張亞萍 張揚(yáng)

北京建工國(guó)通建設(shè)工程有限責(zé)任公司 北京 101100

在全球變暖、城市擴(kuò)張的影響下，極端氣候頻發(fā)，城市暴雨引發(fā)的內(nèi)澇災(zāi)害日漸嚴(yán)重，我國(guó)60%以上的城市每年都要遭受不同程度的洪澇災(zāi)害。2015年國(guó)務(wù)院頒布了《關(guān)于推進(jìn)海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)意見》，各地政府統(tǒng)籌推進(jìn)海綿城市建設(shè)。在市政道路雨水系統(tǒng)引入“海綿城市”理念，可以提高排水性能，達(dá)到治理城市內(nèi)澇問題的目的。海綿城市建設(shè)已經(jīng)近十余年，本文梳理目前各城市道路雨水系統(tǒng)存在的問題。根據(jù)工程生命周期，從規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)實(shí)施、運(yùn)維管理三各階段，探討工程項(xiàng)目存在的問題，針對(duì)性地提出優(yōu)化建議。

1 市政道路雨水系統(tǒng)現(xiàn)狀

在海綿城市建設(shè)理念下，影響市政雨水系統(tǒng)總體排水效能的主要因素有排水管渠部分、道路海綿設(shè)施。目前主要城市市政排水系統(tǒng)主要問題有：

1.1 雨水管渠方面

1）近年來全球極端天氣頻發(fā)，各地的降雨規(guī)律發(fā)生較大變化，管網(wǎng)排水能力不均，老城區(qū)常出現(xiàn)內(nèi)澇。部分排水系統(tǒng)規(guī)劃的模型等還沿用上世紀(jì)的未調(diào)整，對(duì)新情況適應(yīng)性不夠。老舊管網(wǎng)采用的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低，且常老舊沉積淤堵，排水能力低。2）雨水管網(wǎng)規(guī)劃科學(xué)性、統(tǒng)籌性不足。排水工程規(guī)劃應(yīng)與城市的縱向規(guī)劃及防洪規(guī)劃協(xié)調(diào)性、統(tǒng)籌性不足。一些城市在規(guī)劃前期沒把區(qū)域內(nèi)的天然水體、河道納入規(guī)劃范圍。3）城市排水管網(wǎng)普遍存在雨污水管網(wǎng)混接、管道老化脫節(jié)入滲等問題[1]。常導(dǎo)致污水入河，污染水體；雨季超量雨水進(jìn)入污水處理廠，影響污水處理效果。此外，排水管網(wǎng)運(yùn)維管理手段較落后，常表現(xiàn)為發(fā)生問題后才進(jìn)行管網(wǎng)整改，且處理常不及時(shí)，更難達(dá)到提前預(yù)警、預(yù)測(cè)等時(shí)代新要求。

1.2 道路海綿設(shè)施方面

1）設(shè)計(jì)理念較為陳舊，對(duì)海綿城市理念的融入不夠。傳統(tǒng)道路工程設(shè)計(jì)重點(diǎn)放在車行道等硬化工程部分，海綿城市理念下，道路設(shè)計(jì)也常常存在各專業(yè)協(xié)調(diào)不足，綠化帶寬度過小，綠化種類單一等，難以達(dá)到效果等問題。尤其是老城區(qū)道路工程的建設(shè)范圍有限，市政道路新建或更新改造過程中可采用的海綿措施有限。2）海綿設(shè)施實(shí)施運(yùn)維不佳。新建道路海綿設(shè)施施工不到位，效果難達(dá)預(yù)期。新建道路海綿設(shè)施建設(shè)不到位。已建成海綿設(shè)施運(yùn)營(yíng)維護(hù)不到位，使海綿措施未發(fā)揮預(yù)期效果。3）道路施工質(zhì)量及管養(yǎng)維護(hù)不足。道路施工過程中若路基管渠溝槽回填不到位，后期易出現(xiàn)路面不均勻沉降、道路平整度差等問題，造成局部路面積水。道路養(yǎng)護(hù)時(shí)常有將落葉枯枝城市垃圾等進(jìn)入雨水口，堵塞排水管，造成路面降水不能及時(shí)排除等問題。

