【规划师论坛6】山地城市综合管廊布局及选线规划实践
2017年4期主题:城市综合管廊与廊道规划
【编者按】
城市廊道(包括市政廊道、生态廊道和生命廊道等)规划建设作为促进城市安全升级、推动城市转型发展的战略举措,是解决“城市病”、促进城市健康发展的关键抓手。近年来,我国逐渐加大了对城市廊道和综合管廊建设的支持力度,出台了一系列政策,各地亦相继开展了城市廊道和综合管廊的规划探讨与实践,取得了一定成绩,但也存在较为突出的问题。基于此,本期“规划师论坛”栏目以“城市综合管廊与廊道规划”为主题,结合目前廊道在城市规划领域的研究进展,围绕中心城区E类用地廊道空间生态规划方法和综合管廊的管理制度、规划编制体系与方法、规划重点问题、规划布局与选线等问题展开探讨,以期为各地城市廊道和综合管廊的规划建设提供参考。
【规划师论坛6】
山地城市综合管廊布局及选线规划实践
作者重庆市规划设计研究院刘亚丽,重庆师范大学数学科学学院本科生段志毅在《规划师》2017年第4期撰文,文章针对山地城市地形环境、空间布局和设施分布特点,以促进城市市政工程管线可持续规划建设为前提,以提高城市人居环境质量、改善城市景观、节省城市建设用地与节约城市建设管理投资为目的,提出山地城市综合管廊优化布局和选线的规划方法与建议,并以重庆主城区为例开展综合管廊布局选线规划实证分析,以期为其他山地城市综合管廊规划提供参考。
[ 关键词 ]山地城市;综合管廊;规划方法;布局选线
[ 文章编号]1006-0022(2017)04-0036-05
[ 中图分类号]TU984.11+3
[ 文献标识码]B
[引文格式]刘亚丽,段志毅.山地城市综合管廊布局及选线规划实践 [J].规划师,2017(4):36-40.
一 山地城市的空间结构特性及综合管廊规划现状与问题
(一)山地城市空间分布特性
山地城市在地理区位、地形地貌、空间特性和设施建设等方面都有别于平原城市:城市多坐落于大型山区内部,或山区和平原的交错带上;具有较大的绝对高度和相对高度,切割深且密度大,地质结构和地形条件复杂;在多山或丘陵地形区域内的山地城市具有复杂的山地垂直地貌特征,易影响城市的建设、布局与发展,形成独特的垂直分异、分台聚居和组团式布局的人居环境空间;山地地形对城市环境、城市工程技术经济性及城市公用设施(即管线)的布局影响较大,主要表现为市政工程管线种类多、数量大、密度高且矛盾多。
(二)山地城市综合管廊规划现状与问题
山地城市市政工程管线直埋敷设存在很大难度:一是市政工程管线选线瓶颈较多。山地城市存在诸多市政工程管线敷设困难的瓶颈地段,如隧道、桥梁、立交或沿山沿河布局的道路等。二是山地城市市政工程管线数量多、密度高且规模大。由于可建设用地少,开发强度、建设密度普遍较高,山地城市单位面积需要敷设的市政工程管线种类、数量、密度与规模相对较大。三是山地城市市政工程管线敷设的可利用空间资源十分有限。山地城市较少规划建设非机动车道,加之人行道格外狭窄,众多区域和路段的市政工程管线难以完全按照《城市市政工程管线综合规划规范》的要求进行直埋敷设。
相较直埋敷设而言,综合管廊具备紧凑、集约、省地的显著优势,在山地城市市政工程管线规划中具有良好的发展前景。随着新型城镇化的快速发展,山地城市更应加快综合管廊规划建设进程。但当前山地城市规划建设综合管廊也具有突出的困难:一是山地城市地质结构复杂、地灾隐患多,综合管廊规划评估、地质勘探和隐患排除等较平原城市难度大、成本高;二是山地城市的空间、设施布局和管线收容情况复杂多变,若要将电力、通信、燃气、给水、污水、雨水和再生水等管线综合纳入干线综合管廊,则平面选线、布局和收容的难度大;三是山地城市地势起伏大、道路坡度大,对综合管廊竖向规划要求高,在选择入廊的重力流管线时,必须结合排水系统规划,创造适宜的入廊条件;四是山地城市的空间可利用条件有限,地上多立交、桥梁,地下多轨道、隧道等,地上地下统筹协调以及各干线、支线、缆线综合管廊的优化和衔接均有很大难度。
