淺談U型蓄留滲透?jìng)?cè)溝的應(yīng)用

景洪德

摘要：道路排水側(cè)溝是指設(shè)置在挖方路基或低路堤的坡腳外側(cè)，用以匯集和排除路基范圍內(nèi)和流向路基的小量地面水的排水設(shè)施。近年來(lái)，隨著城市化進(jìn)程的飛速發(fā)展，道路和建筑物等不浸透區(qū)域逐年擴(kuò)大，山林、綠地不斷減少，原有的地表蓄洪、植物攔截和土壤下滲等功能逐漸減弱，從而使降雨時(shí)地面徑流水量增加，地面集水時(shí)間顯著縮短，大大加重了雨水管（渠）的排水負(fù)擔(dān)。如何有效控制排水側(cè)溝內(nèi)的水位、流速，使其不暴漲暴落，并盡可能的滲入地下，以提高水蒸發(fā)量、改善地下水環(huán)境、緩解城市熱島效應(yīng)。是我們?cè)谂潘O(shè)計(jì)中應(yīng)該積極探索的問(wèn)題。

本文通過(guò)傳統(tǒng)排水側(cè)溝與U型滲透?jìng)?cè)溝優(yōu)缺點(diǎn)的比較，提出新的道路排水方案。

關(guān)鍵詞：道路排水；蓄溜滲透；側(cè)溝

1 土側(cè)溝的優(yōu)缺點(diǎn)

1、優(yōu)點(diǎn)：

1）雨水流動(dòng)的同時(shí)向地表浸透

2）深度和寬度可適當(dāng)增減

3）流動(dòng)的雨水滋潤(rùn)周圍的植被

4）生物和植物的生息場(chǎng)所

5）微生物使油污等有害物質(zhì)得以凈化

6）土、草木蓄留的水分自然蒸發(fā)

2、缺點(diǎn)

1）路肩易崩塌，道路荷載減弱

2）大雨時(shí)易決堤

3）形狀不規(guī)則難以計(jì)算流量

4）行人與車輛有落溝的危險(xiǎn)

5）因無(wú)蓋很難穿行和作為步道使用

6）脫落的土清除比較麻煩

2 混凝土側(cè)溝的優(yōu)缺點(diǎn)：

1、優(yōu)點(diǎn)：

1）抗承載力和水流沖刷能力增強(qiáng)

2）由于加蓋上部空間可利用

3）容易計(jì)算水路的流量

4）對(duì)行人和車輛都安全

5）易于清掃

6）可做統(tǒng)一的景觀設(shè)置

2、缺點(diǎn)

1）增容擴(kuò)建時(shí)費(fèi)用較高

2）大雨時(shí)雨水迅速排入河道

3）不利于道路周邊植被的生長(zhǎng)

4）有害物質(zhì)直接排入河道

5）無(wú)蒸發(fā)現(xiàn)象

6）造成地下水位低下

3 U型蓄留滲透?jìng)?cè)溝

U型蓄留滲透?jìng)?cè)溝融合土側(cè)溝和混凝土側(cè)溝的優(yōu)點(diǎn)。在排水設(shè)計(jì)中從過(guò)水?dāng)嗝娴剿ζ陆?、流速等，有眾多參?shù)需要考慮，一般情況下，越往下游排水管（渠）斷面越大。U型滲透?jìng)?cè)溝無(wú)需增大斷面，并且具有集水效率高、蓄留、滲透并存的優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)流經(jīng)區(qū)域的土壤透水系數(shù)，計(jì)算滲透量和蓄留量，減少雨水的流出量，達(dá)到邊滲邊流的效果，以增加雨水的滲透量。

3.1 U型蓄留滲透?jìng)?cè)溝的構(gòu)造：

U型蓄留滲透?jìng)?cè)溝主體材料采用鋼筋混凝土，鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件具有可控的強(qiáng)度和耐久性，其透水部分采用有孔構(gòu)造，開(kāi)孔率>5%，空隙率>15—30%，透水系數(shù)>3×10-1cm/sec。

側(cè)溝周邊填充空隙率高的碎石，起到保護(hù)滲透面和確保蓄留量及設(shè)計(jì)水頭的作用，碎石單粒度在20mm—40mm之間，填充前應(yīng)洗凈，設(shè)計(jì)空隙率應(yīng)達(dá)到30—40%。為了有效利用建筑廢棄材料，建議使用粒度滿足要求的再生碎石（破碎的混凝土廢料）。

碎石層外包裹透水薄膜，以防止土沙流入碎石內(nèi)影響透水性并造成地面塌陷。透水薄膜應(yīng)選用具有很大拉伸力強(qiáng)度、耐腐蝕性好、透水順暢的材料，一般為聚乙烯和聚丙烯，標(biāo)準(zhǔn)為：5mm左右的拉伸力強(qiáng)度在30Kg以上，透水系數(shù)10-1—10-2cm/sec以上，厚度0.1—0.2mm以上。

透水薄膜外側(cè)鋪設(shè)粗沙，河沙、海沙、土沙均可，但設(shè)計(jì)空隙率應(yīng)達(dá)到25%左右，因溝槽在挖掘過(guò)程中，夯實(shí)工序降低了滲透面的透水能力，鋪沙后可以起到緩沖作用。

3.2 U型蓄留滲透?jìng)?cè)溝的優(yōu)點(diǎn)：

1、集水、蓄留滲透，可兼做雨水管路，斷面不隨著匯水面積的增大而加大，節(jié)省建設(shè)成本；

2、方便水力計(jì)算，容易控制滲透量、流量；

3、通過(guò)土壤和植被蓄存的水分自然蒸發(fā)，便于草木的生長(zhǎng)，凈化空氣；

4、雨水返回到地下，恢復(fù)自然的水循環(huán)

