海綿城市理念融入市政路橋設計的路徑

邱學敏

（中譽設計有限公司，廣東 清遠 511500）

1 引言

在各類市政基礎設施中，路橋占據了較大的比重，提高路橋建設質量有助于改善城市發展環境。在市政路橋的設計中，以海綿城市理念為指導是城市發展的重要策略，以此來提高市政路橋的服務水平，優化水資源配置現狀，實現城市生態建設的目標。

2 海綿城市理念在市政路橋中的重要性

市政道路是城市發展中不可或缺的基礎設施，同時市政道路建設品質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。隨著社會經濟的發展，城市的建設規模持續擴大，市政道路的建設工作正如火如荼進行，此時建設高質量的市政道路是滿足城市發展所需的必要前提。同時，各界對城市的生態發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，即在城市道路建設的基礎上開發高效、高穩定性的雨水排放系統，吸收城市道路的雨水，改善道路的通行條件，同時調節城市水文條件，實現社會經濟和生態環境的同步發展。

3 海綿城市理念融入市政路橋設計的思路

社會經濟日益發展，居民的生活水平不斷提高，對市政道路及其他基礎設施提出了更高的要求。在市政路橋設計中，除了考慮路橋的質量可靠性、耐久性等基本要求外，還需注重生態環境效益，海綿城市理念則恰好契合于各界對現代市政路橋的建設要求。在市政路橋設計中融入海綿城市理念后，升級設計方法，擴寬設計覆蓋面，有利于市政路橋設施的高品質建設以及城市的良好發展。

市政路橋設計可以將海綿城市理念作為指導，遵循因地制宜的原則，從城市市政路橋建設現狀和生態環境現狀出發，充分提高現有資源的利用水平，發揮出資源的使用價值，避免資源浪費。根據城市的水文條件，優化城市的排水系統，借助此系統促進生態環境的可持續發展。從現狀來看，部分市政路橋設計工作中易出現設計缺陷，建造的市政路橋難以滿足生態環境保護要求，衍生出水環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計中需兼顧綠化帶、車行道的布局，經過優化設計后，充分發揮出道路附屬物的功能，實現市政路橋工程和生態環境的協同發展。

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計中，融入海綿城市理念，以期提高市政道路的綜合設計水平和建造水平。根據 《海綿城市建設技術指南——低影響開發雨水系統構建（試行）》（建城函[2014]275號）和城市發展狀況可知，本道路所在城市屬于Ⅳ區，城市徑流控制率和設計降雨量如表1 所示。

表1 年徑流總量控制率與設計雨量

立足道路所在城市的降雨量，進行年度徑流總量控制率的設計，即61.5%，按照此指標，確定對應的設計降雨量為19.4 mm。

4.2 問題分析

項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現象，本應向地下滲入的雨水被阻隔至地面，若降雨持續進行或在短時間內出現強降雨天氣，雨水無法正常向下滲透，路面積水量迅猛增加，引發城市內澇。路面具有一定的滲透能力，但雨水的徑流量超出其極限時，雨水對市政道路交通的正常運行產生干擾，且水對城市基礎設施的侵蝕作用加劇。因此，在市政道路設計中需高度重視雨水對城市的影響，采取優化措施，促進雨水的高效排放，同時有效涵養雨水，發揮出此部分水資源的利用價值，避免水資源浪費。

5 海綿城市理念融入市政路橋設計的路徑

5.1 道路排水設計

1）綠化帶轉變為排水系統。為避免雨水在路面大量聚積，進行排水系統的優化設計。排水系統集中在道路兩側，水溝深度約為20～30 cm，排水截面的寬度為3.5 m。沿道路的縱向設計排水坡度，結合沿線道路的高程，設計出水口和入水口。根據生態建設的理念，為排水系統設計集透水土、碎石、水洗砂于一體的生態草溝，草溝內種植灌木、喬木，消除市政基礎設施給人的生硬感，利用適度的綠化手段提升城市形象。在路牙部位設泄水孔，提供雨水向生態草溝的排放通道。此外，在沿線最低部位設集水井，在草溝的碎石層鋪設滲水管，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雨水支管排入市政道路雨水主管。

