基于海綿城市理念的市政既有道路改造施工工藝

文／馮韻 吉林省暢達(dá)市政工程有限公司 吉林長春 130000

引言：

海綿城市理念的提出，在一定程度上有助于控制徑流污染，對于城市防洪和充分利用水資源具有重要意義。更好保障城市供水需要，修復(fù)生態(tài)環(huán)境。事實(shí)上，在城市建設(shè)過程中，若能將海綿理念和城市發(fā)展有機(jī)結(jié)合起來，勢必能從源頭上改善城市環(huán)境，提升城市效益。相比之下，傳統(tǒng)城市在道路設(shè)計(jì)上關(guān)注道路的排水能力，但忽略了積水滲漏的問題，進(jìn)而沒有做好徑流控制，導(dǎo)致暴雨季節(jié)時(shí)，城市內(nèi)澇頻發(fā)，嚴(yán)重妨礙行人出行，并且，由于大量硬化路面直接阻止了雨水的滲透，這就導(dǎo)致城市夏季時(shí)熱島效應(yīng)突出。為此，市政道路改造必須貫徹海綿城市理念，只有這樣，才能夠提高城市的雨水綜合利用能力，解決城市內(nèi)澇，實(shí)現(xiàn)市政道路的可持續(xù)利用。

1、海綿城市概述

我國城市化進(jìn)程速度快，在建設(shè)前期難免有諸多不合理，使得大多數(shù)城市在雨季時(shí)，容易出現(xiàn)城市內(nèi)澇、排水功能癱瘓等問題，這對城市的發(fā)展極為不利，極容易引發(fā)城市內(nèi)澇，影響市民的正常通行?；谶@樣的背景，海綿城市這一概念被提出，它的核心是模擬海綿的吸水性，讓城市能夠更好的利用水資源，從而在旱季時(shí)，通過前期建設(shè)的系統(tǒng)，更好利用雨水灌溉城市植被，解決城市內(nèi)澇和熱島效應(yīng)，使城市的生態(tài)條件更具彈性。在城市建設(shè)過程中，要發(fā)揮好海綿城市的特性，就需要相關(guān)單位遵循因地制宜的原則，結(jié)合城市建設(shè)目標(biāo)和需要，做好規(guī)劃設(shè)計(jì)，消減城市徑流污染，加強(qiáng)對城市內(nèi)澇的防治，從而保證城市在原有資源基礎(chǔ)上雨水可以做到自然收集、滲透和凈化，促進(jìn)水資源的循環(huán)利用，降低水資源使用成本，有效的改善城市生態(tài)環(huán)境[1]。

2、海綿城市理念對城市發(fā)展的價(jià)值和意義

2.1 改善城市生態(tài)環(huán)境

過去相關(guān)部門在規(guī)劃設(shè)計(jì)城市排水系統(tǒng)時(shí)，過于追求排水的效率，而忽視生態(tài)修復(fù)和保護(hù)，從而使得路面徑流增多，城市內(nèi)澇發(fā)生的幾率大幅提高，不僅給城市的發(fā)展帶來一定的限制，而且還很容易引發(fā)熱島效應(yīng)。事實(shí)上，傳統(tǒng)城市建設(shè)過多強(qiáng)調(diào)路面硬化，這就使得城市生態(tài)環(huán)境變得脆弱，洪澇災(zāi)害頻發(fā)。相比之下，海綿城市建設(shè)強(qiáng)調(diào)能夠?qū)崿F(xiàn)水資源循環(huán)利用的設(shè)施，諸如可滲透路面、空中花園和綠色屋頂?shù)壬鷳B(tài)保護(hù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，并竭力通過構(gòu)建海綿體的方式，減少城市內(nèi)澇和熱島效應(yīng)發(fā)生的可能性，通過貫徹這一理念，提高城市建設(shè)的環(huán)保型和可持續(xù)性?？v觀當(dāng)下，城市建設(shè)中對生態(tài)環(huán)境造成的破壞問題十分嚴(yán)峻，只有轉(zhuǎn)變理念，改變過去粗放的城市建設(shè)模式，在城市建設(shè)中結(jié)合海綿城市設(shè)計(jì)方式也將能幫助城市構(gòu)建一個(gè)更好的居住環(huán)境。

