初级中学扩建教学楼项目-海绵城市设计说明书

初级中学扩建教学楼项目海绵城市专项设计说明书工程概况场地及建筑概况图STYLEREF1\s1SEQ图\*ARABIC\s11项目鸟瞰效果表STYLEREF1\s1SEQ表\*ARABIC\s11项目综合技术经济指标表设计依据及基础资料设计依据和资料本项目设计委托书；本项目设计委托书；建设单位提供的批准文件；设计联络会议纪要；业主提供的地勘报告及其它设计资料与技术要求；工艺和各专业提出的技术协作条件。国家、地方现行有关设计规范、规程和标准《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建》（试行）《建筑与小区雨水控制及利用工程技术规范》（GB50400-2016）《室外给水设计标准》（GB50013-2018）《室外排水设计标准》（GB50014-2021）《建筑给水排水设计标准》（GB50015-2019）《城市道路工程设计规范》（JCJJ37-2012）（2016年版）《城镇道路路面设计规范》（CJJ169-2012）《透水水泥混凝土路面技术规程》（CJJ/T135-2009）《透水沥青路面技术规程》（CJJ/T199-2012）《透水砖路面技术规程》（CJJ/T188-2012）《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）《四川省海绵城市建设技术导则》（试行）《四川省低影响开发雨水控制与利用工程设计标准》（DBJ51/T084-2017）《成都市海绵城市规划建设管理技术规定》（试行）其他相关的国家、地方标准、设计规范和技术规程。设计目标根据《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建》（试行）、《四川省海绵城市建设技术导则》（试行）等相关上位规划、技术文件要求，应综合采取“渗、滞、蓄、净、用、排”的低影响开发雨水系统，最大限度地减少城市开发建设对生态环境的影响。通过采用植草沟、湿塘、雨水花园、绿色屋顶、调蓄水池等措施实现年径流总量控制的目标，同时实现雨水资源化利用。根据《成都市海绵城市规划建设管理技术规定》（试行）要求，确定本项目海绵城市设计目标为实现年径流总量控制率80%（对应设计降雨量32.7mm）。技术路线设计原则严格按照国家及地方海绵城市相关设计标准的要求进行设计，基本原则是因地制宜、生态优先、景观协调、灰绿并举。因地制宜：根据当地自然地理条件、水文地质特点、水资源状况、降雨规律、水环境保护与内涝防治要求等，科学布局和选用透水铺装、多功能调蓄等低影响开发设施及其组合系统。生态优先：优先利用自然排水系统与低影响开发设施，实现雨水的自然保存、自然渗透、自然净化和可持续水循环、减小“灰色”设施的使用。景观协调：LID设施和景观布置紧密协调，在选用适宜当地生长的植物基础上，既发挥出LID设施的功能作用，又实现景观效果的最优化。灰绿并举：对于难以实现生态化措施的场地，通过加强雨水利用，实现雨水的控制。技术路线本项目海绵城市设计以达到实施方案中提出的年径流控制指标总目标，并结合现状实际情况进行设计。技术路线如下：1）初步制定总体控制目标：以年径流总量控制率为核心。2）根据现状设计管网集水范围及地形特征，分析项目所在雨水排水分区及雨水子汇水分区。3）对划分排水分区现状设计方案下垫面进行分析，初步确定各下垫面改造方式及LID设施布置。4）对初步确定的各种LID设施划定汇流面积，确定计算参数。5）根据LID设施设置的组合，确定方案，进行试算，调整LID设施规模，计算出方案各项控制指标，同时估算出方案的投资。图STYLEREF1\s4SEQ图\*ARABIC\s11项目设计技术路线设计方案海绵城市设计条件自然条件地质构造勘察区位于简阳市城区，处于大地构造四川东部地台区，新华夏构造体系第三沉降带四川沉降褶皱带中部偏西的川中褶皱带内，构造形迹展布方向为北偏东向属于龙泉山断褶带和威远辐射状构造特征区域。区内受威远辐射状构造影响，沱江以东展布了一些微弱的构造形迹，位于威远辐射状构造外围影响带，简阳鼻状背斜的北西翼，西邻龙泉山褶皱带。