巢湖市湖光新區(qū)豎向設(shè)計(jì)研究

王亞斌，杜建康

（合肥市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，安徽合肥 230041）

0 引言

城市豎向設(shè)計(jì)在城市建設(shè)中起著重要的作用，它既要使用地適宜于功能分區(qū)、滿足防洪、排澇、交通運(yùn)輸、管線敷設(shè)的要求，又要充分利用地形、地質(zhì)等環(huán)境條件。因此，必須從實(shí)際出發(fā)，因地制宜，結(jié)合其內(nèi)在的要求和特點(diǎn)，作好高程上的安排。不能把豎向規(guī)劃當(dāng)做平整土地、改造地形的簡單過程，而是為了使各項(xiàng)用地在高程上協(xié)調(diào)，平面上和諧，以獲得最大社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益為目的[1]。本文結(jié)合巢湖市湖光新區(qū)的豎向設(shè)計(jì)，對濱水地勢低洼的城市區(qū)域豎向設(shè)計(jì)需要注意的相關(guān)問題進(jìn)行探討。

1 工程概況

巢湖市湖光新區(qū)位于巢湖市老城區(qū)西側(cè)，規(guī)劃范圍為北至淮南鐵路復(fù)線，南至巢湖北岸線，西至龜山，東到湖光路，總面積約6.38 km2。湖光新區(qū)是巢湖市近遠(yuǎn)期重點(diǎn)發(fā)展和打造的城市區(qū)域，是集商務(wù)辦公、體育休閑、文化娛樂、居住生活和酒店旅游服務(wù)等功能為一體的，具有現(xiàn)代城市魅力的文化宜居生活生態(tài)新區(qū)，見圖1。

圖1 湖光新區(qū)現(xiàn)狀用地概況

規(guī)劃范圍內(nèi)現(xiàn)狀地勢平坦，除西部和北部為山地環(huán)抱，高程較高外，絕大部分高程均在黃海高程6 m左右，處于圩區(qū)，水系豐富，為洪澇災(zāi)害威脅區(qū)。現(xiàn)狀用地大部分為耕地，分散有零星村落，基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，僅沿堤濱湖大道和已建的健康西路具有利用價(jià)值。

現(xiàn)狀區(qū)域地質(zhì)條件較差，根據(jù)區(qū)域部分道路的地勘資料，該區(qū)域普遍分布5～20 m以上的深厚層軟土，總體上，區(qū)域土層可劃分為以下幾層：

（1）耕土：黑色，土質(zhì)松散，含農(nóng)作物根莖，厚度0.7～1.4 m。

（2）淤泥質(zhì)亞粘土：黑色，軟塑，一般厚度0.3～13 m。承載力特征值80 kPa，壓縮模量4.0～4.5 MPa。

（3）淤泥：灰黑色，流塑，飽和，有腐臭味，厚度一般2.7～13 m。承載力特征值50 kPa，壓縮模量2.0～2.8 MPa。

（4）亞粘土：灰黃色，硬塑，該層在勘察中一般未揭穿。承載力特征值250 kPa。

2 豎向控制條件分析

豎向設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是在滿足道路交通、防洪排澇、建筑布置和城市景觀等方面綜合要求的基礎(chǔ)上，盡可能地使土石方、建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)、防護(hù)工程等工程量減小到最低，達(dá)到工程合理、造價(jià)經(jīng)濟(jì)、景觀美好的效果[2]。顯然，防洪排澇是湖光新區(qū)豎向設(shè)計(jì)的主要控制條件，在保障防洪排澇安全的前提下，選擇合適的排水模式就成為該區(qū)域豎向設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

目前國內(nèi)尤其是沿海沖積平原城市,常采取重力直排和緩沖排水兩種模式,或采取上述兩種排水模式結(jié)合的方式[3]。

重力直排模式即以規(guī)劃防洪水位標(biāo)高為基礎(chǔ)，城市用地的最低標(biāo)高根據(jù)設(shè)計(jì)洪水位標(biāo)高加上超高確定。根據(jù)巢湖市湖光新區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃，該區(qū)域防洪標(biāo)準(zhǔn)為100 a一遇，設(shè)計(jì)洪水位11.41 m，若采用重力直排，場地高程需回填至12 m以上，與現(xiàn)狀6 m左右的高程相比，土方量將非常大，根據(jù)地勘資料，通過計(jì)算，一般路段路堤高度不小于2.2 m時(shí)，可采用淺層換填處理方案，路堤高度大于2.2 m或橋涵段需結(jié)合深層處理方案控制沉降，高填方會(huì)大大增加道路及建筑軟基處理的費(fèi)用，因此該排水模式既不經(jīng)濟(jì)也無必要，采用緩沖排水模式較適合本地區(qū)。