2.2 有利于水資源的合理利用

海綿城市設(shè)計(jì)的一個(gè)主要思路就是解決城市排水問題，通過結(jié)合實(shí)際情況，對道路進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而加強(qiáng)對水資源的利用，提高蓄水的效率，降低城市發(fā)生內(nèi)澇的可能性。并且海綿城市應(yīng)用在城市既有道路改造中，還能夠提升水資源利用率，通過對現(xiàn)有或新增的蓄水和排水系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的升級，可以有效解決城市水資源匱乏問題，提高城市水資源的利用率，更好助力城市可持續(xù)發(fā)展[2]。

2.3 科學(xué)補(bǔ)充地下水

市政道路大多是利用瀝青和水泥鋪筑，它會阻礙地下水的滲透，使地下水難以得到及時(shí)的補(bǔ)充，而將海綿城市這一理念應(yīng)用在城市既有道路改造中，則可以實(shí)現(xiàn)雨水滲透，科學(xué)合理的補(bǔ)充地下水，使雨水達(dá)到溢流狀態(tài)時(shí)能夠暫時(shí)存放在植草溝中，無雨情況下能及時(shí)補(bǔ)充周邊土壤及植被用水，更重要的是，這種可滲透路面將雨水補(bǔ)充到地下，從而有效避免了雨季時(shí)路面積水的發(fā)生，可以有效提供路面的快速通車能力。并且，在這一理念上，相關(guān)部門在可滲透路面建設(shè)中還做了一些調(diào)整，如計(jì)算各個(gè)地方所需地下水量，然后對不同的路段進(jìn)行可滲透路面的建設(shè)，這種方式能夠大量吸納雨水，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)充地下水和減少地面積水的目標(biāo)。

3、基于海綿城市理念的市政既有道路改造方案

過去對城市道路中雨水的處理，通常是先進(jìn)行收集，然后再借助雨水口進(jìn)行排泄，然而由于先前城市建設(shè)規(guī)劃的不合理，這類處理方式在新時(shí)期城市的發(fā)展中暴露出了較多的缺點(diǎn)。較為突出的就是，借助市政管網(wǎng)進(jìn)行雨水的排放，使雨水的價(jià)值無法得到充分利用，造成了極大的水資源浪費(fèi)，尤其是道路兩旁的綠化帶利用率較低，未能起到蓄水作用，更使得市政部門在后期綠化帶養(yǎng)護(hù)時(shí)，需得另外提供水源，這就加大了水資源的浪費(fèi)，同時(shí)增添了不必要的成本投入。最重要的是，大多數(shù)市政道路都進(jìn)行了硬化處理，這使得雨水的滲透效果較差，暴雨后，容易使路面出現(xiàn)較大范圍的地表徑流，引發(fā)城市內(nèi)澇的問題。為此，在既有道路改造中，貫徹海綿城市理念，借助車行道和人行道吸收雨水，通過綠地滲透和直接滲透等方式，再加上蓄水池的輔助，有效防范雨季城市積水問題，而要充分發(fā)揮海綿城市理念的最大效果，施工方要綜合考慮生態(tài)因素和經(jīng)濟(jì)因素，通過將彩色透水磚鋪裝在道路兩旁，實(shí)現(xiàn)對雨水的收集和滲透，同時(shí)改善城市道路景觀，保障行車的安全性。另外，也可通過充分發(fā)揮綠化帶作用，實(shí)現(xiàn)雨水收集、滲透和排放的協(xié)同作業(yè)，增強(qiáng)城市的整體蓄水和排水功能，以防極端暴雨天氣下城市內(nèi)澇問題的發(fā)生，為城市居民構(gòu)建良好的生活環(huán)境[3]。

