组团式城市地下综合管廊规划布局研究——以四川省宜宾市 (中心城区) 为例
1 研究区域概况
宜宾市位于四川省中南部, 素称“万里长江第一城”, 也是川南、滇东北一带重要的物资集散地和交通要冲, 如今更是位于成都经济区、川南经济区、攀西经济区的融合点。本次规划范围为《宜宾市城市总体规划》确定的中心城区范围, 总面积约1 268km2, 城市建设区包括“一城四区多组团”, 规划年限至2030年, 规划建设用地180km2, 规划人口180万人。
宜宾市为典型的组团式沿江带状城市, 长江、岷江、金沙江将整个中心城区用地割裂为3个部分, 由于江河、山体的分布形成的独特地形条件, 城市沿江发展, 分布5个片区和17个城市组团, 城市用地狭长而分散, 呈现组团式格局。与平原城市相比, 片区内部的道路和市政管线系统都较为独立, 仅通过架桥连接, 见图1。
2 规划总体思路
组团式的城市空间格局, 用地布局分散, 综合管廊的布局难以在整体层面成环成网, 形成完整的体系。因此本次规划根据《城市地下综合管廊工程规划编制指引》 (以下简称“编制指引”) , 结合组团式城市中心城区层面地下综合管廊规划布局的特点, 按照宏观、中观、微观3个层次来开展规划, 层层递进、逐层聚焦, 见图2。
宏观层次, 建设区域划定:基于现状分析, 通过地质条件、城市空间布局、开发难度、地下工程等影响因素的分析, 划定综合管廊的建设区域, 提出建设区域总体格局。
中观层次, 管廊系统布局:建立评价体系, 在建设区域层面落实管廊分类布局, 分区层面布局实现环射结合、纵横相交, 组团层面布局实现分散集中、相互关联。
微观层次, 管廊细节规划:在管廊布局规划的基础上, 对布局的管廊进行深化研究, 包括入廊管线、管廊断面及三维控制线划定等内容。
3 建设区域划定
3.1 影响因素分析
地质条件分析。综合管廊的建设需要考虑地质和土质的要求, 由于投资较大, 建成后需要稳定运行上百年, 因此应避免在地质不稳定的区域建设, 减少施工成本和运行风险。
城市空间布局。地下综合管廊应建设在城市高档商务开发区、地标性建设区域以及其他开发强度较大的城市中心区。研究区域基于“一城四区、三江多组团”的组合型带状城市布局结构将形成“一主四副多中心”的多核网络状中心体系。
开发难度分析。城市建设开发时间较早的片区用地集约, 开发改造难度大, 道路断面条件差。历史文化保护区需加以保护, 维持景观风貌, 限制开发。宜宾现状密集建成区主要有老城、南岸、南溪老城和宜宾县城, 历史街区主要包括宜宾历史城区、李庄古镇、南溪历史城区, 这些区域均不具备管廊建设的条件。
地下工程分析。地下工程可与地下综合管廊同步建设, 同时综合管廊也是地下空间综合体不可或缺的配套设施。宜宾市规划地下空间重点开发区域分布在三江主城、临港白沙组团、岷江旧州组团、金沙新区和南溪新区。
3.2 建设区域格局
综合考虑上述影响因素, 本次研究将宜宾市中心城区建设用地分为优先建设区、选择建设区和限制建设区。其中以主城功能为主, 人口密度较高、地质条件较好、未来开发强度较大、地下空间开发利用度较高的城市新区 (规划待建区) 划定为优先建设区, 为综合管廊重点建设区域, 将地质条件较差、历史文化保护区、城市现状开发强度较大的旧城区划定为限制开发区, 不考虑综合管廊建设。其他区域为选择开发区, 在条件允许的情况下可进行综合管廊建设。
以优先建设区域范围为主, 结合部分选择建设区域, 划定宜宾市中心城区综合管廊建设区域, 确定其总体布局为:“一主、四副、七片、十段。”
