該結(jié)構(gòu)由上端濾料池（集中凈化區(qū)）與下部泄水管組合而成。濾料池設(shè)計(jì)采用鋼筋混凝土或鋼波紋管，池底向泄水管方向找坡；泄水管根據(jù)泄水量要求布設(shè)單根或多根，采用玻璃鋼管、鋼波紋管等套接下沉。泄水管壁厚滿足抗側(cè)向土壓要求，穿越滲透不良土層或濕陷性黃土層時(shí)，側(cè)壁不開(kāi)孔，貫入砂層部分開(kāi)孔。該結(jié)構(gòu)采用“小深度，同管徑；大深度，分段變換管徑（上大下小）”的結(jié)構(gòu)力學(xué)穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)，有利于不同埋深、材質(zhì)滲井性能互補(bǔ)發(fā)揮，減少結(jié)構(gòu)耗材及開(kāi)挖成本，節(jié)省投資。凈化與滲排分體式設(shè)計(jì)也便于后期堵塞、污染后集中維護(hù)，降低運(yùn)維成本。目前已在西咸新區(qū)多個(gè)海綿型建筑小區(qū)推廣應(yīng)用。

2.2.2 填料

填料是雨水滲井設(shè)計(jì)又一關(guān)鍵，既要滿足速滲，又須規(guī)避地下水污染。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)、水量、排空時(shí)間、包氣帶深度及地下水保護(hù)目標(biāo)等綜合確定填料厚度、類(lèi)型、粒徑組成等參數(shù)。

雨水滲井填料厚度（hf）理論最大值為整個(gè)井深（即地表至滲井底以上包氣帶深度，井底貫入滲透土層深度應(yīng)≥側(cè)壁滲透區(qū)高度）。設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到相鄰場(chǎng)次降雨排空要求，填料厚度應(yīng)滿足式（9）：

雨水速滲同時(shí)可能引發(fā)地下水污染，因此，填料厚度須滿足污染凈化需要?，F(xiàn)行《建筑與小區(qū)雨水控制與利用技術(shù)規(guī)范》規(guī)定“井底滲透面距地下水位距離不應(yīng)小于1.5m”，是基于填料與滲透土層協(xié)同凈化考慮，未考慮匯水區(qū)污染類(lèi)型及水平。因此應(yīng)盡量讓污染集中于填料區(qū)，減少向地下水上方滲透土層遷移（污染修復(fù)代價(jià)大）。為此，可通過(guò)進(jìn)水目標(biāo)污染物濃度與地下水水質(zhì)限值要求，確定滲井水質(zhì)控制最小填料厚度hf-min。鑒于徑流污染特征及填料多樣性，建議用以下方式確定hf-min：

采用等溫吸附實(shí)驗(yàn)確定目標(biāo)污染物飽和吸附量，通過(guò)設(shè)計(jì)進(jìn)水流量、使用年限等確定填料對(duì)目標(biāo)污染物吸附能力基準(zhǔn)，結(jié)合吸附量實(shí)測(cè)值與基準(zhǔn)值估算填料厚度；

搭建不同填料厚度土工模型，通過(guò)實(shí)際雨水或模擬配水試驗(yàn)確定不同填料厚度徑流污染削減效率，推算達(dá)到凈化目標(biāo)填料厚度；

搭建固定填料厚度土工模型，用實(shí)際雨水或模擬配水試驗(yàn)確定污染削減效率，建立HYDRUS等模型，模擬確定最優(yōu)厚度。

綜上，確定滲井填料厚度hf∈[hf-min，hf-max）。

徑流污染削減效果還與填料類(lèi)型、粒徑及滲透速率有關(guān)。傳統(tǒng)速滲為主的雨水滲井，填料多采用粗粒徑、單一組分礫石或建筑骨料。匯水區(qū)存在污染、地下水保護(hù)嚴(yán)格時(shí)，筆者建議采用中粗砂填料或改良填料（基本填料+改良劑）?；咎盍弦艘灾猩埃?.35~0.50mm）、粗砂（0.50~2mm）為主，改良劑選用強(qiáng)吸附性材料，根據(jù)滲井進(jìn)水污染特征確定。團(tuán)隊(duì)通過(guò)分析海綿鐵、高爐渣、沸石等改良劑特性，采用混合填料濾柱試驗(yàn)，比較不同進(jìn)水流量（0.5a、1a、2a 重現(xiàn)期，歷時(shí)90min，匯流比1∶150）、不同進(jìn)水污染濃度（見(jiàn)表1）等9種工況下，基本填料與改良劑摻混比例（見(jiàn)表2）、改良劑類(lèi)型對(duì)滲井滲透性能及凈污效果的影響。

