徐传磊

（中铁城市规划设计研究院有限公司 安徽芜湖 241000）

1 引言

传统城市建设模式，处处是硬化路面，排涝的设计理念一般以“快速排除”和“末端集中”控制为主，依靠排水管渠和排涝泵站等"灰色"设施来排水，往往造成逢雨必涝，旱涝急转。“海绵城市”理念正是在这种背景下应运而生。海绵城市就是充分发挥植被、土壤、湿地等对水质的自然净化作用，使城市像“海绵”一样，对雨水具有吸收和释放功能，能够弹性地适应环境变化和应对自然灾害。

海绵城市技术主要功能一般可分为渗透、储存、调节、转输、截污净化等几类[1]。通过各类技术的组合应用，可实现径流总量控制、径流峰值控制、径流污染控制、雨水资源化利用等目标。各类低影响开发技术包含若干不同形式的低影响开发设施，主要有透水铺装、绿色屋顶、下沉式绿地、生物滞留设施、渗透塘、渗井、雨水湿地、蓄水池、植草沟、植被缓冲带、人工土壤渗滤等[1]。

市政道路海绵城市技术主要目标为消减地表径流和控制面源污染，技术措施有透水铺装、下沉式绿化带、植草沟、植被缓冲带等。芜湖市属于高地下水位地区，不利于雨水下渗，道路海绵城市技术措施主要采用下沉式绿化带。

2 工程概况

商丘至合肥至杭州铁路在芜湖跨越长江，长江大桥采用公铁合建形式，已于2014年11月开工建设。为满足城市发展需要、充分发挥商合杭铁路芜湖长江公铁大桥的越江交通功能，公路桥跨越长江后需向两端延伸，接入城市骨架路网。本项目即为公铁大桥公路桥延伸与城市路网衔接的部分，分为江南接线、江北接线两大部分。

芜湖市江北二路为商合杭铁路芜湖长江大桥接线工程江北接线的地面道路，道路红线宽度80m，设计时速60km/h，道路断面采用地面主辅路“四块板”断面形式。具体断面图如图1所示。

图1 道路横断面图

道路8m中央分隔带最为硬质分离设施，不考虑布置低影响开发措施，将道路两侧3m宽侧分带和3.5m宽绿化带作为下沉式绿化带，中央分隔带和机动车道雨水汇入侧分带，辅道和人行道雨水汇入绿化带，侧分带和绿化带中间设置溢流式雨水口。具体LID横断面如图2所示。

3 下沉式绿化带设计

3.1 道路下沉式绿化带概念

城市道路传统的排水方式，绿化带一般高于路面20cm左右，雨水口布置在路面上，路面和人行道雨水通过雨水口快速排入雨水管渠系统，没有任何渗透吸收。传统道路雨水排放如图3所示。

图2 道路LID横断面设计图

图3 传统道路雨水排放示意图

按照海绵城市理念，下沉式绿化带一般低于路面5～30cm，具有一定的调蓄容积，在绿化带中间设置溢流式雨水口。雨水先汇集进入下沉式绿化带，也将道路上灰尘和污染物收集进绿化带，可以利用绿化带内植物、微生物和土壤吸收、渗透、净化和调蓄小流量的地面径流。超标降雨时，为满足大流量道路雨水的排放需求，在下沉式道路绿化带内还应设置溢流雨水口。有下沉式绿化带道路雨水排放如图4所示。

图4 有下沉式绿化带道路雨水排放示意图

下沉式道路绿化带的功能特点主要有四个方面：①消减路面径流，缓解道路因暴雨引发的滞洪灾害；②减轻道路扬尘，风和雨水可以有效地将路面灰尘带入下沉式道路绿化带，净化有机污染物，减轻路面污染；③节约绿地灌溉用水，储蓄降水和路面径流，补充土壤水资源量和地下水资源量，有助于节约城市用水[3]；④解决雨水口在路面上受机动车的反复碾压冲击，雨水口以及与路面衔接处严重破损的问题。

3.2 下沉式绿化带蓄水深度计算

海绵城市规划控制目标一般包括径流总量控制、径流峰值控制、径流污染控制、雨水资源化利用等。各地应结合水环境现状、水文地质条件等特点，合理选择其中一项或多项目标作为规划控制目标。鉴于径流污染控制目标、雨水资源化利用目标大多可通过径流总量控制实现，各地低影响开发雨水系统构建可选择径流总量控制作为首要的规划控制目标[1]。

