建筑学报 | 李新建 等 | 历史地段工程管线综合设计的理念、方法与实施路径 —— 以南京小西湖为例 | 2022年01期
历史地段工程管线综合设计的理念、方法与实施路径—— 以南京小西湖为例
李新建¹ ² 李建波³ 范宁⁴ 董亦楠¹ 1 东南大学建筑学院(南京,210096) 2 东南大学建筑学院城市与建筑遗产保护教育部重点实验室 (南京,210096) 3 南京市规划和自然资源局秦淮分局 (南京,210005) 4 南京历史城区保护建设集团(南京,210006)
我国历史地段内的历史街巷是重要的保护对象,不得拓宽和改变走向,但其宽度普遍狭窄,采用常规的规划设计方法和现行规范的管线间距要求,难以敷设满足地段保护发展需求的各类市政工程管线。这一技术难题导致历史地段内市政基础设施长期得不到更新和提升,管线设备普遍老旧且容量不足,缺乏污水、消防和燃气管网,空中缆线乱似破蛛网、地上井盖多如百衲衣,不仅安全性、保健性、便利性和舒适性不足,传统风貌难以彰显,活化利用受到限制,而且掩盖了历史地段的价值和魅力,使其沦落为公众皆欲拆之而后快的“棚户区”,丧失居住环境的可持续性。长此以往,必将最终动摇城乡历史文化保护传承的根基。
为了解决上述技术难题,既“像爱惜自己的生命一样保护好城市历史文化遗产”,又“提升城市建设特别是基础设施建设质量,形成适度超前、相互衔接、满足未来需求的功能体系”,本文基于长期研究积累和在南京小西湖等地的具体实践,尝试提出适应历史地段保护发展需求的市政工程管线设计的工作理念、技术方法和实施路径。
1 工作理念:市政工程规划的前置和全程协作
基础设施是为社会生产和居民生活提供公共服务的基础性的物质工程设施,包括公共生活服务设施和市政公用工程设施两大类,均具有基础性和先行性的特点。其中,公共生活服务设施一直是城乡规划和建筑学学科的重要研究内容之一,市政公用工程设施则分属于道路交通、给水排水、电力、通信、燃气、供热、防灾和环境卫生等多个学科的研究领域。在我国长期形成的城市规划和建筑设计工作理念中,规划和建筑专业一直是负责组织协调的“龙头”专业,市政工程各专业则属于与之配套和合作的“配合”专业。
历史地段在城市职能和遗产构成上具有二重性,决定了其保护与发展需求并存的复杂性。因此,历史地段的规划建设需要建立跨学科小组,“所有涉及历史地区保护和发展学科方面的专家”都应参与其中,已经成为国际社会的共识。在我国各地历史地段的规划设计实践中,市政工程各专业都是不可或缺的“配合”专业,但在传统学科分野和工作理念的影响下,往往采取“后期配套、分工合作”的配合方式,难以有效解决历史地段市政工程中存在的技术矛盾。为此,我们提出了“前置整合、全程协作”的工作理念,并在南京小西湖历史地段市政工程的规划设计中得到有效应用。
1.1 后期配套和分工合作的局限
后期配套的局限指市政专业参与规划设计的时间节点普遍滞后,大多是在空间规划定稿后才开始介入,属于纯粹的后期技术配套。由于前期规划专业在确定用地性质、建设强度时无法准确测算所需市政设施和管网容量,也难以合理预留设施建设和管线敷设空间,导致市政专业在后期配套时无计可施,不得不从头重新调整和论证空间规划方案,或者牺牲管网容量和安全性以勉强完成任务,造成施工运维风险和供给能力短缺。