“一主”指主城核心———三江主城;“四副”指4个产城新区———岷江新区、临港新区、金沙新区、南溪新区;“七片”指7个沿江组团———赵场组团、旧州组团、白沙组团、城北组团、天柏组团、罗龙组团、南溪组团;“十段”指10个重点地段———高铁综合服务中心、赵场健康养生中心、岷江新区起步区、国际滨水文化特色街区、临港新区城市副中心、临港生产资料交易中心、城北中央商务区、铁北新区新城服务中心、罗龙商贸物流中心、南溪商务金融中心, 见图3。
4 管廊系统布局
4.1 布局方法
本规划采用模糊评估综合管廊建设适宜度[1]来确定城市综合管廊选址布局需求, 选取影响评价管廊选址布局的要素, 并进行分类梳理, 建立综合评估指标体系。本次宜宾市综合管廊布局规划的评价包括综合管廊建设适宜度评价、管廊类型划分、评价结果修正三部分内容。
(1) 综合管廊建设适宜度评价。为使评价结果便于比较和判断, 本次规划建立了一套可量化的评价体系。综合管廊系统布局是以道路路由为基础, 周边用地的系统需求和供给关系, 道路是否具备市政管线复合走廊、城市道路是否具备管廊建设空间都是决定管廊路由的重要因素[2], 评价需从3个层面细分为不同评价因子, 包括用地布局影响、道路交通影响、市政管线影响, 共10个评价因子, 分别确定其评价权重, 评分后进行加权得分[3], 见表1。
(2) 管廊类型划分。在综合管廊重点建设区域内, 对每条有条件建设综合管廊的道路进行打分评价, 由于各片区的情况有所差异, 故分数档次也有差别, 得分较高则布局干线型综合管廊, 得分较低则不考虑布局综合管廊, 并在分区内通过分数的高低初步确定综合管廊的类型。
(3) 评价结果修正。结合综合管廊布局原则, 在评分基础上, 根据局部区域或路段的实际需求、个别专业管线的特别要求以及现状管廊建设情况进行修正。
4.2 布局方案
(1) 分区布局。根据国家及地方政策要求, 结合宜宾市管廊建设的可行性与建设条件, 宜宾市地下综合管廊的布局类型包括主干型综合管廊、次干型 (干支混合型) 综合管廊以及支线型综合管廊3类。考虑到国家对管线入廊的政策要求, 本次规划不考虑布局缆线型综合管廊。
(2) 分类布局。宜宾市综合管廊建设区域包括“一主四副”五大片区, 综合管廊的布局应注重在片区内部实现系统化、网络化和层次化, 忽略分区间的联通性, 而在组团、地段之间管廊相互串联。
5 入廊管线分析
《城市综合管廊工程技术规范》 (GB 50838-2015) 明确规定:给水、雨水、污水、再生水、天然气、热力、电力、通信等城市工程管线可纳入综合管廊。而在政策层面要求在综合管廊建设的路段, 全部管线包括雨、污水管道均应入廊[4]。
宜宾市地形复杂, 用地布局紧张, 道路建设条件差, 管线敷设问题复杂多样, 而入廊管线如果全部“一刀切”, 则会出现可实施差、建设困难、投资巨大等问题。因此需结合国家政策要求和本地建设条件慎重选择入廊管线, 本次规划将入廊管线分为刚性入廊、弹性入廊和鼓励性入廊管线三大类, 明确宜宾市综合管廊管线入廊原则如下。
(1) 本次规划入廊管线包括给水管道、再生水管道、通信线缆、电力电缆、燃气管道、污水管道、雨水管道7类。
(2) 给水管道、再生水管道、通信缆线及10kV电力电缆4类为刚性无条件入廊管线, 在建设有综合管廊的道路下必须入廊, 高压电缆、燃气管道、污水管道三类为弹性入廊管线, 条件允许的情况下合理纳入管廊。
(3) 若建设管线的路由周边规划有35~220kV高压电力电缆, 应将其纳入管廊, 对于已建的改造难度较大的高压电力电缆, 可在远期入廊。
(4) 天然气管线入廊会大幅增加管廊造价, 安全监控系统较为复杂, 本次规划考虑将管道规格大于DN200的中压燃气主干管线纳入管廊并且单独成舱, 管径较小的燃气管道仍选择直埋方式。
