湿陷性黄土地区海绵城市建设雨水渗蓄风险防控

设计时，防渗膜、防渗挡墙材料性能可参考《土工合成材料应用技术规范》、《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》等选取；防渗膜尺寸与包裹方式（全包、半包）、防渗挡墙位置及贯入深度等根据场地湿陷等级、建筑或道路基础保护要求，结合模拟监测优化，安全前提下降低造价。施工时，注意防渗膜搭接宽度、焊缝质量、平整度与渗漏检测（双电极法、水枪法），防渗挡墙完整性（不得有混浆、夹泥、断墙、孔洞），抗压、抗渗性能检测与原材料配合比，预留材料、结构胀缩变化量，合理组织工序，保障施工质量。此外，溢流井、沉泥井、埋地排水管道及接口等做法参考《湿陷性黄土地区室外给水排水管道工程构筑物》国标图集设计；混凝土雨水调蓄池须满足《地下工程防水技术规范》要求，竖向条件允许情况下，宜用地上调蓄代替地下调蓄，分散浅层调蓄代替集中深层调蓄。

湿陷致灾风险较高地区，除做好上述工作外，还须关注渗漏风险点强化处理。图9道路路沿与HDPE防渗膜连接处（S1）施工时须将膜外延10～15 cm与路沿紧密搭接，同时上部第一层路基压实度不小于0.93。当渗透点在S1-S2时，将严重影响路基安全，为此路基应呈梯形延伸至绿地内1～1.5倍路基深度，基槽侧向宜用灰土回填，压实系数不小于 0.94，严格控制该区域渗透系数。HDPE膜与砾石层连接处（S3）应采用人工运送砾石至沟槽底，防止划破HDPE膜。溢流井与市政雨水井连接管在穿越防渗膜部位（S4）须采取热熔机焊接或防渗土工膜专用胶粘接，穿越防渗挡墙时须埋设防水套管，填充柔性密封材料。

3.5 强化疏排水法

一般地区，为提高生物滞留设施调蓄功能常在穿孔管下方增设一定厚度砾石调蓄层（见图10a）；或为实现缺氧反硝化脱氮功能，抬高穿孔管排口标高（见图10b）。但在湿陷性黄土地区，为缩短雨水积存时间，设计时取消砾石调蓄层，穿孔管敷设于砾石层底（见图10c），排水坡度及末端管底标高（高于接入溢流井的市政雨水连接管管底标高）利于渗滤后雨水排出；另一方面，提升设施渗排能力。设施运行初期，种植土层具有良好透水性能，影响设施外排的瓶颈为底部穿孔管排水能力。由于砾石排水层高度（250～300 mm）限制，穿孔管直径一般取DN100～150。管道敷设坡度结合管长、砾石层厚度、溢流设施衔接高程等确定，宜与道路纵坡同坡，但不小于05%。根据孔口出流公式，结合相关研究，在设施结构层水饱和渗透状态下，推求穿孔管开孔面积与设施排空时间关系如式（4）所示：

式中s——穿孔管开孔总面积，m²；

β——孔口堵塞系数；

μ——孔口出流系数，取0.6；

g——重力加速度，m/s²；

hf——透水土工布水头损失，m。

依据式(4)，按照设施结构与排空时间下限（6 h）确定穿孔管开孔面积，并根据制造商规格进行校核。一般PE、PVC-U塑料管开孔率控制在1%～3%，开孔孔径8～12 mm，根据计算结果可适度上调或增大孔径（＜最小砾石粒径），在保障管材抗压强度基础上，针对汇水范围较大的设施可设置双管排水，也可采用软式渗透管（FPH）增强排泄能力。除生物滞留设施外，底部防渗处理的透水路面（使用穿孔管或排水盲沟+钻孔钢管等边缘排水系统）同理设置。随着上述设施使用时间延长，渗透性能衰减，影响设施外排能力的瓶颈逐步转化为种植土层（透水面层）渗透能力，超渗产流现象增加，富余雨水通过溢流井（地表坡度）进入管网（周边绿地），并不会造成设施内积水。

此外，设置溢流竖管的雨水塘、采用重力放空的调蓄池等设施，其放空管排水能力（管径、流量）及放空时间等可依据《城镇雨水调蓄工程技术规范》计算确定，兼顾径流调节、下游排水系统排水能力等因素基础上，合理缩减雨水停留时间。

3.6 湿陷变形观（监）测与处置

基于防护体系完备性和事故隐患及时预警、“止损”考虑，在合理选用上述措施基础上，建议结合设计预评估，对自重湿陷性场地上的重要建筑工程（甲类、乙类建筑）、道路工程（快速路、主干路）、海绵设施等增加变形观（监）测与处置，制定监测与应急处置方案，纳入湿陷性场地海绵城市建设运维全过程。观（监）测对象包括临近建（构）筑物变形与海绵设施变形等。建（构）筑物监测重点关注基础沉降量（差）、倾斜、位移、裂缝、地基土含水量等，监测方法参考《湿陷性黄土地区变形监测规范》；海绵设施监测重点关注设施结构变形、附属构筑物沉降、防渗材料（结构）破损、渗漏风险点处土基含水量变化等。综合采用检漏管沟（井）观测、水准测量、传感器（应力应变、湿度等）在线监测等方式实施，根据规范，结合区域降雨特点、海绵设施运维情况合理设定监测频率。当建（构）筑物沉降变形超过允许值，继续发展可能导致破坏性影响或无法满足使用要求时，须及时加固、纠倾和修复。海绵设施防渗系统（防渗膜、防渗挡墙等）损坏时须及时修补，植草沟、下凹式绿地、生物滞留设施、雨水塘等进水口、溢流口水土流失时，须及时补土并设防冲刷措施；及时加固坍塌的设施边坡，避免防渗结构（材料）暴露；加强对溢流井、连接管道等定期检查加固，防止不均匀沉降产生。

4 结语

湿陷性黄土地区海绵城市雨水渗蓄风险防控是一项系统工程，防控思路应由“海绵设施单向被动防渗”向“平面+竖向防护、材料+结构防渗、场地改良+设施构造优化的综合防护体系”转变，针对不同类型海绵设施、不同等级、厚度湿陷性场地、不同应用场景及建（构）筑物种类，分级分类制定防护措施；重视加强水专业与岩土专业对话，在湿陷性黄土饱和-非饱和流固耦合分析、雨水入渗量（路径）与地基不均匀变形关系、海绵设施径流调控效能平衡与水力优化设计等方面开展融合研究，不断丰富湿陷性黄土地区雨洪管理风险防控体系，为科学推广海绵城市建设夯实技术保障。