歷史街區(qū)市政基礎設施的更新與改造——以紹興市柯橋古鎮(zhèn)規(guī)劃為例-投稿.docx

議題4：綜合管廊與地下空間專項規(guī)劃歷史街區(qū)市政基礎設施的更新與改造以紹興市柯橋古鎮(zhèn)規(guī)劃為例潘曉玥，畢瑩玉，董淑秋，周楨（1北京清華同衡規(guī)劃設計研究院有限公司 市政規(guī)劃研究所，北京 100085）摘要：歷史街區(qū)不僅是特定的文化遺產(chǎn)，同時也是城市范疇內(nèi)的特定區(qū)域，具有保護與發(fā)展的雙重身份。在當前我國歷史街區(qū)的保護與實踐中，市政基礎設施落后現(xiàn)象普遍，空間狹小問題突出，如何在有限的空間內(nèi)補足基礎設施“短板”，改善人居生活環(huán)境，形成一套先進、成熟的工程技術體系，需要我們不斷地探索。本文以紹興市柯橋古鎮(zhèn)修建性詳細規(guī)劃為例，對江南古鎮(zhèn)市政基礎設施更新改造方法與技術加以闡述。方案所采用的技術措施與設計方法具有通用性，對于其他同類型項目具有一定的參考意義。關鍵詞：歷史街區(qū)、設施布局、管網(wǎng)規(guī)劃、斷面設計1. 引言隨著我國新型城鎮(zhèn)化進程的加快，以及國家對新增建設用地的剛性約束，舊城的城市環(huán)境逐漸引起了人們的重視，使得以城市更新等手段促進建成區(qū)功能優(yōu)化與調(diào)整，一時間成為了政府工作的重點1。無論是中心區(qū)土地價值的重新認識與發(fā)掘，亦或是建成區(qū)功能提升、環(huán)境改善，以及歷史街區(qū)保護與特色重塑等等，市政基礎設施建設及其配套技術都是尤為重要的一個環(huán)節(jié)2。同時,市政基礎設施的完善與改造又是一項集技術性與適應性于一體的復雜工程，這其中又以歷史街區(qū)的更新改造最為復雜。歷史街區(qū)一般設施落后，空間狹小，地下管線種類多，安全及技術等限制因素多，且尚沒有形成一套先進、成熟的工程技術體系。因此，有必要盡快地研究和建立適合歷史街區(qū)特點的市政基礎設施更新改造技術與方法，為歷史街區(qū)市政工程改造提供技術指導，改善設施落后的現(xiàn)狀。本文將以“紹興柯橋古鎮(zhèn)修建性詳細規(guī)劃”為例，系統(tǒng)地說明江南古鎮(zhèn)市政基礎基礎設施更新改造的方法與技術。2. 項目概況柯橋古鎮(zhèn)位于富庶的寧紹平原，是紹興縣的第一大鎮(zhèn)，也是浙江屈指可數(shù)的著名水鄉(xiāng)集鎮(zhèn)之一，同時還是浙江省首批的“歷史文化名鎮(zhèn)”。規(guī)劃區(qū)東距紹興市區(qū)10公里，南距杭州50公里，總占地面積約30公頃，規(guī)劃對其內(nèi)部的建筑部分進行修繕、恢復與建設，除新建基礎設施外其余全部進行更新與改造。圖1規(guī)劃區(qū)概況3. 更新改造策略與方法街道狹窄，大部分道路不能通行機動車，市政基礎設施落后，大多沒有單獨的廁所及下水管道，日常炊事以煤氣罐或小煤爐為主這似乎是所有歷史街區(qū)所面臨的共性問題。而受限于“歷史街區(qū)”這一特定限制，補足基礎設施“短板”，改善人居生活環(huán)境，將有別于傳統(tǒng)的技術與方法，需要我們不斷地尋求突破，因地制宜地解決實際問題。3.1地下空間綜合利用在多數(shù)歷史街區(qū)的改造中，最突出的矛盾是原有空間容量的不足，地上空間的開發(fā)與利用將受到傳統(tǒng)風貌保護的明顯限制。而地下空間由于其可有效地彌補地上空間的不足，對現(xiàn)有城市功能及文物建筑的使用功能進行調(diào)配與補充等獨特的優(yōu)勢，在應對歷史街區(qū)的保護與發(fā)展上得到了越來越多的應用3。隨著地下空間在歷史街區(qū)中的應用，可有效地解決歷史街區(qū)狹小空間的管線敷設問題，將電力、通信及給水管道敷設于地下空間的夾層之中，并在地下空間內(nèi)完成市政管線的銜接與分配，節(jié)省出來的地上空間則主要用于雨水、污水及燃氣管道的建設，從而改善基礎設施條件，提高設施服務水平。