基于海绵城市理念的市政既有道路改造施工工艺

文／冯韵 吉林省畅达市政工程有限公司 吉林长春 130000

引言：

海绵城市理念的提出，在一定程度上有助于控制径流污染，对于城市防洪和充分利用水资源具有重要意义。更好保障城市供水需要，修复生态环境。事实上，在城市建设过程中，若能将海绵理念和城市发展有机结合起来，势必能从源头上改善城市环境，提升城市效益。相比之下，传统城市在道路设计上关注道路的排水能力，但忽略了积水渗漏的问题，进而没有做好径流控制，导致暴雨季节时，城市内涝频发，严重妨碍行人出行，并且，由于大量硬化路面直接阻止了雨水的渗透，这就导致城市夏季时热岛效应突出。为此，市政道路改造必须贯彻海绵城市理念，只有这样，才能够提高城市的雨水综合利用能力，解决城市内涝，实现市政道路的可持续利用。

1、海绵城市概述

我国城市化进程速度快，在建设前期难免有诸多不合理，使得大多数城市在雨季时，容易出现城市内涝、排水功能瘫痪等问题，这对城市的发展极为不利，极容易引发城市内涝，影响市民的正常通行。基于这样的背景，海绵城市这一概念被提出，它的核心是模拟海绵的吸水性，让城市能够更好的利用水资源，从而在旱季时，通过前期建设的系统，更好利用雨水灌溉城市植被，解决城市内涝和热岛效应，使城市的生态条件更具弹性。在城市建设过程中，要发挥好海绵城市的特性，就需要相关单位遵循因地制宜的原则，结合城市建设目标和需要，做好规划设计，消减城市径流污染，加强对城市内涝的防治，从而保证城市在原有资源基础上雨水可以做到自然收集、渗透和净化，促进水资源的循环利用，降低水资源使用成本，有效的改善城市生态环境[1]。

2、海绵城市理念对城市发展的价值和意义

2.1 改善城市生态环境

过去相关部门在规划设计城市排水系统时，过于追求排水的效率，而忽视生态修复和保护，从而使得路面径流增多，城市内涝发生的几率大幅提高，不仅给城市的发展带来一定的限制，而且还很容易引发热岛效应。事实上，传统城市建设过多强调路面硬化，这就使得城市生态环境变得脆弱，洪涝灾害频发。相比之下，海绵城市建设强调能够实现水资源循环利用的设施，诸如可渗透路面、空中花园和绿色屋顶等生态保护基础设施建设，并竭力通过构建海绵体的方式，减少城市内涝和热岛效应发生的可能性，通过贯彻这一理念，提高城市建设的环保型和可持续性。纵观当下，城市建设中对生态环境造成的破坏问题十分严峻，只有转变理念，改变过去粗放的城市建设模式，在城市建设中结合海绵城市设计方式也将能帮助城市构建一个更好的居住环境。

2.2 有利于水资源的合理利用

海绵城市设计的一个主要思路就是解决城市排水问题，通过结合实际情况，对道路进行设计，从而加强对水资源的利用，提高蓄水的效率，降低城市发生内涝的可能性。并且海绵城市应用在城市既有道路改造中，还能够提升水资源利用率，通过对现有或新增的蓄水和排水系统进行进一步的升级，可以有效解决城市水资源匮乏问题，提高城市水资源的利用率，更好助力城市可持续发展[2]。

2.3 科学补充地下水

市政道路大多是利用沥青和水泥铺筑，它会阻碍地下水的渗透，使地下水难以得到及时的补充，而将海绵城市这一理念应用在城市既有道路改造中，则可以实现雨水渗透，科学合理的补充地下水，使雨水达到溢流状态时能够暂时存放在植草沟中，无雨情况下能及时补充周边土壤及植被用水，更重要的是，这种可渗透路面将雨水补充到地下，从而有效避免了雨季时路面积水的发生，可以有效提供路面的快速通车能力。并且，在这一理念上，相关部门在可渗透路面建设中还做了一些调整，如计算各个地方所需地下水量，然后对不同的路段进行可渗透路面的建设，这种方式能够大量吸纳雨水，实现补充地下水和减少地面积水的目标。