分工合作的局限指市政专业与规划专业虽然各司其职地开展合作,但缺乏相互了解和共同目标,很难开展深度交叉协作和集成创新。规划专业不了解各市政工程的基本原理及其技术手段的灵活性,市政专业不熟悉历史地段各项保护要求及其对市政工程的限制性,在遭遇历史街巷空间无法满足管线综合技术规范等难题时,只能两害相较取其轻,或为保护历史街巷而降低管网容量和安全性,或为满足管线敷设规范而不惜拆除历史建筑、拓宽历史街巷,最终无法兼顾保护和发展的目标。
1.2 前置整合和全程协作的新模式
鉴于保护发展中市政工程的基础性作用及其与道路交通、用地性质、建设强度等各项规划内容相互支撑、限制的复杂关联,市政工程专业参与历史地段规划的时间节点应该前置,与规划和建筑专业同步启动、交叉整合并全程协作,建立对历史文化价值和保护发展目标的一致认识,共同分析各阶段物质空间形态、活化利用功能和市政管网供给之间的矛盾,共同探索灵活的技术措施予以协调解决。
为此,小西湖历史地段(又名南京大油坊巷历史风貌区)修建性详细规划中,特设了与之同步启动的市政规划专题研究。市政专题研究团队由长期研究历史地段适应性市政工程技术的遗产保护专家领衔,整合给排水、电力、通信、燃气和消防等各市政专业技术人员,从历史研究、现状调查、价值评估到规划编制,与城市规划、遗产保护和建筑设计专业开展了全流程的紧密协作,并重点在如图1所示的7个可能出现矛盾的关键问题上进行协调,通过深入剖析技术原理和广泛比较各种可能措施,寻求适应性解决方案。
▲ 1 市政规划前置和全程协作流程
2 技术方向:从直埋向微型管廊的适应性演进
我国历史地段保护制度在1997年建立之初,就强调“积极改善基础设施,提高居民生活质量”,并设立国家历史文化名城保护专项资金予以大力支持,但由于缺乏适应性理念和相应技术,早期普遍采用拓宽道路的方式满足市政管线敷设要求,其中北京旧鼓楼大街、鼓楼西大街和苏州干将路的拓宽受到广泛关注,激发了针对历史地段的适应性管线综合规划设计研究。目前,适应性直埋技术已被普遍接受并形成了相关技术规范,虽然简单易行,但对市政供给水平和整体风貌的提升程度十分有限。集成度更高的微型综合管廊方法尚处在探索阶段,虽然技术复杂、造价偏高且尚无规范可循,但具有大幅提高供给能力和整体风貌的潜力,是未来的发展方向。
2.1 适应性直埋方法的进展和局限
适应性管线直埋方法主张不应简单套用现行规范和常规技术,而是根据历史地段街巷空间特点选择直埋管道的数量、路由和敷设顺序,引入新设备和非标准设计减少管井占用空间,采用保护管和新材料、新工艺减少管线安全间距,优化敷设路由和开挖技术减少施工水平间距,最终节约敷设空间以适应狭窄的历史街巷。
受适应性直埋方法的影响,北京市、山东省先后制定了专门针对历史地段市政工程管线的地方标准,相应的国家标准也已基本定稿,三者均降低了历史地段内直埋管线间的净距要求,并给出了不同宽度街巷可布置管线种类的规定,整体有利于缓解历史街巷地下敷设空间不足的问题,但对于4m以下狭窄历史街巷市政管网供给能力的提升较为有限。
以国家标准征求意见稿为例,宽度3m以下的街巷只能直埋敷设最基本的给水、污水(或雨污合流)以及燃气(或电力、信息)共3种管线;3~4m的街巷内可以敷设4种管线,仍然无法解决雨污合流、消防给水不足和架空线的问题,其与大多数历史地段的现状相比,没有本质的改善(表1)。
▲ 表1 街巷宽度和可布置管线种类对照表
2.2 微型综合管廊的适宜性和优势