5、抗承載力和水流沖刷能力增強(qiáng)，上部安放活動(dòng)蓋板，有利于行人和車輛安全，便于維護(hù)管理；

6、側(cè)面浸透式，防堵塞構(gòu)造，節(jié)約維護(hù)管理成本。

7、采用地下埋設(shè)，能夠充分有效的利用土地頂部做統(tǒng)一的景觀設(shè)置；

8、寄存的微生物使側(cè)溝內(nèi)的油污等有害物質(zhì)得到分解，使水質(zhì)得以凈化；

3.3 U型蓄留滲透?jìng)?cè)溝施工方法及程序：

施工方法的選擇，應(yīng)根據(jù)用地制約條件、施工規(guī)模以及施工的難易性、經(jīng)濟(jì)型和安全性等情況綜合考慮。

1、溝槽開(kāi)挖工序：

溝槽開(kāi)挖由人工或小型挖掘機(jī)進(jìn)行，并注意增加坍塌防護(hù)措施。為了不破壞溝槽底面的滲透能力，人工挖掘時(shí)注意不要用力踩踏，以免造成基底固實(shí)。挖掘盡量一次完成，如果超挖，應(yīng)采用碎石回填，如果溝槽開(kāi)挖后發(fā)現(xiàn)土質(zhì)與勘察不符，應(yīng)及時(shí)與相關(guān)人員協(xié)商，以便采取相應(yīng)對(duì)策。

2、鋪沙工序：

溝槽開(kāi)挖達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，應(yīng)及時(shí)實(shí)施鋪沙工序。鋪沙采用人工施工，均勻鋪撒，用腳輕輕踩固即可，不允許使用打夯機(jī)等機(jī)械方式碾壓。如果地質(zhì)結(jié)構(gòu)為沙性土，可以減少沙層厚度或省略鋪沙。

3、透水薄膜鋪設(shè)工序：

透水薄膜的寬度應(yīng)選用比挖掘面稍微大一點(diǎn)的尺寸，為防止沙土的侵入，透水薄膜連接處應(yīng)重疊鋪設(shè)，并間隔一定距離用扦子固定在挖掘面上。

4、填充碎石工序：

填充碎石時(shí)，不論是人工還是機(jī)械鋪裝，都應(yīng)該注意不要將透水薄膜卷進(jìn)去或扯壞它。為了防止下沉或塌陷，應(yīng)對(duì)填充的碎石進(jìn)行適當(dāng)?shù)哪雺?，注意碾壓次?shù)和方法，以不影響透水能力和蓄水量為限。

5、滲透?jìng)?cè)溝安裝工序：

側(cè)溝安裝時(shí)，構(gòu)件接縫處用水泥勾縫處理。填埋時(shí)應(yīng)暫時(shí)蓋上溝蓋板，以防沙土流入側(cè)溝。

6、溝槽回填工序：

溝槽回填，應(yīng)采用打夯機(jī)對(duì)填埋土充分壓實(shí)，并根據(jù)上部地面的實(shí)際利用選擇適當(dāng)?shù)奶畛洳牧虾兔軐?shí)度。另外，由于碎石之間的縫隙在初期階段可能會(huì)產(chǎn)生下沉，應(yīng)在填埋后1—2天內(nèi)注意觀察。

7、清掃整理工序：

施工完后應(yīng)盡快處理施工余土，迅速清理材料打掃現(xiàn)場(chǎng)，避免雜質(zhì)掉進(jìn)側(cè)溝內(nèi)。

8、滲透能力確認(rèn)：

竣工后，應(yīng)選擇幾個(gè)設(shè)施試驗(yàn)段，通過(guò)注水試驗(yàn)確認(rèn)滲透能力，注水試驗(yàn)原則上采用定水位法。一般情況應(yīng)先設(shè)置2—3m的實(shí)驗(yàn)區(qū)域，以便以后可以常年測(cè)定滲透能力的變化。

我國(guó)是一個(gè)水資源相對(duì)貧乏、時(shí)空分布又極不均勻的國(guó)家。近年來(lái)，大部分地區(qū)因不透水區(qū)域迅速擴(kuò)大，使雨水回滲量逐年減少，地下水位降低，水環(huán)境惡化。為解決這一問(wèn)題，雨水滲透設(shè)施開(kāi)始在城市建設(shè)中推廣使用。雨水滲透設(shè)施能夠使降水大量滲入地下，對(duì)增加地下水的涵養(yǎng)和改善水循環(huán)起到很大作用。

雨水滲透設(shè)施占地規(guī)模比較小，從單體住宅到大規(guī)模開(kāi)發(fā)用地以及道路、公園綠地等都可以設(shè)置，能夠有效利用城區(qū)有限的地下空間。一般情況下，只要有適合滲透的地質(zhì)條件，根據(jù)土地的利用情況，選擇相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式，均可達(dá)到滲透的效果。

當(dāng)然，雨水滲透是一個(gè)復(fù)雜的現(xiàn)象，包含著諸多因素，探測(cè)土壤的滲透系數(shù)，計(jì)算滲透量，確定側(cè)溝的結(jié)構(gòu)形式等都不是千篇一律的。這就需要我們?cè)谝院蟮墓ぷ髦凶裱{(diào)研、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工及維修養(yǎng)護(hù)的相關(guān)程序并不斷探索和總結(jié)，使雨水滲透設(shè)施的功能不斷改進(jìn)和持久。