規(guī)劃和市政設(shè)計協(xié)同的片區(qū)豎向分析

高 柳

[同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計研究院（集團(tuán)）有限公司，上海市 200092]

0 引言

在中國古代城市設(shè)計中，城市排水系統(tǒng)就充分考慮了豎向設(shè)計[1]。在現(xiàn)代，城市大排水系統(tǒng)的豎向設(shè)計更成為人們研究的重點。區(qū)域土方平衡，現(xiàn)狀地形地貌分析，成為城市區(qū)域豎向規(guī)劃過程中一個重要考慮的因素。大片區(qū)規(guī)劃中，區(qū)域豎向設(shè)計怎樣能兼顧城市市政大排水系統(tǒng)、區(qū)域地形地貌、區(qū)域土方平衡，成為規(guī)劃研究的重點。

城市的空間規(guī)劃和控制性詳細(xì)規(guī)劃構(gòu)建了城市宏觀格局，本次研究的片區(qū)規(guī)劃中，市政道路和排水設(shè)計提前介入，以設(shè)計的角度，進(jìn)行區(qū)域微觀分析，完善片區(qū)豎向規(guī)劃，尊重自然地形、隨形就勢，結(jié)合區(qū)域地形地物特點、地下管線、地質(zhì)水文條件，統(tǒng)籌了路網(wǎng)和地塊豎向規(guī)劃。

1 區(qū)域地形地貌的調(diào)研

本次研究的片區(qū)為江西省的一個新區(qū)，先行開發(fā)的核心片區(qū)現(xiàn)狀整體呈南高北低趨勢，微丘陵地貌，總面積33.62 km2。對核心片區(qū)現(xiàn)狀路網(wǎng)分析，1條二級公路——東臨公路，橫穿核心片區(qū)，可貫通至市區(qū)和其它縣區(qū)，片區(qū)北側(cè)有2 條縣鄉(xiāng)道為村落聚集區(qū)。南側(cè)是貫通性較好的025 鄉(xiāng)道，西接現(xiàn)狀東臨公路，東至其他縣區(qū)，沿線為村落聚集區(qū)。片區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀有3 座水庫，核心起步區(qū)另增設(shè)了規(guī)劃水系，滿足景觀和市政排水需求，避免了區(qū)域地塊內(nèi)設(shè)置大斷面雨水箱涵。規(guī)劃的A、B、C、D 四個地塊是區(qū)域的低凹區(qū)，規(guī)劃初步在B 地塊的北側(cè)增設(shè)一座污水處理廠（見圖1）。

圖1 區(qū)域現(xiàn)狀高程分析1

2 市政豎向規(guī)劃原則

本次研究的片區(qū)市政豎向規(guī)劃有以下幾大原則。

（1）充分利用地形地質(zhì)條件，合理改造地形，滿足城市用地、市政道路、市政排水的需求。

（2）盡量使區(qū)域地塊內(nèi)土方的填、挖量達(dá)到經(jīng)濟(jì)平衡。

（3）雨污管道的總體排水方向順應(yīng)地形走勢，采用重力流由南向北排流。雨水就近、分散排入周邊水系，污水由城市污水干管收集后，自南向北排入污水處理廠。

（4）市政道路豎向控制最小縱坡不小于0.3%，地塊的規(guī)劃高程比周邊道路的最低路段高程高出0.2 m以上。

3 區(qū)域豎向控制點分析

梳理區(qū)域豎向規(guī)劃的幾大控制點標(biāo)高和道路高程控制的相關(guān)因素[2]。

（1）片區(qū)內(nèi)3 個水庫的防洪控制水位標(biāo)高，臨近水庫的主次干路路面標(biāo)高需高于防洪控制水位標(biāo)高。

（2）廖坊灌渠的渠底標(biāo)高，流水?dāng)嗝妫肪W(wǎng)跨越灌渠，排水管道從渠底通過。

（3）衛(wèi)星水庫出水口，自東向西排流的2 條水渠，位于東臨南大道南側(cè)。一條灌溉渠渠底標(biāo)高47.5 m，服務(wù)于東外環(huán)高速西側(cè)的農(nóng)田。一條排洪渠，服務(wù)于東臨南大道南側(cè)片區(qū)的市政雨水管網(wǎng)，渠底標(biāo)高45 m。