综合管廊是容纳两类及以上城市工程管线的地下构筑物及附属设施,在日本称为共同沟,在我国也称为综合管廊。相较于直埋方式,综合管廊在廊室内实现各类管线的多层紧凑布置和内部通行检修,具有节约敷设空间、维护检修无需开挖地面的显著优点,适用于城市主干道、高密度成片集中开发区、重要公共空间、不宜开挖路面的路段、难以满足多种管线直埋敷设宽度的路段等5种情况,后2种情况显然包括历史地段内的狭窄街巷。
微型综合管廊是指廊内空间小于现行规范要求,但可以满足历史地段各类管线集中入廊敷设和检修需求,适于在狭窄历史街巷内建设的综合管廊。在历史地段内规划建设微型综合管廊的主要优势有如下几个方面:
1)提高管线耐久性和安全性,大幅减少管线间距。受廊体外壁保护,廊内管线与土壤和地下水隔离,降低腐蚀、破损和泄露风险;管线不承受外部压力,可以大大减少垂直间距和埋深;将电力、燃气、污水等管线分舱室敷设,避免运行和可能泄露时的相互干扰,提高了安全性,并大幅降低了水平间距,满足狭窄街巷宽度要求。
2)分舱分层的集约式管线布置,大幅提高管线容量。采用廊内分舱、舱内分层的立体式集约布置,加之前述水平和垂直净距均大幅减少,能够容纳雨污分流、燃气、消防喷淋和室内消防栓给水、信息和智能化缆线等较多类型和数量的管线及其闸、阀等附属设备,大幅提高市政供给水平,并为未来发展留下余地。
3)提供内部通行空间,提高维护检修便利性和经济性。廊内可以通行,各市政管线在舱室内敷设清晰可见,可由检修口进入廊内进行维护、检修和更换,避免了因检修频繁“开膛剖肚”地深挖地面带来的各种弊端。
4)解放街巷地面和地上空间,提高历史风貌完整性。较大容量可实现所有管线入廊敷设,彻底取消架空线。绝大多数管线闸阀均安装在管廊内,地面仅需设置管廊入口和少量非通行耳室的检修井,大大减少井盖数量,提高了历史风貌的完整性。
3 设计方法:工程管线综合设计及其影响因素
历史地段工程管线综合规划设计大致可以分为现状勘察、系统规划、方案设计和施工设计4个阶段。各阶段工作目标、内容和深度不同,但彼此关联互馈,都必须多专业合作,兼顾保护发展需求和现状实际条件,提前考虑可能影响最终实施过程和结果的各种影响因素,面对各阶段出现的新问题持续调整和动态推进。
3.1 道路管网现状的详细勘察和综合分析
我国各地历史地段周边城市道路的管线勘测数据普遍较为齐备,但极少对内部巷道的地上、地下管线设施进行过详细勘测,无法为工程管线综合设计提供充分、准确的现状分析依据。因此,市政规划团队在参与历史研究、现状调查和初步规划方案等前期工作阶段时,除了根据历史街巷、空间格局演变和保护建筑分布,探索可作为管线敷设空间的规划路网和开放空间边界外,还应对区内道路和管网现状进行全面勘察测绘和综合分析。以小西湖为例,这一阶段的主要工作内容和目标包括5个方面:
1)以图纸、照片和影像详细记录、存档现状信息,包括:道路宽度、地面铺装以及所有地埋管线的类型、数量、材质、管径、管位和埋深,管井设施井盖、井底标高和水位深度,架空线和架空设备的类型、数量、走向、规格等。
2)分析现状道路宽度和管网容量、敷设方式的现状服务范围和供给水平,初步判断能否满足规划发展需求。如能够满足或基本满足,可采取适应性直埋进行现状提升;如严重不足,则有必要采用微型综合管廊进行整体更新,小西湖地段即属此种情况。
3)调查既有地面铺装和管线设施的建设年代,对建于清末、民国或新中国成立初期的有价值的市政设施遗存,应考虑在新市政系统进行保护展示和整合利用。小西湖地段内未发现此类遗存,故有条件进行整体更新。
