采用天然石材铺装及有限空间的人行道海绵城市措施应用

林加爵

（天河区建设工程项目代建局，广东 广州 510630）

0 引言

对于海绵城市而言，它是新一代城市雨洪管理概念。海绵城市建设，不仅能够适应城市环境变化，同时还能有效消除雨水带来的自然灾害[3]。海绵城市通常也被称为“水弹性城市”，每当雨季来临时，能够起到很好的吸水、蓄水以及渗水、净水的作用。同时，在需要时将蓄存的水进行“释放”，并开展相应的利用工作。对于市政道路而言，占到城市建设用地面积的15%～20%。利用人行道开展雨水收集，不仅能够为周边绿化带提供水源补给，同时还能推动海绵城市建设，增强城市生态环保效果。

1 市政道路的海绵城市建设理念及存在问题

海绵城市建设在市政道路建设过程中的理念体现，应分别从保护既有城市原生态系统、对原生态进行恢复和修复、低影响开发建设三个视角，完善市政道路设计，为城市市政建设原生态整合绿化资源，提高水资源合理利用性。根据《海绵城市建设技术指南》[2]及工程实际考虑增加以下海绵设施的建设：①采用透水材料的铺装；②采用下沉式绿地；③生物滞留措施；④雨水湿地；⑤转输型植草沟；⑥植被缓冲带；⑦渗管、渗渠等。

目前，广州市内人行道现状往往不具备充足的海绵城市建设条件：①在人行道铺装方面，既有透水砖铺装材料较为陈旧，耐久性较差，部分甚至出现开裂及破损严重的情况；②在品质化提升过程中采用的天然石材铺装，虽然提高了铺装材料的耐久性和强度，但却降低了铺装材料的透水性能；③随着城市化的进程更迭，市区内车行道及人行道下管线繁多，除供水、排水、煤气、电力等主要管线较为规范外，各类通讯管线的敷设呈现杂乱无序、埋深过浅等问题，严重限制了海绵城市建设的推进；④由于广州市属于国内一线城市，具有发展规模大、繁华地区遍布等特点，市政道路周边普遍邻近居民楼、生活小区、商铺、学校、医院，有限的空间资同样限制了海绵城市的建设。

在此基础上，通过海绵城市的“渗、滞、净、用、排”等多种生态化技术建设理念，结合广州市内现今采用天然石材的人行道铺装材料及有限的空间资源前提下，提出如下设计及实施思路以推进海绵城市的建设，有效提升城市年径流总量控制率，减轻城市存在的内涝灾害隐患，增强自然环境生态效果。

2 工程概况

本工程为广州市天河区马场路及周边道路品质化工程案例，工程位于珠江新城CBD核心繁华区域，周边学校、居民小区、商场商铺林立，建设范围为马场路及甲子路，马场路南起临江大道，北至黄埔大道西，甲子路为东起马场路，西至花城大道。主要内容与规模如下：改造道路总长度约2km，改造总面积约30857m2，建设内容包括人行道和退缩空间铺装改造、树池绿化改造、交通工程、城市家具以及标识系统等方面的升级改造。其中人行道采用天然石材作为基础铺装材质，并统一采用10cm厚的花岗岩进行铺设，主要对人行道路面以下共38cm的面层及基层进行升级改造如图1所示。基于透水材料普遍强度、耐久性较低的特性及根据《广州市城市道路永久性材料运用指引》[1]规定，近年来广州市内较大范围地采用透水率较低但强度相对较高的天然石材进行人行道改造，以本工程为案例探讨既兼顾人行道耐久性及强度要求，又为解决城市洪涝、改善城市绿化生态、实现水资源循环往复可持续利用的措施，以推进海绵城市建设。

图1 原道路人行道改造横断面

3 有限空间资源下及采用天然石材铺装人行道的海绵城市措施研究

3.1 采取渗水管下渗措施

对于部分绿地欠缺路段或邻近商铺等有限空间的人行道，可考虑采用的是渗水管下渗措施，吸纳一部分雨水。在本项目中，人行道面层均采用10cm厚花岗岩铺装。天然石材由于密度高、空隙率低，无法实现透水性。为确保路面砖体强度，同时提高储水功能，利用“砖缝”理念，改良下部结构层的施工工艺，使其实现渗水、蓄水、滞留、排水的新型铺装垫层结构如图2所示。以提升人行道的集水及透水功能。

图2 采用渗水管的道路断面

经现场施工工艺、效率及经济效益对比筛选，择优选择在现状混凝土垫层插入5cmPVC@300cmPVC管材，内填细石米及中粗砂，利用面层砖缝收集下渗的雨水至PVC管，排至下部土壤中从而实现雨水下渗、蓄、排。该措施的采用，能够系统的、有组织的多方位、全覆盖设置下渗管，把人行道雨水排渗入地面，减少了石材铺装面的径流系数，快速吸纳人行道路面部分雨水，一定程度上解决暴雨人行道水涝的问题。虽然该方法有着积极的一面，但也存在相关的隐患。比如，下渗作用增加了土基含水率，长期蓄水得不到排放，将导致原有路基结构遭到破坏，使人行道局部下陷及面层开裂。为有效解决该问题，考虑下渗管连接穿孔管接入市政排水系统，当土壤含水量饱和时，可把多余水分引入排水管网，以免影响路基结构强度。

3.2 采用楔形天然石材排水措施

本方案同样适用于部分绿地欠缺路段或邻近商铺等有限空间的人行道，通过调整天然石材加工工艺，对石材进行楔形处理如图3所示。利用石材底部楔形砖缝内填中粗砂进行吸水下渗至下部楔形空间进行储蓄并分散至砂浆层，干硬性水泥砂浆层本身具有一定的透水性，雨水渗过砂浆层后滞留于混凝土基层表面并随纵坡、横坡汇集至暗埋穿孔管排入市政雨水管网，通过以上方式，可增加雨水下渗功能并有效滞留部分地表径流，减缓市政管网最大雨量期间排水压力，此法既保留了天然石材耐久性及强度特点，同时通过工艺的改进提升石材的储水性能，贯彻海绵城市的理念。

图3 楔形石材轴侧

3.3 雨水引入绿地排滞措施

部分接壤绿地、有条件的人行道路段，采用绿地开口侧石，将部分雨水引入绿地排滞。下凹式绿地结合生态草沟如图4所示，在既能增加收集、下渗、蓄水面积的基础上通过生态草沟进行连接的形式更高效、美观。下凹式绿地旱、雨两种气候均能呈现相应的旱溪或雨水花园景观，使绿化带与道路景观衔接过渡更为自然、丰富，将海绵城市功能与道路绿化结合，美观度与实用性兼顾。

图4 绿地侧石开口

4 结语

海绵城市建设期间，需要对城市降水、地表径流进行全面的考虑，确保市政道路的设计可以起到减轻城市洪涝灾害、净化城市水质等重要作用。同时，通过对雨水资源进行充分的利用，还能提高资源利用率，起到环境保护的重要作用。本文在市区内有限空间条件下采用天然石材铺砖的市政人行道进行实验提供了采取渗水管下渗、楔形天然石材及绿地侧入式开口的实施思路，以便使海绵城市建设的理念能贯彻落实，推动绵城市市政道路建设工作。