海綿技術(shù)在城市市政工程建設(shè)中的應(yīng)用

杜愛玲 山東省青島市城陽區(qū)公用事業(yè)服務(wù)中心

1 前言

在城市化進程不斷推進的過程中，城市水污染、內(nèi)澇問題不斷加重，影響了城市化推進和發(fā)展。所以在城市市政工程建設(shè)中應(yīng)用海綿技術(shù)，建設(shè)海綿城市，可以解決城市水污染、內(nèi)澇等問題，建立美好的家園，推動城市化進程和發(fā)展，為人們打造生態(tài)宜居的城市生活環(huán)境。近些年，雖然我國在大力推廣海綿城市建設(shè)，但是海綿城市建設(shè)并沒有形成科學(xué)系統(tǒng)，阻礙了海綿技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，也制約了城市建設(shè)發(fā)展。基于此，本文以城市市政工程建設(shè)中海綿技術(shù)的應(yīng)用為主題進行了分析，以實際城市道路工程案例為研究對象，對海綿技術(shù)在城市市政道路工程建設(shè)中的運用進行分析。

2 城市市政工程建設(shè)中海綿技術(shù)設(shè)計

2.1 海綿技術(shù)建設(shè)三要素

海綿技術(shù)建設(shè)三要素：（1）自然積存。主要是指利用城市自然地形和地貌的優(yōu)勢來合理控制徑流，削峰調(diào)蓄，調(diào)整雨水的徑流。（2）自然滲透。主要是指利用下墊面的自然優(yōu)勢來調(diào)整雨水的滯滲問題，促進自然生態(tài)循環(huán)，幫助生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)。（3）自然凈化。主要是指對城市的水質(zhì)進行改善，通過合理利用天然植被、土壤和微生物等生態(tài)系統(tǒng)中的自然物質(zhì)來減少污染，凈化水質(zhì)，改善自然環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)。

2.2 海綿技術(shù)應(yīng)用的三重關(guān)系

在城市市政工程建設(shè)過程中，海綿技術(shù)的應(yīng)用需要處理好以下三個關(guān)系：第一，水量和水質(zhì)的關(guān)系，避免出現(xiàn)水的質(zhì)量很好，但是水量不足，或者是有充分的水量，但是水質(zhì)利用率不高的情況；第二，景觀和功能的關(guān)系，避免出現(xiàn)好看的景觀沒有實質(zhì)性作用和價值的情況，以及有功能作用的景觀但是無法滿足城市居民的需求；第三，集中和分布的關(guān)系，要實現(xiàn)源頭減排，化整為零；以及末端統(tǒng)一，集零為整。

3 海綿技術(shù)在城市市政道路工程建設(shè)中的實際應(yīng)用

3.1 工程介紹

該工程為某城市市政道路建設(shè)工程，道路總長度為683.81m，道路紅線寬度為30m，道路等級為次干路。該道路工程的地質(zhì)地層分布：上層是近代人工填土，包括了填石、素植土、雜填土；下層是殘積砂質(zhì)黏性土、中砂、淤泥，更深層為花崗巖。為了達到路基基礎(chǔ)持力層的實際要求，在施工前對地質(zhì)進行了部分換填處理。工程施工現(xiàn)場地下水主要是近代人工填土孔隙中的上層滯水，潛水、中砂、粉質(zhì)黏土、殘積砂紙黏性土等孔隙中的潛水和承壓水。進行地質(zhì)勘察后地下水位埋深在1.10m～6.15m。

3.2 海綿技術(shù)建設(shè)應(yīng)用目標分析

根據(jù)項目施工要求，工程所在位置對市政道路年徑流總量需要控制在70%左右，所對應(yīng)的降水量為26.8mm。在年徑流污染物消減率方面，按照工程設(shè)計規(guī)劃的要求，工程所在位置面源污染中化學(xué)需氧量的消減率要大于73%，總氮消減率不能小于61%，懸浮物的消減率要大于79%、總磷的消減率要高于85%。按照住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部在《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建》中的要求，城市市政道路徑流污染物中懸浮物和其他類型的污染物指標之間有很大關(guān)系，所以經(jīng)常會把懸浮物作為徑流污染物控制的標準，這樣在該工程市政道路規(guī)劃年徑流污染物消減率目標時，每年懸浮物總量的去除率要高于79%。

