城市道路低影响开发设计技术的探讨.ppt

城市道路低影响开发设计技术的探讨,2016年9月,和坤玲,北京市市政工程设计研究总院有限公司,主要内容,认识,1,探索,2,设计技术,3,思考,4,1.认识,我国大多数城市仍采用基于传统“快排”为主要目标的“道路不透水汇水面-雨水口-市政管线-河湖水系”直排式排水方式，结果导致道路排涝压力大、路面径流污染严重、雨水资源流失、生态环境破坏等突出问题，难以满足现代城市建设对生态环境的要求。,在目前国家提出倡导的海绵城市建设中，提出了要充分发挥建筑、道路和绿地、水系等生态系统对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用。,1.认识,城市道路是城市的重要基础设施，在城市发展和生态建设过程中具有举足轻重的地位。城市道路其主要功能是为各类交通活动提供空间的载体；是城市地下各种管线埋设、沟渠布置走廊以及地表漫流行泄通道的主要场所；是承接周边地块汇水范围的重要通道；城市通风、日照等空间的通道；行人和驾车者视觉观赏的路径；城市应急防灾和避难的场所。同时，城市道路本身也是雨水径流及其污染物产生的主要场所之一，雨水径流中包含大量机动车产生的污染物，道路积水是城市内涝主要的表现形式之一。其几何设计上除了要满足各种交通方式行驶的技术性能要求外，结构设计上还需要有足够的强度、稳定性和耐久性。,道路是由平面线形（路由）、竖向线形（纵断面）、横断面共同围成的空间三维曲面，再加上路面结构，共同形成一个“曲体”。另有桥梁、交通工程、市政管线、景观、绿化、照明等附属设施。,1.认识,道路的主要功能和技术要求,1.认识,道路的主要功能和技术要求,快速路,主干路、次干路、支路,高架道路,地下道路,立体交叉,平面交叉,1.认识,道路的主要功能和技术要求,1.认识,道路的主要功能和技术要求,人行道,绿化设施带,非机动车道,公共交通设施,机动车道,分隔带,道路空间基本构成元素,横断面宜由机动车道、非机动车道、人行道、分车带、设施带、绿化带等组成，特殊断面还可包括应急车道、路肩和排水沟等。,渗透,截污,渗透,调蓄,渗透,目的：以消减地表径流与控制面源污染为主，雨水收集利用为辅。,城市道路雨水利用模式图,1.认识,道路低影响开发的技术要求,在海绵城市建设中，城市道路同样需实现低影响开发的途径，在满足道路交通安全等基本功能的前提下，削减地表径流和控制面源污染。根据不同道路等级的功能要求，结合道路横断面和排水方向，利用道路的绿化带、车行道、人行道和停车场建设下沉式绿地、植草沟、雨水湿地、透水铺装、渗管等低影响开发设施，通过渗透、调蓄、净化方式，实现道路的海绵城市建设控制目标。,近几年我国北京、深圳、上海、天津等多个城市已建成多个低影响开发示范项目下，为消减地表径流和控制面源污染，利用道路设置了雨水吸纳、蓄渗和缓释设施。问题：道路结构承载的要求道路结构本身对避水要求的严格性？设施的选择低影响开发设施构造的多样性和复杂性？参数的确定技术参数与场地特征紧密结合性？路水景的协调沿线用地绿化排水的协调性？建管养的统筹建设管理运营养护的统筹性？低影响开发设施的构造和设计参数已成为设计和施工的主要难点，对设施的运行效果和安全性等都有重要影响。目前，我国城市道路低影响开发仍处于探索和实践过程中。,1.认识,阀门布置图,项目简介：东直门立交桥下道路最低点低于立交雨水的尾闾东二环盖板河水位50年一遇洪水位控制高程，立交雨水无法直接排入盖板河内。为解决东直门立交桥下雨水排除，在二环路主路东侧桥下、东盖板河西侧设置了蓄水池一座，以调蓄路面低点的雨水。