海绵城市工艺初步设计说明

第页第1页工艺初步设计说明一、工程概况本工程位于重庆市大足老城区龙岗街道，车行道宽窄不一，宽度为2.2米~6米不等，路面基本完好，主要问题为原雨污水管道破损堵塞严重，导致雨水、污水排水不畅，严重影响当地居民的生活环境。按照《大足区城乡总体规划（2008-2020）》、《大足区控制详细规划》的要求，大足区启动一批扶贫改造项目。因此，本改造工程项目的实施，对于加快城区的建设，促进城区的经济发展具有十分重要的作用。受项目业主委托，我院承担该区域海绵城市改造设计工作。设计期间，设计人员会同业主等相关人员多次深入现场踏勘，广泛收集资料，在各方大力支持配合下完成了本工程的初步设计工作。二、工程地质勘查由于本工程设计范围仅为建筑小区内部，均为已处理地面，故不另做地质勘察工作。三、设计依据1、主要基础资料(1) 《大足区海绵城市专项规划》(2) 各专业提出的设计要求及设计图纸；(3) 建设单位提供的关于本工程的设计任务书、设计要求和其他专业的设计资料。2、主要规范及标准《建城函（2014）275号海绵城市建设技术指南-低影响开发雨水系统构建（试行））》——住建部，2014年10月《渝建（2016）489号重庆市海绵城市建设工程设计文件编制深度规定（试行）》；《渝建（2016）549号重庆市海绵城市规划与设计导则（试行版）》；《低影响开发设施施工及验收标准》DBJ50/T-290-2018；《低影响开发雨水系统设计标准》DBJ50/T-292-2018；《海绵城市绿地设计技术标准》DBJ50/T-293-2018；《城市雨水利用技术标准》DBJ50/T-295-2018《重庆市海绵城市建设工程设计文件编制深度》（试行）——2016年11月《重庆市海绵城市规划与设计导则》（试行）——2016年12月《室外给水设计标准》（GB50015-2018）《种植屋面工程技术规范》（JGJ155-2013）《园林绿化种植土壤》(DB11/T864-2012)《室外排水设计规范》（GB50014-2006）（2016年版）《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）（2009年版）《城市道路工程设计规范》（JCJJ37-2012）《透水沥青路面技术规程》（CJJ/T190-2012）《城市道路工程质量验收规范》（DBJ50-078-2008）《公路沥青道路技术规范》（JTGF40-2004）《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）《给水排水管道结构设计规范》（GB50332-2002）《雨水控制与利用工程设计规范》（DB11/685-2013）《建筑与小区低影响开发技术规程》（T/CECS469-2017）《建筑与小区雨水控制及利用工程技术规范》（GB50400-2016）《生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范》（CJJ115-2007）其他相关的国家标准、设计规范和技术规程。四、总体设计1、设计目标因本工程属于旧城改造类项目，因此对径流总量控制率和污染物总量控制率不做强制性要求。2、LID设施选用城市建设中LID系统包括绿色屋顶、雨水花台、生物滞留带、渗水路面、植草沟、渗透雨水管沟等。低影响开发设施往往具有补充地下水、集蓄利用、削减峰值流量及净化雨水等多个功能。表4-2各类用地中低影响开发设施选用一览表根据本项目下垫面情况，其他专业要求，本工程设计LID设施如下：生态停车场透水铺装生物滞留设施4、LID设施一览表表4-4设计中LID设施一览表序号名称单位数量备注1透水砖铺装平方米1459．972透水沥青立方米3123生态停车场平方米2924生物滞留设施平方米693有效水深200mm五、LID设施设计本工程采用《海绵城市建设技术指南》推荐的容积法按下式进行计算。VT=10*H*RV*FVT——年径流总量控制容积F——水区域积H——设计降雨量，mm，根据年径流总量控制率确定；RV——雨水径流污染控制容积VW按下式计算：VW=VTVW——雨水径流污染控制容积。