王思堯，蔣曼潔，張 凱

（1.中國市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司，湖北 武漢 430010；2.中冶華天南京工程技術(shù)有限公司，江蘇 南京 210019）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，各城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，市政道路給排水工程項(xiàng)目數(shù)量逐年增多。為了確保城市只有良好的排水能力，必須對市政道路給排水工程的設(shè)計(jì)加以重視。由于城市新舊城區(qū)的地下設(shè)施建設(shè)時(shí)期不同，所使用的管材、施工技術(shù)也有較大差距，因此加大了市政道路給排水工程的設(shè)計(jì)難度。如果不能掌握地下施工環(huán)境，了解原有給排水管網(wǎng)分布情況以及其他系統(tǒng)管網(wǎng)的分布，就會影響施工質(zhì)量，甚至發(fā)生施工安全問題，最終建成的給排水管網(wǎng)也不能達(dá)到令人滿意的排水效果。近年來，在創(chuàng)建生態(tài)城市的倡導(dǎo)下，市政道路給排水工程設(shè)計(jì)引入海綿城市這一理念，不僅可以提高市政道路給排水系統(tǒng)的排水性能，達(dá)到治理城市內(nèi)澇問題的目的，而且通過新的給排水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，能夠提高對雨水的利用率，從而為市民營造更加舒適的城市環(huán)境。

1 海綿城市的概念與意義

海綿城市是生態(tài)城市發(fā)展模式下提出的一種全新的城市規(guī)劃設(shè)計(jì)理念，通過一些特殊結(jié)構(gòu)的路磚、具有吸納性的施工材料以及具有蓄水能力的設(shè)施提升城市的排水能力，同時(shí)也能合理地將雨水利用起來。海綿城市的設(shè)計(jì)理念改變了傳統(tǒng)市政道路的設(shè)計(jì)模式。傳統(tǒng)的市政道路工程所使用的施工材料多為實(shí)體結(jié)構(gòu)的路磚及路基，這些施工材料的滲透性能較差。在雨季降雨量較大時(shí)，大量水體會被阻隔在道路表面，此時(shí)就考驗(yàn)著市政給排水系統(tǒng)的排水能力。當(dāng)給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理、降雨量大于排水系統(tǒng)排水量時(shí)，城市排水系統(tǒng)就會發(fā)生癱瘓，導(dǎo)致城市中出現(xiàn)大量積水區(qū)，引發(fā)城市內(nèi)澇災(zāi)害。出現(xiàn)積水區(qū)不僅影響市民出行，同時(shí)區(qū)域范圍內(nèi)的車輛、建筑也會受到影響，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失，這對城市發(fā)展極為不利。將海綿城市設(shè)計(jì)理念應(yīng)用于市政道路給排水工程，對傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式加以優(yōu)化改進(jìn)，減少硬化路面設(shè)計(jì)，采用更具吸納性、彈性的施工材料，設(shè)計(jì)具有蓄水能力的綠地景觀區(qū)域、濕地區(qū)域，不僅可以有效緩解城市排水系統(tǒng)的壓力，也能有效地利用雨水，引進(jìn)生態(tài)城市的建設(shè)。雨水的收集與利用，能豐富城市的水資源供應(yīng)，在海綿城市理念下設(shè)計(jì)的具有蓄水功能的綠地景觀區(qū)域、濕地區(qū)域也能發(fā)揮生態(tài)功能，成為城市中重要的景觀區(qū)域，這種設(shè)計(jì)模式符合生態(tài)城市建設(shè)發(fā)展的要求。

以我國湖北省海綿城市建設(shè)為例。湖北省政府特別為市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工作制定了《湖北省海綿城市規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)程》，在該規(guī)程的指導(dǎo)下開展海綿城市建設(shè)工作，取得了較好的成果。目前，該省達(dá)到海綿城市要求的面積為100km2以上，完成規(guī)劃任務(wù)已達(dá)30%左右，其中以武漢市、襄陽市、荊門市、孝感市為代表。在海綿城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中，要注重提升市政基礎(chǔ)設(shè)施精細(xì)化管理水平，加強(qiáng)市政道路給排水設(shè)施建設(shè)，通過先進(jìn)的監(jiān)測設(shè)備，配合信息管理技術(shù)，獲取地下管網(wǎng)信息，提高對環(huán)境的感知，對給排水管網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，以此確保市政道路給排水系統(tǒng)的良好運(yùn)行。

2 市政道路給排水設(shè)計(jì)中常見的問題

2.1 給排水系統(tǒng)難以滿足城市發(fā)展需求

目前，在湖北省地區(qū)的市政道路給排水系統(tǒng)運(yùn)行過程中，發(fā)現(xiàn)的主要問題為配水設(shè)施不能滿足城市發(fā)展需求。由于城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，建筑工程也在向高層、超高層建筑發(fā)展，這也對配水設(shè)施有了更高的要求。不能準(zhǔn)確掌握城市發(fā)展需求，設(shè)計(jì)出的給排水系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)就可能出現(xiàn)問題，例如水壓不足的配水問題。對排水管道沒有做好精細(xì)化管理，就可能出現(xiàn)管道堵塞、管道泄漏等問題。