二 山地城市综合管廊规划布局与选线建议
针对上述现状与问题,综合管廊规划必须充分考虑山地城市的地形条件、空间布局、道路竖向和发展需求,结合新城建设、旧城改造,将综合管廊重点布局在新城区、商业集中区、交通流量大的地区、市政工程管线敷设瓶颈地区及其他需要敷设且有条件的地区,因地制宜地进行综合管廊选线和布局。
(一)规划布局原则
(1) 规划先行,预留空间。
充分考虑城市发展、市政建设和民生需求,统一规划、集约布局,并为远景规划预留空间。
(2) 统筹兼顾,因地制宜。
应以自然山水格局为背景,以城市空间分布为基础,紧密结合用地规划、地下空间利用规划、旧城改造与更新规划、道路网规划和轨道交通规划等,统筹综合管廊平面、竖向布局,安排管线的空间位置,协调综合管廊与其他地上、地下工程的关系;应与电力、通信、燃气、给水和排水等专项规划衔接,实现布局合理、建设集约和运行可靠。
(3) 环境友好,资源节约。
工程管线尽量统一入廊,避免多种管线对城市用地的切割,最大限度提高山地城市地上和地下空间的利用效率。
(4) 系统布局,复合利用。
从城市发展全局出发,山地城市应充分考虑社会、经济和环境的综合效益,从系统需求和供给条件的关系入手,结合山地的地形条件、空间布局,统筹协调、系统布局、综合平衡、合理安排综合管廊,集中服务于高强度开发地区,充分发挥综合管廊集约化、规模化和复合化的作用。综合管廊的布局选线必须综合考虑城市道路、水、电、气、讯等多专业管线的布局要求,强调廊道的复合使用功能,实现“多规”叠合。例如,干线管廊重点考虑和纳入供水干线,以及 10kV以上的高压线网(尤其是220kV、110kV的高压线路)、通信干线网及高压、次高压和中压燃气管道,此外还应综合考虑中水、排水等市政工程管线的走向。
(二)评价指标体系构建
1. 综合管廊布局选址基本要求
相比管线直埋方式,综合管廊具有节省用地、预留城市发展弹性和运营安全等诸多优点,但需要较大的一次性投资,因此综合管廊建设区域的选取必须谨慎而科学。具体而言,综合管廊宜布局在重要地段和管线密集区,如在交通流量较大、地下管线密集的城市道路、轨道交通和地下综合体等地段;在城市核心区、中央商务区、地下空间高强度成片集中发展区、重要广场、主要道路交叉口、道路与铁路或河流的交叉处及国家隧道等;在道路宽度难以满足直埋敷设多种管线的路段、重要的公共空间、城市高强度开发区及道路宽度难以单独敷设多种管线的路段。
可见,综合管廊建设区域的选取主要考虑城市用地功能、建设强度、市政管线主干管线走廊、道路建设情况、地下空间利用和道路交通流等因素。因此,通过对城市功能分区、用地性质、市政主干管线、道路建设和空间规划等情况的分析,可以确定综合管廊的布局选线区域及入廊管线数量。
2. 评价方法
为保证城市综合管廊建设区域选取的科学性与合理性,规划利用多级评价指标法对城市各片区的各道路路段进行分析评定,在收集并分析现状和规划资料的基础上,根据综合管廊选线原则和发展需求,构建城市综合管廊规划建设评价指标体系。首先确定一级指标和各指标所占权重,主要为对综合管廊建设有重大影响的因素;其次在一级指标的基础上细化出二级指标并确定其权重,在二级指标的基础上细化出三级指标并确定其权重;最后利用综合管廊建设评价指标体系中的一级指标分析得出综合管廊适宜规划建设区域,利用二级指标得出建设管廊的优选路段。
3. 布局选线评价体系指标确定
通过对城市现状情况的分析,结合综合管廊试点建设评价因素的综合分析,最终确定的指标如下:一级指标,包括区域定位及用地布局、道路规划、市政管线规划、保障体系及建设投资;二级指标,包括区域定位及用地布局(现状用地情况、规划用地情况、规划地下空间、辐射范围及与周边片区衔接程度、自然条件)、道路规划(现状道路情况、规划道路等级及路幅、规划建设方式、规划路网体系完善程度)、市政管线(现状管线情况、规划管线种类及规格、规划管线功能、规划管线与周边管线衔接情况)、保障体系及建设投资(资金保障和法律保障等 )。
