關(guān)于市政道路海綿城市建設(shè)思路的探討

李海民（河北省秦皇島北戴河新區(qū)發(fā)展有限責(zé)任公司,河北 秦皇島 066000）

近幾年來，隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)發(fā)展，灰色建筑與硬底化地面建筑不斷增加，且頻發(fā)極端暴雨天氣，增加了城市地表徑流，時常發(fā)生“看海”情況，嚴(yán)重威脅了民眾生命財產(chǎn)安全，提出了海綿城市理念。海綿城市旨在使城市具備“海綿”特性，控制雨水源頭，實現(xiàn)慢排緩釋，為了將海綿城市作用發(fā)揮出來，則應(yīng)當(dāng)加強市政道路設(shè)計，從點面結(jié)合設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)椤皾B排”“蓄滯”結(jié)合，實現(xiàn)立體排水，緩減路面積水問題，保證城市道路正常運行。

1 海綿城市概述

1.1 概念

海綿作為人們生活常見物體，其排水性、儲水性與吸水性較強，可用于城市建設(shè)中，解決儲水與排水問題，以此提出海綿城市理念。在城市中安裝收集雨水裝置，集中凈化雨水后可實現(xiàn)資源再利用[1]。如西北常年干旱，可收集雨水將其用于植物灌溉；南方多雨水，易造成洪澇災(zāi)害，可通過雨水收集裝置減少內(nèi)澇。在海綿城市建設(shè)中，要求管理人員采取大數(shù)據(jù)方式分析水資源構(gòu)成，重視地表水、自然降水與地下水，加強水資源管理。

1.2 作用

在城市不斷發(fā)展下，人們愈發(fā)注重基礎(chǔ)建設(shè)。道路建設(shè)和人們出行安全、效率息息相關(guān)，應(yīng)當(dāng)提高道路建設(shè)質(zhì)量，滿足人們出行需求。但是，受到出行壓力增加與雨水浸泡的影響，增加了地基損壞概率，通過應(yīng)用海綿城市理念，集中雨水資源，采取資源轉(zhuǎn)化方式，將雨水用于清潔城市和綠植灌溉，不僅能夠減少水資源浪費，還能補充地下水，推動城市生態(tài)建設(shè)發(fā)展[2]。

2 工程概況

2.1 工程簡介

以某市政道路為例說明海綿城市理念的應(yīng)用，道路紅線寬40m，長為4.7km，西側(cè)規(guī)劃水系20m寬，示范工程占地654m。海綿城市可稱作水彈性城市，需完成滲水、吸水、凈水、蓄水的任務(wù)，現(xiàn)建設(shè)一條海綿城市市政道路，兩側(cè)設(shè)置集水溝，連接集水井，下雨后雨水可順著集水溝流入集水井，需要水時在井中取水應(yīng)用。

2.2 建設(shè)思路

該地區(qū)處于長江中下游，湖河眾多，氣候溫濕，雨量充沛，城市內(nèi)年平均降水約為1000mm，且生態(tài)系統(tǒng)退化、環(huán)境嚴(yán)重污染。為此，該城市積極響應(yīng)海綿城市政策，以建設(shè)自然凈化、自然滲透、自然積存的城市為目標(biāo)，突出建設(shè)生態(tài)文明地位，以此規(guī)劃城市道路，采取排、用、蓄、滯、滲、用等工程措施，加強雨水徑流控制，實現(xiàn)雨水再利用。

為了讓市政道路能夠應(yīng)對強降雨，在不產(chǎn)生洪澇災(zāi)害的基礎(chǔ)上還能實現(xiàn)資源合理化利用，維持水溫生態(tài)平衡，將城市放在大自然，為居民留下綠水青山，則需要統(tǒng)籌布局城市道路，建設(shè)雨水管渠系統(tǒng)、雨水開發(fā)系統(tǒng)、雨水超標(biāo)排放系統(tǒng)，以此互相依存，互相補充，發(fā)揮作用[3]。根據(jù)建設(shè)海綿城市標(biāo)準(zhǔn)，在市政道路上推進海綿城市建設(shè)，無論是施工管理，還是竣工驗收，均突出建設(shè)要求，增強道路綠化消納雨水功能，非機動車道、停車道及人行道擴大應(yīng)用透水鋪裝，加強建設(shè)調(diào)蓄設(shè)施，提升水生態(tài)修復(fù)與環(huán)境保護能力。