緩沖排水模式通過適當(dāng)降低填土標(biāo)高，輔之于堤圍、水閘、蓄水面、排澇泵站等工程設(shè)施，將設(shè)計(jì)高水位擋在堤、閘外，區(qū)內(nèi)雨水利用管（渠）排至區(qū)內(nèi)蓄水面，待圍外水位下降時(shí)開閘排除或結(jié)合排澇泵站排出。如上海市外圍城區(qū)、杭州市大部分地區(qū)、中山城區(qū)等[3]。緩沖排水模式在規(guī)劃區(qū)內(nèi)必須考慮防洪排澇設(shè)施的布局設(shè)置，以防出現(xiàn)嚴(yán)重的城市內(nèi)澇和次生災(zāi)害，造成巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)損失。因此一方面，必須保證外部防洪抗災(zāi)系統(tǒng)的安全性和可靠性，包括設(shè)置防洪堤、排洪溝和防洪水閘等設(shè)施。另一方面，必須加強(qiáng)內(nèi)部蓄洪和排澇設(shè)施的布局和安排，包括水系和排澇泵站等設(shè)施。通過內(nèi)外兼修，增強(qiáng)規(guī)劃區(qū)的防洪排澇能力。

（1）防洪堤：建議保留現(xiàn)狀規(guī)劃區(qū)南側(cè)沿巢湖堤岸，控制堤岸高度不得小于12 m，并通過局部改造和加強(qiáng)，使得岸線既符合規(guī)劃功能要求，又符合沿岸景觀要求。

（2）排洪溝：為保證北部山洪排洪順暢和規(guī)劃區(qū)內(nèi)部安全，取消雙橋河的泄洪功能，同時(shí)對其進(jìn)行整治改造形成內(nèi)部水系。在規(guī)劃區(qū)沿龜山路北側(cè)設(shè)置獨(dú)立排洪溝，使洪峰線路繞過規(guī)劃區(qū)，從西側(cè)排入巢湖，規(guī)劃排洪溝的堤岸高度不小于12 m。

（3）水系蓄洪：為加強(qiáng)規(guī)劃區(qū)內(nèi)部的蓄水能力，應(yīng)開挖和拓寬中心湖水域面積，通過內(nèi)部水體調(diào)蓄雨水量，減緩規(guī)劃區(qū)內(nèi)澇災(zāi)害。

（4）排澇泵站：根據(jù)暴雨強(qiáng)度估算，規(guī)劃區(qū)內(nèi)總降雨量為27 m3/s，由于“內(nèi)低外高”的地形特點(diǎn)，在規(guī)劃區(qū)內(nèi)部水體的容量達(dá)到極限時(shí)，必須通過泵站向外部排水。規(guī)劃設(shè)置排水泵站3個(gè)，其中包括2個(gè)常用泵站和一個(gè)備用泵站，每臺(tái)泵站的排水能力不得小于14 m3/s。

（5）防洪水閘：為保證內(nèi)部各項(xiàng)功能的安全和正常使用，在各個(gè)水路道口設(shè)置水閘，總共設(shè)置三處，以較好地控制內(nèi)部水位高度，符合城市安全性和城市景觀要求。同時(shí)根據(jù)規(guī)劃在內(nèi)水與外圍水系溝通的地方非汛期有通航的需求。

湖光新區(qū)規(guī)劃示意見圖2。

圖2 湖光新區(qū)規(guī)劃示意圖

通過以上五個(gè)方面可以解決規(guī)劃區(qū)域內(nèi)的防洪排澇問題，但是內(nèi)部水系與外圍水系的高程如何處理才能既滿足防洪排澇及通航的需求，又能使區(qū)域豎向經(jīng)濟(jì)合理。根據(jù)巢湖市水務(wù)部門提供的巢湖水位統(tǒng)計(jì)表（見表1），提出以下三種水位比選方案，見表2。

表1 巢湖水位統(tǒng)計(jì)表

表2 內(nèi)部水系最高控制水位比較表

經(jīng)綜合分析比較，采用6.6 m作為內(nèi)部水系的最高控制水位，在汛期對內(nèi)河（湖）的水位進(jìn)行預(yù)降0.4～0.5 m，以滿足調(diào)蓄要求。該高程是區(qū)域雨水排放的控制要素，也是沿線道路高程的重要控制條件，該高程直接決定了各地塊的最低控制高程。同時(shí)為滿足排水管道敷設(shè)要求，經(jīng)計(jì)算，內(nèi)河及中心湖的底高程應(yīng)不大于4 m。

3 道路豎向設(shè)計(jì)

道路豎向是確定城市其它用地豎向規(guī)劃最重要的控制依據(jù)。道路豎向設(shè)計(jì)既包含自身技術(shù)要求，又要結(jié)合城市用地中的控制高程、沿線地形地物、地下管線、地質(zhì)和水文條件等作綜合考慮。

由于規(guī)劃區(qū)地勢低洼，軟土普遍分布，填土高度不僅影響道路本身的土方及軟基處理費(fèi)用，并且對地塊開發(fā)的費(fèi)用也影響巨大，因此如何降低填土高度就成為道路豎向設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。結(jié)合本區(qū)域的特點(diǎn)，道路豎向主要有以下控制因素：