4、海綿城市理念下市政既有道路改造施工工藝

4.1 下沉式綠化帶改造

海綿城市建設(shè)的一個(gè)關(guān)鍵就是市政道路兩側(cè)綠化帶的改造，事實(shí)上，下沉綠化帶具有雨水收集功能，能夠提升城市雨季時(shí)排水能力，因此在對市政既有道路進(jìn)行改造時(shí)，施工方要在綠化帶兩側(cè)布設(shè)路緣石，并控制好其高度，滿足雨水排出需要，同時(shí)為了避免暴雨季節(jié)地面徑流對植被的沖刷，工作人員還要設(shè)置消能池，以保證綠化帶的含水功能能夠有效發(fā)揮。另外，為了保障暴雨天氣下市政道路的最佳排水效果，施工單位還要在綠化帶中應(yīng)用溢流式雨水孔，并將其間距控制在30m 左右，滿足城市排水需要，保障城市交通的順暢。除此之外，沙濾層、人工填料層和植被層作為下沉式綠化帶的基本組成，施工方在進(jìn)行設(shè)置時(shí)，也需要對其進(jìn)行控制。一般來說，在設(shè)置砂濾層時(shí)，工作人員還要確保砂料的直徑，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)置滲水管，并在入土填料施工時(shí)，對材料的滲透性進(jìn)行檢測，確保過濾作用正常，同時(shí)利用人工填料層發(fā)揮支撐作用，增強(qiáng)整體的承載能力。此外，在植被層施工中，施工方應(yīng)選擇具備良好耐寒和耐水性能的植被，并且嚴(yán)格控制灌木和喬木的厚度[4]。

4.2 海綿技術(shù)在透水鋪裝改造

一般來說，為了有效控制雨水徑流的流量，在市政道路中，路面透水鋪裝是最佳的建設(shè)方式，因?yàn)樗芟麥p雨水徑流，并且能夠?qū)⒌孛鎻搅餮a(bǔ)充到地下，使城市成為真正的海綿城市，有效杜絕溫室效應(yīng)的出現(xiàn)，應(yīng)用效果極佳。而在這一項(xiàng)目建設(shè)中，工人尤其要注意碎石層施工，這一部分工作是整個(gè)路面透水性能發(fā)揮的關(guān)鍵，而要做好這部分工作，工人必須控制好碎石層厚度，一般在200m 左右最佳。此外，在碎石層施工時(shí)，施工方還要對碎石層的密實(shí)度進(jìn)行檢查，確保其密實(shí)度符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。另外，在使用透水混凝土?xí)r，施工方還要對其特殊性能進(jìn)行檢測。此外，為了保證施工的進(jìn)度以及防堵效果，施工方還可以在施工中應(yīng)用透水土工布，確保地面徑流滲透的通暢，并通過鋪設(shè)30mm 厚的中粗砂有效支撐通道。最重要的是，施工方還應(yīng)選擇符合工程標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)格的混凝土進(jìn)行施工，以保證混凝土的穩(wěn)定性。同時(shí)在其頂部預(yù)留梯形縫，以方便地面徑流的順利滲透，并通過應(yīng)用BOD5、COD 等過濾雨水中的污染物。

4.3 溢流蓄水設(shè)施改造

溢流蓄水設(shè)施也是市政道路既有道路改造中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在施工中，施工方要重點(diǎn)掛住雨水孔的設(shè)置，并采用溢流式雨水口，將其間距控制在30mm 左右、直徑控制在0.5m 左右，從而確保雨水能夠順利排走，并且為了保證管道系統(tǒng)的通暢，施工方處理好混凝土底部，并做好管道的連接，同時(shí)借助綠化帶對雨水進(jìn)行收集，利用透水鋪裝加以滲透處理。在沉淀作用下，雨水中的雜質(zhì)會分離出來，可用于綠化和灌溉[5]。

4.4 中央綠化分隔帶改造

中央綠化分隔帶將城市道路隔開，確保行車安全，同時(shí)起到降低駕駛員行車疲勞，降低交通事故的發(fā)生的作用。除此之外，中央綠化分隔帶還是城市綠化工程的一部分，發(fā)揮著美化城市、改善城市生態(tài)環(huán)境的作用。為此，相關(guān)部門應(yīng)引起重視，在城市建設(shè)中引入海綿城市理念時(shí)，不能忽視對中央綠化分隔帶的改造，應(yīng)通過提高人行道、綠化帶和中央綠化分隔帶的吸水特性，并通過將綠化分隔帶設(shè)計(jì)成生態(tài)溝渠、凹進(jìn)綠地等方式，提高對綠化分隔帶的養(yǎng)護(hù)效率，同時(shí)最大程度實(shí)現(xiàn)水資源的充分利用。