3 海綿城市理念下市政道路建設(shè)措施

3.1 縱斷面設(shè)計

市政道路縱斷面需綜合考慮排水規(guī)劃需求及設(shè)施基本功能，在縱坡低點位置安裝雨水排出口，以此收集海綿城市雨水，減少低洼路段積水現(xiàn)象出現(xiàn)概率。該工程中，根據(jù)道路縱坡與走向匯水區(qū)可分為3個，即冷飯河、湖潮河與車田河，劃分各匯水區(qū)最低點。其中，冷飯河匯水區(qū)，雨水沿著道路縱坡從匯水區(qū)向最低點流去，縱坡最大為4%；湖潮河匯水區(qū)，雨水沿著縱坡從匯水區(qū)排向最低點位置，縱坡最大為2.95%；車田河匯水區(qū)，雨水沿著道路縱坡從匯水區(qū)排向最低點位置，縱坡最大為2.17%；

3.2 道路排水設(shè)計

3.2.1 下沉式綠地

該排水模式是指中心低、兩邊高的淺碟模式，且在側(cè)石上預(yù)留開口，以此引導(dǎo)道路上的雨水回流到下沉式綠地內(nèi)，實現(xiàn)雨水滲透、排放與存儲。雨水超過綠地存儲量，則多余雨水能夠沿著綠地遺留設(shè)施進入市政排放雨水系統(tǒng)。本工程中，根據(jù)情況設(shè)計下沉式綠地2m，頂面標(biāo)高相較于設(shè)計路面標(biāo)高低25cm，調(diào)蓄有效深度20cm，雨水量在調(diào)蓄深度至上，則多余雨水通過收集雨水口或是直接溢流至雨水管道中，雨水在中分帶深入土壤后，進入埋設(shè)盲管，排入雨水管道[4]。車行道與下沉式綠地間開口處理路緣石，距離設(shè)置為10m，且增設(shè)路緣石于道路低點，開口處設(shè)計沉砂池，以此攔渣和防沖刷。下沉式綠地中設(shè)置雨水井蓋選用篦狀，以檢查井井口收集雨水。

3.2.2 透水鋪裝

市政道路中透水鋪裝屬于常用海綿城市措施，應(yīng)用較為廣泛，按照面層材料可將其分為瀝青混凝土鋪裝、碎石鋪裝、透水混凝土鋪裝等，后兩個通常用于小車流量和人行道路上，具有良好效果，前者則用于鋪裝機動車道[5]。并且，透水混凝土具有良好滲透效果、質(zhì)量輕的特點，成為普遍應(yīng)用的鋪裝材料。在科技發(fā)展下，涌現(xiàn)出更多新型透水鋪裝材料，兼具環(huán)保型與透水性。本工程在人行道路上應(yīng)用透水鋪裝，從上至下人行道結(jié)構(gòu)分別為濾水磚8cm，找平層4cm，透水混凝土20cm和級配碎石20cm。路基土由于多是紅黏土，為避免雨水無法下滲，導(dǎo)致人行道浸泡，在級配碎石中安裝透水盲管，收集無法下滲雨水排入管道內(nèi)。

3.3 透水性瀝青路面

在路面設(shè)計中，常用透水性瀝青混凝土，其作為虹吸率較大的斷級配混凝土，具有粗集料緊密相連，細(xì)集料少的結(jié)構(gòu)特點，混凝土孔隙率通常超過20%，見圖1。