表2 雨水滲井填料配比（體積比）方案

結(jié)果（見(jiàn)圖5）表明：

添加海綿鐵可顯著提高TP、NO-3-N、Zn去除，添加活化沸石可提高NH3-N去除，添加高爐渣可提高NH3-N、Cu去除；

試驗(yàn)條件下，體積比 90%基本填料+5%高爐渣+5%沸石對(duì)COD削減效果最好，90%基本填料+10%海綿鐵對(duì)NO-3-N、TP削減效果最好，90%基本填料+10%沸石或90%基本填料+5%高爐渣+5%沸石對(duì)NH3-N、TN削減效果較好，90%基本填料+5%海綿鐵+5%高爐渣對(duì)Cu、Zn、Cd削減效果最好；

改良劑添加比例由10%增至30%~45%時(shí)，反應(yīng)原料、吸附點(diǎn)位、陽(yáng)離子交換量增加，但同時(shí)提高了混合填料滲透速率，徑流污染接觸反應(yīng)時(shí)間縮短，綜合削減率提升不大且原材料成本增加。

實(shí)踐中，匯水區(qū)徑流污染輕（如小區(qū)、公園），滲井以速滲為主時(shí)，基本填料宜選0.50~2 mm粗砂，改良劑可選粒徑較大的火山石、陶粒、高爐渣等以5%~10%體積比摻混；徑流污染較重，滲井兼具速滲和凈污功能時(shí)，宜選0.35~0.5mm中砂做基本填料，同時(shí)宜選粒徑小、凈化能力強(qiáng)的海綿鐵、活化沸石、麥飯石等材料以10%~20%體積比摻混，結(jié)合填料厚度設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)。

2.3 附屬設(shè)施設(shè)計(jì)

2.3.1 預(yù)處理設(shè)施

上述試驗(yàn)為評(píng)價(jià)不同配比填料凈污效能，采用了較高配水濃度（較長(zhǎng)雨前干燥期才出現(xiàn)的負(fù)荷）。實(shí)踐中，徑流污染較重時(shí)，不宜由滲井承擔(dān)全部污染削減，而是通過(guò)前端預(yù)處理設(shè)施控制進(jìn)水水質(zhì)，降低填料堵塞污染頻率及運(yùn)維成本。

雨水滲井預(yù)處理工藝可分為灰色和綠色兩類(lèi)。城市徑流可生化性差，一般不適合生化法處理。傳統(tǒng)灰色工藝主要采取攔污沉淀、棄流、過(guò)濾等單一或組合方式，根據(jù)進(jìn)水水量水質(zhì)、處理目的及場(chǎng)地空間確定（見(jiàn)圖6）。攔污一般采用格柵、截污掛籃等設(shè)施，攔截樹(shù)葉、垃圾，沉淀泥沙。棄流主要采用容積法、水流切換法等對(duì)存在初期沖刷、污染負(fù)荷較高的早期徑流予以棄除，常用雨落管棄流、液位式/雨量式自控棄流設(shè)施，棄流量根據(jù)匯水面實(shí)測(cè)COD、SS等污染物濃度確定，無(wú)資料時(shí)，屋面、地面分別采用2~3 mm、3~5 mm厚度棄流。成品棄流設(shè)施規(guī)格、構(gòu)造及自控等技術(shù)參數(shù)根據(jù)處理量、維護(hù)要求與廠家共同確認(rèn)。經(jīng)攔污、棄流處理后，可結(jié)合雨水回用設(shè)置過(guò)濾設(shè)施進(jìn)一步降低污染負(fù)荷，常見(jiàn)有精密濾網(wǎng)過(guò)濾或簡(jiǎn)易介質(zhì)過(guò)濾。在此，需特別強(qiáng)調(diào)的是雨水滲井本身也是處理設(shè)施，應(yīng)權(quán)衡其建設(shè)使用與預(yù)處理設(shè)施投入關(guān)系，不宜照搬傳統(tǒng)混凝沉淀、濾池過(guò)濾、膜濾等工藝，增加建設(shè)運(yùn)維成本同時(shí)，也因過(guò)度處理失去滲井建設(shè)意義。實(shí)踐中，應(yīng)結(jié)合匯水區(qū)污染特征、填料凈化能力、出水水質(zhì)及地下水環(huán)境容量，設(shè)定滲井進(jìn)水水質(zhì)控制目標(biāo)，由預(yù)處理設(shè)施分擔(dān)匯水區(qū)與滲井進(jìn)水端污染負(fù)荷差值，以此確定預(yù)處理工藝及設(shè)施規(guī)模。

