海綿城市與施工現場規劃永臨結合探討

郭春雨

（山西四建集團有限公司，山西太原 030002）

依托于臨汾市堯都區文化藝術中心建設項目，工程地點位于山西省臨汾市棗林街以東，華康路以北；室外園林綠化工程采用海綿城市設計，設計有下沉式綠地、透水鋪裝、雨水蓄水模塊；施工中采用永臨結合的理念，室外室內兩大主線同步施工的原則，永臨結合道路、永臨結合雨水收集模塊及收集再利用系統，可滲透的道路與地下管線、蓄水系統，將雨水收集起來，用作植被綠化的澆灌及施工揚塵治理等，通過室外工程工作前置，即滿足綠色施工、海綿城市建設要求，又節約了施工成本，提前了工期。

1 依托項目工程概況

臨汾市堯都區文化藝術中心（PPP）建設項目占地面積約55964m2，分為檔案館、美術館、圖書館、地方志館、愛國教育基地、影劇院、文化館、公共服務大廳、博物館。是一棟地下一層地上四層框架結構的綜合文化場館建筑，建筑高度23.9m；地下建筑面積17097.1m2，地上 39311.2m2，基礎形式為獨立基礎+600mm 厚筏板，多處屋面采用鋼結構采光頂及屋面桁架，海綿城市占地面積8949.82m2。總造價約為3.7 億元。本工程海綿城市工程設計在建筑物的西側，位于臨建辦公區與施工區中間，裸露土地占地面積較大。

整個地塊透水鋪裝面積6322.95m2（其中透水磚4369.64m2，植草磚停車位840m2，透水塑膠1113.31m2），雨水徑流系數0.3；下沉式綠地2626.87m2，平均下沉深度0.15m；雨水調蓄池采用PP 聚丙烯，容積285m3，實際調蓄容量270.75m3；室外采用雨水與污水分流體系。采用透水磚、PE 滲透管、土工布、防滲膜、溢流管、溢流井等材料。

2 海綿城市施工永臨結合的必要性

海綿城市是指城市能夠像海綿一樣，在適應環境變化和應對雨水帶來的自然災害等方面具有良好的彈性，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水釋放并加以利用，實現雨水在城市中自由遷移。海綿城市是推動綠色建筑建設，低碳城市發展，智慧城市形成的創新表現，是新時代特色背景下現代綠色新技術與社會、環境、人文等多種因素下的有機結合。采用海綿城市設計，在改善環境的同時，將雨水有效回收，并經凈化處理后應用于城市環衛、綠地灌溉、景觀用水、沖廁等；降低了建筑物后期室內外維護成本，減少水資源，節約能源。

本工程具有建設工期短（總工期約400d），臨建工程量大、費用成本高等特點。且常規施工存在以下問題：①臨時道路修筑的質量標準遠不如永久道路，施工過程中，經大型車輛來回碾壓，臨時道路損毀嚴重，永久道路施工前全部拆除，影響正常施工。②室外工程施工期間，有污水、雨水等管道需穿過臨時道路施工時，臨時道路部分破除進行管道埋設，現場將無法正常通行，影響整個施工工期。③臨時道路在后期需要破除，項目尾期時永久道路施工前，現場大量拆除后的腳手架，安裝設備及精裝、幕墻材料大量進場將受影響，無法按合同要求履約。

為了保證在如此短的工期內，完成大體量的工程，采用永臨結合的方式，是完美履約的必要條件。通過對本項目相關圖紙研究并結合施工臨建設施的具體部署，主要有海綿城市設計中的現場道路、雨水管網、園林綠化等可進行永臨結合施工。施工現場用水量大，利用海綿城市技術，永臨結合的理念，實現全過程水資源回收再利用，真正實現低碳施工、保護環境的目的。

本文通過對本工程海綿城市永臨結合施工技術闡述，給其他施工項目施工提供借鑒。

3 海綿城市與永臨結合施工

3.1 海綿城市中道路與永臨結合施工技術

根據項目總平面布置圖，環形消防道路可將建筑材料運到大部分施工區域，且對施工區域干擾較小，能夠作為永臨結合道路進行施工，作為本工程施工期間場區內施工主干道使用。為了不影響現場正常施工，永臨結合道路可盡早投入使用，現場永臨結合施工道路在生活區及土方開挖施工期間即組織施工。

