邱學(xué)敏

（中譽(yù)設(shè)計(jì)有限公司，廣東 清遠(yuǎn) 511500）

1 引言

在各類市政基礎(chǔ)設(shè)施中，路橋占據(jù)了較大的比重，提高路橋建設(shè)質(zhì)量有助于改善城市發(fā)展環(huán)境。在市政路橋的設(shè)計(jì)中，以海綿城市理念為指導(dǎo)是城市發(fā)展的重要策略，以此來提高市政路橋的服務(wù)水平，優(yōu)化水資源配置現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)城市生態(tài)建設(shè)的目標(biāo)。

2 海綿城市理念在市政路橋中的重要性

市政道路是城市發(fā)展中不可或缺的基礎(chǔ)設(shè)施，同時(shí)市政道路建設(shè)品質(zhì)將在一定程度上反映城市的精神面貌，足以見得市政道路的重要性。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市的建設(shè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，市政道路的建設(shè)工作正如火如荼進(jìn)行，此時(shí)建設(shè)高質(zhì)量的市政道路是滿足城市發(fā)展所需的必要前提。同時(shí)，各界對城市的生態(tài)發(fā)展水平提出更高的要求，在此背景下，向市政道路融入海綿城市理念具有必要性，即在城市道路建設(shè)的基礎(chǔ)上開發(fā)高效、高穩(wěn)定性的雨水排放系統(tǒng)，吸收城市道路的雨水，改善道路的通行條件，同時(shí)調(diào)節(jié)城市水文條件，實(shí)現(xiàn)社會經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境的同步發(fā)展。

3 海綿城市理念融入市政路橋設(shè)計(jì)的思路

社會經(jīng)濟(jì)日益發(fā)展，居民的生活水平不斷提高，對市政道路及其他基礎(chǔ)設(shè)施提出了更高的要求。在市政路橋設(shè)計(jì)中，除了考慮路橋的質(zhì)量可靠性、耐久性等基本要求外，還需注重生態(tài)環(huán)境效益，海綿城市理念則恰好契合于各界對現(xiàn)代市政路橋的建設(shè)要求。在市政路橋設(shè)計(jì)中融入海綿城市理念后，升級設(shè)計(jì)方法，擴(kuò)寬設(shè)計(jì)覆蓋面，有利于市政路橋設(shè)施的高品質(zhì)建設(shè)以及城市的良好發(fā)展。

市政路橋設(shè)計(jì)可以將海綿城市理念作為指導(dǎo)，遵循因地制宜的原則，從城市市政路橋建設(shè)現(xiàn)狀和生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀出發(fā)，充分提高現(xiàn)有資源的利用水平，發(fā)揮出資源的使用價(jià)值，避免資源浪費(fèi)。根據(jù)城市的水文條件，優(yōu)化城市的排水系統(tǒng)，借助此系統(tǒng)促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。從現(xiàn)狀來看，部分市政路橋設(shè)計(jì)工作中易出現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷，建造的市政路橋難以滿足生態(tài)環(huán)境保護(hù)要求，衍生出水環(huán)境遭污染及其他問題。因此，在海綿城市理念下的市政路橋設(shè)計(jì)中需兼顧綠化帶、車行道的布局，經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)后，充分發(fā)揮出道路附屬物的功能，實(shí)現(xiàn)市政路橋工程和生態(tài)環(huán)境的協(xié)同發(fā)展。

4 某市政道路概況及問題分析

4.1 工程概況

某城市主干路，總長13.5 km，道路紅線寬度100 m。在本城市主干路的設(shè)計(jì)中，融入海綿城市理念，以期提高市政道路的綜合設(shè)計(jì)水平和建造水平。根據(jù) 《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（試行）》（建城函[2014]275號）和城市發(fā)展?fàn)顩r可知，本道路所在城市屬于Ⅳ區(qū)，城市徑流控制率和設(shè)計(jì)降雨量如表1 所示。

表1 年徑流總量控制率與設(shè)計(jì)雨量

立足道路所在城市的降雨量，進(jìn)行年度徑流總量控制率的設(shè)計(jì)，即61.5%，按照此指標(biāo)，確定對應(yīng)的設(shè)計(jì)降雨量為19.4 mm。

4.2 問題分析

項(xiàng)目所在城市的市政道路分布密集，雨水的滲透性較弱，容易由于雨水滲透異常而引起水資源惡性循環(huán)現(xiàn)象，本應(yīng)向地下滲入的雨水被阻隔至地面，若降雨持續(xù)進(jìn)行或在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)強(qiáng)降雨天氣，雨水無法正常向下滲透，路面積水量迅猛增加，引發(fā)城市內(nèi)澇。路面具有一定的滲透能力，但雨水的徑流量超出其極限時(shí)，雨水對市政道路交通的正常運(yùn)行產(chǎn)生干擾，且水對城市基礎(chǔ)設(shè)施的侵蝕作用加劇。因此，在市政道路設(shè)計(jì)中需高度重視雨水對城市的影響，采取優(yōu)化措施，促進(jìn)雨水的高效排放，同時(shí)有效涵養(yǎng)雨水，發(fā)揮出此部分水資源的利用價(jià)值，避免水資源浪費(fèi)。

