徐 敏,趙世樂(lè),王 斌,李峻西
(中國(guó)建筑第五工程局有限公司市政設(shè)計(jì)院,湖南 長(zhǎng)沙 410004)
2013年12月,習(xí)近平總書(shū)記在中央城鎮(zhèn)化工作會(huì)議上指出要建設(shè)自然積存、自然滲透、自然凈化的“海綿城市”,旨在改善城市生態(tài)環(huán)境、建設(shè)市民宜居環(huán)境以及緩解城市內(nèi)澇等問(wèn)題。2015年10月,國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于推進(jìn)海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》(國(guó)辦發(fā)〔2015〕75號(hào)),提出要將70%的降雨就地消納和利用,并明確了建設(shè)目標(biāo)任務(wù)。根據(jù)《城市用地分類(lèi)與規(guī)劃建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)》中的規(guī)定,市政道路與交通設(shè)施用地占城市建設(shè)用地比例的10%~25%,這個(gè)占比使市政道路在海綿城市建設(shè)中扮演著重要角色。目前市政道路的海綿城市規(guī)劃設(shè)計(jì)還處于碎片化、粗放式、點(diǎn)到即止的狀態(tài),因此加強(qiáng)規(guī)劃設(shè)計(jì)源頭控制是實(shí)現(xiàn)海綿城市目標(biāo)的關(guān)鍵抓手。
海綿城市理念的核心是推行現(xiàn)代化雨洪管理體系,通過(guò)城市規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)維的管控,從“源頭減排、過(guò)程控制、系統(tǒng)治理”著手,綜合采用“滲、滯、蓄、凈、用、排”等技術(shù)措施,統(tǒng)籌協(xié)調(diào)水量與水質(zhì)、生態(tài)與安全、分布與集中、綠色與灰色、景觀與功能、岸上與岸下、地上與地下等關(guān)系,有效控制城市降雨徑流,最大限度地減少城市開(kāi)發(fā)建設(shè)行為對(duì)原有自然水文特征和水生態(tài)環(huán)境造成的破壞,使城市能夠像海綿一樣,在適應(yīng)環(huán)境變化、抵御自然災(zāi)害等方面具有良好的彈性,實(shí)現(xiàn)自然積存、自然滲透、自然凈化的城市發(fā)展方式,有利于實(shí)現(xiàn)修復(fù)城市水生態(tài)、涵養(yǎng)城市水資源、改善城市水環(huán)境、保障城市水安全、復(fù)興城市水文化的多重目標(biāo)。歸根到底是解決城市水生態(tài)問(wèn)題。
當(dāng)前海綿城市建設(shè)在各城市某一區(qū)域試點(diǎn)比較流行,然而它是一個(gè)水循環(huán)系統(tǒng)工程,決策者需要有全局思維,通盤(pán)謀劃。首先,應(yīng)在城市總體規(guī)劃中納入海綿城市專(zhuān)篇,并制定詳細(xì)的規(guī)劃或設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)。其次,在專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃中應(yīng)對(duì)區(qū)域路網(wǎng)進(jìn)行科學(xué)系統(tǒng)的規(guī)劃,而不是僅局限于某條路或局部路段,不宜過(guò)于分散,要以點(diǎn)帶面形成區(qū)域效應(yīng),才能真正發(fā)揮市政道路對(duì)水資源存儲(chǔ)以及再利用的能力。最后,應(yīng)根據(jù)海綿城市總體建設(shè)目標(biāo),結(jié)合項(xiàng)目所在地實(shí)際情況,對(duì)不同等級(jí)道路分別提出年徑流總量控制率、綠地率、下沉式綠地率、透水鋪裝及海綿設(shè)施等規(guī)劃指標(biāo),對(duì)工程建設(shè)形成規(guī)劃指引。