4)复勘地段内外地面高程和地下排水管道高程,初步划定以排水为主控要素的管网分区范围。
5)厘清现状各院落、建筑入口及其管线入户路由,为未来施工现场组织和管线临时迁移提供准确的基础信息。
3.2 兼顾保护更新和交通、消防需求的系统规划
在历史研究和现状分析的基础上,市政规划团队应参与修建性规划的道路组织、用地布局和保护更新策略的讨论,以历史格局保护为前提,兼顾地块活化利用对交通、消防和工程管线设施的需求,开展工程管线综合的系统规划设计。
3.2.1 尊重历史格局的消防车道和交通组织
历史地段各类基础设施中,消防设施是关系人身、财产和建筑遗产安全的关键。2000年以前,我国各地历史地段为达到“消防车道净宽度不小于4m”的要求,普遍存在忍痛拓宽历史街巷、破坏历史格局的现象。2002年,笔者首次提出了以小型消防车和加密消火栓系统为主的历史地段适应性消防技术体系,有效性在此后全国范围的广泛应用中得到验证,并得到了2015年新颁布的《城市消防规划规范》的认可。
因此,历史地段应在保持历史街巷格局的前提下,选择宽度2.5m以上的巷道构建小型消防车道系统,必要时1.5m以上巷道也可用作消防摩托车道。消防车道沿线地上加密布置室外消火栓,地下至少敷设1根管径不小于DN100的消防给水管(与生活给水共用时不小于DN150),配合外围城市道路上的市政消火栓,确保地段内每一处建筑在至少2个以上的消火栓的100m保护半径内。消防车辆和专业消防员可以独立配备或依托周边城市消防站,但必须确保5min内可达。此外,地段内还需布置微型消防站和消防控制中心,配备推车消防泵、移动式细雾阻火装置等必要设施和器材,以满足火灾扑救和控制要求。
在交通组织上,小型消防车道可兼做限行机动车道,对外联系外围城市车道,对内以步行为主,但允许小型消防车、救护、环卫、搬运车辆等特殊机动车辆在必要时通行。
以小西湖历史地段为例,内部最宽的小西湖巷和堆草巷均为历史街巷,宽度不过3~4m,只能通行小型消防车。因此,规划保持现状小西湖巷和堆草巷宽度走向不变,通过拆除个别后期搭建建筑和院墙,向东连通宽度略大于3m的西湖里巷东段,构成全线宽度3m以上、呈不规则十字型均匀分布的小型消防车道兼限行机动车道系统(图2)。
▲ 2 小西湖历史地段交通组织规划
3.2.2 满足产权单元和用地布局的路由规划
历史地段基础设施规划应遵循“区内自足、设施外置”的原则,仅以满足区内保护发展要求为目标,不考虑兼顾城市及周边地块需求,因此内部仅需敷设低压电力、燃气管线和中小管径的雨污水管,可以充分利用规划确定的街巷和公共空间作为敷设路由,对外衔接外部市政道路上的各类工程管线,对内为所有产权单元提供管线接入服务。
根据修建性详细规划确定的各产权单元用地规模、用地功能和建筑面积,测算各单元所需的管线类型及其容量、接口位置,分专业细化设计管线系统图。测算标准主要参照现行各专业管线设计规范,但应充分考虑后期活化利用中的增容、增项需求。
在此过程中,市政和规划专业需共同研讨和调整用地布局和管线敷设路由、接入位置, 整体上应确保各街巷宽度与其所需敷设的管线类型、数量和容量成正比关系,利用较宽的主街巷作为敷设管线类型全、数量多、容量大、服务范围广的主干路由。