設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)滲井匯水區(qū)下墊面性質(zhì)、豎向，結(jié)合子匯水區(qū)劃分，合理布置綠色雨水設(shè)施，綜合測(cè)算綠色雨水設(shè)施系統(tǒng)對(duì)匯水區(qū)徑流污染削減程度。根據(jù)滲井進(jìn)水水質(zhì)控制目標(biāo)，結(jié)合匯水區(qū)基底徑流污染特征，優(yōu)化確定綠色雨水預(yù)處理設(shè)施規(guī)模。

實(shí)踐中也可采取初期棄流/沉淀+生物滯留等灰-綠設(shè)施結(jié)合方式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)預(yù)處理目標(biāo)。須強(qiáng)調(diào)的是，預(yù)處理并非萬(wàn)能，醫(yī)院、垃圾場(chǎng)站等傳染性疾病、嚴(yán)重化學(xué)污染場(chǎng)所不得設(shè)置雨水滲井。

2.3.2 其他附屬設(shè)施

除預(yù)處理設(shè)施外，雨水滲井附屬設(shè)施還包括溢流口/管/通道、爬梯、檢修孔、防墜落裝置、警示標(biāo)志等。

①過(guò)程控制滲井（削峰調(diào)節(jié)）應(yīng)設(shè)溢流通道與下游管網(wǎng)銜接；源頭減排與終端消納滲井按需設(shè)置溢流口。溢流口/管/通道過(guò)流能力不應(yīng)低于設(shè)計(jì)最大進(jìn)水流量；溢流標(biāo)高應(yīng)根據(jù)滲井調(diào)節(jié)容積、下游管網(wǎng)/河道水位標(biāo)高等確定，溢流口/管處應(yīng)設(shè)置濾網(wǎng)以防堵塞。

②滲井頂部蓄水深度>1m時(shí)，應(yīng)設(shè)置踏步或爬梯（可參考97S501、02S515、14S501等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖集設(shè)計(jì)），以便檢修養(yǎng)護(hù)；有頂蓋的滲井應(yīng)設(shè)檢修孔（可參考05S804國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖集設(shè)計(jì)）。

③為防止非工作人員或動(dòng)物墜入，大深度滲井周邊應(yīng)設(shè)置防護(hù)網(wǎng)、井口防墜網(wǎng)及警示標(biāo)志。

3 系統(tǒng)施工

Rainwater seepage well

粗獷施工是導(dǎo)致雨水滲井功能低下重要因素。雨水滲井施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)滲井結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、埋深、土壤地質(zhì)等，選用明挖法或沉井法。一般情況下，深度<10m，無(wú)不良地質(zhì)，土層穩(wěn)定的開(kāi)闊場(chǎng)地，可采用明挖法；大深度滲井宜用沉井法。磚砌滲井、塑料滲井、鋼筋混凝土滲井等可采用明挖法，預(yù)制鋼筋混凝土、玻璃鋼管、鋼波紋管等成品井可采用沉井法（參照《沉井與氣壓沉箱施工規(guī)范》（GB/T 51130）。

