謝家天水三期工程海綿技術綜合運用

鄔登成

（中交水利水電建設有限公司，浙江 寧波 315200）

在過去的數十年當中，我國經濟水平高速發展，城市化進程日新月異，但由于早期不成熟不合理的城市規劃及建設，城市內水循環系統受到較大的干擾，導致各種水問題發生，給城市水管理工作增加了極大難度。海綿城市是一個新穎的理念，是基于廣大群眾對水安全的強烈呼吁，它是指城市可以吸水、儲水，在需要的時候可以防水，以此大大加強城市對于水的適應能力。在我國，降水的時空分布極不均勻，對于這種規劃理念的應用有著一定的優勢。

1 工程概況

本項目位于浙江省寧波市江北區，包括江北外國語學校、天成家園三期、云飛路（蕭甬鐵路-莊橋河）北側綠化、迪卡儂、寧慈東路、雙古渡公園景觀橋等6 個項目的城市附屬設施改造。主要建設內容為停車位及非機動車道、人行道透水化改造；雨水花園、下凹綠地、植草溝等生態排水設施建設；區域雨污分流；雨水管網建設及區域內澇防治設施建設，及小區、道路景觀提升等。項目實施時間為2019 年3 月至7 月，項目投資額約為4322 萬元。

2 常用海綿結構介紹

2.1 雨水花園

（1）雨水花園由蓄水層、覆蓋層、濾料層、過渡層和排水層五部分組成。

（2）蓄水層在覆蓋層表面以上，其可以提供蓄水能力以增加被過濾水的容量，并把粗顆粒截留在表面。

（3）覆蓋層由碎樹皮組成，不含其他雜質，厚度為50mm；覆蓋層有助于防止水土流失，保持土壤水分，并提供適合土壤生物群生存的環境。

（4）濾料層的土壤混合物組成：沙土（0.05～2.0mm）50～70%，粉砂土（0.002～0.05mm）5～30%，黏土（＜0.002mm）5～15%，有機物含量5～10%，土壤混合物PH 值6～7.5。60cm 厚濾料層均分兩層鋪設，每層鋪設完需人工輕微壓實。

（5）過渡層是介于濾料層和排水層之間的砂層。過渡層有助于防止細砂和淤泥進入排水層。過渡層材料為中粗砂，級配要求如下：

表1 過渡層級配指標表

（6）排水層由粒徑在2～4cm 之間、大小均勻的礫石鋪設而成，內敷dn160mm 的透水管若干，透水管開孔要求：孔寬2mm，孔長30mm，孔間距50mm，開孔方向距離水平夾角為45°。

圖1 雨水花園

2.2 植草溝

植草溝結構層主要由蓄水層、覆蓋層、濾料層、過渡層和排水層五部分組成，主要技術指標同雨水花園。

2.3 透水混凝土

（1）水泥應采用強度不低于42.5 級的硅酸鹽水泥，質量應符合現行國家標準《通用硅酸鹽水泥》GB175 的要求。

（2）外加劑應符合現行標準《混凝土外加劑》GB8076 的規定。

（3）透水混凝土采用的增強料技術指標應符合下表規定：

表2 透水混凝土增強料指標表

（4）透水混凝土采用的集料，必須使用質地堅硬、耐久、潔凈、密實的碎石料，碎石的性能指標應符合現行國家標準《建筑用卵石、碎石》GB/T14685 中的二級要求。

2.4 陶粒透水磚鋪裝

透水磚鋪裝施工參照《透水磚路面技術規程》（CJJ/T188-2012），且接縫寬度應小于3mm。

圖3 透水磚鋪裝效果圖

3 施工思路和技術關鍵點

3.1 施工思路

（1）設計選定透水混凝土、陶粒透水磚鋪裝兩種透水結構和雨水花園、植草溝兩種生物滯留設施為關鍵海綿結構，針對該四種結構展開具體施工。

（2）在施工區域內將老舊園路、人行道、停車場等混凝土結構全部改造成透水混凝土或陶粒透水磚鋪裝，通過透水結構將路面及周邊綠化雨水排至雨水花園、植草溝等生物滯留設施（徑流路徑見圖4）。

圖4 透水混凝土徑流效果圖

（3）改造前，通過該地區歷史年徑流總量控制率與目標值（80%）的差距，乘以該地區年降雨總量，得出需調蓄的降水總量，再除以雨水花園或植草溝的調蓄深度（1.5m），可得雨水花園或植草溝的總設置面積。再利用暴雨天氣，在選定實施區域內排查積水點和地勢低凹處，在其附近根據積水量大小設置一定面積雨水花園或植草溝，并鋪設盲管，將區域范圍內屋面、道路、綠化雨水通過管道排至雨水花園、植草溝等生態滯留措施進行蓄滯和凈化，再通過盲管排出，已凈化的超標雨水通過溢流口進入雨水管道后排入市政管網。

3.2 技術關鍵點

3.2.1 雨水花園

雨水花園是海綿結構中重要的生態滯留設施，其技術關鍵點主要分為以下幾個方面：

（1）雨水花園進水口一般設置在道路雨水井、植草溝等 匯水結構附近，通過進水管與雨水花園連接，進水口位置需設置邊長為二倍進水管管徑的卵礫石緩沖區，對水流進行初步過濾，并降低流水動能，避免其對雨水花園主體的沖刷破壞。

