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1、海绵型园林景观透水构造建设及养护施工工法1、前言随着现代化发展进程的加快，城市建筑、道路、广场的建设等迅速兴起，原有的土壤、草地、林地、水域、农田等可渗透的下垫面被取代。我国现阶段许多城市经常发生内涝，造成巨大的损失，对社会造成恶劣的影响。这是因为改变了自然下垫面，影响了地表、土壤和地下水文的关系，破坏了原有的水文格局，改变了原有的水生态系统，增加了城市内涝的风险。与此同时，城市地表径流引起的面源污染已成为仅次于农业面源污染的第二大面源污染，并随着城市工业化的发展逐渐加剧，对供水安全构成严重威胁。中国提出建设海绵城市，其核心是遵循“渗、滞、蓄、净、利、排”的治水宗旨。海绵城市就像海绵一样，截留
2、和释放雨水，减少初始雨水径流的污染。城市下垫面作为与雨水直接接触的地段，是海绵城市建设中的重要海绵。基于海绵城市建设理念的城市渗透结构研究，对海绵城市建设有着不可估量的价值和意义，将有助于解决城市内涝和城市地表径流污染问题。我司基于海绵城市建设的迫切需求并根据公司的工程需求，针对海绵型园林景观透水构筑物施工的不足，开展专项技术研究，通过渗透、滞止、储存、净化、利用、排水等多种生态技术筛选适宜的植物材料并对工程措施进行创新配套，立足海绵型园林景观透水构造建设及养护施工工法，形成低影响发展雨水系统。实现海绵式下垫面雨洪管理功能以及良好的景观效果，为建设自然、生态、绿色的海绵城市提供重要的技术支撑。
3、2、工法特点2.0.1自主研发的“架空透水路面技术”显著提高了土壤渗透性，改善了环境条件本工程研制的架空透水路面结构由预制混凝土板、排水通道、支撑柱、混凝土垫层等组成。利用支撑柱架空混凝土预制板块，板与土面间距为IoOmIn,防止地面被铺筑、碾压、暴露在空气中，有利于土、气、水的循环。支撑柱采用规则的格网布置，位于两块预制混凝土板之间。混凝土预制板设有间隙排水通道，可及时将雨水径流造成的地表积水引出或排水。支撑柱由砂浆制成，砖与水泥砂浆粘结，预制混凝土板通过自身重量在支撑柱上方对齐保持稳定。架空式透水铺装构造示意图见图2.0.1。1土填；2支撑柱；3混凝土垫层；4混凝土预制板；5铺装面层；6排
4、水通道图2.0.1架空式透水铺装构造示意图与传统封闭路面相比，架空透水路面的结构设计优于堆叠式封闭路面。固化后透水性和渗透性持久稳定，雨水能迅速渗入地下土壤进行养护，不会形成地面径流。相对于常用的层状透水沥青等材料透水路面钝化系数高、养护难度大的局限性，该结构具有透水性稳定、养护方便等优点。与封闭路面相比，应用架空透水路面可提高路面周围土爆对天然雨水的渗透性和保水性，提高土壤养分含量，有效养分利用率高，具有大量的微生物类群，具有较强的土壤生物活性。该工法技术在工程中推广应用后，可以长期节省园林的维护费用。雨水直接通过雨水管道直接渗入土壤，节约灌溉用水；由于路面不被道路封闭，不易硬化，有效保证了
5、土爆微生物生存所需的氧气和养分，节省了施肥、土壤松动等土壤管理费用。对比见下表2.0.Io表2.0.1E空式通透铺装与传统铺装的主要技术指标对比比较项目架空式通透铺装传统铺装造价（元/肝）80-10060-80荷载（公斤/nf）3005008001200施工工期（天）1510雨水截留率（）中雨80-9510%大雨60855%土壤含水率（%）15.87（空白对照12.60）12.63（空白对照13.02）土壤容重（gm3）1.72（空白对照1.70）1.90（空白对照1.77）2.0.2创新建立“生态透水园路施工技术”，实现废弃物有效再利用，优化雨污渗蓄条件利用自制滤柱装置，以不同粒径建筑废弃料