（4）太陽水庫西北核心起步區(qū)地塊內(nèi)有新增的東臨河規(guī)劃水系。與水系專項對接后，為有效維持河面景觀水位，根據(jù)河段景觀水深的需要設(shè)置水壩進(jìn)行水位控制。該水系滿足市政地塊排水和區(qū)域景觀水位要求。

（5）調(diào)研測量片區(qū)內(nèi)分布的村落標(biāo)高，規(guī)劃標(biāo)高盡量貼合現(xiàn)狀村落區(qū)。

（6）調(diào)查測量現(xiàn)狀路東臨公路、025 鄉(xiāng)道、945 縣道現(xiàn)狀路面標(biāo)高，周邊地塊城市化改造，參考其路面標(biāo)高，可進(jìn)行標(biāo)高銜接的方案比選。

（7）成品油和天然氣管道近期搬遷，區(qū)域標(biāo)高可不受其控制。

4 區(qū)域豎向分析

運用ArcMap 進(jìn)行大區(qū)域宏觀豎向梳理，湘源控規(guī)軟件根據(jù)區(qū)域測量標(biāo)高細(xì)化分析土石方量和高程云圖地形走勢（見圖2）。

圖2 區(qū)域豎向設(shè)計的高程云圖

核心片區(qū)自然地貌呈南高北低的趨勢，北側(cè)低凹區(qū)規(guī)劃干路東側(cè)規(guī)劃有一處污水處理廠，隨形就勢對區(qū)域進(jìn)行豎向設(shè)計。

（1）改造后的片區(qū)地貌整體呈南高北低趨勢。

（2）對接現(xiàn)狀和規(guī)劃水系的過水?dāng)嗝媾c相關(guān)水位標(biāo)高，收集沿線村落標(biāo)高、現(xiàn)狀重要道路標(biāo)高、規(guī)劃廠站排水需求等信息，運用EIcad 軟件進(jìn)行骨架路網(wǎng)的豎向拉坡設(shè)計。

（3）根據(jù)骨架路網(wǎng)的拉坡設(shè)計標(biāo)高，細(xì)化調(diào)整骨架網(wǎng)內(nèi)部的支路網(wǎng)豎向設(shè)計，先主要干線后次要干線[3]，隨后進(jìn)行區(qū)域土方分析、高程分析。

（4）在雨水設(shè)計中，雨水可就近排流至周邊水系。在025 鄉(xiāng)道北側(cè)地塊，對接水系專項，調(diào)整灌溉渠渠低標(biāo)高和市政排水渠的渠低標(biāo)高，保證區(qū)域地塊的雨水可排流至市政排水渠內(nèi)。

（5）污水設(shè)計中，盡可能保證污水可自南向北-重力流排流至污水處理廠，同時控制污水管道的埋深，節(jié)約工程的造價。

5 重要節(jié)點區(qū)的方案比選

025 鄉(xiāng)道南側(cè)為山崗高地，025 鄉(xiāng)道- 東臨大道交叉口區(qū)北側(cè)為低凹的農(nóng)田區(qū)見圖1。東臨大道為核心區(qū)南北向主干道，東臨大道設(shè)計標(biāo)高整體呈南高北低的走勢，規(guī)劃初步采用管徑600 mm 污水主管敷設(shè)于東臨大道下方。