本項目道路采取永臨結合的方式進行施工，項目主體結構完工后，可直接用于永久道路的墊層及基層在工程施工前期即設計好正式道路做法，結合臨時道路的布置，先施工可作為臨時施工道路部分路段，代替臨時道路發揮作用。經過合理施工部署，永臨結合施工道路在20d 內主干道全部施工完成，可正常投入使用，且永臨結合施工道路施工過程中未對本工程工期造成任何影響。節省臨時道路的投入，且場區內臨時道路無須破除，節省工期。

本工程臨建道路以環形道路為主，在主體工程施工前應先按設計要求施工環形道路的路基及基層結構，施工前應估算混凝土泵車、土方車、汽車吊等載重較大的車輛對道路產生的壓力，為防止道路破壞應施工過程中適當提高路基厚度與基層混凝土等級，環形道路面層應在所有主體工程全部施工完畢在進行施工。

后期項目主體完工后，對路面面層抗折混凝土澆筑完成后，此道路即為永久道路，且不會因為作為臨時道路的使用而影響永久道路的觀感和施工質量。

因本工程工期緊，且市政、園林工程量大，導致場區內處永臨結合道路的其他場地無法進行硬化使用，現場的材料堆放及大型吊車的臨時安裝均需合理選擇場地，方可保證現場不發生混亂，而此永臨結合施工道路再施工整個過程中，均為最主要的主路線。

3.2 海綿城市中雨水收集系統與臨建給排水永臨結合施工

全過程雨水收集系統主要包括兩部分，一部分是永久性海綿城市雨水收集回用系統，一部分為臨時性施工過程海綿城市雨水收集利用系統。主要施工工序包括：土方開挖、地基與基礎、結構、防水、設備安裝、PP 模塊安裝（調試）和土方回填等。

雨水回收系統收集本工程地塊內下墊層雨水，雨水經過雨水收集管網通過自動棄流過濾裝置攔截降雨初期徑流，徑流厚度根據雨水水質設定，當攔截的水量達到設定值時棄流結束，雨水進入PP 模塊210m3雨水蓄水池，雨水蓄水池內設有雨水提升泵，將雨水提升至地埋一體機（15m3/h）雨水處理器進行處理，處理后的水進入75m3清水池；清水由清水池內的清水泵加壓供水至回用水管網，用于本工程車輛沖洗及綠化、道路澆灑用水、景觀水體補給等。

針對傳統做法雨水直接排放，無法收集回用的問題，在施工過程中采用雨水收集回用技術，借助永久性海綿城市雨水收集系統及施工過程水資源回用系統，對屋面、地面、綠化帶、各施工區域等雨水進行有效收集，簡單處理回用，嚴格控制收集井的布置位置、布置數量及管線坡度等實現建筑及施工場地內自身水資源的循環使用，節約用水成本，減少雨水進入市政管網的量，有效緩解市政雨水管的排放壓力，減小城市水的處理負荷。

本項目臨建排水主要有道路排水、材料堆場排水、生活區及辦公區排水，其排水主要線路與海綿城市雨水收集系統能夠良好的結合，可提前施做永久排水主要管道用于臨建排水。

現場永臨結合排水管道結構層從下往上依次為：①300mm厚碎石砂礫。②200mm 厚中粗砂。③排水管道，管頂300mm 級配砂石。④夯實土壤。

主要臨建用水區域集中在施工區、綠化灌溉以及道路的噴霧除塵裝置。永久雨水收集系統主要用于室外綠化工程灌溉，覆蓋范圍廣，分布點多，臨建給水管道可完全由永久雨水收集系統替代，具備永臨結合的條件。

根據水施設計圖紙并結合施工時主要用水點、用水量等實際情況，將給水管道提前按照設計圖紙施工，并在主要用水點根據用水量大小設置相應的接口，各樓棟的永久進水接口可暫不設置，避免施工過程中被損壞。

臨建排水設施施工時，應按照設計圖紙提前施工永久排水主管道與主要分支管道，施工前應對雨季期間的材料堆放區域、道路、辦公區、生活區的排水最大排水量做出合理預估，若最大排水量超出永久排水管道的排水能力，需適當增大排水管管徑。此外，應在排水管接口處位置設置泥沙沉淀池，防止泥沙在管道沉積導致管道堵塞。在降雨時，利用自然水體和地下雨水調蓄池收集雨水，實現“蓄”的目的，再通過各類凈化設施的處理和各級管網的輸送，將處理達標的雨水用于綠化澆灌、景觀水補充等。不但節約了大量的自來水，而且充分、有效地“用”雨水，實現水資源的“開源節流”，節約了水資源也降低了污水的排放。