1.3 主要原因

1）經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平低是影響道路、排水管網(wǎng)發(fā)展的重要因素[1]。市政道路、排水管道經(jīng)濟(jì)使用壽命期一般為20-50年。而老城區(qū)道路、管網(wǎng)更新改造制約因素多，推進(jìn)難。2）海綿城市技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不完善、新技術(shù)的應(yīng)用不足。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面，各主要城市出臺(tái)了部分技術(shù)規(guī)程，缺少全國(guó)性的海綿城市規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)運(yùn)維、后期建管等方面的標(biāo)準(zhǔn)。道路海綿設(shè)施運(yùn)維機(jī)制不健全，運(yùn)維手段落后，BIM技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的應(yīng)用不足。3）規(guī)劃設(shè)計(jì)人員理念意識(shí)不足，施工運(yùn)維人員專業(yè)性不足。海綿改造，海綿設(shè)施運(yùn)維人才不足。部分規(guī)劃設(shè)計(jì)人員對(duì)海綿設(shè)計(jì)理念不足，未能充分調(diào)動(dòng)專業(yè)知識(shí)細(xì)致、科學(xué)規(guī)劃設(shè)計(jì)。我國(guó)工程施工人員、運(yùn)維人員主要是農(nóng)民工，專業(yè)技能水平有限。海綿設(shè)施改造人才不足，管理運(yùn)維粗放，導(dǎo)致設(shè)施運(yùn)營(yíng)效能低。

2 市政道路雨水系統(tǒng)各階段問題及建議

2.1 規(guī)劃設(shè)計(jì)階段

2.1.1 存在的主要問題

1）規(guī)劃設(shè)計(jì)理念落地慢、效果差，不能夠因地適宜開展海綿設(shè)計(jì)[2]?！昂＞d城市”理念已經(jīng)提出十余年，但是整體推進(jìn)慢。對(duì)采用海綿城市建設(shè)所帶來的雨量削減以及因局部管網(wǎng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提高帶來的下游排水量增加，導(dǎo)致下游排水系統(tǒng)壓力增大的問題，考慮較少。2）設(shè)計(jì)方法、重要技術(shù)相對(duì)滯后。雨水管渠設(shè)計(jì)時(shí)，大多使用推理公式法，計(jì)算結(jié)果也并不準(zhǔn)確，無法保證排水設(shè)計(jì)方案的合理性。道路機(jī)動(dòng)車路面還主要采用傳統(tǒng)路面結(jié)構(gòu)。新型透水路面技術(shù)研究尚存在一些問題。3）規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低。大多數(shù)城市存在著排水防澇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低。雖最新版雨水管渠設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提高，但相對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家仍屬于較低水平。

2.1.2 具體的優(yōu)化措施及建議

1）合理進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。應(yīng)樹立“海綿城市”理念，從“滲、滯、蓄、凈、用、排”功能于一體化角度規(guī)劃，合理規(guī)劃雨水管渠系統(tǒng)，因勢(shì)制宜，建設(shè)下洼綠地、植草溝，綜合利用天然水體建設(shè)水體儲(chǔ)蓄設(shè)施，實(shí)現(xiàn)雨水速排設(shè)施及海綿設(shè)施，協(xié)同實(shí)現(xiàn)城市防洪排澇的調(diào)節(jié)、排放。2）創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法。除傳統(tǒng)的推理公式法，應(yīng)當(dāng)采用新技術(shù)，例如利用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)來構(gòu)建城市的排水模型，對(duì)降雨徑流進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，準(zhǔn)確地確定排水設(shè)計(jì)參數(shù)；模擬城市內(nèi)的水文，對(duì)城市的內(nèi)澇進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與分析。如SWMM、InfoWorks 等，都起到了較好效果[3]。3）提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。一是提高排水能力設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)已經(jīng)將新建地區(qū)的雨水管渠暴雨強(qiáng)度重現(xiàn)期提高到2～5年，重點(diǎn)地區(qū)最高可達(dá)10年。新建區(qū)以此為基準(zhǔn)，因地適當(dāng)提升標(biāo)準(zhǔn)，增加城市防洪抗?jié)衬芰?。?duì)建成的低標(biāo)準(zhǔn)體系逐步改造，結(jié)合海綿措施建設(shè)，全面提升城市防洪抗?jié)衬芰?。二是提高排澇水質(zhì)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)實(shí)現(xiàn)地表徑流水質(zhì)污染控制、水體污染改善。我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中只有年徑流總量系數(shù)，沒有應(yīng)的徑流污染物控制的標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)人員應(yīng)因地設(shè)計(jì)，確定合理標(biāo)準(zhǔn)，有效控制水質(zhì)。