市政道路及附屬設(shè)施承擔(dān)的功能各異,其“海綿”要素和設(shè)計(jì)方式應(yīng)靈活多變,應(yīng)對(duì)行車(chē)道、機(jī)動(dòng)車(chē)道、中間(側(cè)分)帶、人行道和綠化帶等設(shè)施的功能進(jìn)行科學(xué)定位,針對(duì)不同功能再分類(lèi)施策。如對(duì)于交通量大、荷載重的行車(chē)道,可選擇透水性好的材料或滲透率高的路面結(jié)構(gòu)(如OGFC)來(lái)提升路面下滲能力;交通量小、荷載輕的人行道可選擇透水混凝土、透水磚、透水瀝青混凝土等鋪裝材料。另外,還可采用下沉式綠地提升雨水資源的截留能力和下滲能力,景觀綠化可選擇涵養(yǎng)水源好的樹(shù)木和植被等。
市政道路的總體設(shè)計(jì)首先要符合城市總體規(guī)劃。堅(jiān)持開(kāi)發(fā)與保護(hù)并重原則,綜合考慮地形、地物、地質(zhì)、水文和周邊建設(shè)條件,科學(xué)劃分道路要素(機(jī)動(dòng)車(chē)道、非機(jī)動(dòng)車(chē)道、人行道及綠化帶等)的空間布局,統(tǒng)籌好道路平縱橫相互關(guān)系及與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)關(guān)系,在分析論證現(xiàn)有排水系統(tǒng)的優(yōu)劣勢(shì)的基礎(chǔ)上,構(gòu)建完善的排水系統(tǒng)以供收集和排放雨水。
道路縱斷面設(shè)計(jì)除了要滿(mǎn)足規(guī)劃標(biāo)高,還應(yīng)與兩側(cè)開(kāi)發(fā)用地和周邊已建道路及構(gòu)筑物順接,確保行車(chē)、排水順暢??紤]配合低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施的基本功能以及排水規(guī)劃需求,在縱坡的最低點(diǎn)設(shè)置雨水排出口或采取海綿城市措施來(lái)對(duì)雨水進(jìn)行收集和處理,降低在低洼路段出現(xiàn)積水的概率。人行道和非機(jī)動(dòng)車(chē)道縱坡需要控制在2.5%以下,盡量避免出現(xiàn)小于0.3%的縱坡。當(dāng)合成坡度小于0.5%時(shí),應(yīng)采取綜合排水措施。
橫斷面設(shè)計(jì)應(yīng)在城市道路規(guī)劃紅線寬度范圍內(nèi)進(jìn)行,并根據(jù)道路等級(jí)、控制要素、總體設(shè)計(jì)要點(diǎn)及用地性質(zhì)等進(jìn)行合理布設(shè),要與規(guī)劃、周邊地物相協(xié)調(diào);結(jié)合規(guī)劃用地條件和紅線寬度,通過(guò)調(diào)整橫斷面設(shè)計(jì)方案或紅線范圍來(lái)增加綠化面積,以提升對(duì)地表徑流的蓄存、凈化和消納作用。
傳統(tǒng)路面結(jié)構(gòu)類(lèi)型主要為瀝青混凝土和水泥混凝土,滲透性較差,且路基與路面之間采用的是不透水性材料,經(jīng)常處于被動(dòng)滲水狀態(tài),在長(zhǎng)期使用下滲水效果會(huì)不斷減弱,容易造成路面積水,無(wú)法對(duì)地下水形成補(bǔ)給,還會(huì)增強(qiáng)城市熱島效應(yīng),顯然有悖于海綿城市理念。
如何提高道路的滲透性且后期使用不會(huì)出現(xiàn)滲透性衰退現(xiàn)象?解決思路如下:一是選擇透水材料,如透水瀝青混合料或排水瀝青混凝土。二是在基層頂面設(shè)置不可滲透材料,如乳化瀝青稀漿封層,防止雨水進(jìn)入基層;一旦雨水進(jìn)入結(jié)構(gòu)層,沿基層頂面橫向坡度排放至盲溝。三是將路面結(jié)構(gòu)做成全透式,如透水瀝青混合料(面層)+多孔水泥穩(wěn)定碎石(基層)+級(jí)配碎石(墊層)+透水路基,適用于建筑小區(qū)道路及停車(chē)場(chǎng)路面。
透水鋪裝不僅能在城市溫度過(guò)高時(shí)通過(guò)水的蒸發(fā)作用來(lái)吸取熱量,緩解城市的“熱島效應(yīng)”,而且能在雨季天氣時(shí)將雨水滲入地下,起到分擔(dān)下水道排水壓力的作用,是一種常見(jiàn)的“海綿”設(shè)計(jì)措施。透水鋪裝一般分為透水磚、透水水泥混凝土、透水瀝青混凝土鋪裝等,前兩種適用于人行道及車(chē)流量小的道路,而透水瀝青混凝土鋪裝可用于機(jī)動(dòng)車(chē)道。例如,人行道透水鋪裝結(jié)構(gòu)一般采用“透水混凝土+中粗砂+級(jí)配碎石”形式。
