邱 壯，王家良，龔克娜，付韻潮，楊艷梅，曾麗竹

(四川省建筑設(shè)計研究院，四川成都610000)

1 綜合管廊與海綿城市現(xiàn)狀

綜合管廊是指建于城市地下用于容納兩類及以上城市工程管線的構(gòu)筑物及附屬設(shè)施，給水、雨水、污水、再生水、天然氣、熱力、電力、通信等城市工程綜合管線可納入綜合管廊［1］。綜合管廊的建設(shè)有助于解決城市建設(shè)中出現(xiàn)的“拉鏈馬路”和“空中蜘蛛網(wǎng)”等問題。目前國內(nèi)綜合管廊發(fā)展較為成熟，對于雨水之外的各類管線入廊案例均較多，但由于國內(nèi)雨水排水管線一般采用重力流，且管廊的埋深、斷面尺寸較大將增加工程投資，因此雨水入廊的工程案例較少［2-4］。

海綿城市是指城市像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對自然災(zāi)害方面等具有良好的“彈性”，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水 ，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用［5］。目前我國城市的海綿城市建設(shè)主要集中于地塊內(nèi)及市政道路的低影響開發(fā)，一般年徑流總量控制率為70%～90%，其對應(yīng)設(shè)計降雨量小于一年一遇設(shè)計降雨量，屬于控制中小雨的范疇，對于大雨和極端天氣控制能力較弱。一般來說地塊內(nèi)的低影響開發(fā)，尤其是對居住性質(zhì)的用地建設(shè)大規(guī)模調(diào)蓄回用設(shè)施的難度比較大。即使建設(shè)了具有較大調(diào)蓄空間的設(shè)施，卻難以在短時間內(nèi)通過地塊本身來消納雨水，需要區(qū)域的統(tǒng)一調(diào)配才能及時將多余雨水耗盡，實(shí)現(xiàn)起來較為困難。

上述兩種城市建設(shè)理念都是目前國內(nèi)前沿的研究方向，對于如何結(jié)合兩種先進(jìn)理念，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢，補(bǔ)齊短板，打造自然宜居的公園城市值得大家思考。而就目前看來，雨水可作為兩種理念的結(jié)合點(diǎn)，通過合理設(shè)計來進(jìn)行互補(bǔ)［6］。文章就雨水入廊的相關(guān)設(shè)計思維結(jié)合海綿城市理念進(jìn)行了一些思考。

2 海綿城市理念下雨水入廊思考

2.1 海綿城市理念下雨水入廊優(yōu)勢

目前，雨水入廊主要面臨著埋深大、斷面尺寸大、管理難、建造代價高但實(shí)際收益小的質(zhì)疑。而海綿城市一般只能控制中小雨事件，無法消納和滯蓄大雨突然帶來的大量雨水。為了控制這部分雨水，可結(jié)合雨水管廊實(shí)現(xiàn)雨水的調(diào)蓄，并加以利用。根據(jù)曾慶紅等人［7］的研究，通過合理設(shè)計一個大的城市管廊系統(tǒng)，可截留雨水總量以百萬立方米計，可供綠地澆灌、路面澆灑、河道補(bǔ)水等，這對于枯水期、干旱、半干旱等缺水地區(qū)具有重大意義。通過將大量雨水滯蓄與回用，不僅降低了城市的洪澇風(fēng)險，也大大減少了降雨帶來的城市徑流面源污染，緩解了城市嚴(yán)峻的水環(huán)境問題。因此，對于雨水入廊并進(jìn)行滯蓄是一舉多得，值得城市建設(shè)者仔細(xì)思考的一種設(shè)計思維。

就目前而言，我國的綜合管廊城市建設(shè)與海綿城市建設(shè)國家級、省級試點(diǎn)大大小小上百個，其中不乏既是海綿城市建設(shè)試點(diǎn)，又是綜合管廊建設(shè)試點(diǎn)的城市與地區(qū)，對于這種地區(qū)其具備一定的政策優(yōu)勢，該種設(shè)計應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行嘗試。

2.2 雨水艙斷面選擇

本文針對各地實(shí)際案例，歸納總結(jié)了幾種雨水管廊的布置方法及應(yīng)用條件，供設(shè)計人員參考。現(xiàn)以三艙綜合管廊為例進(jìn)行說明。

圖1所示為雨水艙與各艙水平并列，雨水艙內(nèi)采用上部排水、下部蓄水的形式。該種布置方式，埋深相對較淺(但需滿足規(guī)范要求的最小高度2 m的要求)，對于地下結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且下游雨水出口河道標(biāo)高不利于深埋的情況宜選用該種方式。雨水艙斷面尺寸應(yīng)根據(jù)道路周邊雨水系統(tǒng)匯水面積計算出雨水量，并根據(jù)周邊市政雨水需求量，結(jié)合雨水艙有效深度及坡度計算出雨水艙斷面尺寸。張國鐘［8］在福州某新區(qū)采用了該種方式的雨水艙斷面設(shè)計，成功解決了實(shí)際工程中遇到的問題，既滿足了雨水入廊的設(shè)計要求，也充分體現(xiàn)了新區(qū)海綿城市建設(shè)的核心思想“滲-滯-蓄-凈-用-排”，取得了較好的效果。

圖2所示雨水艙位于綜合艙等下方，雨水艙內(nèi)采用上部排水，下部蓄水的形式。該種布置方式相較于圖1布置形式，埋深增加較多，對于下游雨水出水口標(biāo)高提出了較高要求。適用于地下結(jié)構(gòu)簡單，且道路地形坡度大，下游河道水位較低的情況，對于原雨水排水系統(tǒng)埋深較深，道路狹窄不利于并列布置時可考慮該種布置形式。此外，雨水艙斷面尺寸計算方式可參照圖1所述考慮。