以小西湖市政系统规划为例,规划布置主次两级微型综合管廊,服务全部216个产权单元。主干管廊布置在宽度3m以上、呈不规则十字型分布的小型消防车道下,廊内管线数量和管径较大。支巷管廊内的管线数量和管径较小,其中以1.5~3m宽支巷内的A类支廊为主,另有极少数1.2~1.5m的极窄段落布置B类支廊(图3)。
▲ 3 小西湖微型综合管廊系统
3.2.3 适应街巷高程和宽度的管线综合断面
系统规划除了平面上的管线敷设路由设计外,还需精心利用和延续各巷道的现有坡势开展竖向规划。我国古代极其重视防洪排涝设计,大多数历史地段原有较为完善的街巷排水系统。但在近现代多次改造中,地段周边道路和内部巷道地面往往被垫高,导致地段整体或局部巷道、院落的排水不畅。因此,竖向规划应注意分析内部巷道的历史高程,有条件时可恢复历史上有效的地面径流或明沟、暗沟雨水系统,尽量实现地面雨水和地下污水的同坡排水(宜2.5%),不仅无需因排水坡降而加大埋深,而且可以采用相同的断面,便于现场施工,甚至可以预制拼装。
在前述所有工作的基础上,将各专业的管线系统规划落入作为敷设路由的街巷内,进行管线综合,提出典型断面的初步方案。如街巷宽度可以满足或基本满足各类管线直埋敷设的空间需求,可进行常规的直埋断面设计。类似小西湖这样街巷宽度无法满足直埋需求时,宜采用微型综合管廊进行管线综合,并初步开展管廊的典型断面设计(图4)。
▲ 4 小西湖市政综合管廊初步方案:主管廊断面
3.2.4 统筹建筑活化利用的消防给水管网
建筑防火设计一般不属于修建性详细规划和市政系统规划的范畴,而是在后期各项具体建筑设计方案中考虑分别增加消防设施,如消防控制室、消防水池或高位水箱、消防泵以及室内消火栓、自动喷淋系统给水环网等。但历史地段的渐进更新和活化利用中,大量耐火等级为四级的传统民居未来都可能转变为商业、餐饮等经营性场所。它们规模小、数量多、分布广,按照现行建筑设计防火规范,每个项目需要增设室内消火栓和自动喷淋系统。如果为每个项目分别建设独立的建筑消防给水系统,会造成空间和经费的严重浪费,既不合理,也不现实。因此,历史地段内有必要在修建性详细规划阶段,就统筹规划建设为区内所有活化利用建筑共用的区域性消防给水系统。
小西湖采取渐进更新的模式,为了支撑其动态变化的活化利用和具体业态布局,统筹设计了区域性建筑消防给水系统。在地段中部偏南的设备控制中心内,集中建设消防控制室和消防水池、消防水泵和高位水箱。业态布局规划将所有的经营类活化利用功能均布置在周边城市道路沿街和主干管廊沿线。主干管廊的主舱空间较大,恰好可以增设独立于市政消火栓给水系统的建筑室内消火栓给水环网和自动喷淋给水环网,但由于主干管廊本身为十字型布局,且无法借助外围市政道路连接成环,因而只能二者均用双管在内部连成环网(图5)。为了进一步节约地下管廊空间,经消防部门认可后,最终将喷淋给水管与室内消火栓给水管连接成环,二者在报警阀前分开设置,从而减少了一根喷淋给水管管位,为信息线缆留出了架设空间(图6)。
▲ 6 小西湖微型综合管廊施工图主管廊Z13断面
3.3 微型管廊的方案设计思路及其施工图调整
工程管线综合的方案和施工图设计是对系统规划的细化、深化和最终落实。鉴于适应性管线直埋技术已经基本成熟并有相应技术规范,本节主要结合小西湖案例,探讨微型综合管廊的方案设计思路和断面设计方法,以及各种因素对方案调整和施工图设计的影响。
3.3.1 地面地下一体化设计和集中检修口