2）人行道施工材料的優化設計。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，同時匹配透水路面的施工技術，借助優質的材料和科學的施工技術提高路面的透水性能。在路面結構下側鋪設滲水管道，提高水的排放效率。按該思路進行設計后，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無法繼續下滲造成人行道雨水聚積現象，保障行人的出行安全。

3）開口性的路牙設計[1-2]。為使路面徑流可順暢排向排水系統，不再采用傳統性的路牙，取而代之的是開口性的路牙。路牙宜沿著行車道按25 m 的間隔依次設置，單個開口性的路牙過水能力不小于20 L/s，且在道路較低處、縱坡較大處設置為雙聯、多聯形式，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 生態滯留帶工程設計

1）雨水花園的設計。雨水花園的主要功能在于收集草溝的雨水，布設位置在沿線交叉部位的低點，數量共計3 個，單個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大體一致，有所區別的是表面僅鋪設卵石即可，無須采取綠化措施。經過表層鋪設后，利用鋪設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，較之于傳統性的雨水收集口有更加突出的應用優勢，例如，分離初期雨水的金屬元素，改善雨水的水質。依照GB 3838—2002《地表水環境質量標準》的相關條款可知，流向附近流域的雨水水質達到Ⅳ級以上，水質得到保障。

5.3 道路結構設計

5.3.1 路面雨水排放形式的設計

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）經由路面的縫隙滲透至地下，排放路徑簡單；（2）經由路面進入基層，再由排水裝置外排；（3）雨水疏散至土層內，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準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，可能對附近水域產生污染。在海綿城市理念下，要求市政道路的滲透系數不低于7.0×10-5m/s，為滿足此要求，宜采用透水性材料，實現雨水排放效率高和雨水水質可靠兩項目標，起到防護生態環境的作用。

5.3.2 透水鋪裝的設計

市政道路以機動車道、非機動車道、人行道為主，道路斷面被設計為6 個塊板形式。其中，車行道透水層的應用效果良好，但隨著使用時間的延長，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，將引起愈發嚴重的積水現象，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構示意圖

若人行道的下層結構不透水，即便人行道步磚具有較強的透水性，也依然會阻斷透水路徑，水在滲透過程中遭到阻礙，出現透水效果差的問題。因此，道路的下層結構也根據透水性的要求進行設計，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的設計

機動車道兩側的綠化帶和側分帶的標高較之于路面更低，即采取的是下凹式綠化結構，此設計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，在綠化帶中設計雨水口，在此設施的輔助下，若流入綠化帶的雨水較多且已經出現積水現象，將經由雨水口匯入主管網，此設計方式可有效節約綠化灌溉用水的規模，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行，即機動車道→3.5 m 下凹式綠化帶→輔助機動車道→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，達到一定量后經由雨水口匯入雨水主管網，進而排向周邊的流域，全過程中雨水排放效率高，無異常積水現象。結合海綿城市理念，根據低于機動車道路面約15 cm 的要求設計下凹式綠地，要求此設施的凹進部分深度達到15 cm。

此外，在路緣石側向設計進水口、擋水沿、溢流井等附屬設施，在多類設施的協同下，使下凹式綠地的需水量達到海綿城市的要求。為避免因綠化帶的雨水滲出而導致道路基層受到影響，宜在綠化帶兩側鋪設防滲土工布，攔截雨水的異常滲出。

5.3.4 生態植草溝的設計

根據深度為20～30 cm 的要求設計生態植草溝，位置規劃在道路兩側的綠化帶中，草溝的蓄水深度約為20 cm。經過滲透、沉淀多道流程的處理后，將草溝內的積水排放至附近的流域，此時的積水排放效率較高，且積水的水質得到保障，避免附近流域水資源遭到污染。

6 結語

綜上所述，海綿城市理念融入市政路橋設計是大勢所趨，以海綿城市理念為指導的設計工作除了考慮到市政路橋的建設質量外，還兼顧雨水排放、水資源凈化等要求，生態效益良好，綜合應用效果值得肯定。經過本文有關于市政道路工程實例的分析后，提出海綿城市理念下的城市路橋設計策略。同時，海綿城市理念融入市政路橋設計是一項持續性的工作，且有較大的發展空間。