我国地域辽阔，气候特征、土壤地质等天然条件和经济条件差异较大，径流总量控制目标也不同。《海绵城市建设技术指南》将我国大陆地区大致分为五个区，并给出了各区年径流总量控制率α的最低和最高限值，即 I区（85%≤α≤90%）、II区（80%≤α≤85%）、III区（75%≤α≤85%）、IV区（70%≤α≤85%）、V区（60%≤α≤85%）[1]。

芜湖处于IV区，年径流总量控制率为70%≤α≤85%。根据芜湖市近三十年日降雨量资料，经统计分析得出芜湖市年径流总量控制率对应的降雨量，如表1所示。

表1 芜湖市年径流总量控制率对应设计降雨量

本次江北接线低影响开发雨水系统设计目标为道路实线年径流总量控制率不小于80%，查表得到对应的设计降雨量H=26.4mm。

用加权平均法计算一般路段道路的综合雨量径流系数φ（取1km进行计算）：

因芜湖市地下水位高，不考虑雨水的入渗量，下沉式绿化带设计调蓄容积采用容积法进行计算，计算得到下沉式绿化带应具有的调蓄容积V（取1km进行计算））：

3.3 下沉式绿化带设计要点

本次下沉式绿化带按照生物滞留设施进行设计，采用开孔侧石，侧分带下沉20cm，绿化带下沉15cm，中间设置设置溢流式雨水口，雨水口箅子高出绿化带10cm。换填120cm厚掺入20%细砂的种植土，下设置30cm厚的碎石层，内设两根D150穿孔排水管，接至溢流式雨水口，经雨水口D300排水管接入市政雨水灌渠中。大样图如图5所示。

图5 下沉式绿化带大样图

（1）泄水孔

主路和辅道侧石每隔1m设置一个矩形泄水孔，泄水孔尺寸50×10cm。车行道上雨水通过泄水孔流入下沉式绿化带。

（2）止水坎

考虑到道路纵坡的影响，每隔一段距离设置止水坎拦蓄雨水，保证下沉式绿化带的调蓄水深，超过拦蓄深度的雨水通过溢流雨水口排入市政排水设施。止水坎采用圆柱形仿木混凝土材质，直径为10cm，止水坎顶标高与车行道外边缘线平齐。

（3）种植土

原状土为淤泥质土，渗透系数小，为增加渗透性能，绿化带内换填掺砂20%的种植土，考虑到绿化带内种植乔木，种植土厚度为120cm。

（4）碎石滤层

下沉式绿化带下铺设30cm碎石滤层，碎石最大粒径3cm，含泥量不大于1%，碎石滤层需用透水土工布包裹。

（5）穿孔排水管

芜湖市为高地下水位的地区，雨水难以渗透至地下，在碎石层内设置两根穿孔排水管，收集下渗雨水接至溢流式雨水口。穿孔排水管采用PE实壁管，管径D150，开孔率为1～3%。

（6）土工布

为防止土壤污染碎石层，碎石层外包透水土工布，透水土工布采用涤纶短丝型，规格为200g/m2。道路路面结构与绿化带间加铺防渗膜，避免下渗雨水对路面结构造成侵蚀，防渗膜采用两布一膜防渗土工膜，规格为400g/m2，断裂强度≥8kN/m，CBR顶破强力≥14kN，耐净静水压0.4MPa。

（7）绿化植被

下沉式绿化带可蓄水滞洪，滞留带内的植被应具有耐水湿、耐旱性、耐高温性、耐污染和净化能力的特点。本工程绿化带内乔木主要选用耐水湿的重阳木；亚乔木主要选用抗性强的紫薇；灌木地被类选用花叶杞柳、细叶芒、芦竹、苔草、常绿鸢尾、菖蒲、大花美人蕉、马蔺、（杂交）狗牙根。

4 结语

海绵城市在国外已进行了多年研究，我国海绵城市研究起步较晚，现有的规范和导则大都为定性结论，定量研究工作还亟待完善。下沉式绿化带是市政道路重要的海绵城市技术措施，需根据城市气候、土壤、地形特点等因素，合理得进行竖向设计、路基防护设计和绿化设计才能充分发挥下沉式绿化带的雨水渗蓄调控功能。

参考文献

[1]住房和城乡建设部.海绵城市建设技术指南———低影响开发雨水系统构建[Z].北京：住房和城乡建设部，2014.

[2]安徽省工程建设标准设计办公室.海绵城市建设技术-雨水控制与利用工程.合肥，2015.

[3]李玉芝，周 围，陈亮明，等.基于“海绵城市”理念的下凹式道路绿化带设计[J].湖北农业科学，55（7）：1726～1729.

[4]俞绍武，丁年，任心欣，等.城市下凹式绿地雨水蓄渗利用技术的探讨[J].给水排水，2010，36（增刊）：116～118.