總結(jié)傳統(tǒng)雨水滲井施工中質(zhì)量通病和易忽視細(xì)節(jié)，強(qiáng)調(diào)：

（1）土方開(kāi)挖與地基處理：應(yīng)根據(jù)土質(zhì)、地下水位、井室斷面、荷載條件等制定基坑支護(hù)方案；機(jī)械開(kāi)挖不得擾動(dòng)井底原狀地基土，預(yù)留200~300mm土層由人工開(kāi)挖至設(shè)計(jì)高程整平；驗(yàn)槽時(shí)，應(yīng)采用雙環(huán)法或單環(huán)法復(fù)測(cè)土基滲透系數(shù)；根據(jù)設(shè)計(jì)設(shè)置中粗砂或碎石墊層，嚴(yán)禁使用灰土等不透水墊層；開(kāi)挖時(shí)，井邊預(yù)留填充滲透層位置。

（2）主井施工：

①磚砌式滲井：應(yīng)符合《砌體工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50203）規(guī)定；輻射管與主井同步施工且隨砌隨安裝；輻射管兩側(cè)礫石層對(duì)稱(chēng)鋪設(shè)，避免管道產(chǎn)生位移；井室四周應(yīng)分層對(duì)稱(chēng)回填，每層≤300mm，采用人工回填、夯實(shí)，嚴(yán)禁使用機(jī)械推土滾壓。

②鋼筋混凝土滲井：應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50204）規(guī)定；現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)應(yīng)分層澆圈、連續(xù)澆筑，養(yǎng)護(hù)后分層回填；預(yù)制結(jié)構(gòu)安裝前做好構(gòu)件復(fù)驗(yàn)與裂縫鑒定。

③成品滲井（鋼波紋管、玻璃鋼、塑料）：運(yùn)輸?shù)跹b中避免碰撞損壞；回填時(shí)沿井體分4~6個(gè)位置對(duì)稱(chēng)回填，避免側(cè)壓不均造成井壁變形，實(shí)時(shí)觀測(cè)井體、接管變形。

④其他：隨時(shí)用經(jīng)緯儀、鋼尺等觀測(cè)校正滲井垂直度，控制偏斜量；注意保護(hù)基底滲透層，避免堵塞污染；嚴(yán)密監(jiān)測(cè)周?chē)?gòu)筑物及管線沉降、變形，采取保護(hù)措施；進(jìn)、出水管等附件安裝完成后須校準(zhǔn)位置偏差。

（3）功能驗(yàn)收：施工完畢后，應(yīng)飽和注水觀測(cè)滲井進(jìn)出水及整體下滲情況（滿足設(shè)計(jì)要求或大于地勘注水試驗(yàn)均值），不得缺失。

4 結(jié)語(yǔ)與展望

Rainwater seepage well

雨水滲井作為我國(guó)海綿城市技術(shù)體系代表性措施之一，是一項(xiàng)涉及多專(zhuān)業(yè)協(xié)同的系統(tǒng)工程。針對(duì)各地實(shí)踐生搬硬套，缺乏研究支撐，建成后運(yùn)行效率低、生命周期短、地質(zhì)災(zāi)害與污染頻發(fā)等問(wèn)題，建設(shè)思路應(yīng)由“單井設(shè)計(jì)”向“匯水區(qū)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)”轉(zhuǎn)變、“地質(zhì)適宜性”向“地質(zhì)、環(huán)境長(zhǎng)期適應(yīng)性”轉(zhuǎn)變、“水量速滲”向“灰綠結(jié)合，水量水質(zhì)調(diào)控并重”轉(zhuǎn)變，重視建設(shè)前匯水區(qū)評(píng)估與建成后運(yùn)行效果、沉降變形等觀（監(jiān)）測(cè)跟蹤。加強(qiáng)水專(zhuān)業(yè)與巖土、結(jié)構(gòu)、材料等專(zhuān)業(yè)對(duì)話，關(guān)注不同水文地質(zhì)條件下雨水滲井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)適宜性研究、滲井工藝參數(shù)基礎(chǔ)試驗(yàn)與經(jīng)濟(jì)高效抗衰減填料研發(fā)、雨水集中入滲回灌對(duì)地下水涵養(yǎng)及水環(huán)境、地質(zhì)環(huán)境等長(zhǎng)期影響模擬預(yù)測(cè)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等研究方向，持續(xù)改進(jìn)雨水滲井設(shè)計(jì)、施工與維護(hù)方法。為科學(xué)推廣海綿城市雨洪控制與資源化理念夯實(shí)技術(shù)保障。