区内构造形迹简单，为一近水平单斜构造地层，岩层产状平缓，岩层倾向286°-294°，倾角一般1°-5°，地质构造简单，形态单一，无深断裂通过，构造运动及地震活动微弱，属区域性构造微弱区。距离场址最近的断裂是红花塘断裂和三岔断裂，直线距离分别为13km和15km，简阳市新市镇距离龙泉山断裂带约15km，该场址附近均不存在一定规模的活动断裂。场地水文地质条件2.5.1地下水2.5.1.1地下水类型及渗透性场地地下水类型主要为赋存于砂卵石层中的孔隙型潜水，次为上部填土层中的上层滞水和赋存于基岩中的基岩裂隙水。上层滞水主要受地表水及大气降水补给，通过蒸发及下渗排泄。埋藏较浅，无统一地下水位，分布范围无规律，水量不定。孔隙潜水主要赋存于第四系砂卵石层中，受大气降水及地下水径流补给，排泄方式主要为向下游径流及人工排泄，是该场地的主要含水层，渗透性较强，渗透系数宜取18m/d。基岩裂隙水主要赋存于砂泥岩裂隙中，通过地下水下渗补给，沿基岩裂隙排泄，受基岩裂隙发育程度及地形控制，分布不连续，储水能力差，易于疏排，无统一地下水位。综合而言，勘察区地下水受地形地貌、地质构造和地层岩性控制明显，主要接受大气降雨和地表水的补给。地下水分布不均，其水位和水量受季节变化影响较大。勘察期间降雨较多期，在钻孔内测得地下水位9.1～18.8m，相应标高为394.8～395.9m。根据区域地质资料，项目区地下水位年变幅一般在2.00～3.00m左右，地下水高水位高程在397.0m左右。气象、水文根据成都市气象台观测资料表明，成都市气象特征为：成都平原属亚热带湿润气候区，季风气候显著，四季分明，具有盆地特有的冬暖夏热、日照少、湿度大、降雨量较多、蒸发量较大等特征。a.气温：多年平均值16.2°C，极端最高值为37.3°C(1953年5月18日)，极端最低值为-5.9°C(1975年12月15日)。b.降水量：多年平均值947.0mm/年，日最大值为195.2mm(1959年7月15日)。c.蒸发量(蒸发力)：多年平均值1020.5mm/年。d.相对湿度：多年平均值82%。e.日照时数：多年平均值1228.3小时/年。f.风速风向：多年平均风速为1.2m/s，最多风向为NNE，出现11%(连续23年平均值)，该最多风速方向的最大风速(10分钟平均最大风速)为12m/s；最大风速(10分钟平均最大风速)为14.8m/s，其风向为NE；极大风速为27.4m/s(1961年6月2日)，其风向为SSE。2.2地形地貌小结（1）调查和钻探揭露，拟建场地及其邻近周边未发现滑坡、崩塌、泥石流、地裂缝等不良地质作用，拟建场地亦未揭露有埋藏的河道、沟浜、墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物，拟建场地稳定性较好，适宜拟建建筑建设与海绵建设。设计方案下垫面情况表STYLEREF1\s5SEQ表\*ARABIC\s11下垫面组成一览本项目年开发后未做LID措施场地径流系数为0.6，不满足项目80%年径流总量控制率的要求。图STYLEREF1\s5SEQ图\*ARABIC\s11项目总平下垫面分析场地竖向设计场地竖向设计原则：在满足建筑物使用功能的前提下，充分考虑室外场地排水条件及与周边道路的标高相协调，结合现状地形，控制场地的填挖土方量。场地竖向设计：场地整体设计较为平整，基本无落差。图STYLEREF1\s5SEQ图\*ARABIC\s12项目竖向设计平面设计方案本项目采用低影响开发设计理念，雨水系统与LID设施相结合，设置雨水沟。屋面雨水通过雨水沟汇入雨水收集回用设施；场地及道路雨水通过透水铺装后，再排至设置在道路及广场下的排水沟中，当降雨量超过设计降雨量时，LID设施雨水溢流至雨水管网。项目雨水径流组织如下图所示：图STYLEREF1\s5SEQ图\*ARABIC\s13项目雨水径流组织汇水分区划分本项目根据市政雨水管网接口、雨水立管位置、绿地位置、道路竖向及坡向等共划分1个汇水分区。各分区面积如下表5-1表5-1径流组织分区数据表序号分区编号汇水面积（㎡）权重1HS-16940.88100%合计6940.88100%LID设施选择低影响开发设施的种类、功能、特点等如下表所示：表STYLEREF1\s53低影响开发设施一览表STYLEREF1\s54各类用地中LID设施选用一览根据前述目标，本工程设计主要LID设施如下：1）下凹式绿地2）透水铺装LID设施布置本项目为教育用地，其中，建筑物屋面面积2135.03m2，硬质场地2547.00m2，绿地2258.85m2。