類似天津中心城區(qū)的平原地區(qū)控制性詳細規(guī)劃階段道路豎向規(guī)劃研究

陳富昱，于守靜，胡安乾，劉志鵬

（1.天津市城市規(guī)劃設計研究院，天津市 3 00201；2.天津市規(guī)劃局，天津市 300070）

0 引言

縱觀城市的各項建設，基本每項建設均離不開高程，如房屋建設時需要確定基地高程，道路建設前需要確定合理的道路規(guī)劃高程，道路管網(wǎng)埋設時也需要結(jié)合考慮相應的地面高程等等。為保證上述城市各項建設在豎向上取得協(xié)調(diào)一致，必然需要先行對城市用地做好相應的豎向規(guī)劃。

一般在城市總體規(guī)劃階段，需要根據(jù)《城市用地豎向規(guī)劃設計規(guī)范》（CJJ83-99）（以下簡稱“規(guī)范”）綜合評價區(qū)域地形地貌，選擇合適的用地作為城市建設用地。之后再對地形提出相應的改造方案以達到各類建設用地的使用要求。

類似于天津市中心城區(qū)的平原地區(qū)，自然坡度較小，不用對區(qū)域地形進行改造即能達到城市建設要求。在各項建設用地豎向規(guī)劃中，確定道路豎向規(guī)劃成為首要工作。道路豎向規(guī)劃確定后，則相應的地塊、市政管線等高程方能依據(jù)各自規(guī)范進行確定。

由于《規(guī)范》中對于用地豎向規(guī)劃的編制方法和內(nèi)容，側(cè)重于地塊修建性詳細規(guī)劃層面，用地范圍尺度較小，方法偏重微觀，難以滿足城市規(guī)劃管理中控制性詳細規(guī)劃層面豎向規(guī)劃的編制需求。因此，本文旨在通過總結(jié)天津市中心城區(qū)道路豎向規(guī)劃經(jīng)驗，形成適用于平原地區(qū)控制性詳細規(guī)劃道路豎向規(guī)劃的方法。

1 道路豎向規(guī)劃要點分析

根據(jù)天津市中心城區(qū)道路豎向規(guī)劃編制的經(jīng)驗分析，做好道路豎向規(guī)劃需要對以下四個要點進行分析研究，即城市用地安全控制高程分析、道路路面合理高程分析、城市用地土方平衡分析和特殊豎向控制點分析等。

1.1 要點一：城市用地安全控制高程分析

外來洪水是對城市用地安全的最大威脅（見圖1），平原地區(qū)的城市中心區(qū)用地也無法通過改造地形將高程提高至洪水位以上來保障城市安全。因此，在總體規(guī)劃階段，一般會采用在城市中心區(qū)外圍建設防洪圈的方法來阻擋外來洪水。

圖1 典型城市內(nèi)澇實景

防洪圈的建設雖然保證了城市用地不受外來洪水的侵襲，但防洪圈范圍內(nèi)城市用地還需面對內(nèi)澇的威脅，一般內(nèi)澇是由于用地高程過低，汛期用地內(nèi)雨水無法正常排出至河道而導致。

因此，合理地確定城市用地高程直接關(guān)系到汛期能否保證自身用地的安全，這也是道路豎向規(guī)劃首先需要解決的問題。

1.2 要點二：道路路面合理高程分析

在城市道路建設時，需要確定合適的路面高程，路面高程的高低直接關(guān)系到路基的穩(wěn)定性，如過低，嚴重時可能會導致路基受地下水侵襲，造成路面結(jié)構(gòu)承載力急劇下降，極易受損。對于地下水位較淺地區(qū)，冬春換季時，則會因地下凍土春融造成路面結(jié)構(gòu)損壞（見圖2）。可以看出，道路路面合理高程也是必須要進行分析的。

圖2 典型路面結(jié)構(gòu)損壞實景

1.3 要點三：城市用地土方平衡分析

對于平原地區(qū)來說，各類用地建設時土方平衡的經(jīng)濟合理性，直接關(guān)系到建設項目是否可行。隨著小汽車大量進入家庭，不同用地性質(zhì)地塊建設土方需求在悄然發(fā)生著變化。如居住、公建用地，過去較少開挖使用地下空間，近年來，小汽車停車位需求越來越大，各地均對地塊停車位配建數(shù)量提出了建設要求，同時又對地面停車數(shù)量進行限制，促使地下空間的開發(fā)常態(tài)化。地下空間的開發(fā)使用提供了地塊建設的一部分土方來源，從另一方面，又合理優(yōu)化了土方平衡。

