導(dǎo)語：海綿城市工程設(shè)計(jì)建設(shè)方案一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：“海綿城市”系統(tǒng)主要包括透水鋪裝地面、雨水管道、溢流雨水口、環(huán)保雨水口、下凹式綠地、雨水花園、滲透塘等。以海新路與疏港通道立交工程為例，圍繞“海綿城市”這一理念，結(jié)合立交排水系統(tǒng)和綠地微地形等，介紹廈門市“海綿城市”的概況和特點(diǎn)。對(duì)該項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中的技術(shù)難題進(jìn)行分析并提出針對(duì)性解決方案。

關(guān)鍵詞：海綿城市；工程設(shè)計(jì)；建設(shè)方案

廈門是一座美麗的海濱城市，其優(yōu)美生態(tài)環(huán)境與其水體環(huán)境緊密相關(guān)，但是隨著城市建設(shè)的發(fā)展，城市硬化面積不斷擴(kuò)大，使得廈門市面臨著內(nèi)澇頻發(fā)、徑流污染、雨水資源大量流失、生態(tài)環(huán)境破壞等諸多雨水問題，其中又以城市水問題最為突出。2015年廈門成為國家首批海綿試點(diǎn)城市之一，建設(shè)“海綿城市”就是系統(tǒng)的解決城市水安全、水資源、水環(huán)境問題，減少城市洪澇災(zāi)害，緩解城市水資源短缺問題，改善城市水質(zhì)量和水環(huán)境，調(diào)節(jié)小氣候、恢復(fù)生物多樣性，使城市成人與自然和諧生態(tài)環(huán)境。所以在城市建設(shè)中構(gòu)建完善雨洪管理系統(tǒng)，建設(shè)“海綿城市”勢(shì)在必行。

1工程概況

本次設(shè)計(jì)在海新路與疏港通道立交工程的基礎(chǔ)上，圍繞海綿城市這一理念，結(jié)合立交排水系統(tǒng)和綠地微地形，進(jìn)行分區(qū)構(gòu)建海綿體系及對(duì)應(yīng)指標(biāo)計(jì)算，綜合運(yùn)用透水人行道、雨水花園、下沉綠地、滲透塘、植草溝、卵石排水溝等低影響開發(fā)設(shè)施，對(duì)原疏港通道舊路路基進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，使立交范圍內(nèi)年徑流總量控制率達(dá)到一定目標(biāo)，同時(shí)有效控制面源污染，達(dá)到一定海綿建設(shè)目標(biāo)。由于本工程有分離式路基，互通高架橋等，海綿城市設(shè)計(jì)與常規(guī)市政道路工程海綿城市設(shè)計(jì)差別較大，在設(shè)計(jì)過程不可避免遇到一些技術(shù)難題，經(jīng)過總結(jié)主要包括以下幾點(diǎn)：①根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)及地形情況，海新路豎向縱坡較陡，最大縱坡達(dá)到了59％，且沿線存在較多高邊坡，紅線受限，人行道寬度為25m，無法設(shè)下凹綠地等海綿設(shè)施；②本工程設(shè)計(jì)范圍內(nèi)主要以立交橋?yàn)橹?，如何設(shè)置海綿設(shè)施，使立交范圍內(nèi)年徑流總量控制率以及徑流污染控制率達(dá)到一定海綿建設(shè)目標(biāo)。

2工程設(shè)計(jì)

2.1項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)

1）低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)（LID）控制目標(biāo)：根據(jù)廈門地區(qū)上位規(guī)劃，本次設(shè)計(jì)目標(biāo)要求為：實(shí)現(xiàn)年徑流總量控制率達(dá)到70％，參考試點(diǎn)區(qū)附近水文站統(tǒng)計(jì)的降雨量比例圖（見圖1），對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)降雨量為268mm。2）年徑流污染控制率：徑流污染控制是低影響開發(fā)的控制目標(biāo)之一，污染物指標(biāo)可采用懸浮物（SS）、化學(xué)需氧量（COD）、總氮（TN）、總磷（TP）等，城市徑流污染重，懸浮物（SS）往往與其他污染物指標(biāo)具有一定的相關(guān)性，因此一般可采用SS作為徑流污染控制指標(biāo)。根據(jù)廈門海綿城市相關(guān)規(guī)定實(shí)施目標(biāo)要求：年徑流污染（SS）削減率控制目標(biāo)為45％。

