海绵城市理念在住宅小区规划改造中的应用

薛甲伟，徐升阳

（中国建筑第二工程局有限公司，北京 100160）

0 引言

随着经济快速发展和城市化步伐的加快，生态环境遭受严重破坏，城市内涝、热岛效应等生态问题频发，严重影响了居民的正常生活。为此，如何建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”成为城市实现现代化、生态化发展的关键。住宅小区作为城市的重要组成元素，其规划建设情况对整个城市的发展有着深远的影响。为了实现城市的生态绿色发展，需要从住宅小区规划入手，应用海绵城市理念，改造和优化地下排水系统，实现雨水的高效利用及渗排，改善一下雨就“看海”的窘况。

1 海绵城市理念概述

海绵城市理念在2012年4月举行的“低碳城市与区域发展科技论坛”上首次被提出。该理念的本质是通过一定的技术措施将城市建成具有类似海绵弹性功能的城市，在下雨时可以实现对雨水的蓄存、渗透、净化等，需要时再把储存的雨水释放出来，实现雨水的循环利用，不仅可以大大节约水源，而且有利于缓解城市内涝、水土流失等问题。

随着城市及建筑行业的不断发展，海绵城市理念在住宅小区项目中的应用越来越广泛。为确保海绵城市理念在住宅小区中实现高质量的应用，需要遵循一定的原则，做好前期规划设计工作。

1）生态性 在住宅小区规划设计中，为了能够有效解决大量积水和内涝等问题，应充分考虑或利用小区周围的自然排水系统（如河流、沟渠等），使其与小区内的雨水系统有效连接到一起，这样既可快速排掉雨水，也能实现自然系统的合理利用，优化小区及其周围的生态环境。

2）安全性 海绵城市理念提出的本质是为了有效解决城市内涝等问题，并保障其他基础设施的安全。因此，在住宅小区规划设计中，为了使海绵城市理念得以充分发挥，需要合理运用生态排水系统及相应的技术措施改善小区的整体排水系统，减少积水及内涝等问题，保障小区居民的居住及出行安全。

3）因地制宜 不同地区在自然环境条件方面存在差异，对海绵城市的应用也应有所差异。因此，在住宅小区规划设计中，为了使海绵城市理念应用取得最优的效果，应根据当地的自然条件（如降雨量、排水量等）规划设计海绵城市设施，优化住宅小区质量及环境。

2 项目概况

某住宅小区项目需进行海绵城市改造，该小区占地面积约33万m2，建筑总面积约45万m2，绿地面积约11万m2。此次海绵城市改造主要包括雨水花园改造、生态停车位改造、净化调蓄设施建设及调蓄净化明沟建设4部分。

3 特点及难点分析

3.1 场地小、范围广、改造内容多、分散施工

该住宅小区的海绵城市改造工程包括雨水花园改造、生态停车位改造、净化调蓄设施建设及调蓄净化明沟建设等多项改造内容，且都在小区内部进行，而且有既有建筑物的阻挡与限制，实际改造施工可用的场地比较小；同时，各个改造设施无规律地分散布局在小区内部，实际施工时会占用小区内部道路、停车位及公共绿化区域等，影响居民的正常生活及出行。

3.2 材料质量控制

该住宅小区海绵城市改造采用的技术及工艺都是比较成熟的，便于操作。但排水层、过滤层及改良种植土回填等施工中采用的材料质量会直接影响改造效果，因此，改造施工所用的材料必须经过筛选，使用优质且价格合理的材料，既要保证质量，又要降低造价成本。

3.3 原有地下管线、管道众多，难以实现精准化改造

该海绵城市改造项目前期已由设计单位、勘察单位及施工单位做过全面的勘测及摸排工作，并明确了改造位置，但是因为小区内原有的管线多且复杂，给改造施工带来了不小的难度。有些改造点开挖到一定程度才发现有地下管道、管线和构筑物，导致施工无法进行或需重新调整改造范围。

4 住宅小区海绵城市规划改造分析

4.1 雨水花园改造

此次雨水花园改造是通过人工开挖方式形成浅凹形绿地，并设置净化过滤层，对收集到的雨水进行过滤及净化，从而实现雨水利用及雨洪控制的目的。雨水花园构造如图1所示，可将流进雨水花园的雨水经过滤层及排水层渗到HDPE管道中（此HDPE管道为穿孔实壁渗排水管，开孔率为1%～3%），然后流进集水井，接着通过排水管流入雨水井，最终实现调蓄、净化及地下水补给等效果。

图1 雨水花园构造

1）雨水花园采取的是人工开挖方式及清底，且土方开挖量并不大，为确保质量，需严格控制开挖深度，以±0.000m以下950mm为准，且不可超挖。开挖过程中，边坡以1∶3为标准进行放坡，以便将周围的雨水引至雨水花园中。