2.2 缺乏對雨水資源的妥善利用

目前，城市內(nèi)因降雨產(chǎn)生的積水有20%會滲入地下，剩余80%會隨雨水流失。引起這一問題的主要原因是城市硬化路面的面積過大，導(dǎo)致雨水流失過于嚴(yán)重，難以達(dá)到補(bǔ)充城市地下水的目的。因此，必須在市政道路給排水設(shè)計(jì)中重點(diǎn)關(guān)注城市硬化路面面積過大這一問題，引入新的路面鋪設(shè)材料與設(shè)施結(jié)構(gòu)，提高雨水的滲透率，為給排水系統(tǒng)分擔(dān)排水壓力。

3 海綿城市理念下的市政道路給排水設(shè)計(jì)

3.1 對路基部分的排水設(shè)計(jì)

城市道路是重要的交通基礎(chǔ)設(shè)施，而在設(shè)計(jì)市政道路部分時(shí)，必須重視對道路路基部分的合理設(shè)計(jì)。結(jié)合不同區(qū)域路段對交通條件的實(shí)際需求，對施工方案加以優(yōu)化調(diào)整。為了解決路面硬化、路基透水性不強(qiáng)的問題，可對路基部分的區(qū)域進(jìn)行換填，通過換填的方式提升路基部分的滲透性能。但是在設(shè)計(jì)中，不能僅考慮提升路基的排水能力，而忽視路基的穩(wěn)定性。所以在完成路基換填處理后，還要通過夯實(shí)、碾壓層施工工藝強(qiáng)化路基。在設(shè)計(jì)中，應(yīng)該保證路基土壤滲透系數(shù)與飽和重度達(dá)到海綿城市施工標(biāo)準(zhǔn)，具體指標(biāo)如表1所示。

表1 路基土壤滲透系數(shù)、飽和重度的建議指標(biāo)

3.2 人行步道與機(jī)動車道設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)人行步道時(shí)，要在保證路面平整的基礎(chǔ)上，提高人行步道區(qū)域的透水性。提高人行步道的透水性，不僅可以避免雨天道路過于濕滑，也能讓更多的雨水滲入地下，從而提高雨水利用率。因此，在海綿城市的設(shè)計(jì)理念下，應(yīng)用一些新型結(jié)構(gòu)的路磚，或通過改變路磚鋪設(shè)、拼接形式，增加天然土壤與地面區(qū)域的接觸；或采用透水性強(qiáng)的新型路面施工材料，提高人行步道的透水性，達(dá)到海綿城市規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計(jì)機(jī)動車道時(shí)，路面部位應(yīng)選擇使用具有較好透水性的材料鋪設(shè)，而下層部位可采用抗?jié)B透能力較強(qiáng)的材料，這樣不僅可以減少路面積水，也能阻止雨水對路基的滲透，進(jìn)而提高路基的使用壽命。在機(jī)動車道兩側(cè)設(shè)置排水用的斜坡，能有效地將雨水引流至綠化帶或排水井中。

3.3 綠化帶的設(shè)計(jì)

為了提高對雨水的收集能力，在設(shè)計(jì)綠化帶時(shí)，可以選擇透水性較好的路面材料鋪設(shè)道路，保證雨水可以滲透地表層，進(jìn)入下層為其預(yù)留的綠化帶雨水收集口內(nèi)。為了滿足這一功能要求，必須注意控制綠化帶高度，綠化帶設(shè)計(jì)過高，不利于對雨水進(jìn)行導(dǎo)流收集。因此，在設(shè)計(jì)綠化帶時(shí)，綠化帶高度應(yīng)低于道路的表層高度，控制在路面下方15～20cm范圍內(nèi)，而綠化帶外沿高度不能低于綠化帶中的土壤高度。讓雨水進(jìn)入地下土壤之中，可以通過土壤對雨水加以過濾，這樣能顯著提升地下水的清潔度，防止地下水受到有害物質(zhì)污染；同時(shí)，大量雨水滲入地下，也能補(bǔ)充地下水資源，再通過地下水系供應(yīng)至更多的區(qū)域。在設(shè)計(jì)時(shí)，為了增強(qiáng)雨水的過濾效果，可以在綠化帶內(nèi)先鋪設(shè)1層種植土，在種植土層上鋪設(shè)1層砂石層，之后埋設(shè)滲透管，通過這種設(shè)計(jì)增加對雨水的過濾能力。另外，還要注意加入對雨水的導(dǎo)流設(shè)計(jì)，通過設(shè)置滯蓄緩排結(jié)構(gòu)，提高雨水導(dǎo)流能力，進(jìn)而保證更多的雨水能夠滲入地下，提高回收效率。例如在綠化帶區(qū)域設(shè)計(jì)明溝，通過明溝來沉淀雨水，實(shí)現(xiàn)對雨水的初步過濾，之后再通過明溝將雨水導(dǎo)流至兩端的出水溝渠。

4 結(jié)語

為提高城市給排水系統(tǒng)的排水防澇能力，同時(shí)更好地利用雨水資源，當(dāng)今的市政道路給排水工程設(shè)計(jì)中融入了海綿城市設(shè)計(jì)理念。根據(jù)市政道路給排水工程所在區(qū)域的具體要求，對道路、路基及綠化帶進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，提升道路、路基的透水性，通過導(dǎo)流結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)將雨水有效導(dǎo)入兩側(cè)綠化帶或地下，可有效緩解排水管網(wǎng)的排水壓力，防止城市內(nèi)澇的發(fā)生，同時(shí)能提升當(dāng)?shù)厮Y源儲備量，這種設(shè)計(jì)方式更符合生態(tài)城市建設(shè)的要求。