2.2設(shè)計(jì)規(guī)模技術(shù)路線

道路工程在保證路基穩(wěn)定、交通安全的前提下，合理設(shè)置海綿措施，以響應(yīng)低影響開發(fā)建設(shè)理念。結(jié)合規(guī)劃及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)有條件的將人行道、非機(jī)動(dòng)車道、綠化帶按照海綿要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。具體技術(shù)路線及布置如下。1）對(duì)海新路車行道雨水而言，其主要排水排放途徑為：瀝青路面→市政雨水口→市政管網(wǎng)系統(tǒng)。2）對(duì)人行道而言，其主要排水途徑為：人行道、非機(jī)動(dòng)車道透水鋪裝→土壤入滲；超量雨水地表徑流→市政雨水口→市政管網(wǎng)系統(tǒng)。3）對(duì)中央分隔帶而言，其主要排水途徑為：綠化帶雨水→土壤入滲；超量雨水地表徑流→瀝青路面。4）對(duì)互通地面層綠化帶而言，其主要排水途徑為：綠化帶雨水→土壤入滲；超量雨水地表徑流→溢流口→市政管網(wǎng)系統(tǒng)。5）對(duì)分離式路基而言，其主要排水途徑為：瀝青路面→道路邊溝→市政管網(wǎng)系統(tǒng)疏港通道左線路基：瀝青路面→下沉綠地→土壤入滲；超量雨水地表徑流→市政雨水口→市政管網(wǎng)系統(tǒng)。6）對(duì)高架橋而言，其主要排水途徑為。瀝青路面→落水管→卵石效能槽→卵石溝→LID設(shè)施→土壤入滲；超量雨水地表徑流→溢流口→市政管網(wǎng)系統(tǒng)。7）對(duì)地下通道而言，其主要排水途徑為：E、H通道：瀝青路面→道路邊溝→LID設(shè)施→土壤入滲；超量雨水地表徑流→溢流口→市政管網(wǎng)系統(tǒng)。低影響開發(fā)設(shè)施應(yīng)通過溢流排放系統(tǒng)與城市排水管渠系統(tǒng)相結(jié)合，保證上下游排水系統(tǒng)的順暢。同時(shí)對(duì)于有行泄通道功能的道路，其縱坡與橫坡的設(shè)置應(yīng)有利于澇水的行通。并應(yīng)在豎向上與下游水體或滯蓄設(shè)施有效銜接。

2.3低影響開發(fā)設(shè)計(jì)參數(shù)

1）低影響開發(fā)設(shè)施以徑流總量和徑流污染為控制目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，滲透設(shè)施具有的調(diào)蓄容積一般應(yīng)滿足“單位面積控制容積”的指標(biāo)要求。理論調(diào)蓄容積計(jì)算公式。V＝10HψF（m3）（1）式中。V———設(shè)計(jì)調(diào)蓄容積（m3）；H———設(shè)計(jì)降雨量（mm），年徑流總量控制率為70％時(shí)對(duì)應(yīng)降雨量268mm；Ψ———綜合雨量徑流系數(shù)；F———匯水面積（ha）。2）實(shí)際調(diào)蓄容積計(jì)算公式V＝kHF（2）V———實(shí)際調(diào)蓄容積（m3）；k———折減系數(shù)（考慮），下凹綠地、雨水花園與滲透塘取075；H———實(shí)際有效水深，（m）；F———下沉式綠地有效蓄水面積，（m2）。3）滲透量計(jì)算如下所示。Ws＝βKJAStS（3）Ws———滲透設(shè)施滲透量（m3）；β———綜合安全系數(shù)，取05；K———土壤滲透系數(shù)（m／s）；J———水力坡降，一般取1；AS———有效滲透面積，（m2）；tS———滲透時(shí)間（s），當(dāng)用于調(diào)蓄時(shí)應(yīng)≤12h，滲透池（塘）、滲透井取≤24h。