6、作为研究对象，优化蓄渗条件。整个滤柱高为150Omm内径为90mm,内含蓄水层、透水层和集水层；4根滤柱实物图如图2.0.2所示，填充层部分从左至右分别为纯土层和0.52mm、25mm、59mm建筑废料层。通过滤柱下渗速率随不同降雨重现期、间不同建筑废弃料粒径级配随时的变化可知：透水层中建筑废弃料、砂石的组成能有效增强蓄渗效果，这是由于工程地区士康本身土质黏重，渗透性极低，适当施加改良材料十分必要；各个重现期粒径为59mm在土壤蓄渗效果改善方面表现最佳。时间/h斐，一图2.0.2建筑废弃物作为透水层材料的下渗试验在上述基础研究的基础上，研制出一种生态透水园林道路结构，包括透水过滤结构、贮水装置
7、和排水装置。储水装置包括储水通道和水泵。通过在园区道路两侧设置过滤器吸附和水净化回收结构，地表水通过透水过滤结构流入储水通道收集，储水通道内的水由泵回收，当存储通道的水量急剧增加时，多余的水通过溢流管排出。生态透水园路结构模型图如图2.0.3所示。图2.0.3生态透水园路结构模型图通过生态透水花园路和架空透水路面，既保证道路交通，又能显著减少地表径流,实现雨水回用的目的，形成渗透、储存、净化、利用、排放一体化的生态系统，通过设置抽水管道和过滤装置，可以对雨水进行过滤、净化和再利用，实现水资源的回收和补充。一方面可以减少水资源浪费，另一方面可以降低维护管理成本，溢流管起着重要的水量控制作用，在暴
8、雨和连续阴雨天减少雨水对地表的侵蚀，通过该结构的应用，花园路的径流控制率为25乐明显优于目前的透水铺装效果，对周边建成区环境影响较小。这不仅实现了生态渗透的目的，降低了12%的建设和维护成本，而且具有明显的优势，有助于促进生态可持续发展的推广和应用。2.0.3开展雨污消减试验并改善介质配比，实现径流污染的有效消减通过模拟雨水和污水径流的入渗过程，将土壤、基质、砂土和建筑垃圾建立不同介质层组合的下垫面，以COD、氨氮等化学指标为评价标准，优化下垫面结构组成,以达到更好的污染去除效果。65431排水层；2过滤层；3营养介质层;4覆盖层；5蓄水层；6植被层图2.0.3模拟下垫面结构模型本模拟试验发现
9、，基质对于不同的化学指标的消减能力存在显著的差异，其中最低的是氨氮，达到了47%；最高的消减率是COD,高达74%。总体来说，不同基质组合对污水的去除效率基本上可以除去半数的污染物，分析结果如下表2.0.3所示：表2.0.3介质层在浸泡污水前后对照表编号指标通入污水前通入污水后前后对比1PlI7.7807.953上升0.1732全氮0.095gkg0.063gkg下降0.032gkg3全磷0.081gkg0.081gkg无变化4破解氮7.767mgkg6.903mgkg下降0.864mgkg5铁态氮3.110mgkg3.497mgkg上升0.387mgkg6硝态氮1.297mgkg1.940m
10、gkg上升0.643mgkg7有效磷0.767mgkg1.567mgkg上升0.8mgkg2.0.4建立雨水渗排回用一体化体系，有效节约利用水资源在初步结构性能优化研究的基础上，将架空透水路面和生态透水园林道路技术应用于园林道路的施工。同时，根据海绵城市建设的相关标准规范，将典型的海绵式下垫面（雨水花园、植草沟、下凹绿地、旱溪等）合理规划为整体系统，即沿花园路边缘设置植草沟，低洼区域设置凹绿地，绿地内部设置雨园。海绵型下垫面雨水渗排回用一体化体系结构示意图见图2.0.4o当降雨发生时，雨水可以通过一系列透水结构渗透。另一方面，多余的雨水可以通过溢流管、集水井、主排水管等进入生态水库。生态水库作