为消减区域雨量径流系数，提高区域年径流总量控制率屋面通过管网后接入蓄水池，场地道路主要活动场地雨水经透水铺装后经周边净化、滞蓄后排放雨水入场地管网；结合项目的用地性质、坚向和场地特点，在区域内布置下雨水调蓄池、透水路面等LID设施。图STYLEREF1\s5SEQ图\*ARABIC\s14项目LID平面布置LID设施设计LID设施种植要点针对LID设施植物配置选型时应综合考虑最长水淹时间，以既耐水淹同时能耐干旱耐瘠薄的本土植物品种为主，在充分保证植物能够应对各种生存条件的同时兼顾植物搭配所产生的美化功能。种植土要求：应用于LID设施中的植物土壤应尽量以原始土壤为主，原始土壤应满足PH值为6.0-8.5，土壤含盐量在0.10%以下；有机质≥2.5%；容重≤1.20g/cm3;非毛管孔隙度≥10；渗透能力＞1.3cm/h；石粒粒径≤1cm，石粒含量＜8%；全氮量≥0.10%；全磷量≥0.06%；全钾量≥1.7%等条件。对于不能满足条件的现状土壤，建议更换种植土以保证植物的成活率。对于需要更换土的LID设施，必须用优质种植土进行部分或全部置换。回填土必须经过镇压或灌水沉降，夯实基础位置；换土土壤一般采用85%的洗过粗砂，10%左右的细沙，有机物的含量5%，渗透能力不小于2.5cm/h，其余含量指标参见原始土壤。下凹式绿地项目下凹式绿地具体做法本工程的下凹式绿地自上而下依次为蓄水层、种植土层、透水土工布、卵石层、砾石排水层（含集水盲管）。其中蓄水层为200mm，内部设置雨水溢流设施；种植土层为300mm，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（计算按2*10-5m/s计）可根据渗透系数调整具体各项比例；透水土工布规格要求大于200g/m2；卵石层为200mm；砾石层为200mm，砾石孔隙率应为35%~45%，有效粒径>80%。3）平面布置下凹式绿地利用景观绿化，结合设计地形进行布置。4）竖向设计a.下凹式绿地最小深度：H=H1+H2+H3式中：H1—设计蓄水层，本次设计取200mm（具体下沉高度详见竖向标高）；H2—种植土厚度，为满足灌木生长需求，本次设计取300mm；H3—砾石排水层厚度，本次设计取400mm；图STYLEREF1\s5SEQ图\*ARABIC\s15下凹式绿地大样（复杂型生物滞留设施）b.纵向坡度设计：本次设计的下凹式绿地结合汇水分区分散布置，单个下凹式绿地体量较小，按0.5%放坡。5）调蓄容积计算下凹式绿地实际控制容积=面积×0.80×.20。透水铺装透水铺装是指将透水良好的铺装型式，将空隙率较高的材料应用于面层、基层甚至土基，在保证一定的路用强度和耐久性的前提下，使雨水能够顺利进入铺面结构内部，通过具有临时贮水能力的基层，直接下渗入土基或进入铺面内部排水管排除，从而达到雨水还原地下和消除地表径流等目的。1）具体做法根据不同下垫面类型的强度及功能需求，本工程在组团活动场地中部分使用透水铺装。本工程的透水混凝土自上而下依次为透水面混凝土面层、透水混凝土素色层、粗砂找平层、级配碎石层、素土夯实层。透水铺装首先要承担它作为雨水收集的功能，其本身具有一定的净化能力，在收集到雨水之后，通过就近排放入雨水花园中得以将雨水再次净化或者排入就近检查井。图STYLEREF1\s5SEQ图\*ARABIC\s16透水铺装大样5.2.4综合雨量径流系数计算绿色雨水基础设施有别于传统的灰色雨水设施（雨水口、雨水管道等），能够以自然的方式控制城市雨水径流、减少城市洪涝灾害、控制径流污染、保护水环境。按本项目管线综合规划、竖向设计、建筑雨落管位置、道路、景观等相关专业，将设计范围划分为1个子汇水分区，分别计算各汇水区需控制降雨量，并分别针对每个子汇水区布设LID设施。