竣工时间：1981年。作用：（1）对于正常情况（大部分时间段）下，可以重力流排水，特殊情况（部分时间段）无法满足重力流排水；（2）调蓄池的作用：当下游水位高于37.3m时，将雨水排入调蓄池，起到蓄水的作用；（3）鸭嘴柔性止回阀的作用：完全不需人工开启闸门。,调蓄池总平面图,2.探索,东直门立交桥区排水工程,2.探索,项目简介：为减少降雨时期道路汇水水量，从而减轻市政排水管道压力，提高城市抗洪能力，奥运中心区市政工程人行道全部采用透水人行道结构，部分与人行道共板设置的非机动道也采用透水结构。竣工时间：2008年作用：有效减少降雨时期道路汇水水量，从而减轻市政排水管道压力，提高城市抗洪能力；透水路面结构在降雨时存储的雨水，在雨后缓慢蒸发，改善局部水气生态环境；降雨后，透水人行道表面雨水下渗，人行道步行环境提高。,奥运中心区市政工程,2.探索,开展自主创新、科技攻关，研发了适合北京市地区特点的雨水利用的综合技术，编制北京市透水人行道设计施工技术指南。中心区人行道采用透水结构，使人行道上的雨水直接渗入地下，对修复城市生态环境，维持自然的水循环系统，起到促进作用。是生态环境建设和城市可持续发展的重要标志。,奥运中心区市政工程,2.探索,透水人行步道及非机动车道路结构图,透水人行道结构图,奥运中心区市政工程,北辰西路北延非机动车及人行道均采用透水结构，管道收集后，经湿地净化，最终流入奥运湖中。此举减小了市政排水管道的压力，补充奥运湖水源。机动车道与非机动车道之间设置连续的绿化带，调整人行道坡度，降低绿地高度，将人行道上的雨水排入绿化带中，实现雨水利用。,2.探索,奥运中心区市政工程,花岗岩及透水人行道铺装实景,项目简介：本次长安街道路大修范围西起南礼士路，东至四惠立交，道路全长11.35km。为配合长安街道路大修，改建排水管道1883m，翻建雨水口511座，新建雨水口116座，处理检查井1800座。长安街大修工程中雨洪利用工程措施主要是采用人行道铺装透水砖。除西单至东单路段，人行道大部分采用花岗岩外，其余路段人行道全部更换为透水砖。合计铺设透水砖约9.7万m2。竣工时间：2009年。作用：人行道铺装透水砖，在提高人行交通舒适性的同时，收集和吸储部分雨水。雨天能大量吸储雨水，为道路两旁花草树木的生长提供水源；晴天能释放水汽，湿润空气，降低路面温度，减轻城市热岛效应。,透水人行道铺装实景,2.探索,长安街大修人行道透水路面工程,项目简介：道路东侧非机动车道下采用不同的路面结构和渗蓄设施，长约700m。生命科学园东路（生命园中路玉河南路路段）为雨水利用与水环境改善示范工程试验路段。竣工时间：2010年。作用：机动车道透水路缘带及透水人行步道结构能收集路面雨水至蓄水设施，可代替传统的雨水口系统。,2.探索,中关村生命科技园东路透水路面试验段工程,道路横断面图,2.探索,路面结构分段布置示意图,路面结构A,路面结构B,路面结构CD,中关村生命科技园东路透水路面试验段工程,2.探索,中关村生命科学园东路透水路面实景,中关村生命科技园东路透水路面试验段工程,应急处理池工艺图,项目简介：京承高速公路（密云沙峪沟市界段）路面雨水排除的出路为就近河道，主要有潮河、红门川河、沙厂水库、清水河，以上河道均为水环境保护目标。为防止因车辆事故造成有毒有害物质泄漏，流入水体，造成污染，在道路沿线的入河口处设置应急处理池。一旦突发有毒有害物质泄露事故，马上切断应急处理池与河道的联系，有效的控制其对水体的污染。正常情况下，应急池可储存部分雨水，用于绿地浇洒或灌溉。