（1）雨水排放方案。城市排水系統(tǒng)的布局與道路和地坪的豎向高程規(guī)劃有著密切的關(guān)聯(lián)，而排水系統(tǒng)布局又受到城市防洪排澇的制約，使城市內(nèi)河（湖）的澇水位對周邊道路和地坪的豎向標(biāo)高起著決定性的作用[4，5]。前面已述及內(nèi)部水系的最高控制水位，因規(guī)劃區(qū)內(nèi)地勢低洼，全部屬于低排區(qū)，建成后的區(qū)域地勢應(yīng)坡向規(guī)劃水系，并最終由排澇泵站排出。雨水排放方案影響了區(qū)域中排水最不利的位置以及各節(jié)點(diǎn)的最低控制高程，因此是道路豎向最重要的控制性條件之一。

道路豎向規(guī)劃時(shí)，須根據(jù)排水走向，確定地勢坡向及最不利點(diǎn)高程。道路上某節(jié)點(diǎn)最低控制高程=路段雨水管出水口+河道規(guī)劃澇水位+該點(diǎn)沿雨水管走向至出水口的距離×水力坡降+管道最小覆土深度。從該公式可以看出，為了盡量減少填土高度，應(yīng)減少雨水管起點(diǎn)至出水口的距離、增大管徑、減小水力坡降，據(jù)此將規(guī)劃區(qū)分成多個(gè)收水區(qū)，最大限度的減少最遠(yuǎn)點(diǎn)至出水口（即內(nèi)河或中心湖）的距離，這樣便形成一張區(qū)域最低控制高程圖，為道路豎向提供設(shè)計(jì)依據(jù)。

（2）通航及沿河人行步道凈空高度。規(guī)劃部分內(nèi)河有游船通行及沿河人行步道的建設(shè)計(jì)劃，結(jié)合其他城市的通航凈空及該規(guī)劃區(qū)的內(nèi)河規(guī)模，最終確定通行小型游船，凈空設(shè)定為3 m加0.5 m富余高度，人行步道凈空為2.5 m。道路跨越河道處的橋梁需滿足該凈空要求。

（3）現(xiàn)狀道路、淮南鐵路、在建項(xiàng)目及規(guī)劃防洪堤高程。道路豎向設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮與這些因素之間銜接及交叉關(guān)系。

（4）道路本身技術(shù)要求。在滿足上述控制因素的基礎(chǔ)上結(jié)合道路設(shè)計(jì)規(guī)范盡量采用較小的坡度及坡長，以減少填土高度。

4 土方豎向設(shè)計(jì)

區(qū)域土方豎向設(shè)計(jì)一般結(jié)合道路高程及地塊用地性質(zhì)確定，地塊內(nèi)高程應(yīng)高于周邊道路高程，滿足排水要求。同時(shí)豎向設(shè)計(jì)應(yīng)重視城市景觀的要求，城市景觀特色塑造，主要源于對自然環(huán)境和地形創(chuàng)造性的利用，對于原有的自然邊界線進(jìn)行保護(hù)、利用和塑造，對于水體及景觀綠化帶采用生態(tài)緩坡，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)乃囆g(shù)處理，通過設(shè)置親水平臺(tái)、人行步道等工程措施，創(chuàng)造美好的環(huán)境景觀。

土方豎向中地下空間的利用容易被忽視，隨著現(xiàn)代社會(huì)地下空間不斷的開發(fā)利用，尤其是高層建筑，常常帶來大量的建筑出土。為更加準(zhǔn)確地測算湖光新區(qū)在建設(shè)中的土方工程量，根據(jù)《巢湖湖光新區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃（2010-2030）》中確定的14大地塊用地性質(zhì)、用地面積、建筑密度、建筑高度、綠地率等指標(biāo)，按照“建筑出土量=地塊用地面積×建筑密度×建筑地下空間挖深（多層與高層取不同的深度）”，分別計(jì)算各地塊中建筑的地下空間建設(shè)所產(chǎn)生的土方量，最終計(jì)算建筑出土量為281萬m3，可見建筑出土量在區(qū)域土方工程量中占有不小的比重。但是考慮到湖光新區(qū)所在區(qū)域?qū)儆诤勇┑孛玻Y(jié)合已有的地勘資料，可基本確定建筑出土的土質(zhì)較差，因此該區(qū)域建筑出土主要可用于綠化用地的回填。

5 結(jié)語

（1）城市濱水低洼區(qū)域一般地質(zhì)條件較差，需盡量減少填土高度，降低土方工程量及地基處理費(fèi)用，首先應(yīng)在滿足防洪排澇的前提下，選擇合適的排水模式，確定內(nèi)部水系的控制水位高程是關(guān)鍵，其次通過優(yōu)化排水方案及道路技術(shù)參數(shù)的綜合運(yùn)用等措施降低區(qū)域填土高度。

（2）隨著地下空間的不斷開發(fā)利用，伴隨著大量的建筑出土，這部分土方應(yīng)盡量納入?yún)^(qū)域總的土方平衡當(dāng)中。

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