3.3 海綿技術(shù)在城市市政道路工程中的應(yīng)用設(shè)計

在該工程中，道路包括了機動車道、人行道、非機動車道、綠化帶4個部分。因為該城市降水量比較多，傳統(tǒng)的道路路面的滲水性比較差，在雨量比較大的雨季雨水徑流量會明顯增加。另外，因為雨水收集主要是通過雨水口來收集雨水，之后通過雨水管道排入收納水體中，在暴雨天氣道路路面洪峰流量會非常大，造成道路嚴重積水，形成內(nèi)澇。此外，因為雨水地表徑流的形成，雨水排出的過程中把路面中的污染物帶入收納水體中，造成了水體污染。為了解決這些問題，在進行海綿技術(shù)建設(shè)應(yīng)用的過程中，需要在機動車道內(nèi)設(shè)置截污式環(huán)保雨水口，凈化雨水中的污染物；在非機動車道和人行橫道中增設(shè)透水鋪裝；在道路邊緣地帶設(shè)置開口路緣石；在機動車道和非機動車道中間的綠化帶中設(shè)置下沉式綠化帶，要使用溢流式雨水口。施工道路的總寬度為30m，其中兩邊綠化帶為3m，2條人行道4m，2條非機動車道5m，兩側(cè)下沉式綠化帶為4m，機動車道為14m，具體的道路橫斷面。

3.3.1 海綿技術(shù)在透水鋪裝設(shè)計中的應(yīng)用

因為該道路工程是城市道路的次干路，交通流量相對比較大，在應(yīng)用海綿技術(shù)的過程中需要重視道路路面結(jié)構(gòu)荷載的實際需求，還要關(guān)注車輛尾氣所產(chǎn)生的污染問題。在進行機動車道設(shè)計時要采用不透水路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方式。非機動車道位置不會涉及機動車尾氣污染的問題，在選擇道路結(jié)構(gòu)時可以采用全透水結(jié)構(gòu)設(shè)計。但是在選擇道路頭水結(jié)構(gòu)鋪裝設(shè)計的過程中，要引起注意的是道路透水鋪裝設(shè)計的厚度，厚度的選擇要根據(jù)施工道路路面規(guī)劃的透水性能情況、承載力情況，以及《海綿城市建設(shè)技術(shù)標準》規(guī)定透水鋪裝設(shè)計按照以下的標準來進行設(shè)計。（1）在進行非機動車道透水鋪裝設(shè)計的過程中，道路的表面層需要采用透水性瀝青混凝土，規(guī)格可以采用3cm的PAC10，下層面的透水性瀝青可以采用4cm PAC13 的規(guī)格；公路的基層要采用透水性能比較高的水泥混凝土，規(guī)格可以選擇19cm的厚度；采用10cm 厚的3∶7 的砂墊層來作為墊層的材料；這時非機動車道道路的透水結(jié)構(gòu)厚度就要控制在36cm左右。（2）在進行人行橫道透水鋪裝設(shè)計的過程中，面層要選擇透水性路面板，規(guī)格可以是50cm×25cm×8cm的；選擇3cm的厚透水干硬性的水泥中粗砂來作為調(diào)平層設(shè)計規(guī)格；基層的設(shè)計可以選擇15cm 厚度的水泥混凝土；墊層可以和費機動車道的墊層規(guī)格相同，選擇10cm厚的3∶7的沙碎；綜合來說人行道的道路透水鋪裝結(jié)構(gòu)的厚度也可以控制在36cm 左右，和非機動車道的厚相同。

3.3.2 海綿技術(shù)在下沉式綠化帶中的應(yīng)用設(shè)計

道路工程施工過程中，人行道和機動車道之間的綠化帶設(shè)計主要采用的是下沉式綠化帶，因為該工程所在的城市其他下沉式綠化帶的深度均在15cm以下，綠化帶的深度比較淺，無法達到蓄水的目的；所以在該項目工程中下沉式綠化帶的深度要進行科學(xué)合理的把控，綠化帶的深度不能過深，因為過深會影響到綠化帶景觀效果，并且存在一些安全隱患，因此，該項目中下沉式綠化帶的深度設(shè)計為15cm～20cm。如果綠化帶深度控制在20cm時，綠化帶標準高度會低于周圍機動車道20cm，此時，如果有效水深為15cm時，下沉式綠化帶可以滿足雨水的調(diào)蓄需求。在下沉式綠化帶中需要在一定的距離設(shè)置溢流式雨水口，在雨水流量超過綠化帶蓄水能力時，多余的雨水會進入溢流式雨水口中，排入市政雨水管網(wǎng)系統(tǒng)中。而下沉式綠化帶中的植物選擇，也要選擇那些耐淹和耐水性植物，這樣不僅可以過濾截留雨水，同時還可以滲透到土壤中，達到調(diào)蓄雨水的目的。