雨水收集系統采用PP 模塊組合，在水池周圍包裹防滲土工布（采用兩布一膜900g/m2），形成地下貯水池，側壁及頂面覆蓋擠塑聚苯板保護。水池底部做30cm 鋼筋混凝土底板，滿足水池荷載要求。水池上方可作為綠地，種植花草和樹木，也可以做停車場、廣場等，起到美化環境的作用。

傳統鋪裝、道路、綠化結構主要以排水為主，下雨時鋪裝面層及下部混凝土、3:7 灰土基層不吸水和滲水，綠化帶只有少部分雨水下滲；雨水只能依靠設計排水管道排入城市市政管網，大雨、暴雨情況下排水不暢導致面層積水，甚至出現內澇的現象；雨水未能收集利用，按照當前國家提倡綠色建筑、海綿城市建設的總體要求，通過室外景觀設計，與建筑雨水系統綜合考慮，形成一套完整的雨水下滲、滯留、儲蓄、凈化、回用、余排系統尤為重要。通過對透水鋪裝地面技術、綠色屋面技術、下沉式綠地技術、全過程雨水收集回用系統技術進行研究，提供一種海綿城市滲排水結構及雨水收集利用系統，并借助永臨結合的理念，切實實現施工過程、建筑使用階段雙受益的目的。

4 海綿城市中下沉式綠地與臨建裸土覆蓋永臨結合施工

下沉式綠地是一種分散式、小型化的綠色基礎設施，結合建筑物室外整體綠地進行綜合設計，在不增加用地面積、少量建設成本的條件下，實現綠地多功能性、就地消納雨水徑流、減少外排雨水量、雨水資源化利用、改善生態環境等目的。采用防滲土工布+碎石層（內設滲透管）+土工布+粗砂+種植土+種植植被層組成的滲排水雨水收集及下滲系統，雨水經過下沉綠地后通過層層滲透、過濾、凈化，將多余的雨水溢流到雨水收集利用系統進入蓄水池，用于綠地的養護和周邊道路的噴灑等，降低后期的維護管理費用。

傳統綠地多為坡形設計，下雨后雨水流至路面或鋪裝面匯集至雨水井后外排；局部綠地低洼，暴雨下雨水貯存嚴重會致使植被及樹木枯萎，長期積水會引起周邊基礎設施下陷，影響人和車輛的出行。后改用在下沉式綠地級配碎石層中設置透水花管，并在管上設置集水孔，在建筑物及道路鋪裝層邊設置防滲膜，并通過種植土、砂石層、過濾土工布、級配碎石層、防滲土工布自上而下凈化，加之對合理選取植被，從而實現對雨水的收集和再利用，極大地減少了植物的灌溉次數，提高了自然水資源的利用率，達到了節約水資源的目的。

下沉式綠地是低于周邊道路及鋪裝面200mm 以內的綠地。下沉式綠地通過滲流管、溢流井、植被過濾層等輸送設施將雨水集中匯集至雨水收集管網中，使雨水有效收集經處理后再次利用，對植被的進行合理選擇，可通過植物根系減少徑流的污染物，吸收綠地中有害重金屬和細菌微生物，地表徑流廢水在下沉的綠地中被土壤和植物吸收、輸送和分解，使城市的污染得到緩解。

下沉式綠地在降雨時通過下沉空間截流雨水用于植物灌溉，下沉深度決定了蓄水能力，下沉較淺蓄水、節水能力弱，較深長期積水不利用植物生長。下沉式綠地構造應合理，結構自下而上分別為防滲土工布（兩布一膜）、300 厚碎石層、過濾土工布200g/m2、100 厚粗砂層、200 厚種植土壓實，最大限度地增強了下沉式綠地的蓄水功能。按一定間距設置開口型路緣石或在路緣石上設置20cm×60cm 寬度的缺口。雨水溢流口設置在綠地中，溢流口采用成品塑料制成，溢流口應高于傳統綠地面且低于地面高程；溢流口間距根據匯水面積所產生的流量確定，溢流口間距宜為25m×50m；溢流口周圍鋪設鵝卵石，超過下沉式綠地蓄滲能力時雨水通過溢流孔排入雨水收集管網。在級配碎石層中布設200mm 透水管，頂部按50mm 開集水孔，雨水滲入級配碎石層中后多余的雨水進行匯入雨水收集管網。下沉式綠地通過種植植物過濾和凈化地表水徑流水，減輕徑流污染，經回收凈化的水資源用于草坪灌溉、樹木灌溉和景觀用水等。采用了耐淹、耐旱、耐污染的植物以形成較好的植物配置模式，在凈化水質及美化景觀之外，選擇鄉土植物降低養護成本。