借鉴我国南方传统街巷青石板下设雨水暗沟的做法,小西湖微型综合管廊方案设计采用“1主舱2耳舱”的布局,廊顶盖板相应采用一横两纵的青石板,板间缝隙作为地面雨水下泄入口和管廊内部通风出口,后期维护直接开启相应的青石板即可完成,不仅避免了土方开挖和回填,且无需各类检修井盖,从而实现传统地面铺装和地下管廊的一体化设计(图7)。
▲ 7 小西湖综合管廊地面地下一体化设计模型示意
这一设计思路最早出现在1997年周庄古镇区保护规划中(图8),虽然未能实施,但启发笔者在扬州东关街、深圳大鹏所城等保护规划中进行了类似探索,并于2015年在宜兴丁蜀古南街历史文化街区中得到了实施(图9)。但在小西湖项目方案讨论中,施工技术人员认为主舱跨度较大,采用普通青石盖板有容易松动、脆断,导致人、车陷落的安全隐患,如一味加大厚度又不利于检修开启。为此,方案尝试在青石板下增加保护隔栅、钢丝网和橡胶基座以增强稳定性和安全性,或改用钢筋混凝土仿石盖板等方案,但都不能兼顾安全和美观,只能放弃地面地下一体化的初衷。修改方案采用集中检修口的思路,雨水改为边沟收集,地下管廊改为方形现浇钢筋混凝土,每隔一定距离预留集中式下料口,兼做廊内检修通道入口。这一方案在后期施工图设计中得以落实,但地面铺装因与管线综合无关而另行设计(图10)。
▲ 10 小西湖综合管廊的综合检修口方案
3.3.2 微型管廊断面设计及其细化调整
微型综合管廊断面设计的基本方法是分舱分层。在分舱原则上,给水、污水、雨水、信息光缆等较为安全的管线可同舱敷设,需要较大的宽度和深度,宜作为主舱布置在街巷中央。具有一定危险性的燃气管和电力线缆宜在各自独立的耳舱内布置,附设于主舱两侧,燃气舱还应填充细砂防护。
在竖向分层上,所有管廊上部均预留200~300mm的净空,作为管线上引入户或横穿街巷的空间(图11)。空间较大、可以通行检修的主舱内,管线可以上下分层敷设,信息光缆和管径较小的给水管可在两侧舱壁上架设,污水为重力管宜设置在主舱底部,雨水可直接流入主舱底槽或收集入雨水管、边沟。
▲ 11 小西湖综合管廊内管线上引入户方案
管廊断面追求紧凑,具体尺寸与管廊结构、管线数量、管径和安装方式直接相关,在方案到施工图的全过程中,都会因规划需求调整和各管线主管部门、施工单位讨论进行反复修改。以小西湖主管廊为例,初步方案提出的典型断面中,底板深度为1300mm,包括主舱和耳舱在内的总宽为1800mm。经过多轮调整,雨水流槽由廊底改至耳室,消防管和电力、信息线缆数量增加,信息光缆由简单支架改为桥架敷设,给水管防冻措施从电伴热改为外裹保温层,加之最终施工图细分出17种不同的断面典型,其中典型断面总宽为2900mm,底板深度约2100mm。
3.3.3 垂直开挖和基坑支护方法的影响
由于历史街巷狭窄,埋深较大的管线或管廊施工需要垂直开挖,影响两侧建筑基础持力土层(即位于基础下土壤内摩擦角线以内的土壤),因此需要在方案设计阶段就考虑开挖顺序和基坑支护。小西湖管廊方案构想的施工做法是先开挖至基础面以下,再在主舱外侧用钢钎支护,对主舱基坑进行垂直开挖,以确保两侧建筑基础安全(图12)。在施工图设计阶段对施工顺序做了调整,先直接从地面打入旋喷桩和微型树根桩完成主舱室支护后,再截去上部桩头,开挖两侧耳舱基坑。但在耳舱基坑开挖的实际施工中,发现两侧部分建筑的基础突出外墙部分远超120mm的设计预留尺寸,已没有足够的安全施工距离。本着降低对两侧建筑物安全影响的原则,将电力和雨水改为直埋管,燃气管改为地上沿建筑外墙架设。换言之,经过实施过程中因地制宜的调整,最终完成的是微型综合管廊与部分直埋相结合的适应性工程管线系统。