汇水区域年径流污染去除率P按下式计算：P=PW*PT式中：PW——汇水区域LID设施污染物去除率（以SS计）；PT——汇水区域年径流总量控制率。生物滞留设施、雨水湿地、下沉式绿地、雨水塘等LID设施的雨水储存容积（不含调节容积）可计入雨水径流污染控制容积；透水铺装、绿色屋顶、转输型植草沟等在雨水径流系数中已予以考虑，其容积不再计入。单项设施对雨水径流污染物的去除率如下表所示。单项设施污染物去除率一览表名称单个设施污染物去效率PW（%，以SS计）增强型生物滞留设施70~95渗透塘70~80雨水塘50~80雨水湿地50~80蓄水池80~90雨水罐80~90生态停车场本项目采用轻质生态停车场。图5-1生态停车场示意图2.透水铺装（1）透水砖材料要求目前市场上有硅砂透水砖、混凝土透水砖、陶瓷透水砖三种透水砖，无论采用哪种材料，均要满足透水砖路面相关规定。透水砖外观质量应满足表5-1的规定。表5-1透水砖外观质量透水砖尺寸偏差应符合表5-2的规定。表5-2透水砖尺寸偏差要求透水砖劈裂抗拉强度应符合表5-3的规定，单块的线性破坏荷载不应小于200N/mm。表5-3透水砖劈裂抗拉强度透水砖物理性能应满足表5-4的规定，且透水系数≥0.2mm/s，抗冻性能应满足表5-5的规定。表5-4透水砖物理性能表5-5透水砖抗冻性能透水砖的强度等级应通过设计确定，可根据不同的道路类型按表5-6选用。表5-6透水砖强度等级表5-7透水砖铺装允许偏差（2）找平层透水砖面层与基层之间应设置透水找平层，其透水性能不宜低于面层所采用的透水砖。找平层用砂应采用干硬性水泥砂浆，厚度30mm。（3）基层1）透水混凝土应符合下列规定：①透水混凝土的性能要求应符合《透水水泥混凝土路面技术规程》CJJ/T135-2009中表3.2.1规定。②基层集料压碎值不大于26%；最大粒径不大于31.5mm，集料中小于等于2.36mm颗粒含量不超过7%。③透水混凝土有效孔隙大于等于15%。④透水混凝土基层配比参考范围：水灰比约0.38左右，水泥用量245~270kg/m3左右。表5-8透水混凝土基层集料级配表筛孔尺寸（mm）31.526.519.09.54.752.36通过质量百分率（%）10090~10072~8917~718~160~72）级配碎石基层应符合下列规定：①级配碎石可用于土质均匀，承裁能力较好的土基。②基层顶面压实度按重型击实标淮，应达到95％以上。③级配碎石集料基层压碎值不应大于26％；公称最大粒径不宜大于26.5mm，集料中小于或等于0.075mm颗粒含量不应超过3%。碎石级配可按表5-9采用。表5-9级配碎石基层集料级配筛孔尺寸（mm）26.519.013.29.54.752.360.075通过质量百分率（%）10085～9565～8055～7055～700～2.50～2（4）土基土基应稳定、密实、均质，应具有足够的强度、稳定性、抗变形能力和耐久性。土基设计参照原设计。（5）排水设计1）当土基、土壤透水系数及地下水位等条件不满足本规程的规定及降雨强度超过渗透量及单位储存量时，应增加透水砖路面的排水设计内容。2）透水砖路面的排水可分表面排水和内部排水。应结合市政管网、绿化景观、生态建设及雨水综合利用系统进行踪合设计，并应符合现行行业标谁《城市道路工程设计规范》CJJ37的规定。3）透水砖路面内部雨水收集可采用多孔管道及排水盲沟等形式，管径根据汇水区域雨水量进行水力计算。4）应防止多孔管材及盲沟周围被雨水携带的颗粒堵塞。本次人行道的透水砖具体做法详见大样图。3.生物滞留设施1.1生物滞留带具体做法自上而下依次为蓄水层、种植土层、透水土工布、砂滤层、透水土工布、砾石层（含集水盲管）、防渗膜、素土夯实层、原土层。其中蓄水层为200mm，内部设置雨水溢流设施；种植土层为500mm,种植土一般为腐殖土：沙土：原土=1：2：3，其渗透系数应大于5×10-5m/s，可根据渗透系数调整具体各项比例；砂砾层100mm，砾石层为300mm，砾石孔隙率应为35%~45%，有效粒径>80%，砾石层内敷设集水盲管，盲管采用PVC材质，管径为d100~d150，铺设坡度i≥0.5%，且盲管周围应包裹一层透水土工布，规格200g/m2，透水盲管的开孔率宜为2%~3%，开孔有效孔径8~12mm；为防止雨水下渗对周边道路造成土基浸水，生物滞留带底部及四周侧壁均布置两布一膜防渗膜。