采用永臨結合施工解決了傳統綠地雨水資源無法收集及雨水較多植被枯萎的問題，采用下沉式綠地技術，結構由上到下依次包括植被層、種植土、粗砂、過濾土工布、碎石層、防滲土工布、素土夯實；級配碎石層中設有用于排水的導流管，在綠化中設置環保溢流口，在建筑物、道路周圈設置防滲膜，導流管、雨水口、溢流管與雨水排水總管連通，經雨水蓄水系統處理后再回用至綠化內噴淋系統。在雨水凈化與利用方面，在不增加用地面積、少量建設成本的條件下，實現綠地多功能化，就地消納雨水徑流，減少外排雨水量，從而改善生態環境。

5 海綿城市永臨結合施工對項目管理的影響

①施工進度方面：本項目通過海綿城市與施工現場采用科學合理的永臨結合方式，將永久工程中道路主要結構，雨水收集系統以及下沉式庭院工程等提前進行施工并用于臨建工程，省去了相應臨建工程建設及拆除所需要的時間，大幅縮短了建設工期，有利于施工進度的整體優化，對于項目的工期計劃的安排，關鍵施工節點的調整及優化具有重要的意義。②工程成本方面：永臨結合避免了臨建工程建設時所需要的大量建筑材料以及拆除期間產生的大量建筑垃圾，對控制工程成本，節約資源具有重要意義。不僅提升了臨建工程的使用功能，而且大大降低了臨建工程的成本，產生了良好的經濟效益。③提前施工場內的永久道路面層以下結構作為臨建道路，可使施工場地大面積得到硬化，解決了揚塵、場內積水等問題，對現場安全文明施工具有重要作用。④通過永臨結合，提前施做雨水水收集系統，可有效解決施工區域的給排水問題，減少場內積水，更有利于場內材料堆放，也減少了綠化灌溉用自來水，減少了水資源浪費。室外給排水工程通過永臨結合，不僅解決了臨建工程與永久給水、排水施工時的相互干擾，影響現場文明施工，而且提高了臨建工程單獨施工時的工程質量。

通過海綿城市建設，消減地表徑流污染物，防止受到污染的雨水排入市政管網。雨水經處理利用后，外排至市政管網的雨水減少，同時可降低雨水徑流量和速度，避免財產損失和內澇災害。從降雨的源頭上保留了水資源，通過地面土壤滲透，補充地下水體。結合徑流污染的實際特征實施低影響的開發方式，利用科學配置植物的方法，保證生態處理的作用得以真正發揮，改善水質的同時，更好地保護水資源。

依托臨汾市堯都區文化藝術中心項目，針對施工難點，研究、創新、應用、總結、提煉出一系列有益于海綿城市全過程雨水收集回用系統建設、施工的方法及在施工過程中采用永臨結合方法實現海綿城市效果，解決了以往工程施工中需要設置臨時道路、臨時供排水設施、綠地等，通過前期策劃，將景觀、園林綠化、市政管網設施提前按海綿城市技術要求進行實施，減少了施工階段對周邊環境影響、土地及地下水資源的污染，臨時設施的人材機等資源的浪費，縮短工期，減少工程成本，創造經濟、社會效益，提高工程形象，并輻射帶動本單位或本地區的施工項目，引領本地區項目通過科技創新，不斷促進海綿城市建造技術的發展與創新。

根據臨汾市年降雨量及雨水資源利用率不低于5%的目標，每年預計可回收用于景觀及清潔的用水，產生一定的經濟效益；同時采用永臨結合技術，海綿城市提前實施，實現了雨水收集回用系統一次投入永久使用的目的，減少施工階段投入該系統的費用，與施工過程水資源回收利用系統相連，實現施工全過程、全方面、全區域收集利用水資源。雨水收集利用系統降低了施工現場用水量，可緩解城市缺水問題，實現我國經濟循環和可持續發展。項目實施改善了城市的大生態系統，美化城市景觀和凈化空氣質量的同時，豐富城市公共開放空間，服務周邊城市居民及辦公人員；可改善人居環境，緩解水資源供需矛盾，提升城市形象；施工全過程推行海綿城市技術，注重水資源的回收及利用，實現了綠色環保、低碳施工，為社會創造了帶來了巨大的無形效益。