2.4建設(shè)方案

設(shè)計(jì)疏港通道道路等級(jí)為城市快速路（結(jié)合一級(jí)公路），標(biāo)準(zhǔn)橫斷面采用計(jì)算行車速度80km／h，主線采用分離式路基以便克服地形高差，單幅分離式路基寬度1275m，疏港通道除分離式路基外，還設(shè)置了分幅橋梁上跨海新路，單幅橋梁寬度13m；設(shè)計(jì)海新路道路等級(jí)為城市快速路（結(jié)合一級(jí)公路），斷面為整體式路基30m；本次設(shè)計(jì)人行道采用較成熟的透水性材料，綠化帶設(shè)置下沉式綠地，機(jī)動(dòng)車道雨水徑流通過路緣石開口排入，機(jī)動(dòng)車車道無下沉式綠地采用截污式雨水口收集雨水；高架橋雨水通過立柱旁設(shè)的落水管接入地面，在落水管及其周邊50cm范圍內(nèi)鋪裝鵝卵石，雨水經(jīng)鵝卵石消能后經(jīng)卵石溝排入至雨水花園或滲透塘。本項(xiàng)目海綿城市工程采用“人行道透水鋪裝＋下沉綠地＋雨水花園＋滲透塘”的技術(shù)措施，將道路紅線范圍內(nèi)雨水徑流匯集至下沉綠地、雨水花園、滲透塘，經(jīng)滯蓄調(diào)節(jié)，當(dāng)超過調(diào)蓄容積時(shí)，通過綠地中的溢流雨水口將雨水排入市政雨水管道或排洪渠。1）雨水花園：本項(xiàng)目中央綠地內(nèi)設(shè)置雨水花園，雨水經(jīng)卵石溝匯流至雨水花園中，進(jìn)行下滲及蓄水。雨水花園內(nèi)設(shè)置溢流式雨水口，作為超過雨水花園調(diào)蓄容積的雨水的排水通道。雨水花園溝底高程比雨水花園岸線低025m，溢流雨水口高程比雨水花園岸線低010m，并將溢流雨水口與雨水管管進(jìn)行連接，使超出下凹式綠地調(diào)蓄容積的雨水進(jìn)入雨水系統(tǒng)。其結(jié)構(gòu)見圖3所示。2）滲透塘：本項(xiàng)目地下通道附近中央綠地內(nèi)設(shè)置滲透塘，雨水經(jīng)卵石溝及管道匯流至前置塘，經(jīng)前置塘沉泥及消能后，經(jīng)溢流堰溢流至滲透塘，進(jìn)行下滲及蓄水。滲透塘內(nèi)設(shè)置溢流式雨水口，作為超過滲透塘調(diào)蓄容積的雨水的排水通道。滲透塘溝底距滲透塘岸線110m，有效水深10m，溢流雨水口高程比雨水花園岸線低010m，并將溢流雨水口與雨水管管進(jìn)行連接，使超出下凹式綠地調(diào)蓄容積的雨水進(jìn)入雨水系統(tǒng)。滲透塘構(gòu)造見圖4所示。3）下凹綠化帶：疏港通道分離式路基放坡綠地設(shè)計(jì)成下凹式綠地，下凹式綠地地面層低于機(jī)動(dòng)車道邊25cm。超高段車行道雨水通過進(jìn)入先經(jīng)分段設(shè)置的開口路緣石匯集流過卵石鋪裝，再經(jīng)礫石緩沖槽后進(jìn)入下凹式綠地，溝底高程縱坡與主線一致。車行道一側(cè)采用采用切割法反開挖結(jié)構(gòu)層，墻體現(xiàn)澆C20砼。4）卵石溝：橋面雨水通過高架橋立柱旁設(shè)置的落水管接入地面，在落水管及其周邊50cm范圍內(nèi)鋪裝鵝卵石，降低雨水的沖刷作用，雨水經(jīng)消能后流至周邊卵石溝，卵石溝寬度為06m，高度05m。其結(jié)構(gòu)層為：5cm河卵石＋3cm水泥砂漿＋15cm無砂透水混凝土。5）路緣石開口間距計(jì)算及偏溝式雨水口設(shè)置。A．路緣石開口流量計(jì)算路緣石采取倒梯形開口形式，開口寬度05m，依據(jù)矩形薄壁堰流水力模型計(jì)算公式。Q＝m0B2gH3／2式中：Q———堰流流量（m3／s）；m0———薄壁堰流量系數(shù)，取0393；B———梯形薄壁堰寬（m）；H———堰上水頭（m），本次設(shè)計(jì)取005m。經(jīng)計(jì)算得出，單個(gè)寬度05m的矩形路緣石開口過流能力為978L／s，考慮90％堵塞系數(shù)及道路縱坡影響系數(shù)，單個(gè)路緣石開口泄流量為880L／s。B．路緣石開口間距計(jì)算暴雨強(qiáng)度公式。q＝92815×（1＋0716lgP）（t＋44）0535路面匯流時(shí)間取05min，路面綜合徑流系數(shù)取09，暴雨重現(xiàn)期P＝3年。道路最寬寬度18m，路緣石開口間距10m，計(jì)算得到設(shè)計(jì)流量862L／s。本次設(shè)計(jì)路緣石開口間距取10m。6）溢流井：在綠化帶的每個(gè)排水單元末端設(shè)置一座溢流井，將來不及入滲的雨水溢流排入市政雨水管道系統(tǒng)。溢流口為成品，單個(gè)規(guī)格為L×B×H＝750×450×180mm，溢流口最大過流流量為30L／s。溢流口周邊應(yīng)采用卵石鋪砌，頂面應(yīng)覆蓋至井座，防止水土流失。溢流口周邊卵石敷設(shè)寬度為15cm。