防渗膜施工参照《生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范》（CJJ113-2007）。1.2平面布置生物滞留带利用公交站场绿化。本设计以一二期控制线为界，在S1-1、S2-1、S5-1和S5-3设生物滞留带，生物滞留带净宽分别为2.0m、2.0m、2.5m和3.0m。1.3竖向设计生物滞留带深度：H=H1+H2+H3+H4+H5式中：H1—超高，本设计取10cm；H2—设计持水深度，20cm；H3—种植土厚度，为了满足灌木生长需求，种植土厚度取50cm；H4—砂滤层厚度，取10cm。H5—砾石层厚度，取30cm。纵向坡度设计：生物滞留带纵坡与道路保持一致。1.4生物滞留带溢流能力校核以S2-1分区生物滞留带为例，生物滞留带收集半幅路面的雨水，车行道宽每隔5m布置开雨水豁口，如下图：如图所示，图中生物滞留带的自身面积约236平方米，服务范围为图所示的半幅路的雨水，面积约2277.11平方米。径流流向关系如下图所示：设计计算如下：（1）设计进水量：Q进=F·ψ·qi式中：F-下垫面总面积ψ-综合径流系数，本设计为0.85qi-设计暴雨强度，本子项t取5min，P取5a，暴雨强度公式参见雨水花园校核计算说明。根据计算得Q进=92.37L/s（2）溢流口溢流能力校核溢流口采用通用大样做法时，采用孔口流计算公式Q=CoA（2gH）0.5，其中Co为孔口流综合流量系数取0.67，A为过水面积取0.13㎡，H为淹没深度取0.1m，故Q=122L/s，考虑溢流口堵塞等不可预见因素，溢流口溢流能力取80%即设计取值Q=97.60L/s。故Q=97.60L/s>Q进=92.37L/s（3）溢流管排水能力校核溢流管管径为DN300，管材为HDPE双壁波纹管，粗糙系数取0.01，坡度取0.6%，根据管道水力计算可知，满管流过流能力为96.48L/s，大于Q进=92.37L/s。（4）生物滞留带的缓排能力校核：绿地植物的耐淹时间过长将会影响绿地植物的正常生长，因此在渗透设施容积深度确定以后，需要用绿地的淹水时间进行校核。绿地淹水时间与持水深度、土壤渗透系数有关，因为种植土层是生物滞留带渗透系数最小层，故主要校核该层雨水全部下渗所需的时间。t0=（H1+H2）/（3600K0）式中：t0—有效蓄水容积排空时间，h；H1—持水深度，取0.2m；H2—种植土层厚度，取0.5m；K0—滞留带介质层渗透系数，m/s，本次设计取5×10-5m/s；计算得t0=3.89h。故生物滞留有效蓄水容积排空时间既能够起到一定缓排作用，也能保证蓄水时间不会过长，不响设施内植物正常生长。（5）雨水豁口流量校核路缘石雨水开孔为立孔式侧向进水，进水状况类似于侧堰，可按宽顶堰堰流公式计算。由于侧孔前的水深是沿纵向变化的，其误差用系数K修正：（L/s)式中，B——雨水豁口宽度（m）；K——修正系数，0.52；h——雨水豁口高度。本次设计路缘石豁口B取0.5m，h取0.05m，经计算雨水豁口过流能力为4.92L/s，本次设计每隔约5m布置一处雨水豁口，如图中所示，每5米生物滞留带单侧汇水面积在内涝重现期50年下的设计流量为2.95L/s，故雨水豁口的布置满足过留要求，为保证超标雨水的泄流。（5）生物滞留带阶梯跌落溢流堰流量校核生物滞留带阶梯跌落溢流堰开孔为有底坎直角进口宽顶堰流，可按宽顶堰堰流公式计算：Qmax=QUOTEδC∙mb2gh3/2mb（2g）0.5（h）1式中，b——雨水溢流口宽度（m）；h——雨水溢流口高度（m）m——自由溢流的流量系数，取值0.32；（参照给水排水设计手册第5册城镇排水第二版P103页公式2-39）本次设计雨水溢流孔的尺寸为B×H=1.7×0.10m，经计算，过流能力为106.2L/s，满足内涝重现期50年下的设计流量要求。