郑立宾
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摘要：山地市政道路工程基于海绵城市理念，在设计中采用了生物滞留带及人行道透水铺装的低影响开发设施，以实现道路范围内年径流总量率控制的要求。根据设计降雨量目标，计算确定了生物滞留带规模。结合山地市政道路特点，对相关设计细节进行了阐述，以期为类似新建道路的低影响设施建设累积经验。
关键词：海绵城市理念;?山地市政道路;?给排水设计;
城市道路是城市基础设施建设的重要组成部分，密切关系到城市可持续发展、市民出行和货物运行。为了加强城市雨洪管理，更好的消纳、利用降雨，进一步完善城市功能建设，城市道路的设计思路应契合国家大力倡导的“海绵城市”理念。
1 设计思路
综合考虑设施占用人行宽度、道路纵坡等因素，经综合比选拟采用生物滞留带与透水铺装两种低影响开发设施。优先将道路红线范围内的雨水汇集进入生物滞留带进行综合处置。通过设施对雨水储存、过滤、蒸发，使汇流时间延长，峰流减小，发挥控制面源污染、洪峰流量削减等方面的作用。同时，采取相应措施防止道路范围外的雨水进入本生物滞留带内，以免对生物滞留带造成冲击破坏。地块内雨水应通过地块内设置低影响开发设施进行综合利用。
2 设计内容
2.1 生物滞留带的计算
(1）设计规模的计算：低影响开发设施以径流总量和径流污染为控制目标进行设计时，设施具有的调蓄容积一般应满足“单位面积控制容积”的指标要求。设计调蓄容积一般采用容积法进行计算。同时，对于生物滞留设施的设计有效调蓄容积还应扣除该设施渗透量。
(2）生物滞留带排空时间校核
绿地植物的耐淹时间过长将会影响绿地植物的正常生长，因此在渗透设施容积深度确定以后，需要用绿地的淹水时间进行校核。绿地淹水时间与持水深度、土壤渗透系数有关，校核是按照最不利情况进行计算，即空池标准水深（渗透设施蓄水高度达到碎石阻隔带或挡水堰的高度）时，雨水全部下渗所需的时间。
(3）路缘石雨水豁口的计算
道路路面径流雨水通过路缘石雨水豁口进入生物滞留带内，进水方式同传统立篦式雨水口。雨水豁口采用倒梯形方式，等距布置，豁口底标高低于道路完成面约5cm。豁口进水流量宽顶堰堰流公式计算，并考虑误差修正系数。
(4）以本工程为例的实例计算
根据项目道路路幅分配：B=5.5m（人行道）+11m（机动车道）+3m（中央分隔带）+11m（机动车道）+5.5m（人行道）=36m。在采用生物滞留带与透水铺装两种低影响开发设施的条件下，对拟建道路每延米的下垫面进行分析（由于中央分隔带通过盲沟排水直接进入雨水管道系统内，故不计入综合径流系数内）。初步考虑生物滞留带单侧净宽度为1.3m，滞留带两侧侧石宽度均为0.15m，故滞留带单侧总宽度1.6m，双侧布置。经加权计算道路红线内综合径流系数为0.792。
在年径流总量控制率在71%，即对应的设计降雨量16mm的条件下，对生物滞留带调蓄容积进行校核。在设计蓄水层高度0.15m条件下，实际调蓄容积0.39 m3/延米>需求调蓄容积0.324 m3/延米，设计生物滞留带宽度能够满足要求。
同时有效蓄水容积排空时间约4.17小时小于24小时，不会对植物造成影响。
2.2 低影响开发设施设计
2.2.1 人行道透水铺装
人行道透水铺装主要采用透水砖及本体自然下渗，超量雨水通过人行道2%横坡排入生物滞留带内。设计采用透水砖要求其透水系数大于2.0×10-2cm/s,防滑性能(BPN)大于60、保水率大于0.6g/cm2且耐磨性的磨坑长度小于35mm。外观质量、尺寸偏差、力学性能、物理性能等其他要求应符合《透水路面砖和透水路面板》（GB/T25993-2010）、《透水砖路面技术规程》CJJ/T188-2012的规定且免烧结节能环保产品。
2.2.2 生物滞留带
根据计算确定本项目生物滞留带净宽为1.3m，设计蓄水层高度0.15m。
生物滞留带主要负责收集和处理沿线车行道及人行道的径流雨水。车行道径流雨水通过等距10m布置的雨水豁口进入生物滞留带内，收集的雨水优先通过下渗进行过滤处理。生物滞留带其剖面由上至下依此为蓄水层0.15m、种植土壤层0.6m、砂滤层0.1m以及卵石层0.4m。下渗雨水通过设置在底部卵石层内的DN200穿孔管收集接入雨水检查井内，超出下渗能力的雨水在持水区持续蓄积，蓄水高度超过碎石阻隔带顶高时，将向下一格持水区溢流；随着蓄水高度进一步增大，超量雨水将通过溢流口直接溢流至雨水检查井。为避免渗水对道路路基影响，生物滞留带或透水铺装底部与车行道路基之间均采用HDPE防渗膜。
2.3 针对山地市政道路的低影响开发细节设计
2.3.1 采用阶梯式生物滞留带
本工程道路纵坡最大5%，为保证在道路纵坡较大的情况下，能够实现生物滞留带的有效蓄水，采用了阶梯式生物滞留带。当道路坡度小于等于2%时，生物滞留带纵坡同道路纵坡，并沿道路坡向每隔10m设置阻隔带，阻隔带顶标高同设计蓄水面标高；当道路纵坡大于2%且小于等于5%时，采用阶梯式生物滞留带，蓄水层底沿水流方向设置1%的缓坡，并将阻隔带改作挡水堰，挡水堰间距为5m，挡水堰之间高差h根据实际坡度推算。生物滞留带内每隔约30m设置溢流雨水口，其泄流量不小于25L/s，为确保溢流雨水口溢流排水能力，在每个控制单元最下游设置末端控制挡水堰，末端控制挡水堰堰顶标高为高于该处道路路面标高0.1m。
2.3.2 进水雨水豁口细节设计
由于山地城市土壤渗透系数较小，由于道路纵坡较大，雨水流速较快，容易侵蚀生物滞留。故进水雨水豁口后设置由级配不同组成的消能鹅卵石、碎石，并拌入适量素混凝土将卵石进行固定，埋入土壤内，同时设置沉砂井。在道路交叉口处，其汇水面积往往较道路标准段更大。在保证人行方便的前提下，在局部无人行斑马线且属于道路纵坡低点的转弯处设置进水雨水豁口及沉砂区，以进一步提高生物滞留带收水效果。
3结语
在山地市政道路工程设计中，采用了人行道透水铺装及双侧布置净宽为1.3m（单侧）的生物滞留带等低影响开发设施。通过采用阶梯式生物滞留带，并强化进水后的处理措施，可实现道路年径流总量控制率在71%（对应的设计降雨量16mm）,年径流污染去除率不低于52.87%的目标。
参考文献
[1]?住房与城乡建设部.海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)[M].北京：住房与城乡建设部，2014.
[2]?北京市市政工程设计研究总院.给水排水设计手册：城镇排水(第3版)[M].北京：中国建筑工业出版社，2017.