3、基于海绵城市理念的市政既有道路改造方案

过去对城市道路中雨水的处理，通常是先进行收集，然后再借助雨水口进行排泄，然而由于先前城市建设规划的不合理，这类处理方式在新时期城市的发展中暴露出了较多的缺点。较为突出的就是，借助市政管网进行雨水的排放，使雨水的价值无法得到充分利用，造成了极大的水资源浪费，尤其是道路两旁的绿化带利用率较低，未能起到蓄水作用，更使得市政部门在后期绿化带养护时，需得另外提供水源，这就加大了水资源的浪费，同时增添了不必要的成本投入。最重要的是，大多数市政道路都进行了硬化处理，这使得雨水的渗透效果较差，暴雨后，容易使路面出现较大范围的地表径流，引发城市内涝的问题。为此，在既有道路改造中，贯彻海绵城市理念，借助车行道和人行道吸收雨水，通过绿地渗透和直接渗透等方式，再加上蓄水池的辅助，有效防范雨季城市积水问题，而要充分发挥海绵城市理念的最大效果，施工方要综合考虑生态因素和经济因素，通过将彩色透水砖铺装在道路两旁，实现对雨水的收集和渗透，同时改善城市道路景观，保障行车的安全性。另外，也可通过充分发挥绿化带作用，实现雨水收集、渗透和排放的协同作业，增强城市的整体蓄水和排水功能，以防极端暴雨天气下城市内涝问题的发生，为城市居民构建良好的生活环境[3]。

4、海绵城市理念下市政既有道路改造施工工艺

4.1 下沉式绿化带改造

海绵城市建设的一个关键就是市政道路两侧绿化带的改造，事实上，下沉绿化带具有雨水收集功能，能够提升城市雨季时排水能力，因此在对市政既有道路进行改造时，施工方要在绿化带两侧布设路缘石，并控制好其高度，满足雨水排出需要，同时为了避免暴雨季节地面径流对植被的冲刷，工作人员还要设置消能池，以保证绿化带的含水功能能够有效发挥。另外，为了保障暴雨天气下市政道路的最佳排水效果，施工单位还要在绿化带中应用溢流式雨水孔，并将其间距控制在30m 左右，满足城市排水需要，保障城市交通的顺畅。除此之外，沙滤层、人工填料层和植被层作为下沉式绿化带的基本组成，施工方在进行设置时，也需要对其进行控制。一般来说，在设置砂滤层时，工作人员还要确保砂料的直径，并根据设计要求设置渗水管，并在入土填料施工时，对材料的渗透性进行检测，确保过滤作用正常，同时利用人工填料层发挥支撑作用，增强整体的承载能力。此外，在植被层施工中，施工方应选择具备良好耐寒和耐水性能的植被，并且严格控制灌木和乔木的厚度[4]。

4.2 海绵技术在透水铺装改造

一般来说，为了有效控制雨水径流的流量，在市政道路中，路面透水铺装是最佳的建设方式，因为它能消减雨水径流，并且能够将地面径流补充到地下，使城市成为真正的海绵城市，有效杜绝温室效应的出现，应用效果极佳。而在这一项目建设中，工人尤其要注意碎石层施工，这一部分工作是整个路面透水性能发挥的关键，而要做好这部分工作，工人必须控制好碎石层厚度，一般在200m 左右最佳。此外，在碎石层施工时，施工方还要对碎石层的密实度进行检查，确保其密实度符合相关标准。另外，在使用透水混凝土时，施工方还要对其特殊性能进行检测。此外，为了保证施工的进度以及防堵效果，施工方还可以在施工中应用透水土工布，确保地面径流渗透的通畅，并通过铺设30mm 厚的中粗砂有效支撑通道。最重要的是，施工方还应选择符合工程标准或规格的混凝土进行施工，以保证混凝土的稳定性。同时在其顶部预留梯形缝，以方便地面径流的顺利渗透，并通过应用BOD5、COD 等过滤雨水中的污染物。