因此，綜合平衡城市各項建設土方需求，也是道路豎向規(guī)劃需要分析的要點之一（見圖3）。

圖3 建設項目場地平整實景

1.4 要點四：特殊豎向控制點分析

穿越城市內(nèi)部的河道、鐵路和封閉道路是分割城市用地的屏障。城市道路與河道交叉時，通常采用跨河橋梁的形式（見圖4），有的河道需要滿足船只通航需求，抬高橋面，跨河橋梁的引橋段要高于周邊地塊，周邊地塊的出入口則無法設置在這些橋梁引橋段上；城市道路與鐵路交叉時，一般采用下穿鐵路地道和上跨鐵路橋梁兩種形式，這兩種形式的立交均需設置引路，周邊地塊出入口也不能設置在這些引路上。

圖4 城市內(nèi)跨河橋梁實景

因此，道路豎向規(guī)劃中要對特殊豎向控制點進行研究分析，指導其他相關(guān)設施建設。

2 道路豎向規(guī)劃方法研究

道路豎向規(guī)劃的確定，根據(jù)經(jīng)驗總結(jié)來看主要分為以下幾個步驟：首先確定地區(qū)總體道路規(guī)劃高程，然后根據(jù)道路縱坡需要確定各地區(qū)的道路規(guī)劃高程值范圍，最后確定地區(qū)內(nèi)每個交叉口的道路規(guī)劃高程。

2.1 總體道路規(guī)劃高程的確定

總體道路規(guī)劃高程的確定，需要綜合分析地下水位、現(xiàn)狀高程、排水方式，以及內(nèi)河排澇水位等要素（見圖5）。

圖5 道路豎向規(guī)劃分析要素結(jié)構(gòu)圖

2.1.1 經(jīng)濟高程的確定

道路自身要求規(guī)劃高程和地方土方平衡經(jīng)濟綜合測算的結(jié)果決定了道路的經(jīng)濟高程，具體方法有以下幾個。

2.1.1.1 道路自身要求規(guī)劃高程（B1）

根據(jù)《城市道路工程設計規(guī)范》（CJJ37-2012），道路的路面高程由地下水位（D1）、路基臨界高度（D2）和路面結(jié)構(gòu)厚度（D3）等幾部分構(gòu)成，即B1=D1+D2+D3。

如天津市中心城區(qū)道路豎向規(guī)劃的情況如下：

（1）地下水位（D1）：一般采用冬季12月、1月、2月三個月平均值，避免路基在冬春換季時發(fā)生冬融病害，承載力降低并破壞路面結(jié)構(gòu)。

（2）臨界高度（D2）：天津?qū)儆谧匀粎^(qū)劃II4區(qū)（海灤中凍區(qū)），不同路基干濕狀態(tài)所對應的路基臨界高度如表1所列。

表1 天津市中心城區(qū)路基臨界高度參考值一覽表

（3）路面結(jié)構(gòu)厚度（D3）：多年的市政建設經(jīng)驗總結(jié)，常用路面結(jié)構(gòu)厚度如表2所列。

表2 天津市中心城區(qū)常用路面結(jié)構(gòu)厚度參考值一覽表

2.1.1.2 填挖方測算

填挖方包括道路填挖方和地塊填挖方，按照上述不同道路路基狀態(tài)下的路面規(guī)劃高程（B1），對其分別進行計算并疊加。

道路填挖方測算，假定現(xiàn)狀高程為B0，道路面積為M1，則有道路填挖方（F1）計算如下：

F1=M1×（D1+D2-B0）

依據(jù)不同道路路基狀態(tài)下的路面規(guī)劃高程（B1），確定地塊規(guī)劃高程（B2），控制性詳細規(guī)劃階段可以考慮為B2=B1+0.2m。假定地塊現(xiàn)狀高程為B0，地塊面積為M2，地塊地下空間挖方（W），則有地塊填挖方（F2）計算如下：

F2=M2×（B2-B0）-W

總體填挖方：F=F1+F2。

2.1.1.3 經(jīng)濟高程的確定

地區(qū)填挖方隨路面高程提高，填方量增加；當路面高程對應路基狀態(tài)處于潮濕和過濕時需要進行路基處理，但地區(qū)填方量降低。因此需要綜合經(jīng)濟費用進行確定。