3工程解決方案

針對(duì)本工程設(shè)計(jì)過程中的難點(diǎn)，設(shè)計(jì)人員與項(xiàng)目負(fù)責(zé)人進(jìn)行了多次技術(shù)方案探討，并確定了相對(duì)可行、經(jīng)濟(jì)的方案，主要包括以下幾點(diǎn)：①本項(xiàng)目海新路海綿設(shè)計(jì)方案考慮以環(huán)保型雨水口或息壤側(cè)溝進(jìn)行海新路海綿城市設(shè)計(jì)。因環(huán)保型雨水口具有實(shí)施簡單、造價(jià)低，初期雨水污染得到過濾，提高徑流污染控制等優(yōu)點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)最終采用設(shè)置環(huán)保型雨水口海綿城市設(shè)施；②通過在橋梁下設(shè)置雨水花園以及滲透塘，然后把橋梁上雨水引入雨水花園或者滲透塘中，從而達(dá)到控制徑流總量控制率以及徑流污染控制率的目的。

4結(jié)語

本工程設(shè)置海綿城市設(shè)施后，綜合徑流系數(shù)由055減小至052；年徑流總量控制率達(dá)到76％；海綿城市設(shè)施對(duì)雨水SS去除率達(dá)到47％。由以上數(shù)據(jù)可知，通過海綿城市的建設(shè)，根據(jù)需求適當(dāng)增加調(diào)蓄水體，增加建設(shè)道路的透水性，將道路紅線范圍內(nèi)雨水進(jìn)行處置，促進(jìn)了雨水的積存、滲透和凈化，有效控制雨水徑流污染，客觀上提升了雨水管渠及超標(biāo)雨水徑流排放系統(tǒng)的服務(wù)能力。

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作者：繆元發(fā) 單位：海西（廈門）建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司