海綿城市綜合管廊給排水建設的思考

何雷

（中冶南方工程技術有限公司 湖北武漢 430223）

前言

綜合管廊是重要的基礎設施，一般指城市地下管道的綜合走廊，通信、電力、供熱、燃氣以及給排水等各種工程管線被集中在一起，共同進行設計、規劃、建設、管理。在海綿城市中，綜合管廊的重要性更為突出，海綿城市不僅是一個理念，也要求能夠實際解決市內積水問題，這對城市綜合管廊的性能提出了較高要求。分析當前海綿城市綜合管廊給排水系統的問題、探討可行建議十分必要。

1 海綿城市概述

海綿城市也被稱為“水彈性城市”，其突出特色是能夠有效應對雨水帶來的城區積水問題，可以看做是城市雨洪管理理念的具體實踐。出現降水時，海綿城市可以吸收儲存雨水，存在用水需求時，又可以將存儲的水資源集中釋放，高效利用水資源。根據我國已經建成的海綿城市狀況，進行綜合分析，可以發現現有理論依然存在些許問題，考慮海綿城市建設的長期性、復雜性以及較大的資金成本，應在后續工作中統籌管理地表水、自然降水，并了解地下水情況，協調給排水工作，實現優化。海綿城市被看做是城市發展理念和建設方式轉型的重要標志之一，我國已經規劃出超過100座“海綿城市”，對現有不足和經驗進行總結有一定的實際意義，海綿城市示意圖如圖1所示。

圖1 海綿城市示意圖

2 當前海綿城市綜合管廊給排水系統的問題

2.1 現有給排水設施較為滯后

海綿城市建設是在普通城市建設基礎上進行的，是對原有城市設施進行必要的改變，而非完全的推倒重建，這對城市原有設施有一定的要求。近些年來，我國城市建設速度不斷加快，城區面積一再擴大，城市原本的給排水系統已經出現了很多問題，老城區的給排水工程管線由于老化問題而性能不佳，如2017年沈陽市普降大雨導致市區內嚴重積水，水深一度超過40cm，這一情況突出體現了現有城市給排水系統功能方面的滯后性。也有部分地區地下管線縱橫交錯，難以進行集中管理和簡單的拆解合并，對海綿城市建設實際工作帶來相當的不利影響。城市地下綜合管廊的三維模型如圖2所示。

圖2 城市地下綜合管廊的三維模型

2.2 應對極端天氣的能力不足

就海綿城市而言，極端天氣也即大雨天氣。我國城市給排水建設普遍采用“雨污同流”模式，部分完成規劃和初步建設的海綿城市同樣采用“雨污同流”模式，該模式的特點是將排水（雨、雪等）井和排污井連為一體，有效節省了地下空間，由于我國相當數目的大城市人口在百萬以上，“雨污同流”模式降低了市政工作的壓力，但當城市在短時間內出現強降雨時，很可能由于排水能力不足導致積水問題，出現道路擁堵、城市內澇、公共設施、人民經濟財產受損等一系列情況，海綿城市的出現能夠應對這一問題，但目前來看，還沒有達到盡善盡美的程度，依然需要在后續工作中設法加強。

2.3 水資源利用率

海綿城市給排水建設與普通城市不同，在海綿城市本身的建設理念中，自然降水等資源需要被存儲、二次利用，而不是簡單的“排出”。20世紀后期以來，我國城市建設發展速度明顯加快，城市常住人口和流動人口數目激增，對水資源的需求加大，高效利用水資源迫在眉睫。就海綿城市而言，雖然雨水的存儲、利用被提上日程，但在建設過程中，往往需要大量資金作為支撐，產出卻略顯不足，而且部分完成改造的海綿城市，在實際工作中也發現“自然降水-存儲-二次利用”這一模式存在很多難以完善的細節，比如滲水控制、地下機械運維等，這也影響了水資源的利用率。

3 海綿城市綜合管廊給排水建設相關建議

3.1 科學進行規劃

前文中，曾論及海綿城市建設應考慮長期性、復雜性，由于海綿城市一經建成，如無必要不可能在短時間內進行重建或者大規模的改造，而且較大的投資額也要求相關部門在施工前做好規劃和設計。在施工前，應進行科學合理的預算，了解投資總額，并請專業的建設、施工方進行分析。施工設計環節，應重點考慮施工方案的投入產出比、安全性、可行性，反復進行評估，降低施工影響，結合區域特點確定相應目標。在條件允許的情況下，應在設計時期建立涵蓋城市范圍的水循環系統，首先明確水資源利用的方式，之后再分析技術方面的可行性。地下設施方面，除去基本的沙土、砂土結構外，水循環系統工作還需要來自機械設備的動力支持，由于地下環境濕度高，設計時要充分考慮機械設備的耐腐蝕性，并確立可行的運維方案、檢修制度。此外，海綿城市建設的工程量較大，涉及到的內容也復雜多變，還要注意與其他管線管道的協調，尤其是一些老城區[1]。常見地下管線管道包括燃氣、通訊、電力、監控、電信等，可應用BIM軟件進行模擬分析，遵循“新讓舊”、“小讓大”等基本建設原則，設計合理的管廊施工方案，將施工的不利影響降至較低水平。