竣工时间：2010年。作用：在跨越各水系的公路桥梁范围内，对突发事故时泄漏的有毒有害物质进行截流处理，减少对附近水体的污染。降雨过程，应急池可储存部分雨水，用于绿地浇洒或灌溉，使雨水得到很好的利用。,2.探索,京承高速公路工程应急处理池,2.探索,京承高速应急处理池实景,京承高速公路工程应急处理池,应急处理池工艺图,项目简介：六环路沿线经过的永定河、刺猬河等河道，按河流水质分类，被划为类或类水体，属水源保护区。为防止在水源保护区路段车辆事故造成有毒有害物质泄漏及初期雨水直接流入水体，造成污染，在道路沿线入河口处设置应急处理池，对有毒有害物质进行截流处理，减少其对附近水体的污染。竣工时间：2010年。作用：在跨越各水系的公路桥梁范围内，对突发事故时泄漏的有毒有害物质进行截流处理，减少对附近水体的污染。降雨过程，应急池可储存部分雨水，用于绿地浇洒或灌溉，使雨水得到很好的利用。,2.探索,应急处理池系统图,西六环路应急处理池,2.探索,六环路应急处理池实景,西六环路应急处理池,科创十七街雨水控制与利用工程,X35地块雨洪利用工程,凉水河综合治理项目,北京经济技术开发区是北京唯一的国家级经济技术开发区。包括核心区、河西区、东区、亦庄枢纽站前综合区、马驹桥居住组团、物流基地、路南区共七部分，总规划面积约100.3km2。,核心区：19.3km2河西区：16.2km2路东区：13.6km2路南区：8.8km2,2.探索,北京经济技术开发区雨水控制与利用项目分布,有市政雨水管线雨水系统图,项目简介：项目位于北京经济技术开发区路东新区（二期）G区用地范围最南侧，南侧为凉水河，北与蓄洪区毗邻，道路全长约1.7km。工程以道路低影响开发为目的，通过道路横断面竖向设计及生物滞留带、植草沟、透水砖铺装实现道路径流调蓄和排放。竣工时间：2011年。作用：（1）雨水系统的实际年径流总量控制率大于85%，道路排水设计重现期可达到3年一遇。（2）年径流污染削减量大于75%（以SS计），减少了因径流污染而带来的城市水环境污染。,工程位置示意图,2.探索,无市政雨水管线雨水系统图,科创十七街雨水控制与利用工程,生物滞留带实景图,无市政雨水管线道路横断面,有市政雨水管线道路横断面,2.探索,科创十七街雨水控制与利用工程,复合垂直流人工湿地基本构造剖面图,项目简介：北京经济技术开发区X35地块位于北京经济技术开发区河西区的东南部，占地面积为16.7ha，规划用地为区域级生态公园，原为废弃建筑垃圾填埋场，为有效利用周边地块雨水资源，将X35地块建成集雨水集蓄利用、调控排放、水体净化和生态景观为一体的多功能生态水体公园。本工程以水资源可持续利用为目的，是综合了城市生态、景观、环境保护、水资源利用的系统工程。在节水、节能、恢复水体环境和保护水资源等方面起到示范工程作用，有利于加强公众的节水、节能、能源循环利用意识。竣工时间：2010年。作用：（1）前置塘主要作用是控制初期雨水对湖水造成污染，同时也可以起到调蓄水量的作用。（2）人工湿地系统是利用自然生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用来实现对雨水（湖水）的净化作用，并形成独特的景观生态环境。,工艺流程图,2.探索,北京经济技术开发区X35地块雨洪利用工程,2.探索,人工湿地效果图,人工湿地实景,人工湿地景观设计图,北京经济技术开发区X35地块雨洪利用工程,2.