4. 评价体系指标权重确定
在确定综合管廊试点建设评价指标后,利用层次分析法对各指标所占权重进行计算,以便后续对拟选区域及区域管段进行评价分析。具体步骤如下:
(1) 建立递阶层次结构模型。
应用AHP方法分析决策问题时,先把问题条理化、层次化,构造出一个有层次的结构模型,这些层次可分为最高层(目的层)、中间层(准则层)和最底层(方案层),而递阶层次结构中的层次与问题的复杂程度及需要分析的详尽程度有关。
(2)构建各层次中的所有判断矩阵。
准则层中的各准则在目标衡量中所占比例并不相同,各占一定比例权重。因此,规划采用阶梯权重判断分析法,建立因素影响权重的阶梯对比判断矩阵,并对各影响因素所占权重进行计算。同时,引用数字1~5及其倒数作为标度,来定义影响因素权重判断矩阵,其公式如下:
(三)规划布局与选线建议
结合上述指标分析及权重计算结果,规划提出以下规划布局与选线建议:
(1)明确综合管廊集中布局的区域。
根据山地城市实际情况和发展需求,结合一级影响因素权重判断矩阵标度,通过对一级指标进行综合评价,明确综合管廊集中布局的区域。
(2)明确综合管廊集中布局的路段。
结合二级影响因素权重判断矩阵标度,通过对二级指标进行综合评价,明确综合管廊布局选线的路段。此外,还可以将管线集约程度的高低作为山地城市地下综合管廊选择的参考依据。一般而言,市政规划管线集聚的地方更适合建设综合管廊,更有利于提升山地城市地下管廊的综合效益。因此,可以通过对山地城市各条道路下各类管线的统计分析(如管线级别、类别、规格和数量等参数)来评价管线的集约程度,判断哪些道路收储的管线最多、级别更高。
(3) 明确管廊空间容量。
地下空间是支撑综合管廊规划建设的关键,而影响综合管廊敷设的可利用地下空间容量影响因素主要包括道路宽度、断面形式及中央绿化带、侧分带和人行道的地下空间等。通过对以上因素的容量评价可以确定该地下空间建设干线、支线或缆线综合管廊的可行性,并作为确定综合管廊断面尺寸的参考。
(4) 统筹协调空间关系。
目前,山地城市综合管廊布局规划的实践案例相对较少、参考依据相对不足。因此,结合山地城市的特征,研究认为综合管廊的布局需要把握好三方面:一是充分考虑山地地形;二是仔细评估市政工程管线走廊的可建设资源;三是合理避让山地地质灾害易发区。在此基础上,根据实际需求明确综合管廊的断面尺寸、管线分类与收容及综合利用率等关键因素,协调好综合管廊与道路横断面、绿化带、城市用地空间的位置关系。
三 重庆主城区综合管廊规划布局及选线实践
作为典型的山地城市,重庆地形复杂,城市建设用地十分宝贵,市政工程管线规划具有的走廊资源有限、规划布局困难和协调难度较大等特点,而综合管廊敷设则在节约用地、优化组合、维护城市景观环境和保证城市安全等方面具有较大优势。因此,重庆亟需结合山地地形、用地特点和道路竖向特色优化综合管廊的布局,促进城市用地和地下空间的经济、合理与高效利用。基于此,下面以重庆主城区为例,通过分析其城市空间结构特色,提出山地城市综合管廊系统布局规划指引和策略。
1.城市空间结构解析
根据《重庆市城乡总体规划(2007—2020)》(2014 年深化 ),至 2020 年,重庆主城区常住人口为1150 万,规划建设用地面积为1180km²。重庆主城区空间结构规划为“一城五片、多中心组团式”,由中部、北部、南部、西部和东部五大片区组成。主城区以片区为格局有机组织城市人口和功能,各片区具有相当的人口规模,城市功能完善,既相对独立,又彼此联系、相互协调发展,且每个片区包含若干组团。主城区城市建设用地分为21个组团和8个独立功能点,其中每个组团功能相对完善,组团内的工作、生活用地基本平衡,紧凑发展,而独立功能点是组团外相对独立且承担城市功能的建设区域。
2.综合管廊规划布局及选线内容