5 海綿城市理念融入市政路橋設(shè)計(jì)的路徑

5.1 道路排水設(shè)計(jì)

1）綠化帶轉(zhuǎn)變?yōu)榕潘到y(tǒng)。為避免雨水在路面大量聚積，進(jìn)行排水系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。排水系統(tǒng)集中在道路兩側(cè)，水溝深度約為20～30 cm，排水截面的寬度為3.5 m。沿道路的縱向設(shè)計(jì)排水坡度，結(jié)合沿線道路的高程，設(shè)計(jì)出水口和入水口。根據(jù)生態(tài)建設(shè)的理念，為排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)集透水土、碎石、水洗砂于一體的生態(tài)草溝，草溝內(nèi)種植灌木、喬木，消除市政基礎(chǔ)設(shè)施給人的生硬感，利用適度的綠化手段提升城市形象。在路牙部位設(shè)泄水孔，提供雨水向生態(tài)草溝的排放通道。此外，在沿線最低部位設(shè)集水井，在草溝的碎石層鋪設(shè)滲水管，滲水管沿道路縱坡度方向接入集水井，下滲雨水在集水井匯合后經(jīng)雨水支管排入市政道路雨水主管。

2）人行道施工材料的優(yōu)化設(shè)計(jì)。為使路面的雨水正常滲透至地下，宜采用透水性混凝土澆筑人行道，同時(shí)匹配透水路面的施工技術(shù)，借助優(yōu)質(zhì)的材料和科學(xué)的施工技術(shù)提高路面的透水性能。在路面結(jié)構(gòu)下側(cè)鋪設(shè)滲水管道，提高水的排放效率。按該思路進(jìn)行設(shè)計(jì)后，能夠保證雨水向地下的正常滲透，避免超量下滲雨水受地下水位頂托時(shí)無法繼續(xù)下滲造成人行道雨水聚積現(xiàn)象，保障行人的出行安全。

3）開口性的路牙設(shè)計(jì)[1-2]。為使路面徑流可順暢排向排水系統(tǒng)，不再采用傳統(tǒng)性的路牙，取而代之的是開口性的路牙。路牙宜沿著行車道按25 m 的間隔依次設(shè)置，單個(gè)開口性的路牙過水能力不小于20 L/s，且在道路較低處、縱坡較大處設(shè)置為雙聯(lián)、多聯(lián)形式，一方面避免地表的水土流失，另一方面提高對雨水的收集能力。

5.2 生態(tài)滯留帶工程設(shè)計(jì)

1）雨水花園的設(shè)計(jì)。雨水花園的主要功能在于收集草溝的雨水，布設(shè)位置在沿線交叉部位的低點(diǎn)，數(shù)量共計(jì)3 個(gè)，單個(gè)雨水花園的占地面積為10 m2。雨水花園的施工方法與排水系統(tǒng)大體一致，有所區(qū)別的是表面僅鋪設(shè)卵石即可，無須采取綠化措施。經(jīng)過表層鋪設(shè)后，利用鋪設(shè)材料阻隔草溝中的渾水和垃圾，攔截污染物，以防地下水遭到污染。在日常使用中，定期進(jìn)行雨水花園中碎石的清理，保證碎石始終具有良好的過濾效果。在雨水花園邊緣設(shè)置溢流集水井，將超量雨水就近排至市政雨水管道[3]。

2）水質(zhì)分析。草溝收集的雨水流至傳輸渠道，就地處理即可，此雨水處理方法的流程簡單，效果良好、效率較高，較之于傳統(tǒng)性的雨水收集口有更加突出的應(yīng)用優(yōu)勢，例如，分離初期雨水的金屬元素，改善雨水的水質(zhì)。依照GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)條款可知，流向附近流域的雨水水質(zhì)達(dá)到Ⅳ級以上，水質(zhì)得到保障。

5.3 道路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

5.3.1 路面雨水排放形式的設(shè)計(jì)

在海綿城市理念下，市政道路路面雨水排放方法主要有如下3 種：（1）經(jīng)由路面的縫隙滲透至地下，排放路徑簡單；（2）經(jīng)由路面進(jìn)入基層，再由排水裝置外排；（3）雨水疏散至土層內(nèi)，再排放。