4.3 溢流蓄水设施改造

溢流蓄水设施也是市政道路既有道路改造中的一个关键环节，在施工中，施工方要重点挂住雨水孔的设置，并采用溢流式雨水口，将其间距控制在30mm 左右、直径控制在0.5m 左右，从而确保雨水能够顺利排走，并且为了保证管道系统的通畅，施工方处理好混凝土底部，并做好管道的连接，同时借助绿化带对雨水进行收集，利用透水铺装加以渗透处理。在沉淀作用下，雨水中的杂质会分离出来，可用于绿化和灌溉[5]。

4.4 中央绿化分隔带改造

中央绿化分隔带将城市道路隔开，确保行车安全，同时起到降低驾驶员行车疲劳，降低交通事故的发生的作用。除此之外，中央绿化分隔带还是城市绿化工程的一部分，发挥着美化城市、改善城市生态环境的作用。为此，相关部门应引起重视，在城市建设中引入海绵城市理念时，不能忽视对中央绿化分隔带的改造，应通过提高人行道、绿化带和中央绿化分隔带的吸水特性，并通过将绿化分隔带设计成生态沟渠、凹进绿地等方式，提高对绿化分隔带的养护效率，同时最大程度实现水资源的充分利用。

4.5 车行道改造

车行道是城市交通中的重要一部分，但纵观以往城市车行道规划和建设不难发现，车行道建设往往关注其便利性和通车能力，而忽略了暴雨的影响。这就使得一旦发生暴雨，车行道积水就十分严重，使得车行道通车能力受到影响，严重影响了城市交通的通畅，甚至引发严重的安全事故。为此，相关部门在对车行道进行建设时，需贯彻海绵城市这一核心理念，通过将具有渗透性的材料应用在车行道建设中，将车行道建设成可渗透路面，同时综合考虑实际情况，做好地面水径流量的控制，通过各类渗透性能优良的材料应用在车行道建设中，确保暴雨季节时车行道的通畅，减少雨水对路面的破坏。

4.6 生态植草沟的改造

生态植草沟是收集雨水的第一线，它又被称为生物沟，它的作用是在城市雨季时实现对雨水的运输，形式较为多样，有倒三角、梯形坡等，在规划建设生态植草沟时，施工方要将植草沟内的植被高度控制在100～200mm 以内，并结合种植沟的深度和宽度进行设计，以防止蓄水深度过高而影响到绿色植物的存活，同时也避免由于计算深度不符合要求而降低生态植草沟的效用。

4.7 环保型雨水口改造

为了保证雨水的排出，城市道路建设中会设置高度合适的雨水口，将地面的雨水排入到下水道。而结合海绵城市理念来看，雨水口在海绵城市建设中意义重大，是实现水资源利用的关键。但雨水进口也是水体污染的来源，因而施工方要给予关注，在雨水口选择上，要选择环保型雨水口或采用一定的方式，如应用COD 等过滤雨水中的污染物，充分发挥雨水进口的过水和截污作用。一般来说，可以通过增设截污挂篮或绿砖的方式，借用绿砖和挂篮装置的截污功能净化雨水，保证雨水的正常排放，同时降低雨水流速。事实上，这种简易的雨水口截污装置安装和维护十分便捷，截污效果极佳，应用在城市雨水口中效用极大。

4.8 下凹式绿地改造

下凹式绿地与生态植草沟不同，它的面积相比于生态植草沟来说更大。其原理是，利用开放空间优势对雨水进行储存，在雨季时，下凹式绿地能够收集和容纳大量的雨水。因此，要想保证这一效果的充分发挥，在对下凹式绿地进行建设和改造时，施工方应选择耐久性强且生命力旺盛的植物，利用植物降低地面径流对路基的冲刷，保障路基的稳定性。另外在较为狭窄的地方，工作人员应设置落水管溢流口，确保排水的通畅，同时保证下凹式绿地蓄水效果达到最佳。