3）在铺设透水土工织物过程中，要严格控制边缘的重叠宽度，不能少于150mm，且要小心铺设，避免织物损坏。同时，与防渗膜连接处需使用专业的防渗膜黏结剂，以保证粘贴的牢固度。

4）在溢流集水井施工中，控制沉泥深度为30cm，雨水篦子的标高以-0.150m为准，排水能力为20L/s。同时，在溢流集水井四周铺上卵石，用200mm的HDPE管道连接到溢流口，以便把雨水引流到检查井中。

5）在溢流井穿孔管铺设过程中需注意将管底夯实，并严控穿孔管的坡度，同时防止土块或树叶等杂物落入管内。

6）回填之前，对排水管道等隐蔽工程做相应的无压力管道严密性试验。

7）回填用土为草炭灰、椰糠、松针土、含有机质的腐殖质及与种植土混合而成的改良种植土，种植土、营养土、有机质的配比为5∶3∶2，回填厚度为300mm。

4.2 生态停车位改造

生态停车位改造就是把原有的地上停车位使用透水混凝土按220mm的厚度改造成生态停车位，这种混凝土不仅透水性好、强度高，而且可以吸声、耐磨防滑。该生态停车位的具体构造如图2所示，停车位的面层向排水沟倾斜1%，且在横向上两个车位之间布置绿地花台；排水沟为底宽200mm、上宽300mm的下窄上宽型排水沟，并且在排水沟的底部铺设1层水泥砂浆作为防水层，厚度为20mm，将纵向坡度设置为0.3%，以便提高排水效果。

图2 生态停车位构造剖面

1）两个车位之间的绿地花台用MU10砖按宽度80cm砌筑，且中间埋设1根50mm的排水管，与排水沟连接；同时，绿地花台中铺上1层土工织物及卵石。

2）铺设碎石层前需要复验中线、纵断面高程、横断面高程及宽度等，并清理素土层，确保其整洁没有杂质。碎石层铺设按厚度22cm进行，并先使用挖掘机将其推平，再由人工进行精细化整平，填补边角部位。

3）分两次摊铺透水混凝土，基层用粗料，摊铺厚度为17cm；面层用细料，厚度为5cm，且注意在基层初凝前做好面层摊铺。在摊铺透水混凝土过程中，先用平板振动机将混凝土振实整平，再用专业的抹平机做抹平处理，以确保停车位的平整度及美观度。

4）做完透水混凝土施工后，覆盖洒水养护7d以上。

4.3 净化调蓄设施建设

净化调蓄设施主要包括池体及无动力缓释器，用于收集、净化及调蓄雨水，其中，池体不仅抗穿刺、抗裂，而且易于积泥（见图3）。该设施是在雨水径流高峰时将雨水收集到净化调蓄设施中，等流量下降后，再将雨水排至无动力缓释器中进行净化处理，之后做进一步规划利用。

图3 净化调蓄设施剖面示意

1）池体底部按下部厚度150mm、上部厚度100mm铺2层粗砂，控制上部粗砂压实系数为0.85～0.90，上部压实系数为0.95。

2）净化调蓄设施中的池体内部是圆弧形的，且在底部设计了集泥槽，以便进行排泥。同时，安装池体时，其底部坡度以不小于1%为准，并偏向排泥井。池体顶部用1 078mm×994mm×38mm的玻璃钢格栅板进行覆盖，该玻璃钢格栅板承载强度为5kN，并使用不锈钢方管对玻璃钢格栅板及无动力缓释器进行固定。接着在玻璃钢格栅板上铺上1层透水土工织物，并在透水土工织物上面再铺1层厚度为50mm的卵石层。

3）在池体顶部铺设厚度为250mm的种植土，并使用低密度陶粒进行填充，以保障池体顶部荷载达到实际要求。

4.4 调蓄净化明沟建设

调蓄净化明沟中主要有无动力缓释器、集水井等，其断面尺寸为400mm×600mm。首先通过明沟收集雨水，之后利用其两边的无动力缓释器进行调蓄净化支护排进集水井内，最后通过集水井将雨水排到临近的雨水井内。

在调蓄净化明沟施工中，其底部按0.5%坡度偏向集水井，并在集水井距离调蓄盖板100mm的位置设计了400mm×100mm的溢流口。该调蓄净化明沟所用盖板为500mm×500mm×50mm的成品塑钢透水盖板。

5 结语

海绵城市理念的提出及应用为城市住宅未来发展指明了方向，为了解决住宅小区的积水、黑水、臭水等问题，需要加大住宅小区规划与海绵城市理念的融合研究及实践，积极应用透水材料、雨水收集及再利用措施等，改造及优化住宅小区的排水系统，增强住宅小区的雨水收集、净化及调蓄能力，最大限度实现人与自然和谐共处，打造生态绿色、健康宜居的现代化住宅小区，为构建环境友好型社会助力。