采用天然石材鋪裝及有限空間的人行道海綿城市措施應用

林加爵

（天河區建設工程項目代建局，廣東 廣州 510630）

0 引言

對于海綿城市而言，它是新一代城市雨洪管理概念。海綿城市建設，不僅能夠適應城市環境變化，同時還能有效消除雨水帶來的自然災害[3]。海綿城市通常也被稱為“水彈性城市”，每當雨季來臨時，能夠起到很好的吸水、蓄水以及滲水、凈水的作用。同時，在需要時將蓄存的水進行“釋放”，并開展相應的利用工作。對于市政道路而言，占到城市建設用地面積的15%～20%。利用人行道開展雨水收集，不僅能夠為周邊綠化帶提供水源補給，同時還能推動海綿城市建設，增強城市生態環保效果。

1 市政道路的海綿城市建設理念及存在問題

海綿城市建設在市政道路建設過程中的理念體現，應分別從保護既有城市原生態系統、對原生態進行恢復和修復、低影響開發建設三個視角，完善市政道路設計，為城市市政建設原生態整合綠化資源，提高水資源合理利用性。根據《海綿城市建設技術指南》[2]及工程實際考慮增加以下海綿設施的建設：①采用透水材料的鋪裝；②采用下沉式綠地；③生物滯留措施；④雨水濕地；⑤轉輸型植草溝；⑥植被緩沖帶；⑦滲管、滲渠等。

目前，廣州市內人行道現狀往往不具備充足的海綿城市建設條件：①在人行道鋪裝方面，既有透水磚鋪裝材料較為陳舊，耐久性較差，部分甚至出現開裂及破損嚴重的情況；②在品質化提升過程中采用的天然石材鋪裝，雖然提高了鋪裝材料的耐久性和強度，但卻降低了鋪裝材料的透水性能；③隨著城市化的進程更迭，市區內車行道及人行道下管線繁多，除供水、排水、煤氣、電力等主要管線較為規范外，各類通訊管線的敷設呈現雜亂無序、埋深過淺等問題，嚴重限制了海綿城市建設的推進；④由于廣州市屬于國內一線城市，具有發展規模大、繁華地區遍布等特點，市政道路周邊普遍鄰近居民樓、生活小區、商鋪、學校、醫院，有限的空間資同樣限制了海綿城市的建設。

在此基礎上，通過海綿城市的“滲、滯、凈、用、排”等多種生態化技術建設理念，結合廣州市內現今采用天然石材的人行道鋪裝材料及有限的空間資源前提下，提出如下設計及實施思路以推進海綿城市的建設，有效提升城市年徑流總量控制率，減輕城市存在的內澇災害隱患，增強自然環境生態效果。

2 工程概況

本工程為廣州市天河區馬場路及周邊道路品質化工程案例，工程位于珠江新城CBD核心繁華區域，周邊學校、居民小區、商場商鋪林立，建設范圍為馬場路及甲子路，馬場路南起臨江大道，北至黃埔大道西，甲子路為東起馬場路，西至花城大道。主要內容與規模如下：改造道路總長度約2km，改造總面積約30857m2，建設內容包括人行道和退縮空間鋪裝改造、樹池綠化改造、交通工程、城市家具以及標識系統等方面的升級改造。其中人行道采用天然石材作為基礎鋪裝材質，并統一采用10cm厚的花崗巖進行鋪設，主要對人行道路面以下共38cm的面層及基層進行升級改造如圖1所示。基于透水材料普遍強度、耐久性較低的特性及根據《廣州市城市道路永久性材料運用指引》[1]規定，近年來廣州市內較大范圍地采用透水率較低但強度相對較高的天然石材進行人行道改造，以本工程為案例探討既兼顧人行道耐久性及強度要求，又為解決城市洪澇、改善城市綠化生態、實現水資源循環往復可持續利用的措施，以推進海綿城市建設。

圖1 原道路人行道改造橫斷面

3 有限空間資源下及采用天然石材鋪裝人行道的海綿城市措施研究

3.1 采取滲水管下滲措施

對于部分綠地欠缺路段或鄰近商鋪等有限空間的人行道，可考慮采用的是滲水管下滲措施，吸納一部分雨水。在本項目中，人行道面層均采用10cm厚花崗巖鋪裝。天然石材由于密度高、空隙率低，無法實現透水性。為確保路面磚體強度，同時提高儲水功能，利用“磚縫”理念，改良下部結構層的施工工藝，使其實現滲水、蓄水、滯留、排水的新型鋪裝墊層結構如圖2所示。以提升人行道的集水及透水功能。

圖2 采用滲水管的道路斷面

經現場施工工藝、效率及經濟效益對比篩選，擇優選擇在現狀混凝土墊層插入5cmPVC@300cmPVC管材，內填細石米及中粗砂，利用面層磚縫收集下滲的雨水至PVC管，排至下部土壤中從而實現雨水下滲、蓄、排。該措施的采用，能夠系統的、有組織的多方位、全覆蓋設置下滲管，把人行道雨水排滲入地面，減少了石材鋪裝面的徑流系數，快速吸納人行道路面部分雨水，一定程度上解決暴雨人行道水澇的問題。雖然該方法有著積極的一面，但也存在相關的隱患。比如，下滲作用增加了土基含水率，長期蓄水得不到排放，將導致原有路基結構遭到破壞，使人行道局部下陷及面層開裂。為有效解決該問題，考慮下滲管連接穿孔管接入市政排水系統，當土壤含水量飽和時，可把多余水分引入排水管網，以免影響路基結構強度。

3.2 采用楔形天然石材排水措施

本方案同樣適用于部分綠地欠缺路段或鄰近商鋪等有限空間的人行道，通過調整天然石材加工工藝，對石材進行楔形處理如圖3所示。利用石材底部楔形磚縫內填中粗砂進行吸水下滲至下部楔形空間進行儲蓄并分散至砂漿層，干硬性水泥砂漿層本身具有一定的透水性，雨水滲過砂漿層后滯留于混凝土基層表面并隨縱坡、橫坡匯集至暗埋穿孔管排入市政雨水管網，通過以上方式，可增加雨水下滲功能并有效滯留部分地表徑流，減緩市政管網最大雨量期間排水壓力，此法既保留了天然石材耐久性及強度特點，同時通過工藝的改進提升石材的儲水性能，貫徹海綿城市的理念。

圖3 楔形石材軸側

3.3 雨水引入綠地排滯措施

部分接壤綠地、有條件的人行道路段，采用綠地開口側石，將部分雨水引入綠地排滯。下凹式綠地結合生態草溝如圖4所示，在既能增加收集、下滲、蓄水面積的基礎上通過生態草溝進行連接的形式更高效、美觀。下凹式綠地旱、雨兩種氣候均能呈現相應的旱溪或雨水花園景觀，使綠化帶與道路景觀銜接過渡更為自然、豐富，將海綿城市功能與道路綠化結合，美觀度與實用性兼顧。

圖4 綠地側石開口

4 結語

海綿城市建設期間，需要對城市降水、地表徑流進行全面的考慮，確保市政道路的設計可以起到減輕城市洪澇災害、凈化城市水質等重要作用。同時，通過對雨水資源進行充分的利用，還能提高資源利用率，起到環境保護的重要作用。本文在市區內有限空間條件下采用天然石材鋪磚的市政人行道進行實驗提供了采取滲水管下滲、楔形天然石材及綠地側入式開口的實施思路，以便使海綿城市建設的理念能貫徹落實，推動綿城市市政道路建設工作。