2.2 建設(shè)實(shí)施階段

2.2.1 存在的主要問題

1）行車路面局部不平整度不夠、不均勻沉降等問題。行車路面需同時(shí)考慮承載力、滲透性，采用海綿理念設(shè)計(jì)機(jī)動(dòng)車道、非機(jī)動(dòng)道，道路結(jié)構(gòu)技術(shù)不成熟。2）排水管渠部分存在施工質(zhì)量控制不嚴(yán)，管道腐蝕，管道安裝錯(cuò)位等問題[4]。實(shí)際工程中，地質(zhì)情況復(fù)雜，常出現(xiàn)部分管道接口方式不合理情況。3）海綿設(shè)施部分施設(shè)不到位，影響工程效能。不同海綿設(shè)施的功能和作用機(jī)理不同，對(duì)場(chǎng)地特性要求也有差異，如土壤透水性、地形坡度、地下水位等[5]。施工過程中，常常不重視場(chǎng)地特性與設(shè)施的匹配，使海綿設(shè)施效能打折扣。此外，海綿設(shè)施中綠植的選擇、海綿設(shè)施與工程設(shè)施連接處理等，也影響工程總體效果。

2.2.2 具體優(yōu)化措施及建議

1）提高施工作業(yè)人員的職業(yè)素質(zhì)。我國(guó)的工程建筑施工人員大多是農(nóng)民工，工程質(zhì)量意識(shí)及看圖、識(shí)圖水平有限。加強(qiáng)施工作業(yè)人員培訓(xùn)，提高作業(yè)人員職業(yè)素質(zhì)，促進(jìn)“農(nóng)民工”向“職業(yè)工人”轉(zhuǎn)化，是保障工程質(zhì)量的關(guān)鍵。2）完善海綿設(shè)施的施工驗(yàn)收技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。目前，我國(guó)只一些城市出臺(tái)了城市海綿設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)國(guó)土遼闊各地區(qū)氣候條件差異大，需不斷完善海綿設(shè)施相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，建立全國(guó)指導(dǎo)性標(biāo)準(zhǔn)及各地方建立實(shí)施性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。3）利用BIM 技術(shù)，加強(qiáng)施工質(zhì)量管理。BIM 模型的可視化特點(diǎn)，大大提高了施工人員對(duì)圖紙、模型的理解能力，減少了因識(shí)圖不準(zhǔn)確造成的質(zhì)量問題。利用該模型進(jìn)行雨水徑流的模擬，對(duì)配合施工作業(yè)培訓(xùn)、交底，提高各環(huán)節(jié)施工質(zhì)量。同時(shí)，重視海綿措施各基底材料的性能研究，如機(jī)動(dòng)車道下透水性路面材料，透水性鋪裝材料、不同海綿設(shè)施所需透水性土壤等研究。重視相關(guān)材料的成本研究，促進(jìn)相關(guān)材料規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，降低材料成本。第海東[6]開展了彩色彈性透水路面膠結(jié)材料等方面的研究。王鴻森等[7]在高速公路服務(wù)區(qū)透水路面性能研究中，對(duì)透水瀝青路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行了力學(xué)性能、海綿效能等方面的試驗(yàn)，性能良好。目前相關(guān)材料研究大都還處在實(shí)驗(yàn)、小試階段，較市場(chǎng)化、產(chǎn)業(yè)化還有一定差距。

2.3 運(yùn)維管理階段

海綿城市建設(shè)以來，主要工作重點(diǎn)集中在規(guī)劃建設(shè)階段，對(duì)海綿設(shè)施運(yùn)營(yíng)階段投入的研究較少。隨著大量海綿設(shè)施的建成，不斷有海綿設(shè)施投入運(yùn)營(yíng)，對(duì)運(yùn)維管理工作提出更高要求。

2.3.1 存在的主要問題

1）缺乏明確的運(yùn)行維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)及法律法規(guī)[8]。由于我國(guó)海綿城市建設(shè)起步較晚、實(shí)施時(shí)間尚短，相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)缺失的問題較為明顯。且標(biāo)準(zhǔn)較為粗糙，對(duì)項(xiàng)目全周期考慮、評(píng)估較少，使運(yùn)行效果打折扣，工程生命周期降低。2）運(yùn)維管理機(jī)制不明確，管理手段落后。目前，但市政公共海綿設(shè)施缺乏明確的責(zé)任維護(hù)主體，常采用“管養(yǎng)分離”，模式單一，缺少運(yùn)維評(píng)價(jià)機(jī)制。參與的城市管理部門權(quán)責(zé)不明確，存在監(jiān)管盲區(qū)，移交體制不完善，對(duì)后期運(yùn)維負(fù)面影響。3）海綿城市設(shè)施運(yùn)行維護(hù)技術(shù)不足，缺乏運(yùn)行維護(hù)的定性檢測(cè)指標(biāo)和方法。運(yùn)行維護(hù)主要為在日常人工巡護(hù)，通過觀察設(shè)施結(jié)構(gòu)的完整性、植被狀況、邊坡表觀情況來判定需要運(yùn)行維護(hù)的內(nèi)容，對(duì)海綿設(shè)施的深層影響因素監(jiān)控手段有限。