参照《海绵城市建设技术指南》，用加权平均法计算综合雨量流径流系数，本项目下垫面组成及各种下垫面雨量径流系统如下表所示：表STYLEREF1\s56本项目下垫面组成及径流系数一览年径流总量控制率对应降雨控制容积计算根据《四川省海绵城市建设技术导则》（试行）及《成都市海绵城市规划建设管理技术规定》（试行）可知：年径流总量控制率为80%时，对应设计降雨量H为32.7mm，项目低影响开发需控制的降雨量为：V=H*ψ*F=32.7*0.62*6940.88/1000=140.72m3。本项目LID设施规模及调蓄能力如下表所示：表STYLEREF1\s5SEQ表\*ARABIC\s16项目LID设施调蓄容积计算LID类型面积/个数可控制调蓄体积LID调蓄容积968.31154.93m3透水铺装1465.26m2调蓄能力不计综上所述，项目LID设施总控制容积154.93m3＞140.72m3，对应设计降雨量约为36.25mm，控制率约83%，满足设计目标要求。海绵城市植物设计海绵城市的作用主要是对雨水的收集和净化，在这一项配套系统中，植物是一个很重要的角色，所以合理地选择和配置植物是海绵城市系统长期使用运转的关键。植被保持水土流失，净化雨水，减缓雨水流速。在植物的选择上应该遵从以下原则：1）、适地适树，根据项目实际情况及周边环境，选择适当的植物品种。例如项目所在地，土质类型，降水量，气候等因素。2）、优选选用乡土树种。乡土树种适应能力强，稳定性强，容易形成生态群落，后期养护成本低。3）、根据海绵城市做法，结合雨水花园系统，有针对性地选择耐淹、耐旱、抗逆性强等的植物品种。4）、丰富植物品种多样性。结合景观园林的美学和艺术性，运用植物特有的属性，合理科学地配置植物。技术经济分析编制依据《建设工程工程量清单计价规范》(GB50500－2018)；建设造价2016年建安工程材料预算价格及市场价；各有关设备生产厂家报价及询价（另加设备运杂费）；《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建》。技术经济指标投资估算表海绵城市建设投资中，雨水花园仅改变绿地的形式不作为增项投资，主要增量成本为：下凹绿地、透水铺装。投资估算表如下：表6.1投资估算表LID设施数量（㎡）传统建设方式海绵建设方式增量成本（万元）建设方式单价（元/㎡）建设方式单价（元/㎡）透水铺装1465.26普通混凝土+花岗岩165透水混凝土垫层+透水砖2058.06下凹式绿地968.31顶板+防水层+涂层60顶板+防水层+滤排水层+种植层25518.88合计26.94降低成本措施工程造价控制是一个系统工程，涉及到管理人员、设计人员与造价人员。我们将从以下几个方面着手合理调动各相关方的能动性、以期降低成本：1）管理人员要协调各方关系，做好进度控制措施、制订质量计划保证措施，制订限额设计方案措施，并制订合同奖罚管理措施。2）设计人员要做好资料收集工作、充分了解现场及周边的地情地貌和地质状况、详细了解地上附着物及地下管分布情况，力求LID设施的选择及平面布置方案经济合理，工程量能准确地反映工程规模。在施工阶段，尽量做到不变更或少变更，确需要进行设计变更，一定要多方沟通，说明原因。3）造价人员即要认真计算校对相关工程量，配合设计人员做好技术方案比选，还要做好现场的调研，对影响工程投资较大的节点进行重点反控，不仅要准确套用相关定额而且要根据当地当时的人工材料机械信息价格进行费用测量，确保计算出的费用准确合理地反映出本工程的投资规模。对于新工艺新材料，详细了解其技术方案、并进行考察，确保计算出的价格经济合理。LID设施维护与监测低影响开发（LID）设计较传统设施来说维护费用较低，但维护的技术要求却比较高。培养一支专业的雨水设施维护和监测的团队对于设施成功有效地运作至关重要。基本要求1）应建立健全低影响开发设施的维护管理制度和操作规程，配备专职管理人员和相应的监测手段，并对管理人员和操作人员加强专业技术培训。2）低影响开发雨水设施的维护管理部门应做好雨季来临前和雨季期间设施的检修和维护管理，保障设施正常、安全运行。3）低影响开发设施的维护管理部门宜对设施的效果进行监测和评估，确保设施的功能得以正常发挥。4）应加强低影响开发设施数据库的建立与信息技术应用，通过数字化信息技术手段，进行科学规划、设计，并为低影响开发雨水系统建设与运行提供科学支撑。5）应加强宣传教育和引导，提高公众对海绵城市建设、低影响开发、绿色建筑、城市节水、水生态修复、内涝防治等工作中雨水控制与利用重要性的认识，鼓励公众积极参与低影响开发设施的建设、运行和维护。