(5) 污水管道为重力流管道, 仅少部分管道为压力管道, 故大部分污水管道都随道路坡度建设, 对综合管廊的布局和断面方案影响很大, 本次规划将规划敷设于单向坡的主干、次干污水管道以及压力污水管道纳入管廊。
(6) 宜宾市雨水管道均随道路坡度建设, 并就近排放, 若纳入管廊, 一是管道的口径大, 对综合管廊的布局和断面方案影响很大;二是会导致接口过多, 增加管廊建设难度和投资造价, 故雨水管道为鼓励性入廊管道[5,6]。
6 管廊断面选型
地下综合管廊断面形式应根据纳入管线的种类及规模、建设方式、预留空间等确定, 管廊分舱主要是考虑管线的相容性, 宜宾市的综合管廊主要涉及4类舱位, 包括电力舱, 综合舱, 燃气舱和管道舱。4类舱室的不同组合形成综合管廊断面的基本形式, 管廊断面设计时应考虑成本最优化, 尽量减少分舱。
根据以上分舱方式将综合管廊分为以下3大类10种管廊断面分舱方式。由于宜宾市的道路建设条件较差, 地质条件较差且施工难度大, 因此本次规划不考虑三舱以上的综合管廊, 同时在满足规范要求的前提下应尽可能控制断面尺寸, 管廊断面布置方案见表2~表4。
以表2~表4入廊管线方案和断面选型为依据, 分析道路建设条件, 确定综合管廊的入廊管线方案和管廊断面类型。
7 三维控制线划定
三维控制线划定内容主要是确定综合管廊在道路中的平面位置和竖向位置。
综合管廊在道路中的平面位置受道路条件影响较大, 本次规划综合管廊平面位置主要分为以下4种情况:
(1) 位于中央绿化带:设置有中央绿化带的道路, 应将综合管廊布置于中央绿化带下方, 管廊中心线与道路中心线保持一致。投料口、通风口布置于中央绿化带。
(2) 位于非机动车道或人行道:道路未设置中央绿化带时, 应将综合管廊布置于非机动车道或人行道下方。通风口、投料口等设施布置于机非隔离带人行道绿化带中, 若未设置机非隔离带或绿化带时, 可利用树池并结合座椅等布置。
(3) 位于道路外侧绿化带:在特殊地质条件、道路下存在地下空间利用或道路新建成不久, 周边用地尚未开发的情况时, 可将综合管廊置于道路外侧的绿化控制带中, 避开不利的地质条件。
(4) 位于机动车道:若受现状建筑或地下空间的限制, 综合管廊也可设置在机动车道下。投料口和通风口要引至机动车道外的绿化带内。
综合管廊在道路下方的竖向位置主要是体现在覆土厚度和坡度上, 根据以往经验, 宜宾市综合管廊覆土厚度一般为2.5m, 管廊坡度应满足最小排水坡度 (≥3‰) 的要求, 而宜宾市道路坡度起伏较大, 因此管廊坡度应与道路保持一致。
8 结论与建议
城市的综合管廊布局规划应从城市总体规划出发, 充分结合城市发展的实际需求以及建设的市级条件, 从宏观分区划分到微观的断面方案, 由浅入深展开分析, 力求达到较强的实际操作性和可实施性。笔者基于对组团式中小城市特点分析, 探讨了此类城市在综合管廊工程规划中的关键环节:层次划分、规划思路及方法原则, 并以宜宾市为例进行了详细阐述, 以期对国内同类其他城市的综合管廊规划提供借鉴。
[2] 刘应明, 何瑶, 张华.深圳市建设共同沟的可行性分析.市政技术, 2011, 29 (6) :57~60
[3] 詹洁霖.城市综合管廊布局规划案例研究.城市道桥与防洪, 2013 (10) :67~71
[4] 国务院办公厅关于推进城市地下综合管廊建设的指导意见.国办发[2015]61号
[5] 王恒栋.《城市综合管廊工程技术规范》中给水排水条文解读.给水排水, 2016, 42 (1) :127~129
[6] 靳俊伟, 彭颖.山地城市综合管廊规划设计探讨.给水排水, 2016, 42 (5) :115~118