键词 ： 高速公路 ； 排水设计；
山区
中图分类号 ：TU 991
文献标识码 ：C
文章编号 ：1000 — 4602(2009 )12 — 0040 — 0 4
O ptim ized D esign of Jin g-C hen g H ighw ay D rai n age System
D I D a ，
L I C h en ． x i ．
C H E N B in g
(1．Be ng General M unici pal E ngineering D esi gn and R esearch Insti tute， Be ng 1 00035 ， China ；
2．Chi na Urban Con s truction D esign and Research In s titute， B e ng 100029 ，China )
A bstract： T he design ch aracteristi cs of m ou ntain highw ay drainage system are int roduced based on
the case of Jing-C heng h i ghw ay ，and the calculation f orm ulas for drainage vol u m e i n th e sm al l drainage
b asin i n m ountain area ，w hich are used i n C h i n a ，are gi ven ． A ccording to the actual situat ion ，t h e rea-
sonable and suitable cal culation m ethod i s recom m ended in order to gain t h e m ost ef i ci ent drainage sys—
tem by optim ized desi gn of m ountain highw ay drai nage system ．
K ey w ord s ：
high w ay ；
drainage desi gn ；
m ountain area
高速公路排水设计对于高速公路路基的稳定性
及路面的使用寿命有着显著的影响， 完善 的排水设
计是公路工程的重要组成部分 ， 高速公路需要建立
完善的 白成体系的排水系统 ， 以尽可能控制路基范
围内由排水引发的隐患。
京承高速公路三期后 20 km 的地形起伏较大 ，
汇流面积较广 ， 该段公路为京承高速公路北京段的
最后一部分 ， 沿线经过密云县一个行政 区， 前 10 km
地势平坦 、 以河谷地貌为主， 后 20 km 以丘陵地貌为
主 ， 且平均海拔逐渐升高 ， 包括密云水库管理区的山
场和区域山地。笔者对其路堤 、 路堑排水 以及排水
涵洞进行了设计 ， 设计 中根据当地 的水文资料推 出
了该地区的洪水计算公式， 并依据计算水量结合现
场地势设置了排水涵洞及边沟。
1
排水 系统优化设计
整个京承三期排水工艺设计的主要原则就是挖
方段采用 u 型盖板沟的方式 ， 根据水量采用两种断
面结构 ， 一种是 0． 6 m x 0． 6 m ，主要应用在设计车
道为两面放坡的地段 ； 另外一种是 0． 8 m ×1． 0 m ，
主要应用在超高 的路段。采用盖板结构， 同时还兼
顾了占地和行车安全。填方路段全程采用梯形边沟
的设计思路 ， 这是 因为梯形边沟在地势不同时能够
有部分路外面积的汇水汇入。根据计算得到的水量
来设计边沟的尺寸 ， 主要 的边沟断面有 0． 5 m × 0． 7
m ， 0 ． 5 m × 1． 0 m ， 1． 0 m
×1． 0 nl， 1． 0 m
× 1． 5 m ，
2． 0 m x 1． 5 m 及 2． 0 m ×2． 0 m ， 分别采用浆砌块石
和草地砖材料建造 ， 同时为了兼顾填方路段的行车
安全 ， 满载路肩处设计了防撞护栏 。
涵洞是高速公路排水系统的重要组成部分 ， 因
有时设计道路布线位置横穿现况沟渠 ， 故需做桥或
涵洞加以连通 ， 边沟及 u 型排水沟内的排水将通过
设置在不 同间距路堤处的涵洞排人下游或通过道路

底的一侧现况 自然山沟排人下游 自然河体。
1． 1
填方段边沟
填方段做边沟除了要考虑区域汇水 的问题外 ，
还要考虑征地 的问题。填方边沟的设置原则为 ： 避
免高填深挖 ， 路线土石方尽量通过纵向调配达到平
衡 ， 减少取、 弃土 占地。由于本项 目后段进入 山区，
设计路面与现况路面高差较大， 故采用取消护坡道、
设置矮挡墙 、 压缩坡脚方式减少 占用耕 地面积 。边
沟断面的设计尺寸应根据不同汇水面积有个渐变的
过程 ， 这样可以避免不必要 的浪费 ， 而以往高速公路
边沟设计的经验就是某一汇水区域采用单一的边沟
断面。沿道路两侧新建 的排水 明渠 ， 按水利标准 20
年一遇设计。路堤排水沟示意图见图 1。
75
磋
磋
图 1
路堤排水沟示意
F ig． 1
S chem atic diag ram of road em b an km ent d rain
1． 2
挖方段边沟
由于挖方段路肩外侧的可利用空间有限 ， 因此
挖方段排水 沟均采用矩形加盖板 的结构 ， 其功能是
收集护坡以及路面 的雨水 ， 路面排水设计降雨重现
期为 5 年 ； 路界内坡面设计降雨重现期为 15 年。
路堑排水沟示意图见图 2。
图 2
路堑排水沟示意
F ig． 2
Schem at i c d i agram of road cu ti ng drain
1． 3
浅碟型边沟
在该排水工艺设计 中， 特引入路堑浅碟型排水
边沟的概念， 其适用于挖方超高路段高的一侧， 根据
设计标准核算水量 ， 建议单侧长度不得超过 100 m ，
否则需设置路侧渗沟， 将汇流雨水引入带孔的 PV C
管道中排除。暗埋式路堑边 沟不仅外观美观环保 ，
集明沟与渗沟于一体 ， 而且排水功能完备 ， 造价与盖
板沟相当。浅碟型边沟示意图见 图 3。
图 3
浅碟 型边沟示意
Fig ． 3
Sch em a
tic d iagram of d i shing side d i tch
1． 4
截水沟
截水沟用于拦截和排除路基上方 自然斜坡的地
表径流 ， 防止水流 冲刷和侵蚀挖方边坡 、 路堤边坡。
但是有时由于截水 沟设置不合理而发挥不 了作用 ，
如设计时未重视防冲或防渗处理而导致边坡坡体坍
塌， 或者出水 口处理不 当而 冲刷填挖交界处的路堤
边坡等。在本项 目设计中进行 了必要的水文调查和
分析 ， 尤其当路堑切 断山谷 、 冲沟和 田垄时， 对 于汇
水面积大的截水沟 ， 考虑设置成多排 ， 或加大 、 加深
断面 ； 对受冲刷严重 的截水沟 ， 考虑 了抗冲刷措施 ；
对流量 、 流速较大 的截水沟 ， 设计 了必要 的消能设
施 。
1． 5 V 型排水沟
该公路排水引入一个新的设计理念——V 型排
水沟 ， 主要用于填方路段 ， 当道路放坡坡脚处与现况
地面相交且坡脚外现况地势与道路放坡形成一锐角
时， 需对夹角处稍加护砌 ， 护砌高度为 40 cm ， 以便
保护道路放坡坡脚处不被雨水长期冲刷而对道路基
础造成危害。与通常的采用梯形边沟或矩形边沟的
处理形式相 比， V 型排水沟具有节约成本 、 缩短工
期、 施工简单的优点。
1． 6
排水涵洞
桥涵选址一般要在地质条件较好 、 地基稳定的
位置 ， 以确保桥涵基础 的稳定 和减少基础加 固的工
程量与投资 ， 同时要避免因小 桥涵位置不当而造成
排洪不畅、 冲毁路基、 积水淹田或正常交通受到影 响
等不良后果。在涵洞形式的选择上要综合考虑地形