傳統(tǒng)的綠化帶設(shè)計(jì)是將路面設(shè)置成雙向橫坡,排水孔布設(shè)在道路兩側(cè),直接把雨水排放至雨水管網(wǎng)中,綠化帶是凸起的形式,一般都會(huì)高出道路一定距離。此方案可以更好地促進(jìn)雨水應(yīng)用,提高水資源利用率。而海綿城市理念下則是設(shè)計(jì)成下沉式綠地(見(jiàn)圖1),兩邊略高于中心的淺碟形,并在側(cè)石上設(shè)置開(kāi)口,引導(dǎo)路面上的雨水匯流進(jìn)入下沉式綠地內(nèi),從而達(dá)到雨水蓄存、滲透以及排放的目的。當(dāng)雨水較多,超過(guò)了綠地的蓄存量時(shí),多余的雨水會(huì)通過(guò)綠地內(nèi)溢流設(shè)施的引導(dǎo)排入市政雨水排放系統(tǒng)中,在提升綠化帶土壤利用率的同時(shí)可以降低城市洪澇災(zāi)害的發(fā)生率。側(cè)分帶內(nèi)應(yīng)設(shè)溢流設(shè)施,如溢流豎管、蓋篦溢流井或雨水口等;側(cè)分帶結(jié)構(gòu)層外側(cè)及底部應(yīng)采取防滲措施,以防止徑流雨水下滲對(duì)路面及路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性造成影響。同時(shí)應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件、降水量大小、雨水分布狀態(tài)等選擇適應(yīng)性強(qiáng),涵養(yǎng)水源好,具備一定耐污染性、耐酸堿度的樹(shù)木和植物等,以實(shí)現(xiàn)改善生態(tài)環(huán)境的效果。
邊坡防護(hù)的質(zhì)量水平取決于其穩(wěn)定性和生態(tài)性。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)以工程防護(hù)為主,如混凝土擋墻、抗滑樁、掛網(wǎng)錨噴和漿砌石護(hù)面等。而海綿城市理念下引導(dǎo)“灰色向綠色”轉(zhuǎn)變,尋求安全性和生態(tài)性。土質(zhì)邊坡一般采用植草、三維植被網(wǎng)、網(wǎng)格植草、客土噴播、種植攀爬植物和格賓擋墻、鋼筋石籠等防護(hù)形式(見(jiàn)圖2);石質(zhì)邊坡應(yīng)根據(jù)巖層走向和性質(zhì)確定坡比參數(shù),優(yōu)先采用減緩坡率進(jìn)行自然放坡的方式,在坡腳設(shè)置排水溝,溝底布設(shè)碎石盲溝,達(dá)到雨水滲流和收集的目的,滿(mǎn)足生態(tài)要求。
圖1 下沉式綠化帶
路緣石是市政道路設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容之一,一般分為平緣石和立緣石。其中立緣石標(biāo)高需要高于周?chē)乇?,便于雨水緩慢地流入雨水口中,若雨水流入綠化帶的速度緩慢,可采用打孔立緣石、隔式立緣石、豁口立緣石等形式來(lái)提升雨水的流速(見(jiàn)圖3)。
圖2 生態(tài)格賓擋墻
圖3 開(kāi)孔路緣石示意圖
目前,大部分城市道路規(guī)劃設(shè)計(jì)已融入海綿城市理念,并取得了一些成效,改善了市政道路對(duì)雨水的滲透和收集功能,提升了道路運(yùn)行的安全性,優(yōu)化了城市的生態(tài)環(huán)境,增強(qiáng)了市民的幸福感和獲得感。但同時(shí)也存在一些問(wèn)題和不足,如各級(jí)決策者重視程度還不夠,重理論、輕實(shí)踐,規(guī)劃不夠具體、設(shè)計(jì)精細(xì)化程度不夠、方案實(shí)施性不強(qiáng)等。文章從海綿城市理念本質(zhì)出發(fā),分析了規(guī)劃設(shè)計(jì)前期階段的重要性,探索總結(jié)了相關(guān)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),提出了針對(duì)不同道路設(shè)施功能分類(lèi)施策的新思路和設(shè)計(jì)細(xì)節(jié),力求做到因地制宜規(guī)劃、精準(zhǔn)精細(xì)設(shè)計(jì),以供同行參考。