綜合費用（Z）=路基處理費+道路填方費+地塊填方費

路基處理深度應結(jié)合不同地區(qū)、地質(zhì)情況進行確定，其處理單價、土方單價應結(jié)合不同地區(qū)實際市場行情進行確定。

經(jīng)濟高程（B）=min{綜合費用Z}

2.1.2 安全高程的確定

一般平原地區(qū)，地面自然坡降不能滿足區(qū)域雨水收集、排放要求，均需設置地下雨水管網(wǎng)收集雨水并進行排放，大致排水路徑為：地塊雨水匯入小區(qū)內(nèi)雨水管網(wǎng)，由小區(qū)內(nèi)雨水管網(wǎng)匯入市政雨水管網(wǎng)；路面雨水直接匯入市政雨水管網(wǎng)；市政雨水管網(wǎng)收集雨水后經(jīng)泵站提升排入排澇河道。當排澇河道水位達到設計水位時，關(guān)閉排澇河道與防洪河道的連通閘門，啟動排澇泵站，將排澇河道內(nèi)的雨水提升排放至防洪河道。以此來避免河道澇水溢出進入地塊內(nèi)。

基于這樣的流程，原則上地區(qū)用地高程應高于排澇河道的護岸堤頂頂部高程（一般為設計水位+設計超高）。即：

安全高程（C）=排澇河道設計水位＋設計超高

2.1.3 總體道路規(guī)劃高程的確定

綜合以上分析，總體道路規(guī)劃高程的確定應首先保證城市用地安全，即：

總體道路規(guī)劃高程（A）=max{經(jīng)濟高程（B），安全高程（C）}。

當迫于特殊原因確定的總體道路規(guī)劃高程低于安全高程時，應相應提出保證城市用地安全的必要措施。

2.2 道路規(guī)劃高程值范圍的確定

前文確定的總體道路規(guī)劃高程為地區(qū)道路最低高程，根據(jù)道路設計相關(guān)規(guī)范要求，道路路面需要考慮一定縱坡（i）進行排水，因此道路沿線的高程總是在一定范圍內(nèi)變化。如天津中心城區(qū)的最小縱坡要求為0.2%，規(guī)范的最小值。

考慮到城市道路路網(wǎng)密集，按照國家規(guī)范要求，在相應的路網(wǎng)密度要求下，路網(wǎng)間距總是在一定范圍內(nèi)變化。假定道路變化坡長為L，路口高程為A（x），則道路規(guī)劃高程的取值范圍為：

路口高程A（x）∈｛A，A+L×i｝

2.3 各道路交叉口規(guī)劃高程的確定

類似天津中心城區(qū)的平原地區(qū)不能完全依托道路縱坡和自然地形解決地面排水，地區(qū)排水規(guī)劃一般在控制性詳細規(guī)劃階段確定排水分區(qū)和排水方向，地區(qū)雨水基本均依托下穿雨水管網(wǎng)通過重力流進行收集排放，雨水管線應避免埋設過深。

因此各道路交叉口規(guī)劃高程值在一定區(qū)域內(nèi)（基本可以認為一個排水分區(qū)）的分布總體上應與地區(qū)排水方向一致。

結(jié)合具體情況，假定各道路交叉口規(guī)劃高程為A（x），地區(qū)高程變化值為M（即上文中的L×）i，該交叉口（x）距離附近排水點的距離為R（x），該方向最遠排水距離為R，則：

各道路交叉口規(guī)劃高程A（x）=A+M×R（x）/R

3 結(jié)語

本文著眼于天津中心城區(qū)自然坡度較小的平原地區(qū)特點，結(jié)合工作實踐，總結(jié)出了控制性詳細規(guī)劃階段道路豎向規(guī)劃編制的一般方法。對于跨越防洪河道橋梁附近道路、立交節(jié)點附近道路和高于現(xiàn)狀地塊道路等沿線交叉口的特殊高程規(guī)劃，未涵蓋在本文內(nèi)。筆者希望本文論點和方法能夠給類似天津中心城區(qū)的平原地區(qū)道路豎向規(guī)劃編制提供參考。

[1] CJJ83-99，城市用地豎向規(guī)劃設計規(guī)范[S].

[2] 天津市城市規(guī)劃設計研究院《.天津市道路豎向規(guī)劃（2008年水準）》[Z].