探索,前置塘实景,人工湿地实景,雨洪利用效果图,人工湿地景观设计图,北京经济技术开发区X35地块雨洪利用工程,河道综合治理效果图,项目简介：项目位于凉水河段（荣昌西街到马驹桥），全长3636.23米，为河道综合整治工程。采用了生态、低碳、环保的设计理念，在实现开发区防洪安全的同时，打造出一个城市河湖生态修复及综合整治的典范工程，改善了开发区严重衰退的水环境。竣工时间：2010年。作用：采用新型的河道组合结构进行生态治河、新型湿地技术和人工曝气改善河道水质，对河道的生态保护与修复；景观用水采用雨水、优质中水、河水，雨水综合利用起到了示范作用。,河道综合治理范围图,2.探索,凉水河综合治理项目,改造前凉水河采用混凝土和石料组成的硬质护岸，生态环境比较脆弱。两岸绿地狭窄，边坡较陡，缺少滨水休闲空间,景观层次单薄。水质常年均为劣类，属于严重污染水体。,31,2.探索,凉水河综合治理项目,循环水泵房,凉水河河水,一级沙砾滩过滤区,32,人工湿地,水质稳定调节区,二级沙砾滩过滤区,植物综合净化区,人工湿地系统,2.探索,凉水河综合治理项目,河道综合治理平面图,工程实景图,工程实景图,雨水利用湿地公园,人工湿地实景图,2.探索,凉水河综合治理项目,工程位置图,工程效果图,项目简介：项目位于双鱼岛位于福建漳州开发区二区大盘浅滩范围内，岛内直径1.6km。“双鱼岛”项目，是漳州招商局经济技术开发区向东南拓展的重要举措，是国内首座大型离岸式生态人工岛。该项目计划2017年建成。,2.探索,福建双鱼岛雨水利用项目,雨水调蓄利用池设置：雨水调蓄利用池蓄水容积300-500m3/座。雨水调蓄利用池结合雨水排除系统及全岛绿化用地设置，位于雨水排除系统的上、中、下游，每座池的服务半径一般300m，最大不超过500m。全岛设置雨水调蓄利用池30座,其中西岛14座（9座300m3，5座500m3），东岛16座（12座300m3，4座500m3）。出水就近供绿化灌溉及道路冲洗等。,雨水调蓄利用池分布图,雨水调蓄利用池,（1）雨水调蓄利用,300m3池子,500m3池子,2.探索,福建双鱼岛雨水利用项目,（2）路面初期雨水径流污染控制,干路植被浅沟,次干路及支路植被浅沟,渗透弃流井,路缘石开孔,2.探索,福建双鱼岛雨水利用项目,采用透水水泥混凝土路面、透水沥青路面、透水砖路面道路绿化隔离带设置下凹式绿地，主要收集非机动车道、人行道和机动车道雨水，经净化处理后排入市政雨水管道。,（3）透水铺装路面,2.探索,福建双鱼岛雨水利用项目,（1）城市道路低影响开发的目的是以削减地表径流及其径流污染为主、雨水收集利用为辅。（2）城市道路低影响开发的建设不应降低道路范围内的雨水排放系统设计降雨重现期标准。（3）城市道路低影响开发应与区域总体规划、控制性详细规划以及相关的专项规划为主要依据，并与之协调。（4）城市道路低影响开发设施的选择应根据水文地质、施工条件以及养护管理等因素综合考虑确定，要注重节能环保和经济效益。,3.设计技术,3.1设计原则,3.设计技术,3.2低影响开发雨水系统流程图,3.设计技术,3.3总体设计,注：宜选用可选用不宜选用。,3.设计技术,3.3总体设计,强较强弱或没有,3.设计技术,3.4道路横断面,城市道路横断面布置在满足行车功能的前提下，应尽量设置连续绿化带，或将几个树池合并设置，以减少道路红线范围内的径流面积，并考虑利用其作为路面雨水的调蓄设施。城市道路横断面中的非机动车道、人行道、步行街和停车场应采用透水铺装，以渗透为主。城市道路横断面中的绿地及开放空间在满足景观效果和交通安全要求的基础上，应充分考虑承担道路雨水汇入的功能。