5、海绵城市理念下市政既有道路改造施工质量控制措施

5.1 合理设置绿化带

绿化带是市政道路中常用的一种绿化方法，它通过合理的设置绿化带，可以有效实现对雨水的收集和储存，避免雨季时城市发生内涝。并且绿化带的合理设置，还能够提高城市的绿化质量，通过对水资源的循环利用，解决城市水资源紧缺问题，减少水资源的浪费。而要想绿化带的效用达到最大化，在对绿化带进行设计和施工时，施工方要结合实际情况，尤其是要充分考虑当地的水文条件，进行绿化带的设置，从而确保绿化带涵养水源、减少地面径流的作用能够得到充分发挥。最后，施工方还要根据道路周围环境情况，选择合理的排水方式，通过各类排水设施的应用，将雨水迅速引入绿化带，减少雨水对路基的影响，保障路基的稳定性，同时吸纳雨水，充分利用水资源。

5.2 做好施工材料的选择

海绵城市理念应用在市政道路施工中，需要施工方灵活的运用各种渗透性能较佳的建筑材料，从而使城市实现海绵化，做好雨水的渗透和利用工作，确保道路的正常通行。事实上，也只有选择透水性能佳的材料，市政道路才能够在雨季良好发挥雨水渗透和收集功能。为此，施工方要选择合理的级配碎石，提高其承载力，保证混凝土的稳定性。同时通过严格控制透水混凝土的拌合和运输时间，保证其效用的最大化。除此之外，在施工中，施工方还要加强对材料质量的检查，确保材料质量的达标，并严格按照工程项目建设需要，采用符合规格的建筑材料，不断完善建筑材料采购机制，杜绝弄虚作假、以次充好的行为发生，从而为市政道路改造施工提供相应的保障。

5.3 充分运用植草沟

在市政既有道路改造中，要想有效的调度水资源，施工方要合理的利用植草沟，通过设置雨水花园和湿地，并种植合适的植物，实现水资源的有效利用，同时增强景观效果，提升土壤和植被的过滤作用，实现对雨水的净化。除此之外，在雨水花园的作用下，雨水流入花园后，在植被多层过滤下，由溢流口进入暗管，使得雨水得到净化，并送至市政管网，实现对雨水的收集、净化和蓄水的一体化。另外，在施工中，施工方还要加强对绿化带种植土的回填施工，并对原材料的配合加以优化，从而增强回填的效果。此外，施工方还要根据实际情况，确定合理的回填方式和回填高度，并根据需要设置挡水土埂，以防止雨水发生断流。

5.4 做好市政道路维护管理工作

为了延长市政道路的使用寿命，充分发挥海绵城市下市政道路的排水效果，相关部门还应做好道路的维护和管理，尤其是透水铺装项目，工作人员应对其使用情况进行检查，杜绝透水铺装出现破损等问题，并对铺装中的沉降进行处理。另外，在雨水口过滤装置中，工作人员也要对过滤装置中的杂物及时进行清理，以避免杂物堵塞过滤装置，影响过滤效果。除此之外，绿化带方面，有关部门也需安排专人及时修剪绿化带，并对枯死的植株及时进行清理，以最大限度发挥绿化带的效益。最后，暴雨季节时，地面径流流速过快容易造成水土流失，并引发雨水口堵塞，为此，工人应及时做好雨水口的清淤，并但在雨水口处设置碎石，以保证雨水口的通畅。

结语：

综上所述，海绵城市对于城市建设和长远发展意义重大，相关部门应引起重视，不断在城市建设中贯彻这一理念，更好的做好城市既有道路的升级和改造工作，确保道路通车的顺畅，保障城市交通安全。为此，有关部门需要结合城市的水文条件和建设目标，保障雨水的高效化处理，提高其生态效益和社会效益。同时在施工环节中，施工人员还要严格把控诸多工艺环节，从而提高整体道路的改造质量，促进城市的健康发展。