4.5 車行道改造

車行道是城市交通中的重要一部分，但縱觀以往城市車行道規(guī)劃和建設(shè)不難發(fā)現(xiàn)，車行道建設(shè)往往關(guān)注其便利性和通車能力，而忽略了暴雨的影響。這就使得一旦發(fā)生暴雨，車行道積水就十分嚴(yán)重，使得車行道通車能力受到影響，嚴(yán)重影響了城市交通的通暢，甚至引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。為此，相關(guān)部門在對車行道進(jìn)行建設(shè)時(shí)，需貫徹海綿城市這一核心理念，通過將具有滲透性的材料應(yīng)用在車行道建設(shè)中，將車行道建設(shè)成可滲透路面，同時(shí)綜合考慮實(shí)際情況，做好地面水徑流量的控制，通過各類滲透性能優(yōu)良的材料應(yīng)用在車行道建設(shè)中，確保暴雨季節(jié)時(shí)車行道的通暢，減少雨水對路面的破壞。

4.6 生態(tài)植草溝的改造

生態(tài)植草溝是收集雨水的第一線，它又被稱為生物溝，它的作用是在城市雨季時(shí)實(shí)現(xiàn)對雨水的運(yùn)輸，形式較為多樣，有倒三角、梯形坡等，在規(guī)劃建設(shè)生態(tài)植草溝時(shí)，施工方要將植草溝內(nèi)的植被高度控制在100～200mm 以內(nèi)，并結(jié)合種植溝的深度和寬度進(jìn)行設(shè)計(jì)，以防止蓄水深度過高而影響到綠色植物的存活，同時(shí)也避免由于計(jì)算深度不符合要求而降低生態(tài)植草溝的效用。

4.7 環(huán)保型雨水口改造

為了保證雨水的排出，城市道路建設(shè)中會設(shè)置高度合適的雨水口，將地面的雨水排入到下水道。而結(jié)合海綿城市理念來看，雨水口在海綿城市建設(shè)中意義重大，是實(shí)現(xiàn)水資源利用的關(guān)鍵。但雨水進(jìn)口也是水體污染的來源，因而施工方要給予關(guān)注，在雨水口選擇上，要選擇環(huán)保型雨水口或采用一定的方式，如應(yīng)用COD 等過濾雨水中的污染物，充分發(fā)揮雨水進(jìn)口的過水和截污作用。一般來說，可以通過增設(shè)截污掛籃或綠磚的方式，借用綠磚和掛籃裝置的截污功能凈化雨水，保證雨水的正常排放，同時(shí)降低雨水流速。事實(shí)上，這種簡易的雨水口截污裝置安裝和維護(hù)十分便捷，截污效果極佳，應(yīng)用在城市雨水口中效用極大。

4.8 下凹式綠地改造

下凹式綠地與生態(tài)植草溝不同，它的面積相比于生態(tài)植草溝來說更大。其原理是，利用開放空間優(yōu)勢對雨水進(jìn)行儲存，在雨季時(shí)，下凹式綠地能夠收集和容納大量的雨水。因此，要想保證這一效果的充分發(fā)揮，在對下凹式綠地進(jìn)行建設(shè)和改造時(shí)，施工方應(yīng)選擇耐久性強(qiáng)且生命力旺盛的植物，利用植物降低地面徑流對路基的沖刷，保障路基的穩(wěn)定性。另外在較為狹窄的地方，工作人員應(yīng)設(shè)置落水管溢流口，確保排水的通暢，同時(shí)保證下凹式綠地蓄水效果達(dá)到最佳。

5、海綿城市理念下市政既有道路改造施工質(zhì)量控制措施

5.1 合理設(shè)置綠化帶

綠化帶是市政道路中常用的一種綠化方法，它通過合理的設(shè)置綠化帶，可以有效實(shí)現(xiàn)對雨水的收集和儲存，避免雨季時(shí)城市發(fā)生內(nèi)澇。并且綠化帶的合理設(shè)置，還能夠提高城市的綠化質(zhì)量，通過對水資源的循環(huán)利用，解決城市水資源緊缺問題，減少水資源的浪費(fèi)。而要想綠化帶的效用達(dá)到最大化，在對綠化帶進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工時(shí)，施工方要結(jié)合實(shí)際情況，尤其是要充分考慮當(dāng)?shù)氐乃臈l件，進(jìn)行綠化帶的設(shè)置，從而確保綠化帶涵養(yǎng)水源、減少地面徑流的作用能夠得到充分發(fā)揮。最后，施工方還要根據(jù)道路周圍環(huán)境情況，選擇合理的排水方式，通過各類排水設(shè)施的應(yīng)用，將雨水迅速引入綠化帶，減少雨水對路基的影響，保障路基的穩(wěn)定性，同時(shí)吸納雨水，充分利用水資源。