▲ 12 小西湖综合管廊方案的施工顺序示意
4 实施路径:审批、施工和运维的务实突破
微型综合管廊不仅是解决历史地段管线综合难题的一项适应性技术探索,能够在切实改善居民生活环境的民生工程中得以实际应用,并最终实施建成,不仅需要建设单位和设计单位的坚定投入与大胆创新,还需要在审批管理、组织施工和运营维护等方面的务实突破。
4.1 超规范设计的务实技术审查
旧城区建设综合管廊总体上符合国家基础设施发展原则和《南京市管线管理条例》等地方性管理办法,但由于“综合管廊建设在我国尚处于初期,国家关于管廊的技术标准还在不断完善中”,历史地段内的微型综合管廊更没有技术规范和成熟经验可供参照。对于这样的“超规范”规划设计,负责技术审查的城乡规划管理部门应以解决实际民生问题为目标,“用好用活规范,……通过组织专家评审,有针对性地解决技术规范问题”。
作为南京小西湖微更新实践“五方平台”中的行政管理一方,南京市规划和自然资源局秦淮分局与建设单位、设计单位紧密协作,先后组织了多轮次的专家咨询和部门协商会议,对小西湖市政专题研究和微型综合管廊规划设计进行技术审查,论证各项技术方案的必要性和合理性,并提出修改完善意见。其中,关键的工作节点和内容如表2所示。
4.2 低影响施工的绣花式组织实施
在保留原住民的渐进性微更新原则下,小西湖历史地段微型综合管廊施工单位精心设计了低影响的施工组织方案,并以绣花式工夫逐步推进,主要措施包括:1)先行开展试验段施工,及早发现问题并寻求解决措施,其成功实施使居民看到了希望,打消了顾虑;2)分段推进,平均每次开挖施工20m,减少受施工影响的建筑和居民数量;3)施工前完成临时管线迁改、吊排和施工便道,保证施工期间居民的正常出行和生活需求;4)做好沿线房屋临时支撑防护,并委托专业公司进行全程监测;5)尽量选用小型施工机械,对必要的大型机械进行拆卸改装以满足运输和施工操作要求,同时结合人工开挖和支护,减少开挖面并降低对两侧建筑的扰动;6)施工全程与居民充分协商,免费将雨污水和电线电缆接入居民户内,并积极协助解决户内水电设备安装、墙面粉刷修补等实际需求,取得居民的充分支持(图13、14)。
4.3 集中式管理运维和开放展示
我国历史地段和老旧小区长期缺乏专门的物业管理,各管线的敷设、维修和增容各自为政,是导致管线杂乱、服务水平低下的重要原因之一。微型综合管廊将多种管线统一入廊安装,应设立管廊管理单位作为管廊本身维护、运营管理的责任主体,同时统筹各管线产权、管理单位对所属管线的日常管理和安全维护。小西湖历史地段由南京历保集团负责管廊管理,在地段中部的南侧设置了综合控制中心进行集中控制。建筑设计方面,在控制中心外侧设计若干小型商业休闲空间,使其与街区整体历史风貌和商业氛围融为一体。此外,在管廊中部精心设计了一座微型综合管廊开放展示亭,展示地下整齐有序的各类管线设备,并配合说明展板,向居民和游客展示历史地段引入现代基础设施的可能性,表明政府对改善民生的决心,坚定社会对提升历史地段生活品质的信心,也为国内外历史地段保护专业人员提供了交流借鉴的实物样板和开放窗口(图15)。
▲ 15 小西湖综合管廊展示窗口
5 总结与思考
5.1 实质突破和遗憾不足