通过建设下沉式绿地、道路雨水花园等低影响开发设施，提高道路径流污染及总量等控制能力。未经净化处理的机动车道路汇集的雨水不能直接入渗。,3.设计技术,3.5道路竖向,不允许道路沿线用地径流雨水直接汇入道路路面的，应在竖向设计上或采取相关的设施避免雨水直接汇入。道路竖向设计应结合地形地势及道路周边场地条件，在满足行车条件的前提下，尽可能对道路径流雨水集中收集和调蓄。道路低点尽可能设置在有条件设置调蓄设施的地方。并尽可能保证道路绿地范围内的雨水不产生径流。,3.设计技术,3.6透水路面,透水路面结构的采用应综合考虑入渗水质、雨水径流量控制指标以及土基的入渗条件。当道路土基满足雨水直接入渗的地区，非机动车道、人行道、步行街、广场和停车场应采用透水铺装，以渗透为主；采用半透水路面结构时应设置层间排水设施，避免将雨水长时间滞留在路面结构中。,3.设计技术,3.7道路路缘石,需要将雨水引导至两侧分隔带中时，为了行车安全，建议采用立缘石，但是需在立缘石上设置开口，或在保证行车安全的前提下，将立缘石间断设置，以利于雨水排入设施内。,3.设计技术,3.8道路绿化带入渗和调蓄设施,城市道路横断面中及立交桥区的绿地在满足景观效果和交通安全要求的基础上，应考虑承担道路雨水汇入的功能。通过建设下沉式绿地、植被浅沟等低影响开发设施，提高道路径流污染及总量等控制能力。设置低影响开发设施的绿化带内应采取必要的防渗设施，防止径流雨水下渗对道路路面及路基的强度和稳定性造成破坏，绿地内应选择具有耐淹、耐盐、耐污的植物。,3.设计技术,3.9下凹桥区,行业标准：1透水沥青路面技术规程CJJ/T190-20122透水水泥混凝土路面技术规程CJJ/T190-20123透水砖路面技术规程CJJ/T128-20123海绵城市建设指南低影响开发雨水设施系统构建标准图集：1中国建筑标准图集城市道路与开放空间低影响开发设施行业标准局部修订：城市道路工程设计规范CJJ37-2012,3.10标准的技术支撑,3.设计技术,城市道路工程设计规范(CJJ37-2012)总则2.术语和符号3.基本规定4.通行能力和服务水平5.横断面6.平面和纵断面7.道路与道路交叉8.道路与轨道交通线路交叉9.行人和非机动车交通10.公共交通设施11.公共停车场和城市广场12.路基和路面13.桥梁和隧道14.交通安全和管理设施15.管线、排水和照明16.绿化和景观,透水沥青路面设计规范,透水水泥混凝土设计规范,透水砖路面设计规范,12.3.2路面面层类型选用：2综合考虑雨水收集利用的道路，路面结构设计应满足透水性的要求。,城市道路工程设计规范CJJ37-2012局部修订内容,城市道路工程设计规范CJJ37-2012局部修订内容,海绵城市建设的目的:实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市；海绵城市建设的原则:遵循生态优先，将自然途径与人工措施相结合；海绵城市建设的途径:通过对城市原有生态系统的保护、生态恢复和修复、低影响开发来实现的。低影响开发:在城市开发建设过程中，采用“源头消减、中途转输、末端调蓄”等手段，通过“渗、滞、蓄、净、用、排”等多种技术，提高对径流雨水的渗透、调蓄、净化、利用和排放能力。,4.思考,4.1总体规划、协同设计、同步建设、综合管理海绵城市是一项长远工程、系统工程，不仅仅需要建筑、绿化、道路、水系各专业之间的协调配合，更需要在规划、设计、建设、管理的全过程中继续落实，才能得以发挥最大的效益。充分体现规划的指导性、设计的协调性、建设的统筹性、养护的