5.2 做好施工材料的選擇

海綿城市理念應(yīng)用在市政道路施工中，需要施工方靈活的運(yùn)用各種滲透性能較佳的建筑材料，從而使城市實(shí)現(xiàn)海綿化，做好雨水的滲透和利用工作，確保道路的正常通行。事實(shí)上，也只有選擇透水性能佳的材料，市政道路才能夠在雨季良好發(fā)揮雨水滲透和收集功能。為此，施工方要選擇合理的級配碎石，提高其承載力，保證混凝土的穩(wěn)定性。同時(shí)通過嚴(yán)格控制透水混凝土的拌合和運(yùn)輸時(shí)間，保證其效用的最大化。除此之外，在施工中，施工方還要加強(qiáng)對材料質(zhì)量的檢查，確保材料質(zhì)量的達(dá)標(biāo)，并嚴(yán)格按照工程項(xiàng)目建設(shè)需要，采用符合規(guī)格的建筑材料，不斷完善建筑材料采購機(jī)制，杜絕弄虛作假、以次充好的行為發(fā)生，從而為市政道路改造施工提供相應(yīng)的保障。

5.3 充分運(yùn)用植草溝

在市政既有道路改造中，要想有效的調(diào)度水資源，施工方要合理的利用植草溝，通過設(shè)置雨水花園和濕地，并種植合適的植物，實(shí)現(xiàn)水資源的有效利用，同時(shí)增強(qiáng)景觀效果，提升土壤和植被的過濾作用，實(shí)現(xiàn)對雨水的凈化。除此之外，在雨水花園的作用下，雨水流入花園后，在植被多層過濾下，由溢流口進(jìn)入暗管，使得雨水得到凈化，并送至市政管網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對雨水的收集、凈化和蓄水的一體化。另外，在施工中，施工方還要加強(qiáng)對綠化帶種植土的回填施工，并對原材料的配合加以優(yōu)化，從而增強(qiáng)回填的效果。此外，施工方還要根據(jù)實(shí)際情況，確定合理的回填方式和回填高度，并根據(jù)需要設(shè)置擋水土埂，以防止雨水發(fā)生斷流。

5.4 做好市政道路維護(hù)管理工作

為了延長市政道路的使用壽命，充分發(fā)揮海綿城市下市政道路的排水效果，相關(guān)部門還應(yīng)做好道路的維護(hù)和管理，尤其是透水鋪裝項(xiàng)目，工作人員應(yīng)對其使用情況進(jìn)行檢查，杜絕透水鋪裝出現(xiàn)破損等問題，并對鋪裝中的沉降進(jìn)行處理。另外，在雨水口過濾裝置中，工作人員也要對過濾裝置中的雜物及時(shí)進(jìn)行清理，以避免雜物堵塞過濾裝置，影響過濾效果。除此之外，綠化帶方面，有關(guān)部門也需安排專人及時(shí)修剪綠化帶，并對枯死的植株及時(shí)進(jìn)行清理，以最大限度發(fā)揮綠化帶的效益。最后，暴雨季節(jié)時(shí)，地面徑流流速過快容易造成水土流失，并引發(fā)雨水口堵塞，為此，工人應(yīng)及時(shí)做好雨水口的清淤，并但在雨水口處設(shè)置碎石，以保證雨水口的通暢。

結(jié)語：

綜上所述，海綿城市對于城市建設(shè)和長遠(yuǎn)發(fā)展意義重大，相關(guān)部門應(yīng)引起重視，不斷在城市建設(shè)中貫徹這一理念，更好的做好城市既有道路的升級和改造工作，確保道路通車的順暢，保障城市交通安全。為此，有關(guān)部門需要結(jié)合城市的水文條件和建設(shè)目標(biāo)，保障雨水的高效化處理，提高其生態(tài)效益和社會效益。同時(shí)在施工環(huán)節(jié)中，施工人員還要嚴(yán)格把控諸多工藝環(huán)節(jié)，從而提高整體道路的改造質(zhì)量，促進(jìn)城市的健康發(fā)展。