自2017年初至今,历经4年,小西湖历史地段市政工程管线建设刚刚告竣。总体而言,尽管最初的设计意图并没有完全实现,最终建成的是微型综合管廊与直埋结合的混合系统,但仍然取得了实质性的技术突破和社会贡献。技术上,实现了国内首个规模较大、集成度较高的历史地段微型综合管廊系统,探索了有一定创新意义的全程协作模式、规划设计方法、施工组织措施和审批管理方式。在社会贡献方面,解决了历史地段长期存在的雨污合流、市政和建筑消防设施不足、电力通信架空敷设等“顽疾”,雨污、给水和电信实现了廊内通行检修,大幅降低后期检修开挖地面的概率,减少了地面检修井盖的数量,直埋的电力管、雨水管和架空燃气线布置也井然有序,显著改善了居住环境和历史风貌,受到居民、游客和专业人士的好评。
反思不足,一是由于未能解决盖板防断裂构造问题而导致地面地下一体化设想落空,受其影响,雨水失去了直接入廊的天然合理性而最终改入耳舱,挤占了水平敷设空间,埋下了耳舱外壁与建筑基础间的施工距离预留不充分的隐患;二是未能坚持分层开挖至建筑基础面再垂直开挖的施工顺序,错失了在打桩前揭示基础复杂性的机会,最终将耳舱内的雨水、电力、燃气改为互不干扰的直埋或架空敷设,能够保障功能和安全,但没有达到理想的集成度。任何设计的实施都有缺憾,但只要我们坚持以变应变的实践理性精神,在发现并解决问题的过程中不断创新和进步,就能更好地把控变化、实现理想目标。
5.2 经济效益与社会效益
综合管廊特点是初期投资很大,但后期各管线的安全性显著提高、维护成本大幅降低,具有长期的经济性,因此入廊敷设的各管线单位应缴纳入廊费。具体到小西湖历史地段最终建成的单仓微型综合管廊(断面面积3㎡左右),其建设成本(含污水管道)大概3.5万元/m,虽然远低于常见单仓综合管廊(断面面积10~20㎡) 5.5万/m左右的造价,但已是直埋造价的3~5倍,初期投入确实极大,如何理解其必要性和经济效益?
如果单纯从市政本身讨论,无论是收取入廊费,还是节约维护费,其投资的回报期必然很长。但如果综合考虑,其对地段商业活动和租金、房价的提升是立竿见影的,因此对于地段和城市整体而言,其回报期不会太长。此外,更重要的是,只有采用微型综合管廊才能充分满足历史地段保护发展的需求,一次性高投入是对前数十年市政建设不足的“还债”,也是改善居民生活条件、保护利用历史遗产的“刚需”,其社会效益远大于经济效益,是必不可少的投入。
5.3 技术与社会的相互建构
包括历史地段市政工程在内的所有的规划设计都既是技术工作,也是社会实践。小西湖市政工程管线规划设计固然要遵循各类既有管线技术的基本原理和逻辑,但其技术的选择标准、革新目标和实施环境都来自于当前社会对保护和发展关系的认知和需求;合理的规划设计和建造技术促成了项目的成功实施,大幅提升了生活环境质量和发展潜力,彰显了历史地段的应有价值,示范了保护与发展双赢的技术可能,提振了全社会对历史文化保护传承的信心。
因此,技术和社会是相互建构的。正如芬伯格所说,技术既不是救世主,也不是不可变异的铁笼,而是一种新型的文化框架,其中充满了问题,因而是可变的,或者说是可选择的。我们的建筑、规划、遗产保护工作都要“纳入到构建和谐美好的社会发展目标中”,以满足社会发展需求、解决社会实际问题为目标,去选择技术、改变技术、创新技术。
(正文完。原文刊载于《建筑学报》2022年01期,总第638期,更多详细内容请见纸刊。扫码即刻购买本期杂志。)
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