圖1 透水性瀝青路面

透水性路面選擇管道排水+路床滲透的方式，以此處理路面雨水，雨水如若低落到路面上，可直接在路面空隙中向下滲透，經(jīng)過墊層與基層后，雨水即可滲透至土中，匯集至地下水。遇到強降水天氣，雨水能夠通過基底層管網(wǎng)系統(tǒng)與溝槽流入河道溝渠與蓄水池，以此留用灌溉草木農(nóng)田。透水路面和排水路面、不透水路面存在較大差異，排水路面僅面層可滲透雨水，通過不透水基層橫坡匯集至排水管網(wǎng)，透水路面不僅能夠?qū)⒙繁矸e水迅速排除，還能對雨水合理應(yīng)用，節(jié)約水資源，所以，國家大力倡導(dǎo)建設(shè)海綿城市[6]。本工程中，通過分析路面結(jié)構(gòu)進水方式，來降低整體路面結(jié)構(gòu)承壓力，所以選擇在輕交通量與路面承壓要求小的地方應(yīng)用透水路面，如城市支路、小區(qū)道路等。而對于較大交通量的主城市道路，可在機動車道應(yīng)用普通不透水路面，非機動車道應(yīng)用透水路面，結(jié)合交通等級、地質(zhì)、氣溫等決定其他路面鋪裝。

3.4 生態(tài)滯留帶設(shè)計

生態(tài)滯留帶主要是在低洼區(qū)通過卵石、灌木等設(shè)施，發(fā)揮填料吸附與過濾作用凈化雨水，暫時儲存雨水后，緩慢將其滲透至周圍土壤，減緩地表洪峰流量。該滯留帶通常下凹20cm左右，排水系統(tǒng)設(shè)在底部。

3.4.1 建設(shè)雨水花園

在工程中借助交叉道路口低點位置，建立雨水花園共3個，調(diào)蓄種植草溝所收集的雨水，將其外溢。雨水花場每個占地為10㎡，雨園施工類似于自然排水系統(tǒng)，表面卻未終止其他植物，放置粗粒河卵石，目的在于阻隔沉淀草溝徑流的懸浮垃圾與渾水，避免遺留雨水污染下游水系。在雨水花園中，需定期維護清理河卵石，充分發(fā)揮其效果。

3.4.2 水質(zhì)比較

該工程中采取入滲式植草溝，在源頭上就地處理徑流傳輸，替代原本直接進行雨水收集的雨水口，可有效去除初期雨水重金屬、TN、TP、SS等物質(zhì)，保持湖泊河道水質(zhì)滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量》要求，可用于景觀灌溉。

3.4.3 徑流比較

應(yīng)用SWMMS軟件建立自然排水系統(tǒng)模型，分別用五年一遇、兩年一遇、一年一遇的2h雨型和五十年一遇、二十年一遇、十年一遇的24h雨型模擬，分析無LID設(shè)施排水系統(tǒng)情況。LID設(shè)施與傳統(tǒng)管道對比通過結(jié)果可知，五年一遇為291.30/427.35；兩年一遇為132.71/296.84；一年一遇為49.13/220.19；五十年一遇為513.71/665.05；二十年一遇為476.76/563.40；十年一遇為397.04/484.08。表明自然排水系統(tǒng)全流量減少量由于傳統(tǒng)設(shè)計，峰值最大減少54%。

3.5 排水管材選擇

在設(shè)計排水管道中，需根據(jù)使用需求選擇管材，本工程綜合考慮以下方面：一是管道應(yīng)用環(huán)境，道路管道無論使用還是運輸，不可避免會遭受積壓和碰撞。所以，為提高管道質(zhì)量及運行效率，需選擇抗壓性強的管材，多數(shù)應(yīng)用鋼筋混凝土管；二是不同排水要求，排水管道污水排放存在腐蝕性，則選用抗腐蝕性強的管材，如耐酸堿塑料或不銹鋼型排水管道；污水排放量較大，且排水管道設(shè)置較長，則選用管材強度高，內(nèi)壁光滑的材料，如UPVC管和PVC管；三是管材運行工況，我國城市化進程加快，每天輸送污水量逐漸增大，易造成運行排水管道中產(chǎn)生壓力流或滿流情況，所以，在設(shè)計排水管道中，要求其具備良好承壓力。

4 結(jié)語

綜上所述，城市建設(shè)也應(yīng)當(dāng)落實可持續(xù)發(fā)展理念，采取海綿城市建設(shè)方式，以加強市政道路設(shè)計，解決城市排水、降水問題。因此，可結(jié)合實際情況，從道路縱斷面、道路排水、透水性瀝青路面、生態(tài)滯留帶、排水管材這幾方面出發(fā)，合理規(guī)劃市政道路，運用科學(xué)蓄水排水技術(shù)，從而避免城市交通系統(tǒng)受到降水影響。