（2）雨水花園深度為1.5m，均為可蓄水、濾水介質，可大幅度增加城市雨水容量，降低內澇影響，同時，雨水流經瀝青路面等污染源后，懸浮雜質、膠體、有害離子濃度增加，此雨水已不能直接排放，被污染的雨水進入雨水花園后通過各層過濾和植物吸附，有害雜質大量減少，能達到排放標準和綠化用水要求。

（3）溢流井一般設置在距離進水口最遠的低處，距離進水口不低于1.8m，保證被污染的雨水從進水到出水能有足夠的流徑和滲徑，溢流井高度一般設置為10—15cm，此高度既保證了蓄水層有一定的蓄水能力，又不影響植被生命力。

（4）雨水花園上種植水生美人蕉、黃菖蒲、再力花等有一定耐水性植被，植被種植必須在雨水花園各層基本穩定、無較大沉降后種植。

3.2.2 透水混凝土

透水混凝土是海綿結構中重要的透水結構，其技術關鍵點主要分為以下幾個方面：

（1）透水混凝土基層為厚度20cm 的不透水的C30普通混凝土，此層作用是為透水混凝土面層提供一個堅實平整的基礎，提高結構整體承載力（透水混凝土材料為骨架空隙結構，強度低承載力差），截斷雨水，避免其滲入路基，影響路基穩定，并有效控制面層的不均勻沉降。

（2）透水混凝土面層分為三層，從下到上依次為厚度15cm 的本色透水混凝土、厚度5cm 的彩色透水混凝土及水性環氧地坪涂料封層，需在下層混凝土初凝前完成上層混凝土攤鋪整平。因厚度較薄，振搗時應采用平板振搗器，上層攤鋪時，應用標線固定在兩側平石（模板）頂面，以此控制透水混凝土頂面平整度。

（3）透水混凝土透水面層和不透水基層之間應鋪設環距小于2mm 的縱向和橫向彈簧鋼管，彈簧管外包無紡土工布，避免細顆粒進入，堵塞滲水通道。縱橫向彈簧管用專用三通、四通連接，保證水流通路。雨水經透水混凝土下滲，通過彈簧管過濾、收集，導入植草溝或進水管中，再匯入雨水花園。

（4）為防止脹縮裂縫，透水混凝土每隔4m 設置一道橫向縮縫，縮縫深度為8cm，寬度為6mm；每隔24m 設置一道脹縫，寬度為2cm，脹縫下部16cm 填縫料為發泡填充條，上部4cm 為聚氨酯。脹縫、縮縫應與道路邊線垂直，縫壁必須垂直，隙縫寬度一致。

4 效益分析

4.1 節能環保效益

（1）項目實施前環境情況。本項目實施地點地處姚江邊，水系豐富，且降雨量大，本項目實施前，該區域經常發生內澇現象，降雨容量嚴重不足，年徑流總量控制率低，特別是臺風季節，內澇頻繁發生。同時，該片區綠化覆蓋率不高，綠化質量不高，不能滿足居民的要求，且單位面積綠化用水較多，養護成本高。

（2）項目實施后的環境情況。項目實施后，區域降水容量增大，防旱排澇能力大大增強，通過實測數據和現場調研數據的分析，測算出通過自然和人工強化的入滲、滯留、調蓄和收集回用徑流量等，區塊內累計全年得到控制（不排入場地外）的雨水量占全年總降雨量的比例大于規劃的年徑流總量控制率80%，可知滿足徑流控制要求。經雨水花園、植草溝凈化后，雨水基本都能滿足綠化用水和直接排放的水質要求。雨水花園和植草溝大大增加了區域綠化覆蓋率，且因自帶儲水功能，在節約綠化用水的同時也降低了養護成本。

4.2 經濟效益

本項目屬于城市附屬設施建設，可以有效減少區域內澇現象發生，降低因內澇帶來的經濟損失和處理內澇的資金投入，同時，大幅度降低綠化養護成本。

4.3 社會效益

本項目作為寧波市海綿試點的收官項目，建成后將與一期、二期工程形成一個完整的海綿整體。作為試點區，本項目將是未來海綿城市建設的一個重要的技術經驗積累和參考方向。同時，為該片區市民提供了一個環境優美、空氣清新的無澇居所，是商業化城市中的一片“綠洲”。

5 總結

利用透水混凝土和陶粒透水磚的高效自然排水，解決了人行道、停車位、小區園路等位置易積水的問題，在降低排水投入的同時，提高了區域年徑流總量控制率，既節能又環保。利用雨水花園、植草溝對區域內的雨水進行自然收集、蓄滯，該部分雨水既可以供給相應區域的綠化用水，又增加了區域雨水容量，減輕暴雨時雨水管網的排水壓力，增強城市防旱排澇能力；并對收集的雨水進行生物過濾、凈化，特別是對收集的已被瀝青污染的路面雨水，生態滯留設施起到的凈化作用又將降低雨水的凈化處理費用，極大改善了雨污分流的實際效果。