“海绵城市”在市政道路工程应用研究

发表时间:2021/6/28   来源:《工程管理前沿》2021年7卷第5期   作者:李元龙
[导读] 随着我国城市现代化不断地发展,传统的城市建
        李元龙
        北京市政建设集团有限责任公司 北京市 100045
        摘要:随着我国城市现代化不断地发展,传统的城市建设模式已经无法适应现代化绿色能源型城市建设的要求。基于海绵城市理论,以北京市通州区某市政道路工程为研究背景,通过了解通州区域的降雨特征、土壤地质以及河流水系等条件,对应实施具体的低影响开发措施。分析计算得出在设计降雨量为11mm时,新建市政道路工程的年径流总量控制率为50.71%,SS去除率最高可达45%,实现了海绵城市理念在市政道路工程中的应用,以期为今后生态型城市的市政道路建设提供依据。
        关键词:海绵城市;市政道路;道路设计
        引言
        近年来,传统城市建设模式所暴露出来的问题日益显著。城市水资源缺乏、雨水径流污染、水患灾害等造成基础设施瘫痪的同时,也影响着城市的经济发展。对城市建设模式的误区,排水管理不到位等因素造成了城市水文循环的失调。为了有效地解决城市排水问题,实现雨水资源的循环再利用,海绵城市理念应运而生。
        一、海绵城市理念
        海绵城市是统筹、系统解决我国城市水问题的一种城市发展理念和方式,是城市开发建设落实生态文明、绿色发展的必然要求。所谓海绵城市,就像水资源的收集器,不仅能够吸水也能够排水。在遇到暴雨天气时,利用海绵工程实现城市水资源的高效存储与清理净化;在需要的时候为城市生活和工业生产供应水[1]。
        二、海绵城市理念在市政道路工程中的应用
        市政道路工程作为现代化城市基础设施建设的主要组成部分,是海绵化改造的重要一环。本工程海绵型道路施工在了解通州区域的降雨特征、土壤地质以及道路周围河流水系等条件的基础上,结合海绵道路的建设问题及需求,明确海绵道路的施工目标。
        2.1“海绵城市”理念的应用措施
        根据综合控制指标要求和各单项控制指标,结合现状分析,对道路进行海绵化改造,实施低影响开发具体措施,分别为:人行道透水铺装、环保型雨水口、下沉式绿地及渗透溢流井。海绵道路的雨水径流路线图如图2.1所示:

图2.1道路建设技术路线图
        2.1.1人行道透水铺装
        (1)人行方砖步道采用透水步道砖铺砌,要求预制厂统一预制要求,应表面平整、线路清晰、棱角整齐,不得有蜂窝、露石、脱皮等现象。
        (2)人行步道路基为5cm粗砂垫层,上铺设15cm厚级配砂石,然后做1:5干硬水泥砂浆找平层2cm,步道砖采用8cm厚透水型步道方砖。
        (3)采用经纬仪测设纵、横方格网,人行道每隔5m铺筑一道方砖冲筋做为高程方向控制点。
        (4)步道砖铺砌应平放用橡胶锤敲打稳定,不得损伤边角,步道砖铺筑中随时检查其安装是否牢固与平整及时进行修整,修整应重新铺筑,不得向砖底部填塞砂浆或支垫的方法找平。
        2.1.2环保型雨水口
        (1)雨水口圈表面高程应比该道路路面低3cm,并与附近路面接顺。位置、尺寸应符合设计条件,平面尺寸误差不超过10mm,高程误差不超过10mm。
        (2)雨水口采用M10水泥砂浆砌筑MU10以上实心砖,基底采用10cm厚C15混凝土。预制构件包括过梁、透水墙、盖板、截污框、卡槽等,其在制造、运输、堆放、安装过程中应注意保持构件完好,避免破损。
        (3)当有冻胀影响时,雨水口肥槽回填应采用矿渣、级配砂石等非冻胀材料,四周应同时进行,均匀回填,分层压实,压实过程中应注意避免预制构件错位。
        2.1.3下沉式绿地
        (1)施工工艺。道路土方路基施工完成→测量放线、准备工作→基槽开挖→两侧槽壁防渗土工布安装→30cm碎石垫层施工→铺设反滤土工布→10cm中粗砂垫层施工→120cm种植土回填及渗透溢流井施工。
        (2)测量放线、准备工作。根据设计位置放出下凹式绿地两侧边线,直线段每20米放一点,曲线段每10米放一点。放完后做好控制桩的保护工作,必要时做好引桩。
        (3)基槽开挖:
        ①沟槽开挖采用人工配合机械,在设计沟槽底标高以上预留5~10cm土层不挖,采用人工挖至设计沟槽底标高,避免出现超挖,扰动原状土;
        ②为保证土方开挖的顺利进行,在进行坑底排水的同时,为防止地表水的进入,在基坑开挖时,坑顶设一道排水明沟,阻断外界流水进入坑内。
        (4)防渗土工布安装:
        ①防渗土工布室外铺设施工宜在气温5℃~40℃之间,风力4级以下并无雨、无雪天气进行;
        ②防渗土工布裁切之前,应该先丈量其相关尺寸,然后按实际裁切,并逐片编号并作记录;
        ③膜与膜之间接缝的搭接宽度不小于100毫米,通常应使接缝排列方向平行纵坡度线;
        ④防渗土工布在铺设中,应避免产生人为的折皱。
        (5)碎石垫层及中粗砂垫层施工:
        ①土工布施工完成后及时摊铺碎石垫层及中粗砂垫层,运到工地的碎石排平后,大小颗粒应分布均匀,按设计厚度一次铺平;
        ②运料及摊铺应先远后近循序进行,所需材料按预先计算量分段分堆放置,应用人工配合机械进行摊铺,摊铺的碎石应级配分布均匀一致,无明显颗粒分离现象,严禁用四齿耙拉平料堆,造成粗细料局部集中。
        2.2年径流总量控制率计算
        本工程计算指标方法采用《海绵城市建设技术指南》中“各地块低影响开发雨水系统的年径流总量控制率与各地块综合雨量径流系数的乘积加权平均,得到规划范围低影响开发雨水系统的年径流总量控制率”的方法。通过对标准横断面径流进行分析,本设计人行道、连续性树池、非机动车道、分隔带及机动车道分别为独立汇水分区,按照上述各汇水分区的面积和年径流总量控制率加权计算取得年径流总量控制率为50%,根据《通州区海绵城市建设专项规划》的研究成果得出对应的设计降雨量为11mm。
        2.3水质标准及评价
        根据《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建》的内容,针对道路雨水径流污染物中,SS往往与其他污染物指标具有一定的相关性。因此,本工程采用SS作为径流污染物控制指标,根据该技术指南里提供的低影响开发设施比选表得出,透水砖铺装、环保型雨水口、下沉式绿地对污染物的去除率(以SS计)为80~90%。最终通过计算确定本工程的海绵型道路SS去除率最高可达45%。
        结语:
        海绵城市理念作为一种符合时代背景的新型生态途径,已从学术界走向管理层面,亟待在实践当中推广。本文通过实践证明,海绵城市可以有效地控制年径流总量,减少城市雨水径流污染物,缓解城市排水系统压力,为我国生态型城市的基础设施建设提供依据。同时,海绵城市的建设也需要全方位保障。对于海绵设施的维护与保养措施还需要进一步研究。
        参考文献:
[1]尚林菁.基于海绵城市理念的市政道路设计[J].交通世界,2020(21):78-79.
[2]代景旺,王绍华.海绵城市理念在市政道路设计中的应用[J].黑龙江交通科技,2020,43(06):3-4.
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