圖1 雨水艙與各艙水平并列

圖2 雨水艙垂直于各艙下方

圖3 為雨水艙位于各艙下方。雨水艙位于各艙下方，但雨水艙分為左右兩室，一側(cè)為排水室，一側(cè)為蓄水室。該種布置方式相較于圖2的布置形式可減少埋深，可通過合理設(shè)計兩室結(jié)構(gòu)及設(shè)置控制設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)初期雨水在排水室進(jìn)行棄流，中期較為干凈的雨水存儲在蓄水室中。適用于地下結(jié)構(gòu)簡單、障礙物較少，具有管線深埋條件且下游河道出口標(biāo)高較低的地段，是一種圖1及圖2所示布置方式的折中形式。

圖3 雨水艙垂直于各艙下方

除上述三種方式以外，在管廊內(nèi)無燃?xì)馀?，而雨水艙下游高程無法滿足的情況下可考慮將雨水艙置于上方，但必須注意做好防水處理。向帆等人［9］在成都某交通要道下采用了將雨水管廊置于污水艙上部的形式，雖未在管廊內(nèi)部進(jìn)行雨水滯蓄，但節(jié)約了空間并且有利于檢修維護(hù)，并對以后進(jìn)一步進(jìn)行雨水滯蓄與回用打下了一定基礎(chǔ)。

鑒于具有調(diào)蓄功能的雨水艙設(shè)置了雨水回用動力系統(tǒng)，因此通過合理設(shè)計還可將該部分控制系統(tǒng)作用于提升雨水，使一些原本需繼續(xù)加大埋深的節(jié)點(diǎn)可通過設(shè)備提升進(jìn)行轉(zhuǎn)輸，避免下游管廊埋深過大。雨水管廊的設(shè)計應(yīng)靈活多變，根據(jù)實(shí)際情況，作出相應(yīng)調(diào)整，在合理的情況下采用多種方式滯蓄雨水，并加以利用。

2.3 入廊雨水水質(zhì)要求

雨水應(yīng)經(jīng)過預(yù)處理措施，即經(jīng)過凈化后再進(jìn)入雨水艙，降低初期雨水帶來的大量泥沙造成管廊淤積的風(fēng)險，同時可減少雨水管廊的清淤沖洗次數(shù)。對于被截留的初期徑流應(yīng)結(jié)合海綿城市宜優(yōu)先排入植被淺溝、下凹式綠地等生態(tài)措施，凈化后再排入雨水管網(wǎng)進(jìn)入雨水管廊。對于沒有條件采用生態(tài)措施凈化的區(qū)域可設(shè)置棄流井、沉砂井等灰色措施進(jìn)行漂浮物攔截、泥沙分離或粗過濾［10］。

2.4 有效調(diào)蓄容積保障措施

為保證雨水艙的調(diào)蓄能力，應(yīng)設(shè)置排空設(shè)施，在即將到來的暴雨之前將雨水艙所存雨水進(jìn)行排放，避免雨水通過投料口等部位溢流進(jìn)入其他艙室引發(fā)事故。雨水排空時間宜控制在12 h內(nèi)，排空設(shè)施主要依靠增設(shè)排水泵進(jìn)行提升排放，對于有條件的區(qū)域可采用重力排空。

2.5 雨水回用

對于雨水的用途應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖陨碛盟蠹坝晁奶幚斫?jīng)濟(jì)成本進(jìn)行綜合分析比較，以遵循注重生態(tài)、就近回用，處理簡單，“高質(zhì)高用、低質(zhì)低用”為原則。如根據(jù)國家要求景觀補(bǔ)水不允許采用自來水，因此有條件的地方應(yīng)將雨水作為首要選擇；其次綠化用水對水質(zhì)要求低，用水周期與雨季又較為吻合，因此在雨水較為豐富的情況下應(yīng)采用雨水進(jìn)行澆灌，道路沖洗用水量大，水質(zhì)要求不高，且管廊多位于道路下方，取水方便，也建議采用雨水進(jìn)行沖洗［10］?；赜糜晁瓹ODcr和SS應(yīng)符合表1的規(guī)定，其余指標(biāo)應(yīng)符合國家現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，雨水處理工藝流程應(yīng)根據(jù)回收水量、原水水質(zhì)、回用部位的水質(zhì)要求等因素進(jìn)行分析比較，鑒于雨水艙原水為屋面、綠地、道路的混合雨水，來水水質(zhì)較差，且回用用途一般為景觀補(bǔ)水、綠地和道路澆灑，因此可采用圖4所示處理流程進(jìn)行處理。

表1 回用雨水CODcr和SS指標(biāo)

圖4 雨水回用處理流程

3 結(jié)束語

通過分析總結(jié)海綿海綿城市與綜合管廊目前建設(shè)中的問題，結(jié)合已有工程案例，從雨水艙滯蓄雨水的角度出發(fā)，對雨水艙的斷面、入廊雨水的水質(zhì)、調(diào)蓄、回用方面等進(jìn)行了思考，從而將海綿城市與綜合管廊的建設(shè)結(jié)合起來。但由于目前該類案例較少，本文所提設(shè)計方式尚缺乏更多可靠的實(shí)際經(jīng)驗，需各位建設(shè)者在實(shí)際中檢驗并提出改進(jìn)，讓海綿城市與綜合管廊的理念更好的服務(wù)于城市建設(shè)。