海绵城市理念下市政排水管网施工技术创新与实践

一、引言

城市化进程中，传统市政排水管网因过度依赖“ 快速排放” 模式，导致内涝频发、地下水循环阻断等生态问题。海绵城市理念以“ 自然积存、自然渗透、自然净化” 为核心，通过“ 渗、滞、蓄、净、用、排” 技术体系，重构城市雨水管理逻辑。当前，国内外研究虽在管网规划理论层面取得进展，但施工技术的系统性创新与实践仍需深化。本文聚焦施工环节，探讨技术创新路径与质量管控策略，以提升排水管网的水文弹性与可持续性，又与城市硬化建设在雨水渗透方面的缺陷有关。在市政道路给排水设计中应用海绵城市理念能够改善传统的排水系统，最大限度地发挥出城市的作用。

二、海绵城市理念对市政排水管网的功能要求

（一）多维协同的雨水管理目标

海绵城市要求排水管网突破单一排水功能，形成“ 降雨初期渗透滞留—中期存储调蓄—暴雨应急排放” 的分级响应机制。通过管网与透水铺装、下沉式绿地等设施协同，实现雨水径流总量控制与污染负荷削减。例如，降雨初期通过管网周边渗透设施吸收雨水，减少地表径流；中雨时利用管网自身容积与调蓄池存储雨水，降低排水压力；暴雨时启动应急排水通道，同时通过截流设施净化面源污染。

海绵城市排水管网的多维协同需建立在水文模型基础上。通过模拟不同下垫面组合的雨水径流系数，可优化管网渗透率与调蓄容积配置。例如，当透水铺装面积占比达 40% 时，管网设计流量可降低 25%-30% ，此时需调整管材透水率与孔隙分布，确保渗透与传输效率平衡。此外，雨水资源化利用模块需与管网施工同步规划，通过预留接口连接雨水收集池，实现浇洒道路、绿化灌溉等非饮用水场景的水资源循环利用，提升系统综合效益。

（二）生态友好的施工技术导向

传统管网施工常采用刚性混凝土管材，易破坏土壤水-气循环系统。海绵城市倡导使用透水性材料，如开孔式 HDPE 管、再生骨料混凝土管，通过管材孔隙促进雨水下渗与地下水补给。施工过程需注重微地形塑造与生态护坡技术应用，避免对周边植被、水系的破坏，构建“ 管网-绿地-水系”联动的生态系统，维持城市水文自然循环。

（三）智慧化的全周期管理需求

海绵城市建设依赖实时监测与动态调控，要求排水管网施工预埋传感器（如水位计、流量计），并预留数据传输接口。施工阶段需与后期智慧运维系统衔接，通过物联网技术实时感知管网运行状态，实现从“ 被动排水” 向“ 主动调控” 的模式转变，提升管网管理的精细化水平。

三、海绵城市市政排水管网施工技术创新路径

（一）规划设计与施工前期技术创新

基于 GIS 技术整合地形、水文、地质数据，构建三维管网模型，模拟不同降雨场景下的水流路径，优化管网走向与管径配置。在易涝区域加密渗透井与调蓄池布局，通过模型仿真确定施工顺序，降低后期改造风险。生态化管材选型需结合区域水文特征，例如地下水丰富区域采用带滤膜的透水管道，防止泥沙侵入同时实现水土双向交换；干旱区域选用保水型管材，提升雨水下渗效率。预处理设施（如截流井、沉砂池）与管网衔接时，需预留植物种植空间，通过水生植物强化净化功能。

海绵城市排水管网的多维协同需建立在水文模型基础上。通过SWMM模拟不同下垫面组合的雨水径流系数，可优化管网渗透率与调蓄容积配置。此外，雨水资源化利用模块需与管网施工同步规划，通过预留接口连接雨水收集池，实现浇洒道路、绿化灌溉等非饮用水场景的水资源循环利用，提升系统综合效益。

（二）设计工艺

设计人员在设计市政工程给水系统时，首先要考虑其所在地域的水文地质条件，比如水资源具体的分布情况、该地的降水量等，要选择降水量较大的时节来安排较大耗水量的项目，选择用水量小的项目安排在降水量较小的时节，此外还要结合一些地区如水资源分配不均等现状，优化水资源的合理配置，确保给水系统设计的科学性与合理性。

（三）智慧化施工管理技术

BIM+GIS 协同平台整合设计、生产、安装数据，通过 4D 施工模拟优化管材堆放与机械作业路线，减少现场调度耗时。施工过程中预埋压力传感器与水质传感器，确保传感器与管道内壁齐平，采用LoRa 无线传输技术将数据接入智慧水务平台，实现施工质量动态监控。例如，通过监测垫层平整度（偏差 ≤10mm ）与管道高程（偏差 ≤± 15mm ），实时调整施工参数，保障管网安装精度。

四、海绵城市排水管网施工质量控制要点

地基处理前需采用轻型动力触探法检测承载力，若不足（ <100kPa ）则采用换填级配砂石或深层搅拌法加固，确保基础垫层平整度与坡度符合设计要求。管材进场需查验透水率、环刚度等检测报告，安装后通过闭水试验（试验水头高于上游管顶 2m ）检验接口密封性，渗水量需符合《给水排水管道工程施工及验收规范》。生态设施施工时，下沉式绿地高程需低于周边路面 50-100mm ，植被选择本地耐旱耐涝品种（如鸢尾、芦苇），避免根系破坏管道结构。

建立基于区块链的施工质量追溯系统，将管材检验报告、施工日志、传感器数据等上链存储，利用分布式记账技术确保数据不可篡改。例如，每节管材的透水率检测结果与安装位置关联存证，后期可通过智能合约自动触发定期复检提醒。施工单位可通过移动端APP 实时上传现场影像，系统自动识别违规操作（如垫层厚度不足）并预警，实现质量问题的前置防控。

五、实施挑战与应对策略

当前海绵城市施工标准体系尚不健全，可借鉴《海绵城市建设技术指南》等文件，结合地方实践制定企业标准，明确透水管材开孔率、接口密封等关键指标。针对生态管材与智慧设备成本较高问题，可通过政府专项基金、PPP 模式拓宽资金来源，并引入全生命周期成本分析，量化雨水资源化利用的间接效益。专业人才短缺需依托产教融合机制，开展非开挖施工、传感器调试等专项培训，通过虚拟仿真教学提升施工队伍技术应用能力。

六、结语

海绵城市理念推动市政排水管网从“ 工程思维” 向“ 生态思维” 转型，施工技术创新需贯穿规划、工艺、管理全链条。通过多技术融合与全过程质量管控，可显著提升管网的雨水管理效能与环境适应性。未来，随着数字孪生、自修复材料等技术的应用，排水管网施工将向智能化、绿色化方向深化，为城市可持续发展提供坚实支撑。

参考文献

[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部. 海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建（试行）[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2014.

[2] 中国市政工程协会. 室外排水设计标准（GB 50014-2021）[S]. 北京: 中国计划出版社, 2021.

[3] 徐斌. 海绵城市建设理论与实践[M]. 南京: 东南大学出版社,2018.

[4] 王浩. 城市排水管网系统优化设计与运行管理[M]. 北京: 中国水利水电出版社, 2020.

[5] 李树平. 海绵城市建设技术与工程实践[M]. 北京: 化学工业出版社, 2019.