海綿城市建設在城市道路建設中的應用與分析

沈洪堂

濰坊市市政工程股份有限公司

1 引言

隨著我國經濟的不斷發(fā)展，城市化進程在不斷推進，城市的規(guī)模越來越大，這也使得水資源更加緊缺，然而在雨季又會發(fā)生一些洪澇災害，城市中出現水污染等問題。城市道路作為城市交通的主要場所與途徑，也是排水的主要途徑，而城市道路中經常出現的內澇積水以及水污染情況也越來越嚴重，應該引起人們的重視。

圖1

2 海綿城市的基本內涵及在城市道路建設中的運行結構

2.1 海綿城市的基本內涵

海綿城市指的是在建設城市過程中，可以像海綿一樣，利用城市建筑、道路、綠化、公園等多種類型的公共設施，使得傳統(tǒng)的雨水排水方式可以改變，可以有效地提升城市用水安全，利用建筑來進行蓄水、滲水、凈水，使得水資源可以得到重復利用，不僅可以改善環(huán)境，還可以解決城市水資源短缺的問題，改善生態(tài)環(huán)境。因此，在城市道路施工過程中，采用海綿城市理念，可以提升雨水排水的安全性，實現城市雨水的蓄積、滲透、凈化以及利用，使得水資源可以得到保護和重復利用。

2.2 海綿城市在城市道路建設中的運行結構

海綿城市在道路施工中的運行結構可以分為低影響開發(fā)雨水、管渠排水系統(tǒng)以及雨水超標徑流排放這三個方面的內容。其中低影響雨水開發(fā)體系主要是利用海綿城市的特點，對于雨水進行滲透、蓄積以及凈化等功能，從而調整雨水的徑流量，調整雨水的徑流峰值以及污染情況。管道排水系統(tǒng)主要與低影響開發(fā)系統(tǒng)結合起來，完成對雨水的收集、處理以及排放。最后是超標徑流雨水排放系統(tǒng)，是由自然雨水、水流調蓄以及泄洪處理等方面構成，對于雨水的徑流過量進行調節(jié)和處理。

圖2

3 城市給排水工程系統(tǒng)中存在的問題

3.1 設施老舊、改造周期長

城市經濟的發(fā)展以及城市化進程加快，這也使得城市用地量比較大，城市規(guī)模不斷擴張，城市高層建筑越來越多，這樣也會導致城市建筑之間的空間比較小，留給地下排水管道安裝鋪設的規(guī)模逐漸減少。在城市建設中，原有的輸送管代與排水管道嚴重老化，管線不能滿足城市給排水的實際需求。不僅如此，隨著人們用水量越來越多，對于城市排水量的要求也越來越高，這使得城市建設與給排水之間存在一定的矛盾。如果在城市道路建設過程中不能夠合理的布局，沒有引起相關部門的注意力，就會造成城市地上和地下建設嚴重不均衡的現象出現。在城市道路施工中還要對后期的管道維護進行施工，實際上，地下管線嚴重缺乏維修和養(yǎng)護，使得地下管網的改造速度比較慢。

圖3

3.2 沒有充分利用雨水資源

隨著工程技術的不斷發(fā)展，在城市道路建設中利用了很多的新材料和新的工藝，使得城市道路的質量得到提升，也使得道路的硬化比例上升，對徑流水造成影響，使得雨水被排走，這對于城市地下水的儲存非常不利。不僅如此，我國水資源比較匱乏，而雨水的循環(huán)利用還處于初級探索階段，在技術和材料上還有很大的發(fā)展空間，如果城市道路在施工過程中不夠完善，例如使得雨水與污水在排出的過程中使用同一個管道，就不能有效地利用雨水資源。

3.3 對短歷時強降雨天氣的承受能力較差

隨著溫室效應不斷嚴重，我國很多地區(qū)氣溫都出現不穩(wěn)定，經常在出現一些極端對流天氣，出現短時強降雨天氣，這種天氣隨機性比較大，降雨強度較高，在發(fā)生后短時間內地面會出現大面積徑流，如果城市排水系統(tǒng)不夠成熟，或者出現不完善，就會產生非常大的壓力，使得排水系統(tǒng)無法滿足需求，無法將積水順利排出，造成城市出現內澇，給人們的出行帶來不便，甚至影響到人們的安全。

4 海綿城市理念在城市道路建設中的施工要點

4.1 城市路面施工

一般的城市道路在排水施工過程中，將行車道傾斜1.5%～2%，這樣下雨的時候，雨水可以通過重力進入排水口，而綠化帶的高度是低于行車道的，這樣有利于路面積水排出。在海綿城市理念中，城市道路建設中路面的高度也會存在差異，利用這種差異可以使得雨水順利進入到低路面中。在綠化帶的下方可以設置排水管，在出現降水的時候，雨水首先可以對綠化帶進行水源供給，當綠化帶中的水充足之后，剩余的雨水可以排向排水管。因此，在排水管中安裝一些滲水裝置，使得雨水可以通過這些裝置進入到地下，形成對地下水的補給。