3.3.3 海綿技術(shù)在開口路緣石設(shè)計中的應(yīng)用

道路工程設(shè)計中，把綠化帶和機動車道之間的路緣石設(shè)置為開口路緣石，一般情況下開口路緣石包括三種，一種是圓形開口、一種是矩形開口、一種是豁口形式。其中矩形開口和豁口形式的路緣石有比較大的過流截面，施工起來比較方便，在雨水比較大時，可以很好地進行雨水收集排放，但是其景觀觀賞性不足；圓形開口的路緣石過流斷面比較小，施工難度也比較大，在雨水排放量比較多時，非常容易發(fā)生堵塞的問題。因此，在該工程施工過程中采用的是豁口形式的路緣石，并且路緣石的開口長度設(shè)置為50cm。

選用的路緣石是603#花崗巖條石，光面使用接卸進行切割，直線段和圓曲線路段緣石長度均為1m，用密縫進行安裝，每塊緣石之間的縫隙控制在3mm以內(nèi)。機動車車道的邊路緣石采用的是35cm×15cm的立緣石，材質(zhì)為石質(zhì)，綠化帶和人行道外側(cè)的路緣石采用的是10cm×20cm，以及10cm×15cm的石質(zhì)平緣石。在開口路緣石前50cm～100cm，對道路的坡度進行調(diào)整，使道路坡度和路緣石開口處相對應(yīng)，開口處的標準高度要低于道路標準高度的3cm，以此來保證機動車道的雨水進入綠化帶中。為了在進水處達到截污效果，在路緣石開口和綠化帶內(nèi)部鋪放一些碎石。

4 海綿技術(shù)在市政道路工程中應(yīng)用效果分析

4.1 道路工程項目效果分析

4.1.1 年徑流總量控制率效果分析

從上述的公式計算中可以發(fā)現(xiàn)，該城市市政道路工程項目中海綿技術(shù)應(yīng)用后的設(shè)計調(diào)蓄容積為265.03m3，其所相對的消解降雨量為30.4mm，而道路實際年徑流總量空置率在74.08%左右，＞70%，由此說明，海綿技術(shù)的應(yīng)用可以滿足道路年徑流總量控制率目標的要求。

4.1.2 年徑流污染物消減率效果分析

該市年度懸浮物總量去除率為年徑流總量控制率×具體海綿技術(shù)應(yīng)用對懸浮物的平均去除率；根據(jù)《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》中低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建關(guān)于復(fù)雜性的生物滯留設(shè)施，下沉式綠化帶中懸浮物平均去除率為80%。通過計算之后發(fā)現(xiàn)，該市年懸浮物總量去除率為59.26%，和規(guī)劃目標年徑流污染物消減率高于79%的要求并不相符。通常情況下，城市市政道路工程的年懸浮物總量去除率和規(guī)劃控制目標相吻合是比較困難的，一般情況下經(jīng)常通過在周圍地段應(yīng)用海綿技術(shù)進行截污處理提高年徑流污染物消減率，以此提高年徑流污染物消減率，滿足規(guī)劃要求。

5 加強市政工程建設(shè)管理解決對策

5.1 加強管理人員教育管理

（1）加強管理制度建設(shè)。市政工程管理項目施工前，要制定完整的管理制度，將責(zé)任落實到每一個崗位、每一個人員，完善懲罰約束及責(zé)任追究機制并嚴格執(zhí)行。嚴格落實以制度管人管事，保證每個管理組按要求、按計劃完成任務(wù)，不斷提升市政工程項目管理工作成效。（2）提高管理人員專業(yè)水平。項目管理人員是確保工程項目順利開展、減少治理安全問題的重要力量，要對部分專業(yè)能力不足的管理人員開展有針對性的培訓(xùn)。一方面要加強專業(yè)知識培訓(xùn)，提高管理人員管理能力，確保其具備管理市政工程項目的業(yè)務(wù)素質(zhì)；另一方面要加強責(zé)任意識教育，強化管理人員誡勉機制，推動管理人員增強對工作重要性的體認，自覺遵守市政工程項目管理制度，認真做好本職工作，確保管理工作達到預(yù)期效果。（3）增強工程質(zhì)量管理意識。具備較強的市政工程質(zhì)量管理意識是有效推動落實質(zhì)量管理措施的重要前提，不論是管理人員還是施工人員，都應(yīng)具備相應(yīng)的施工管理意識，才能確保認真有序進行市政工程施工，工程質(zhì)量才能有保障[1]。