LID设施维护大多数LID设施都有绿化景观和排水系统的双重角色，这需要长期的维护保养。这些设施在干燥的天气需要浇水灌溉直到其植被成熟。在干旱季节，埋在地下的排水设施有可能会造成作为过滤介质的栽培土壤变干。按需浇灌能使植被保持健康和美观的工作状态。下面介绍一些常用的维护措施：1）每年定期添加天然硬木材作为土壤覆盖层抑制杂草和保持水分。2）每过几年检查土壤覆盖层的厚度，如过厚则需移除多余覆盖材料。3）与任何花园维护一样，这些雨水设施需要定期除杂草。4）根据不同的设施要求，按需要定期剪草。5）防止细微沉淀物积聚：如沉积物形成硬土层，那么就需要移除这层物质并重铺表层土。6）注意观察植被，如果植物生长情况不好就需要移除。有时还可能需要修剪，疏伐或更换设施上种植的植物。7）强径流可能造成设施土层的侵蚀，这需要及时对侵蚀的部位进行修理或补救措施，以防止类似情况的再次发生。8）定期清理雨水设施上累积的垃圾和碎屑，检查溢流装置是否阻塞。低影响开发设施的常规维护频次及时间要求：表STYLEREF1\s7SEQ表\*ARABIC\s11低影响开发安设施常规维护频率低影响开发设施维护频率备注透水铺装检修、疏通透水能力2次/年（雨季之前和期中）-下沉式绿地检修2次/年（雨季之前和期中）植物生长季节修剪1次/月指侠义的下沉式绿地生物滞留设施检修、植物养护2次/年（雨季之前和期中）植物栽种初期适当增加浇灌次数；不定期的清理植物残体和其他垃圾蓄水池检修、淤泥清理2次/年（雨季之前和期中）每次暴雨之前预留调蓄空间8与原室外给排水总平面设计的衔接污水管道保持原设计不变；由于本次设计，增加了LID设施，本次设计对原室外雨水管道进行了适当的调整，取消了部分雨水管道，增加了管道及其它雨水传输设施，具体详排水平面图。9施工注意事项及说明9.1一般规定本规定及要求仅为一般性规定，在图纸有注明或特别要求时，应按图纸要求执行，并最终执行国家有关规范的规定。管线施工时，应严格执行国家现行的有关规范要求进行施工和验收。如发现设计与实际情况存在差异时，应及时将情况反馈，经设计院研究确定后，方可按修改后的设计施工。施工时注意小区各种地下管线，不得对其产生破坏。如需临时将其拆除或移位时，必须征得相关管线主管单位同意，并在管道施工后将其复原。施工前，请复核雨污水接出口标高是否能顺利接入周围排水系统，如不能，请及时与设计院联系，确定方案后方后可工。9.2管道材料及连接管道材料及连接排水管道：管材采用HDPE钢带增强管，车行道下环刚度≥8.0KN/㎡，其余条件下采用环刚度≥4.0KN/㎡，热伸缩带连接，详见图集06MS201-2，30页。塑料管道与检查井间的连接管材与检查井间的连接按照《埋地塑料排水管道工程技术规程》执行，管道采用柔性连接，详见图集06MS201-2,页57，图六，并符合《室外排水设计规范》（2016年版）4.4.10A条规定。验收时按照《给水排水管道工程施工及验收规范》。碎石沟施工在施工准备阶段应：A、建造或安装临时排水、保土措施；B、放线定位开挖区；C、应尽可能保留区域内现有种植物。土方开挖工作可采用人工或小型机械施工，沟槽地面不应夯实。应避免超挖，超挖时不得用超挖土回填，应用碎石填充。沟槽开挖后应清理底部及侧壁的石块、树根等，以防止破坏土工布。土方开挖时应采取措施保证沟槽侧壁稳定。沟槽开挖后，应根据设计要求立即铺砂，铺砂后不得采用机械碾压。砾石层应采用土工布与土壤层隔离，挖掘面应便于土工布的施工与固定。砾石应严格按照设计要求。铺砌砾石层时应按照30cm一层，夯实再铺下一层。施工时不得有泥土、树叶等杂物进入砾石层中。铺设穿孔管时，管道下层砾石应夯实。穿孔管坡度应严格保证，施工时不得有土块、树叶等进入穿孔管中。如果砾石层表层不平，宜设置豆砾石找平层，豆砾石层厚度宜为5-10cm，豆砾石级配宜为5mm-10mm。回填渗透管沟上碎石时，应按照土壤上层建筑设施要求进行夯实。渗透设施回填土壤前应测试其渗透系数，当渗透系数满足设计要求时方可回填，回填时不应夯实。9.3沟槽开挖、降水在施工前，应对现状地下管线及隐蔽物作进一步探查，由业主组织各种管线相关管理部门，明确管线具体位置，确保安全后方可开挖施工。沟槽开挖前应制定土方开挖