中新廣州知識城某已建道路海綿改造設計

歐彥華，孔 紅，趙力軍

（廣州市設計院，廣東 廣東 510620）

0 引 言

隨著城鎮(zhèn)化進程的加快，城市硬化面積不斷加大，為解決內澇頻發(fā)和水資源短缺并存的問題，海綿城市的理念應運而生。市政道路作為城市基礎建設的重要組成部分，理應順應時勢，在設計上契合海綿城市的理念，因地制宜，通過多種工程措施相結合，最大限度的實現(xiàn)“滲、滯、凈、排”的建設要求。

1 工程概況

1.1 工程現(xiàn)狀

本工程位于中新廣州知識城，為一條在建市政道路。道路總寬30 m，縱坡8‰，設有機動車道、側綠帶、非機動車道以及人行道。機動車道橫坡2%，坡向兩側為側綠帶，人行道與非機動車道共板，橫坡1%坡向側綠帶。側綠帶高于機動車道面0.15 m。道路橫斷面如圖1 所示。

圖1 道路橫斷面圖（單位：m）

原設計因特殊情況，未按照海綿型道路的要求進行設計，側綠帶按照廣州市常規(guī)做法，全線呈龜背形隆起，雨水口布置在機動車道邊，間距約30 m，僅收集機動車道及1/2 側綠帶的雨水。人行道、非機動車道以及剩余1/2 側綠帶的雨水徑流利用道路8‰的縱坡自由散水，最終匯至道路開口處的雨水口中。

對上述道路按照海綿城市的要求進行改造。此時，機動車道已施工至路面層；人行道、非機動車道平、側石已裝，僅余表面鋪裝未鋪，各類管線及附屬構筑物已完工，側綠帶已填土至機動車道設計標高，暫未購入苗木進行種植。

1.2 改造要求

該次改造需實現(xiàn)以下目標：

（1）符合海綿型道路理念，徑流路徑清晰，機動車道雨水不可直接排入已建雨水口；

（2）側綠帶在外觀上呈龜背形隆起。地被區(qū)域可通過修剪成形，喬木區(qū)域，為保證喬木的成活率和觀賞性，需堆土成形（不可下凹蓄水）；

（3）出于安全及日后管養(yǎng)方面的考慮，從非機動車道一側計算，側綠帶下凹深度控制在200 mm 左右；

（4）控制造價、工期，盡量減少對已施工部分的改動。

1.3 改造難點

該工程雖為在建道路，但已近完工，同已建道路無實質區(qū)別。根據上述要求，海綿改造的難點在于：

（1）側綠帶內的徑流組織不暢：該工程樹穴區(qū)域隆起，水流在條狀側綠帶內不能自由流動（見圖2），不能按照海綿常規(guī)做法，在下凹側綠帶內每隔約30 m布置一個溢流雨水口。

圖2 側綠帶縱剖示意圖（單位：m）

（2）側綠帶的下凹深度淺：因側石頂平非機動車道路面，即高于機動車道路面150 mm，故要保證從非機動車道側計算，側綠帶下凹深度200 mm，則從機動車道側計算，側綠帶下凹深度為200-150=50 mm，僅為常規(guī)下凹深度的1/3，如圖3 所示。

圖3 標高關系示意圖

（3）工期、成本控制：不得重新破路敷管，需利用原有排水系統(tǒng)。

2 工程設計

為滿足相關要求，解決改造中遇到的難點，提出以下詳細做法，其中，雨水徑流組織路徑如圖4 所示。

圖4 雨水徑流路徑圖

2.1 側綠帶內排水系統(tǒng)

（1）側綠帶內排水由溢流系統(tǒng)和滲流系統(tǒng)組成，兩套系統(tǒng)獨立運行，末端分別接入已建雨水口。如此可保護滲流系統(tǒng)免受溢流雨水的污染，降低其孔隙堵塞的風險，延長使用壽命。

為達到上述目標，滲流系統(tǒng)排出管管底應高于雨水口連接管管頂。由于條件受限（雨水口連接管已建好，高度不可調），故根據水力計算結果，結合植被種植需求，使?jié)B透系統(tǒng)排出管管底高于雨水口連接管在設計重現(xiàn)期下的實際充滿度水面標高。溢流系統(tǒng)排出管與雨水口連接管管頂平接。

（2）以兩個樹穴之間的下凹區(qū)域（即地被種植區(qū)，長度約5.5 m）為1 個小單元，在每個小單元起端（順道路縱坡向高點）的道路側石開口，以實現(xiàn)盡可能多的機動車道雨水進入側綠帶，經滲流系統(tǒng)或地表植被過濾后再排出的目標（見圖5）。