11、为雨水中转站，设有过滤装置、回用水管和水泵，为雨水在海绵中的有效回用提供支撑。该系统可有效提高雨水入渗率，减少雨水径流，提高雨水质量，还可直接用于绿化灌溉。雨水回收率高，节约水资源效果明显。1植草沟；2一集水井；3绿地；4溢流管；5过滤装置；6排水管；7雨水中转站图2.0.4海绵型下垫面雨水渗排回用一体化体系结构示意图3、适用范围本工法工法广泛适用于城市公园、景区、居民区的广场、园林道路、绿地等建设，营造生态可持续的海绵式园林景观。4、工艺原理本工法通过系统调研、抗旱、抗涝、净水试验研究，系统研究了植物选择、科学配置、透水结构优化、雨水污染减少效果及后期管理维护等，形成了雨水入渗排水一体化工艺
12、流程。其中，植物选择以本地植物为主，形成丰富的具有地域特色的植物群落，有效提高植物成活率，降低管理和维护成本。以海绵城市的理念为基础，建立一体化雨水入渗排水系统，实现雨水管理、净化再利用、景观美化的多重效果。此外,选择配置合适的海绵植物，不仅可以保证植物的生存，维护长期稳定的景观，而且简化养护程序，提高后期养护管理效率，提高整体效果，符合我国提倡的可持续发展理念。5、工艺流程及操作要点51工艺流程图5.2操作要点海绵型园林景观透水结构既具有治雨治水的双重功能，又具有生态景观建设的双重功能。通过配置合适的植物净化雨水和污水，利用优化后的结构层实现径流控制和初步减雨减污，并利用集水井、溢流管、排水
13、管等将雨水花园、植草沟等海绵形成有机整体，不仅实现雨水的吸收利用，多余的雨水也可以过滤后再次储存在生态水库中再利用。该技术形成的雨水排水回用一体化系统的施工要点如下：5.2.1场地调研及定位海绵渗透结构施工位置的选择是关键。设计前应进行现场勘察，重点考虑以下几点：“海绵边缘距离建筑地基不小于2.5m,避免对建筑地基的侵蚀;远离供水系统或井周围。同时，收集站点不同位置的高程数据。5.2.2土壤渗透性检测场地的土爆渗透性是建立海绵式下垫面的前提。通过简单的渗水试验，检测场地原土的渗水情况，为后续土体改良和海绵布设提供重要参考。具体方法如下：用环刀选取一个点取土，带回实验室进行土体渗透性测量，记录土
14、体类型、渗透时间、各周期渗透水量，计算单位面积总渗透水量、渗透速率、渗透系数等指标。5.2.3地形整理根据前期调查和场地条件，合理设置雨园、植草沟、凹形绿地等海绵位置，借助士康开挖填筑过程营造地形，引导雨水径流向设置方向收集，充分发挥海绵式下垫面的径流控制和雨水循环利用作用。5.2.4生态蓄水池施工根据场地的径流量消耗量设计了生态水库。它内置了过滤装置、回用水管和水泵,为雨水在海绵中的有效回用提供支持。特别是底部防渗层采用防水土工布或GCL防水毡应使用，搭接宽度H300u搭接用膨润土粉、乳胶漆或拼接粘接加固；敷设安装管路前，用液位计测量雨水进水口地面标高，注意检查开孔率和士工布绑扎情况。雨水连
15、接管和溢流井应一起进行闭水试验，试验合格后方可回填。5.2.5结构层施工本工法项目自主开发的基于海绵城市的雨水入渗排水一体化系统，主要包括：花园路（架空透水路面或生态透水花园路）、生杰水库、海绵（雨水花园、植草沟、凹形绿地）、管道（雨水井、集水井、溢流管、主排水管等）。结构层的施工主要包括花园道路和每一块海绵的细分施工。具体操作要点如下：架空式通透铺装，自上而下设置混凝土预制板、排水通道、支撑柱、混凝土垫层组成，支撑柱架空混凝土预制板，距土面100nIm；生态透水花园路，从下往上安装内径50mm的PVC溢流管，包括排水底层，开口处涂环氧树脂胶粘剂，蓄水层高度300un,一侧安装4）50mmPVC抽水管，上部有300X30XlOonInI间隙不锈钢格栅；渗透层填充粒径为30-5OmIn、厚度为15Onlm的砾石。每块海绵的绿地从下往上设置排水层（添加5-9mm建筑废弃物）、过滤层、人工填料层、种植土层，排水层设置排水管。溢流竖管垂直固定在基坑内，与雨水管道通道相连。施工时的要点如下表5.2.5所示：表5.2.5结构层施工控制要点结构