為控制核心區(qū)范圍內(nèi)污水管的覆土深度，抬高低洼的D 區(qū)地塊，東臨大道以箱涵的形式上跨025鄉(xiāng)道，污水主管從箱涵頂部通過，雨水管道從現(xiàn)狀025 鄉(xiāng)道下方通過，排入市政排水渠，詳見圖4。東臨大道-025 鄉(xiāng)道節(jié)點區(qū)比周邊地塊抬高8 m 左右，如將圖1 中的D 地塊低凹區(qū)抬高，將利于周邊地塊的開發(fā)利用。東臨大道沿線的污水主管覆土均小于8 m。出于考慮社會因素，025 鄉(xiāng)道兩側(cè)建筑近期不拆遷（見圖3），抬高的東臨大道距離房屋建筑較近，025鄉(xiāng)道兩側(cè)村民對該方案抵制較大，實施較困難。從區(qū)域地塊的遠(yuǎn)期開發(fā)考慮，025 鄉(xiāng)道兩側(cè)基本農(nóng)田較少，周邊地塊開發(fā)的可行性較高，東臨大道上跨025鄉(xiāng)道，導(dǎo)致整個舊路附近地塊遠(yuǎn)期開發(fā)時需抬高8 m左右，地塊的土方量較大。

圖3 025 鄉(xiāng)道的區(qū)域位置及兩側(cè)的村落建筑

圖4 方案1- 東臨大道上跨025 鄉(xiāng)道的縱斷面

調(diào)整東臨大道的縱斷面，使東臨大道與025 鄉(xiāng)道平交（見圖5），雨水管的排流方向同方案1。調(diào)整東臨大道污水主管管徑，管徑由600 mm 擴(kuò)大至800 mm，減小污水主管縱坡坡度，控制025 鄉(xiāng)道以北污水主管的覆土深度（覆土8 m 的管道約1 km 長，覆土10 m的管道約2 km 長，覆土11 m 的管道約1 km 長），沿線管道施工時，可放坡開挖。對區(qū)域的豎向標(biāo)高進(jìn)行整體聯(lián)動調(diào)整，用湘源控規(guī)軟件方格網(wǎng)法[4]計算2 個方案的區(qū)域土石方量。方案2 相對方案1，6號地塊和8號地塊的填方量減少約400 萬m3（見圖6 和圖7），地塊遠(yuǎn)期開發(fā)時可節(jié)約建安費約4000 萬土方費用。

圖5 方案2- 東臨大道與025 鄉(xiāng)道平交的縱斷面

圖6 區(qū)域豎向方案1（東臨大道上跨025 鄉(xiāng)道的豎向設(shè)計高程云圖）

圖7 區(qū)域豎向方案2（東臨大道-025 鄉(xiāng)道平交的豎向設(shè)計高程云圖）

區(qū)域骨干主次干道路設(shè)計雨水管管徑為d800 ～d2000 mm，設(shè)計雨水箱涵為2200 mm×1200 mm～2400 mm×2000 mm。雨水就近、分散、重力流予以排放入太陽水庫或輝煌水庫或規(guī)劃水系。在雨水排入太陽水庫和輝煌水庫前，在適當(dāng)?shù)臑I水地區(qū)建設(shè)雨水花園或人工濕地等綠色設(shè)施，進(jìn)一步調(diào)蓄凈化雨水。

主次干路道路的污水干管管徑d400～d1200 mm，污水主干管位于東臨大道- 東臨北大道- 環(huán)湖西大道上，最終排入規(guī)劃東臨污水處理廠。

6 結(jié)語

采用湘源控規(guī)規(guī)劃軟件進(jìn)行區(qū)域的宏觀豎向分析，運用市政道路設(shè)計軟件EIcad 細(xì)化區(qū)域路網(wǎng)中每條道路的縱坡設(shè)計，采用鴻業(yè)市政軟件進(jìn)行區(qū)域排水設(shè)計，進(jìn)行市政設(shè)計與規(guī)劃的協(xié)同論證，獲得區(qū)域最合理的豎向設(shè)計。

將區(qū)域的宏觀規(guī)劃研究和區(qū)域細(xì)部設(shè)計進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，是區(qū)域大片區(qū)豎向規(guī)劃成果合理性的保證。