圖5 側綠帶海綿設施平面布置圖

側石開口尺寸根據寬頂堰公式計算確定，同時滿足《室外排水規(guī)范》（GB 50014—2006）[1]4.7.1A條，“雨水口和雨水連接管流量應為雨水管渠設計重現(xiàn)期計算流量的1.5～3 倍”的要求。

（3）在每個小單元末端（順道路縱坡向低點）設置一個溢流口，溢流量不小于側石開口入流量，保證流入的雨水能順利排出，不反流至路面（見圖5），溢流口做法詳見《室外排水規(guī)范》（GB 50014—2006）2.4。

2.2 側綠帶地被區(qū)的設計

地被區(qū)的構成需同時滿足綠化種植及海綿設施的要求，經研究確定由300 mm 厚的種植土層與300 mm 厚的細沙層（保水）組成。種植土面低于非機動車道面230 mm，設計水面低于機動車道面30 mm（確保機動車道雨水自由出流，進入側綠帶），即蓄水深50 mm。為避免植被生長遮蔽開口，影響過流能力，開口處鋪設鑿毛的花崗巖磚，如圖6 所示。

圖6 側石開口位置剖面圖（單位：mm）

為減少側綠帶開挖對機動車道路基的影響，減小施工難度，溢流管埋設在側綠帶正中央的底部，穿孔管埋設在側綠帶靠非機動車道側的碎石層內?？紤]到項目所在地降雨量大、雨季長、地下水位高的特點，為避免積水破壞路基，側綠帶最底部包裹防滲膜。

2.3 樹穴區(qū)域的設計

考慮到樹穴頂部呈龜背隆起，不能蓄水，且樹穴區(qū)域采用原土回填，土壤滲透系數較低，對路基影響較小，為利樹木生長，保證根部疏水，樹穴區(qū)域不包裹防滲膜。穿孔管過樹穴區(qū)域，采用防滲膜包裹，防止樹根伸入穿孔管，堵塞滲透系統(tǒng)，如圖7 所示。

圖7 樹穴位置剖面圖

2.4 溢流口的設計

根據計算，每個小單元匯水面積為112.5 m2，5 a一遇雨水設計流量為4.24 L/s。根據《室外排水設計規(guī)范》（GB 50014—2006）[1]4.7.1A，溢流口排水設計流量至少為4.24×1.5=6.36 L/s。若每個小單元均設置雨水口，則雨水口設置過于密集（約7 m 一個），不僅在雨水口連接上不滿足《室外排水設計規(guī)范》（GB 50014—2006）[1]4.7.2 條的要求，且不美觀。經綜合考慮，改為在每個小單元末端設置一個大流量地漏，收集溢流雨水。查《建筑給水排水設計標準》（GB 50014—2006）[2]表4.3.8 可知，DN150 大流量地漏，當積水深50 mm 時，泄水能力達10 L/s，可滿足設計要求。

根據地漏表面積水深50 mm，可反算側綠帶最大蓄水深度為80-50=30 mm。扣除植被根系體積，不但蓄水容積不足，落葉、泥沙也極易堵塞溢流口。

為解決側綠帶蓄水深度淺、溢流系統(tǒng)容易堵塞與地漏需要表面積水深度大之間的矛盾，引入“堰”的思路來控制蓄水深度，創(chuàng)造地漏表面積水條件。具體做法是在地漏外加一個溢流套管。因有堰（套管）的阻隔，堰內外水位得以獨立，堰內地漏的安裝高度可根據積水深度要求進行調整，不受側綠帶蓄水深度的限制，而堰外側綠帶蓄水深度僅受堰高控制，無需考慮地漏的安裝高度（見圖8）。根據溢流量、允許溢流高度，可用薄壁堰公式反算套管管徑。

圖8 溢流口位置剖面圖（單位：mm）

地漏選用插卡式立體地漏。非固定式地漏，可便于日后對地漏、溢流管的疏通、清理、管養(yǎng)。地漏頂面和側面均可進水，可最大限度的保證過流能力，減少因堵塞影響泄水能力。

3 結 語

工程通過對“堰”的靈活應用，不僅在龜背形綠化景觀、淺下凹深度、少改動現(xiàn)狀的前提下實現(xiàn)了海綿型道路的功能，而且緩解了原人行道、非機動車道路面無組織排水，導致下游雨水口壓力大的問題，也滿足了《廣州市建設項目海綿城市建設管控指標分類指引》中對于道路工程的約束性指標要求。

項目建成后，經受多場暴雨的考驗，運行狀況良好，獲得相關部門及業(yè)主認可，成為海綿型道路示范路段。作為探索龜背形綠化景觀下的海綿型道路的樣板工程，示范意義大，展示作用強，景觀要求高，鑒于溢流套管的施工未能達到理想的精度要求，經多方會議，最終決定取消溢流套管，抬高溢流口，現(xiàn)場照片如圖9、圖10 所示。

圖9 整體效果

圖10 溢流口位置