规划结合重庆的地形地貌特色及城市空间特征,采用多级评价指标法对重庆主城区各片区各道路路段进行综合评价分析,明确指标权重,最后确定合适的综合管廊布局与选线区域。
(1)明确综合管廊规划需求,协调相关规划。
首先,重庆主城区综合管廊规划必须把握好未来的需求量,在对市政工程管线基础资料进行调查及分析的基础上,进行管线需求容量评估及计划研究。主城区综合管廊网络系统规划应根据城市的经济能力和发展状况确定合适的建设规模,并注意近期规划和远期规划的协调统一,使主城区综合管廊及工程管线网络系统具有良好的扩展性。
其次,主要考虑干线综合管廊的平面线性和断面规划,以及支线综合管廊的平面线性规划等。
再次,主城区综合管廊规划需与其他市政工程管线、道路路网规划相协调,即综合管廊规划需在道路路网与各种市政工程管线规划的基础上进行,同时道路路网的横断面和各市政管线又要在综合管廊规划的基础上进行调整;要处理好综合管廊与地下空间利用(如地下通道、地下商城等 ) 的关系,避免冲突。
最后,采用系统网络规划方式,做好主城区山地城市综合管廊预留和管控,统筹安排城市综合管廊规划时序,近期可结合新建干道规划干、支线,远期结合道路升级完善缆线管廊。
(2) 明确综合管廊优先建设区域。
从实现社会和经济效益最佳的角度出发,明确主城区综合管廊规划建设适合区域:在新城区、新工业区和新住宅区规划建设综合管廊更具经济效益,同时配合山地城市主干道、地铁、地下空间、立交桥和广场的新建、改建、扩建工程进行综合管廊规划 。位于城市组团中心建筑密度大、人口密度高,且为高层建筑区、繁华区的片区,交通密集度大,可运用一级判断矩阵及指标评价对其进行综合评价分析,得到各片区的最终评价值 ( 表 3,图 1)。
在此基础上,结合重庆主城区的城市空间、功能布局,统筹规划综合管廊,集中服务于新区的高强度开发地区、高建设密度区域和商业集中区,主要包括渝中片区、沙坪坝片区、九龙半岛片区、大杨石片区、重钢片区、观音桥片区、玉带新城片区、江北嘴片区和南坪片区,以获取最佳的经济、环境和社会效益。
(3) 确定干线管廊骨架。
结合重庆主城区空间结构形成的横向和纵向交错的市政公用设施服务轴线,根据对主城区各片区供电、通信、燃气和供排水等多个市政需求负荷的分析,供电、通信、燃气和供排水等专业的主干管线均沿交通干线横向、纵向布置;综合考虑道路横断面及水、电、气、讯等线路布局,实现集中入廊;同时,运用阶梯层次结构模型中的二级判断矩阵及指标评价体系对主城区集中开发区域的各项指标进行综合评价,明确主城区综合管廊规划建设的适合路段,优化综合管廊布局。
首先,分析评价各条道路中市政管线的集中度,调整并集中布置市政管线。具体而言,即根据主城区供水、供电、通信、燃气和排水等专项规划,在供水干线入廊的基础上,将原规划的供电和通信线路集中布置入廊,提高经济性。其中,评价的主要分析指标包括同一路由走向上的各道路给水管管径、电力管孔数、通信管孔数和燃气管管径等。
其次,分析道路横断面布局,开展道路地下空间容量评价。评价的主要指标包括红线宽度、绿化带宽度、人行道宽度和分隔带宽度,通过评价确定该方向路段的道路地下空间容量,从而复核该路段的空间容量可否满足该路由管线的布置需求 ( 表 4)。
最后,将综合管廊沿高强度开发的市政公用服务主轴布局,结合主城区“四山夹三谷”的地形和“一城五片”的空间结构,形成“五纵四横”的综合管廊主干线骨架,充分体现山地特色及综合管廊的系统性、集约性与连通性(图2)。
四 结语
本文针对重庆主城区的实际情况和发展需求,从系统性、复合性、协调性和可实施性的角度出发,运用多级评价指标法进行指标评价与权重确定,选取合适的综合管廊布局区域,优化城市综合管廊的布局,以有效促进城市用地和地下空间的经济、合理、有效使用,全面提升山地城市的人居环境品质。
文章全文详见《规划师》2017年4期
《山地城市综合管廊布局及选线规划实践》
论文征稿
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