湿陷性黄土地区海绵城市建设雨水渗蓄风险防控.docx

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1、湿陷性黄土地区海绵城市建设雨水渗蓄风险防控 导读：针对湿陷性黄土地区海绵城市建设雨水渗蓄引发环境地质灾害风险等问题，系统梳理国家海绵城市建设试点经验，结合理论研究与工程实践，提出开展湿陷性黄土地区海绵城市设计预评估的建议与方法，探讨构建包括主动消除湿陷性、设置安全防护距离、贯穿湿陷性黄土层、防渗漏处理、强化疏排水、变形观（监）测与处置在内的系统化防控体系。    0前言    我国不同地区海绵城市建设路径与方法存在区别，特别是湿陷性黄土、膨胀土等特殊地质区海绵城市建设适宜性问题备受行业关注与质疑。海绵城市建设强调雨水的“渗、

2、滞、蓄、净、用、排”技术措施与源头径流总量-峰值-污染综合管控等要求较传统“快排”模式，增加了下垫面雨水停留时间与渗蓄总量，部分措施引导雨水中深层入渗，在湿陷性黄土、膨胀土等地质区实施时，雨水渗漏大概率引发土体结构浸水沉降或膨胀，承载力迅速衰减等可能危害建（构）筑物基础安全问题。截止目前，国家规范尚未就上述特殊地质区海绵城市建设提出明确技术指引，相关城市工程实践大多采用“严防死守型（全面防渗）”做法或设置“豁免清单（特殊地质区不建设）”，缺乏科学论证。为此，笔者通过国家试点城市调研，结合团队专项研究，就理性认知湿陷性黄土区海

3、绵城市建设问题、鼓励开展项目设计预评估等进行探讨，提出了雨水渗蓄风险防控典型措施及其适用场景。    1湿陷性黄土地区海绵城市建设再认知    我国湿陷性黄土地质分布广泛，主要集中在干旱、半干旱气候区，其在天然状态下的高孔隙率和低湿性（天然湿度≤塑限含水量）是其产生湿陷的重要条件。湿陷性黄土组成以粉粒为主，其中粗粉土（0.01～0.05mm）颗粒居多，同时含有少量粘土（<0.005mm）和细砂（0.1～0.25mm）颗粒。粗粉粒在黄土结构中起骨架作用，细粉粒依附于其表面，并与粘粒和土体中无定型盐类等胶体物质作为填充料。遇水时

4、，在土体自重或附加压力下产生显著沉降一方面归因于其干旱气候下的形成机制（蒸发影响深度大于降水，压力、湿度不良）带来的欠压实状态（富含空隙、垂直节理发育），另一方面则是内部粒间胶结物遇湿软化（盐晶溶解）、强度降低、破裂所致。    湿陷性黄土地区海绵城市建设遭受质疑、“谈水色变”问题的根源归结起来有两方面原因。    1.1缺乏对黄土湿陷性致灾机理与触发条件的认识    黄土湿陷性致灾影响是由土体本身微观结构（粘粒含量与赋存状态、孔隙结构、胶结物性质等）与环境因素（水分、荷载、周边建构筑物基础埋设条件等）共同作用决定的。工程实

5、践中，一般将含水率与荷载压力作为触发湿陷变形的重要因素予以控制。自重湿陷性黄土含水率达到一定饱和度时，即发生显著附加沉降（含水率上升，土体发生增湿变形，达到一定程度时变形激增）。非自重湿陷性黄土除土壤含水量饱和度影响外，自重压力叠加外部荷载压力大于湿陷性起始压力时，湿陷发生。为评估此影响，《湿陷性黄土地区建筑标准》以湿陷性系数测定区间（0.015～0.03、0.03～0.07、>0.07）划分黄土湿陷程度（轻微、中等、强烈），以自重湿陷量、湿陷量划分场地地基湿陷等级（Ⅰ轻微、Ⅱ中等、Ⅲ严重、Ⅳ很严重），并给出不同建筑类型、不

6、同等级湿陷性黄土地基处理方法及建筑、结构、给排水设计等防护措施。在湿陷性黄土区开展海绵城市建设时，须清晰掌握该区域水文气象、地形地貌、黄土湿陷性质、等级、厚度及场地建筑环境，因地制宜开展设计，同时注意：    ①湿陷性黄土场地房屋与市政基础设施建设时，已采取相应基础处理与结构、防水设计，并赋予安全余量（设置防护距离、外扩基础处理等），海绵设施布置与衔接应尽量不扰动现有防护体系，确有影响，须采取强化防护措施（材料、结构防水）；    ②城市开发建设挖填置换（道路开挖、建筑小区地下车库建设等）、浸水、浇灌或受力历程中，受扰动强的

7、黄土，其湿陷性消除程度相对较高或已不具湿陷性；    ③海绵设施施工时，对于一定范围湿陷性黄土层上部压力发挥“减荷”作用（远离湿陷起始压力临界点），防控重心应集中在高等级、大厚度湿陷性区域、建（构）筑物结构基础紧邻海绵设施的有限空间雨水渗漏防控;    ④远离建（构）筑物结构基础的湿陷性场地（低风险区）可做集中雨洪控制空间利用。    1.2缺乏对海绵雨水设施构造与运行原理的认识    海绵雨水设施种类繁多，按其主项功能（许多设施兼具多重功能）可划分为：渗透设施（绿色屋顶、透水路面、下凹式绿地、生物滞留设施、渗塘、渗井等）、

8、传输设施（植草沟、排水沟、渗管（渠））、调蓄设施（蓄水池、调节池、调节塘等）、净化设施（初雨弃流设施、过滤设施、湿地等）及其他附属设施。除渗井、蓄水池等设施外，源头小区、市政道路大多应用浅表性设施（结构深度<2m，透水路面、植草沟、下凹式绿地、生物滞留设施应用最广）。因此，防控重心应放在规