5.2 加強工程設(shè)計階段跟蹤

（1）前期準備階段。項目前期準備階段，項目業(yè)主要把前期工作做好計劃安排，必要時可穿插、交叉進行，以節(jié)省時間。在進行項目地質(zhì)勘察實施現(xiàn)場鉆探時，業(yè)主代表必須全程跟蹤，逐點記錄，確保真實、準確。（2）工程設(shè)計階段。設(shè)計單位水平參差不齊，為避免因設(shè)計工作不到位、設(shè)計深度不夠而導(dǎo)致的永久性缺陷，在工程初步設(shè)計及施工圖設(shè)計階段，有必要在出具圖紙前組織業(yè)主、專家等相關(guān)人員，對圖紙審核把關(guān)，提出建設(shè)性意見和建議，供設(shè)計單位參考修改，提高設(shè)計工作的可行性、合理性、可操作性，盡量避免后續(xù)施工中因變更較多而增加工程造價[2]。如：道路工程路基換填是否充分利用塊片石、砂包土等本地物美價廉且效果良好的地材；綠化工程品種、行道樹胸徑大小是否適宜；照明燈桿樣式、燈的色溫是否符合現(xiàn)場實際要求；雨污管徑大小是否滿足防洪排澇要求、排水方向是否正確；人行道材料、鋪貼方式是否符合當(dāng)?shù)靥厣蟮萚3]。

5.3 嚴格工程施工質(zhì)量管控

項目開工建設(shè)過程管理階段應(yīng)遵循“百年大計、質(zhì)量第一”的原則，充分發(fā)揮建設(shè)、勘察、設(shè)計、施工、監(jiān)理等參建各方主體的責(zé)任和義務(wù)，確保工程建設(shè)保質(zhì)保量如期完成并交付使用。在此基礎(chǔ)上，還應(yīng)簡要說明管理的重點內(nèi)容。以道路為例，道路工程建設(shè)要重點把握“管道排水、路基路面、綠化美化”的原則。首先，應(yīng)以道路路基和路面工程為監(jiān)管工作的重中之重，確保道路使用壽命和路面面層質(zhì)量；其次，應(yīng)以雨污排水通暢和路面不積水作為另一監(jiān)管重點，確保滿足使用功能；再次，應(yīng)把人行道、綜合管線預(yù)埋，綠化、路燈、交通等分部工程按圖施工，確保道路美化功能的實現(xiàn)；最后，要把道路施工過程相關(guān)工程內(nèi)業(yè)資料整理歸檔。

6 結(jié)束語

在城市市政工程建設(shè)中應(yīng)用海綿技術(shù)可以有效緩解城市徑流污染和城市內(nèi)澇問題。但是，在不同地區(qū)的城市市政工程建設(shè)設(shè)計中，海綿技術(shù)的應(yīng)用情況也各不相同，需要根據(jù)各個地區(qū)和各個市政項目的實際情況進行區(qū)別性設(shè)計。本文以某市城市市政道路工程為海綿技術(shù)應(yīng)用案例，對該項目中海綿技術(shù)在各個工程項目中的應(yīng)用情況進行了分析，并對海綿技術(shù)的應(yīng)用效果進行了計算評價，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在道路工程中非機動車道和人行道的透水鋪裝厚度設(shè)計為36cm 時，透水鋪裝厚度可以滿足道路承載力的要求，還可以很好地對道路中的雨水進行快速滲透。

另外，在設(shè)置下沉式綠化帶深度時需要參考道路年徑流總量空置率，該項目中下沉式綠化帶深度設(shè)置為15cm～20cm 時，選擇溢流式雨水口可以滿足道路雨水排量，減少內(nèi)澇問題；此外，在選擇路緣石開口時需要根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況、景觀效果要求情況和水力條件等情況；豁口形式的路緣石開口具備使用便捷、水力條件好等優(yōu)勢，在該項目施工中有比較高的利用價值和優(yōu)勢。由此說明，海綿技術(shù)在城市市政道路工程中的應(yīng)用可以有效緩解城市道路積水、內(nèi)澇問題。