在前述提及的3 種方法中，方法一、方法二可滿足排水標(biāo)準(zhǔn)的管理要求和路面徑流的需求，但缺乏凈化功能，難以保證水質(zhì)，可能對附近水域產(chǎn)生污染。在海綿城市理念下，要求市政道路的滲透系數(shù)不低于7.0×10-5m/s，為滿足此要求，宜采用透水性材料，實(shí)現(xiàn)雨水排放效率高和雨水水質(zhì)可靠兩項(xiàng)目標(biāo)，起到防護(hù)生態(tài)環(huán)境的作用。

5.3.2 透水鋪裝的設(shè)計(jì)

市政道路以機(jī)動車道、非機(jī)動車道、人行道為主，道路斷面被設(shè)計(jì)為6 個(gè)塊板形式。其中，車行道透水層的應(yīng)用效果良好，但隨著使用時(shí)間的延長，透水性能日益降低，而車行道主要是為了滿足公共交通的需求，車流量較大，若無法保證車行道的透水效果，將引起愈發(fā)嚴(yán)重的積水現(xiàn)象，不利于車輛的安全通行。為此，宜采用透水鋪裝的方法。以人行道為例，透水鋪裝方式如圖1 所示。

圖1 人行道透水磚鋪裝結(jié)構(gòu)示意圖

若人行道的下層結(jié)構(gòu)不透水，即便人行道步磚具有較強(qiáng)的透水性，也依然會阻斷透水路徑，水在滲透過程中遭到阻礙，出現(xiàn)透水效果差的問題。因此，道路的下層結(jié)構(gòu)也根據(jù)透水性的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，由此建立高效暢通的透水路徑。

5.3.3 下凹式綠地排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

機(jī)動車道兩側(cè)的綠化帶和側(cè)分帶的標(biāo)高較之于路面更低，即采取的是下凹式綠化結(jié)構(gòu)，此設(shè)計(jì)的目的在于使路面積水快速流動至綠化帶，提高排水效率。同時(shí)，在綠化帶中設(shè)計(jì)雨水口，在此設(shè)施的輔助下，若流入綠化帶的雨水較多且已經(jīng)出現(xiàn)積水現(xiàn)象，將經(jīng)由雨水口匯入主管網(wǎng)，此設(shè)計(jì)方式可有效節(jié)約綠化灌溉用水的規(guī)模，并具備凈化地下水的能力。

道路橫斷面的雨水流動按照特定的流程有序進(jìn)行，即機(jī)動車道→3.5 m 下凹式綠化帶→輔助機(jī)動車道→人行道→3 m下凹式綠化帶。積水匯入綠化帶后，此部位的水量開始增加，達(dá)到一定量后經(jīng)由雨水口匯入雨水主管網(wǎng)，進(jìn)而排向周邊的流域，全過程中雨水排放效率高，無異常積水現(xiàn)象。結(jié)合海綿城市理念，根據(jù)低于機(jī)動車道路面約15 cm 的要求設(shè)計(jì)下凹式綠地，要求此設(shè)施的凹進(jìn)部分深度達(dá)到15 cm。

此外，在路緣石側(cè)向設(shè)計(jì)進(jìn)水口、擋水沿、溢流井等附屬設(shè)施，在多類設(shè)施的協(xié)同下，使下凹式綠地的需水量達(dá)到海綿城市的要求。為避免因綠化帶的雨水滲出而導(dǎo)致道路基層受到影響，宜在綠化帶兩側(cè)鋪設(shè)防滲土工布，攔截雨水的異常滲出。

5.3.4 生態(tài)植草溝的設(shè)計(jì)

根據(jù)深度為20～30 cm 的要求設(shè)計(jì)生態(tài)植草溝，位置規(guī)劃在道路兩側(cè)的綠化帶中，草溝的蓄水深度約為20 cm。經(jīng)過滲透、沉淀多道流程的處理后，將草溝內(nèi)的積水排放至附近的流域，此時(shí)的積水排放效率較高，且積水的水質(zhì)得到保障，避免附近流域水資源遭到污染。

6 結(jié)語

綜上所述，海綿城市理念融入市政路橋設(shè)計(jì)是大勢所趨，以海綿城市理念為指導(dǎo)的設(shè)計(jì)工作除了考慮到市政路橋的建設(shè)質(zhì)量外，還兼顧雨水排放、水資源凈化等要求，生態(tài)效益良好，綜合應(yīng)用效果值得肯定。經(jīng)過本文有關(guān)于市政道路工程實(shí)例的分析后，提出海綿城市理念下的城市路橋設(shè)計(jì)策略。同時(shí)，海綿城市理念融入市政路橋設(shè)計(jì)是一項(xiàng)持續(xù)性的工作，且有較大的發(fā)展空間。