3.2 優化頂層設計

頂層設計可以看做是海綿城市在我國發展前景的基本保障，總體來看，我國建設海綿城市的經驗較為匱乏，實踐時間也較短，面對一些常見問題缺乏處理經驗，這也是導致當前海綿城市綜合管廊給排水系統各類問題的原因之一。后續工作中，頂層設計的優化可以就兩個方面入手：①總結國內海綿城市建設經驗，進行匯總分析和推廣；②借鑒國外海綿城市建設經驗，并分析對象與我國城市的相似性，總結經驗進行推廣[2]。以國外海綿城市建設經驗為例，英國布里斯托爾是較為典型的海綿城市，其排水系統設計出色。降水發生時，通過設備將其引導至地表進行集中，通過一系列自然溪流、管道、渠道等將集中的水資源用于農業灌溉、種植，使用價值不高、雜質較多的水資源則用于城市綠地灌溉，保持宜居、綠色的城市環境，我國可以借鑒相關經驗優化國內海綿城市的頂層設計。

3.3 進行試點研究

試點研究有利于豐富海綿城市建設理論，針對性的解決各類實際問題，應在現有基礎上加大試點力度，以現有海綿城市為基礎，在保證各項安全運行的基礎下，進行科學的建設研究。建設實踐中，要積極引進建設海綿城市的先進經驗，尤其是雨洪水資源利用技術，使該項工作規范、標準，進一步促進海綿城市的推廣。以上文所述英國布里斯托爾的成功經驗為例，該城與我國大部分海綿城市的區別在于人口較少，僅有440000人，相當于我國一個中等城市的水平，因此該城可以進行大規模地面設施建設，我國大城市“寸土寸金”，為保證土地利用效率，大規模地面設施建設似乎并不可行。后續工作中，可以考慮城市空間的立體化應用，比如居民小區樓頂、小區內綠地的利用。對居民樓樓頂進行綠化，并使其與地面綠化帶共同發揮作用，存儲雨水，直接滲透到地面、集中進行利用，如綠地灌溉作業，提升自然降水的利用率。城市空間的立體化應用模式如圖3所示。

圖3 城市空間的立體化應用模式

3.4 海綿城市綜合管廊給排水建設需注意的問題

在上述工作的基礎上，綜合管廊給排水建設可以具體進行，但結合過往經驗，依然需要注意一些實際問題，包括地下管廊管道進出開孔設置、設備運維管理等。地下管廊管道進出開孔設置需要參考施工地點具體情況，如果管道較多，一般采用豎井，應用機械方式進行通風作業；如果管道數目不多，可以使用防水套管來進行穿管，并根據《室外給水設計規范》等文件確定通風次數。吊裝孔的安裝位置通常參考管廊長度、總彎曲程度確定，兩個彎段之間至少安裝一個。管廊和其他設施的運維，要求能夠方便進行，在每根管道的最低點設置空管道的排水設施，并通過設置集水溝的方式應對可能出現的滲水、漏水問題[3]。集水溝深度可以控制在50～120cm之間，具體深度則參考當地降水量決定。地下設備最好采用金屬結構，并保證外表絕緣性和防水性能良好，維護周期不宜超過1個月，可考慮以2周為間隔進行一次全面檢查，并在大規模降水前進行重點檢查。

4 總結

通過分析海綿城市綜合管廊給排水建設，了解了相關基本內容。海綿城市建設有利于應對城市內澇問題，提升水資源的利用率。目前海綿城市給排水系統存在設施滯后、水資源利用率不足等問題，可行建議則包括科學建設綜合管廊、注重頂層設計、進行試點研究等。在建設過程中也應注意結合施工地點的實際情況，確保管廊能夠發揮作用、滿足需求。后續工作中，應用上述理論有助于提升海綿城市綜合管廊給排水建設的總體水平。

[1]劉彥濤，王彥洋.基于海綿城市理念的城市排水防澇綜合規劃探討——以天津新八大里地區為例[J].城市，2016（04）：54～59.

[2]樊國正.“海綿城市”概念在城市排水設計中的應用探究[J].工程建設與設計，2017（02）：91～92.

[3]榮冰凌.海綿城市建設背景下的濱海地區排水防澇對策探討——以廈門市海滄北片區為例[J].江西建材，2016（12）：18+21.