2.3.2 具體優(yōu)化措施及建議

1）盡快出臺(tái)相關(guān)運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)及法律法規(guī)，健全完善管理機(jī)制。建議加快全國(guó)性海綿城市建設(shè)工程建設(shè)運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)，更好地指導(dǎo)海綿設(shè)施運(yùn)維。2）加快建立海綿設(shè)施運(yùn)維定性檢測(cè)方法及指標(biāo)體系。“管養(yǎng)分離”模式，績(jī)效考核的前提是合理的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及定量、定性的檢測(cè)方法。研究人員從日常巡護(hù)、運(yùn)行效能檢測(cè)、衰減檢測(cè)、智慧養(yǎng)護(hù)等方面搭建了海綿設(shè)施運(yùn)維管理體系，并對(duì)關(guān)鍵技術(shù)提出了建議。應(yīng)加快理論研究與城市海綿設(shè)施實(shí)際運(yùn)行管理結(jié)合，盡快出臺(tái)貼合實(shí)際的檢測(cè)方法、指標(biāo)體系。謝明坤[9]等在開展了基于數(shù)字景觀的海綿城市研究，嘗試構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)的海綿績(jī)效測(cè)控系統(tǒng)。3）建立明確清晰的管理評(píng)價(jià)機(jī)制，利用新技術(shù)提高管理效率?？偨Y(jié)試點(diǎn)城市海綿設(shè)施管養(yǎng)運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)，建立健全明確的管理機(jī)制。應(yīng)充分利用先進(jìn)技術(shù)，提高管理運(yùn)維水平。在人工定期巡檢基礎(chǔ)上，推進(jìn)現(xiàn)代化和信息化的智能監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)管控的線上一體化。研發(fā)能夠評(píng)估和修正相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)的人工智能軟件，提高數(shù)據(jù)的精度。應(yīng)充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、CIM平臺(tái)技術(shù)，建立統(tǒng)一城市海綿設(shè)施管理平臺(tái)，提高海綿設(shè)施運(yùn)維的效率、效果及智慧化水平。單溪環(huán)[10]等結(jié)合工程實(shí)例，進(jìn)行了海綿城市工程設(shè)施運(yùn)維管理技術(shù)體系的研究，體系較全面，具有較大的推廣意義。

3 結(jié)論

基于海綿城市理念，市政道路雨水系統(tǒng)規(guī)劃建設(shè)優(yōu)化措施及建議：

1）更新、完善海綿設(shè)施施工驗(yàn)收、運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)，建立健全海綿設(shè)施運(yùn)維評(píng)價(jià)細(xì)則及指標(biāo)體系。盡快出臺(tái)海綿設(shè)施施工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。完善海綿設(shè)施從規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建設(shè)、運(yùn)行管理項(xiàng)目全過程全生命周期的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、管理細(xì)則。明確海綿設(shè)施運(yùn)維檢測(cè)方法及評(píng)價(jià)指標(biāo)系統(tǒng)，為海綿設(shè)施各環(huán)節(jié)提供指導(dǎo)。

2）不斷提高從業(yè)人員的海綿理念及專業(yè)素養(yǎng)，應(yīng)做好市政排水系統(tǒng)與道路海綿設(shè)施相協(xié)調(diào)、相銜接；海綿設(shè)施設(shè)計(jì)選型時(shí)，應(yīng)從海綿設(shè)施全生命周期考慮，后期長(zhǎng)效運(yùn)維效果角度考慮。注重施工人員專業(yè)培訓(xùn)，提高施工人員專業(yè)素質(zhì)。

3）加強(qiáng)GIS、BIM、計(jì)算機(jī)模擬等相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用。規(guī)劃階段采用新技術(shù)，如SWMM、InfoWorks等，更新規(guī)劃設(shè)計(jì)方法；運(yùn)用BIM技術(shù)提高規(guī)劃設(shè)計(jì)水平、施工質(zhì)量；運(yùn)維階段采用物聯(lián)網(wǎng)、CIM技術(shù)搭建運(yùn)維管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)一體化運(yùn)維監(jiān)管及模擬，提高運(yùn)維的效能、智慧化。

4）加大透水路面、新型管道材料、透水性種植土等工程技術(shù)的研究。著力解決透水型瀝青路面和透水型混凝土路面技術(shù)缺陷，推廣透水路面的大范圍應(yīng)用。研究新型管道材料，解決排水管渠壽命期短、易損壞滲漏問題。重視海綿設(shè)施中新型介質(zhì)土的研究，在保證保水、保肥等基本性能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)可循環(huán)使用和滲透性能的提升。