六、海绵城市植物配置要求（1）生物滞留设施是人工挖掘建造或自然形成的浅凹绿地，是最主要的生物滞留设施之一，主要用于吸收来自屋面、道路、绿地的雨水，通过植物根系和土壤及微生物的综合作用来净化雨水，使雨水缓慢渗入土壤，或者滞留蒸发，是一种可持续的雨洪控制与雨水利用设施。雨水花园根据现状地形情况采用阶梯式布置，与条石带、景石、卵石、植物等搭配形成丰富的景观效果，植物选择枝叶、色彩、质感、花期等不同方面考虑进行合理配置。（2）绿色屋顶为“源头净化”，以组合式轻质屋顶绿化为主，植物为根据种植条件二次设计。（3）LID植物选择条件=1\*GB3①湿陆两生；=2\*GB3②抗逆性强；=3\*GB3③水体净化；=4\*GB3④根系发达；=5\*GB3⑤维护简单；=6\*GB3⑥观赏价值。（4）详细的植物配置由景观专业进行二次设计。七、管道工程1.管材选用本工程中盲管管材为HDPE，管道施工及验收符合《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50286-2008）的要求。2.排水管道接口及与检查井的连接管道与检查井连接采用短管连接，管道与井壁间采用中介层，加水泥沙浆，中介层材料由厂家提供。3.管道、检查井基础排水管道在道路上的沟槽开挖必须在道路路基形成后，排水管道基础以下回填必须分层夯实，密实度不小于90％，且管道、检查井基础地基承载力要求≥200KP，达不到要求的地方采用块石或砂土换填至满足地基承载力要求。4.基槽开挖根据施工规范要求，坚石中风化岩石开挖放坡为1：0.1，风化岩石为1：0.2，粘土和粉质粘土为1：0.5，人工填土和崩积块石土为1：0.8，砂土为1：1。其他未说明土质情况按照《给水排水管道施工及验收规范》执行。若在穿越环城路、有地下水及地质不良处增加基槽的支撑和增大放坡则由施工组织设计确定。5.回填管道施工完毕并经检验合格后，基槽应及时回填，回填应在保证管道的强度达到设计强度、闭水试验合格后进行。回填土在管底两侧至管顶上50厘米范围内不得含有有机物及大于10厘米的大块砖石硬块，分层夯实，管两侧压实面高差不应超过30厘米，压实系数要求详见管道开挖大样图。道路下的管道，其密实度还应满足道路路基的质量要求。6.回填土段处理杂填土中表层若混有较多生活垃圾处将该垃圾土挖除，再用土夹石（其中块碎石占全重的30%）或自然级配砂卵石分层换填碾压，分层虚铺厚度≤300mm，压实系数≥0.95，若为高回填区，可通知设计人员根据现场实际情况确定。八、施工注意事项1.所有尺寸以图注尺寸为准，不得以比例尺量度为依据。2.施工中施工单位必须按照现行有关施工和验收规范进行施工，施工中每一道工序完成后须经监理验收合格后方可进行下一步工序的施工。3.构筑物的相关位置，应按照总图准确测量、放线、定位。4.生产构筑物的高程必须准确，满足工艺流程图的要求，高程允许误差不得超过±10mm，以保证水力条件。5.土建施工必须与管道及设备安装密切配合，所有图中规定预埋、预留的穿墙管件、孔洞等，必须在土建施工时正确定位预埋或预留，不得事后敲打凿洞，影响工程质量。其尺寸允许误差不得超过±10mm。6.与水泵、阀门、流量计等相连的法兰盘必须与其连接设备的法兰盘规格一致。7.所有孔洞预留及管件、钢板预留等须与到货设备核对无误后方可实施。8.管道施工完毕后，必须严格按照《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）中的有关规定对管道进行压力（或气压）试验及严密性试验。9.土建施工时应特别注意施工场地及基坑排水。10.若施工中出现局部与现状不符的情况应及时与设计单位和管勘及地形图测量单位联系，切勿盲目施工。九、监测设计1.建筑小区遵循重点监测出口流量，部分地块（若以净水设施为主、水环境敏感区域等）进行水质监测的原则。2.本次小区海绵城市监测内容为径流监测及SS的监测，整体的监控平台由建委统一建设。本次设计为在线监测：SS监测120分钟/次，应急情况可扩展每60分钟/次；流量监测频率不低于15分钟/次。3.具体监测设计应由业主委托专业单位进行二次深化设计。十、运营管理注意事项1.绿色屋顶每月清理垃圾和落叶，防止屋面雨水斗堵塞，干扰植物生长。每月检查评估植物是否存在病虫害感染、长势不良等情况