圖4

4.2 城市道路結構層施工

根據當前海綿城市建設的要求，在城市道路施工過程中，對于路面積水的情況可以通過以下三種方式來排水：可以借助路面中的間隙滲透來進行排水；可以通過道路的基層來進行排水，通過基層進入排水管道進行排水；還可以通過進入到基土層進行排水。前兩種排水的方式可以使得路面的徑流系數降低，從而達到排水的標準，但是沒有完成對路面的滲透、滯留以及對蓄水凈化的作用。在海綿城市中有一定的施工規(guī)范，要求道路基層的土壤的滲透系數不能小于7×10-5cm/s，因此對于一些車流量較大、負載壓力較大的道路沒有辦法進行積水的滲透。一般的人性道路采用的建筑材料主要是花崗巖以及預制混凝土等，海綿城市要求在道路材料選擇過程中選擇新型的透水材料進行鋪裝，從而使得地表的熱量可以得到散發(fā)，路面的透水性以及透氣性更強，這對于排水、保護生態(tài)都有非常重要的作用。在海綿城市理念下，道路的滲透系數一般情況下都會不小于1.0×10-3mm/s，透水層和地下層之間的距離在1m以上。

4.3 道路排水系統(tǒng)施工

首先，綠化帶施工，為了使得路面的排水更加順暢，在綠化帶施工過程中，一般周邊的高度都會高于中心，將排水口安置在綠化帶的中央，使其可以形成中間低，四周高的情況。在下雨的時候，路面積水可以通過綠化帶土壤進行滲透吸收，多余的雨水會順著排水口排出，這種綠化帶施工可以有效減少城市出現洪澇災害，使得綠化帶的土壤滲透系數可以提升，還可以有效地節(jié)約對綠化帶灌溉的成本，效果比較明顯。其次，排水溝施工，在排水溝施工過程中應該以生態(tài)保護為出發(fā)點，在實際施工建設的過程中應該與當地的自然生態(tài)聯系起來，排水溝在施工過程中依次可以為綠植層、土壤種植層、水分滲透過濾層、滲排水層以及砂石層。這種排水溝的主要作用是可以將雨水進行滲透，可以對道路中的污水進行過濾，使得環(huán)境可以得到保護，還可以對水資源進行充分的利用。最后，排水管施工，在排水管的滲透施工過程中一般采用小粒徑、多孔的材料進行PVC管道周圍的填充，可以利用多孔的結構，使得雨水更好的蓄積。這種排水管道還有著占地少和透水性強的特點，具有非常廣泛的應用。但是在管體周圍的一些碎石，在清理過程中比較困難，容易導致管道堵塞，降低滲透效果。

4.4 透水磚施工

（1）掛鋪磚線。嚴格按照工程施工測量取得的中、邊線以及標高，使用白線標記鋪磚施工作業(yè)的方向線與水平線，并以此為基礎作為鋪砌的依據。（2）試拼與試排。為了確保透水磚鋪設的美觀性與均勻性，施工人員必須在鋪設工作正式開始前，進行試拼，并在試拼工作完成后，按照試拼過程中的編號開展鋪磚作業(yè)。（3）水泥砂漿調平。施工人員在進行人行道鋪磚作業(yè)前，必須先鋪設一層水泥砂漿調平，然后再進行透水磚的鋪砌作業(yè)。在進行水泥砂漿的調平時，施工人員應該以測量水平線為基礎，明確砂漿鋪設的厚度，并在水泥砂漿調平結束后，及時使用刮、拍實等方式找平。（4）質量控制。以人行道設計圖紙為依據，開展測量放樣工作，然后進行人行道基層表面厚度、平整度以及壓實度等各方面的復查工作，并在確定且滿足施工要求后施工，才能保證透水磚鋪設的質量符合工程整體設計要求。

圖5

5 實例分析

以山東省濰坊市為例，這里夏季降雨比較多，胥山街（清平路-和平路）工程全長2km，縱坡為1.8%，道路的綜合徑流系數為0.9。主路面寬21m，每側的自行車道寬4m，人行道寬2m，綠化帶寬3.5m。在利用海綿城市理念進行道路施工過程中，將主路面按照改性瀝青混凝土進行施工，對于人行道則采用的是級配碎石+透水混凝土+透水磚鋪裝，自行車道采用級配碎石+透水水泥穩(wěn)定碎石+透水瀝青混凝土鋪設。綠化帶采用草溝，地下設置透水盲溝，對于路面積水過濾的時候采用的是碎石多孔材料。這種施工使得路面積水可以先通過透水路面、植草溝、綠化帶等多種途徑進行滲透、蓄積以及凈化，最終使得道路徑流量減少，還可以對環(huán)境進行保護。

6 結束語

總之，在城市道路施工中，采用海綿城市理念，可以有效地打破常規(guī)的排水方式，通過綠化帶、透水路面、植草溝等方式進行排水，不僅可以保護生態(tài)環(huán)境，還可以做到雨水的循環(huán)利用，補充地下水，實現可持續(xù)發(fā)展。