此外，垃圾轉(zhuǎn)運站、污水泵站、變配電所等也可轉(zhuǎn)入地下，在進一步擴大地面空間容量的同時，還能改善歷史街區(qū)的整體風貌和環(huán)境質(zhì)量。3.2壓縮管線斷面布局歷史街區(qū)是城市中因歷史文化價值而受到保護的特定區(qū)域，但和城市一般居住區(qū)一樣，歷史街區(qū)也需要為居民提供各類市政服務所需的管線。但其內(nèi)部建筑密集，街巷寬度多為1.05.0米，極少數(shù)可達10米，如果按照現(xiàn)行城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范的管線間距要求進行敷設，歷史街巷內(nèi)能夠安排的管線種類和數(shù)量將很難滿足居民的生活需求。同時，隨著人們生活水平的提高，對基礎設施也提出了更高的要求，設施及管線數(shù)量更是只多不少，這無形當中也增加了歷史街區(qū)市政基礎設施更新改造的難度。對此問題，壓縮管線斷面布局是解決這一問題最簡單最直接的方式。3.2.1調(diào)整管線排布控制安全距離在管線的距離控制上，借鑒北京舊城歷史文化保護的管線排布策略。在北京舊城歷史文化保護規(guī)劃中，經(jīng)過各個專業(yè)公司、管理部門、市政專家共同協(xié)商，在采用特殊措施，加強管理的前提下，確定歷史文化保護區(qū)市政管線敷設的最小水平間距4，如下：表1歷史街區(qū)管線敷設水平安全距離序號管線名稱建筑物自來水雨污水燃氣電力電信d200d200d1000低壓中壓d2001建筑物1.02.01.00.71.00.30.32自來水d2001.00.50.30.50.50.5自來水d2002.01.00.50.50.50.53雨污水d10001.00.51.00.51.00.50.54低壓燃氣0.70.30.50.50.50.5中壓d2001.00.50.51.00.50.55電力10kV0.30.50.50.50.50.50.56電信0.30.50.50.50.50.50.53.2.2小型化市政設施與設備的應用除調(diào)整管線排布控制安全距離外，還可以通過一些小型化的市政設施和設備實現(xiàn)管線斷面布局的壓縮，節(jié)約敷設空間，下面舉例說明：3.2.2.1河馬井建筑小區(qū)內(nèi)用河馬井井徑一般為200630，明顯小于磚砌排水檢查井（700，不含壁厚）?？稍诠さ噩F(xiàn)場組裝而成，安裝靈活方便，不受氣候限制，占地空間小，綠色環(huán)保。3.2.2.2雨水邊溝邊溝排水是我國傳統(tǒng)的排水方式,它利用道路的橫坡將雨水通過地面徑流匯到道路邊溝內(nèi)，是一種有組織的排水方式，不但可替代雨水管道，而且比地面徑流更有利于雨水天的路面行走，對于難以敷設常規(guī)雨水管道的歷史街區(qū)具有很好的適應性4，5。因此，在有利的地形條件下（場地高于路面）雨水可采用邊溝排水或地表徑流排放，為其他管線,預留空間。3.2.2.3新型手孔及人孔井線纜交接點的人孔、手孔井的材料、尺寸和構造方式也對節(jié)約歷史街區(qū)地下空間至關重要。傳統(tǒng)上電力電信的人孔井和手孔井都是采用磚砌筑的構造方式，雖然簡單經(jīng)濟，但施工周期較長，質(zhì)量控制困難，對于歷史街區(qū)而言，更關鍵的問題在于所占空間太大，必須對其數(shù)量和規(guī)格進行壓縮。除減少人孔、手孔數(shù)量外，應采用尺寸較小的非標準設計或新型人孔手孔，以適應歷史街區(qū)的空間特點4，5。在空間布局比較緊張的區(qū)域，可采用一些定型化的手孔經(jīng)及人孔井替代磚砌的電力電纜檢查井，節(jié)省占地空間。3.2.2.4直埋式閥門一般城市給排水工程中，閘閥、用戶連接閥、空氣閥、排氣閥等各類閥門、地下消火栓等管道附件都要砌筑井室以方便控制和檢修，不但要求較大的管線間距，而且使得地面井蓋星羅棋布，破壞傳統(tǒng)地面的完整性，對于歷史街區(qū)的景觀影響很大。近年來，免維修、產(chǎn)品質(zhì)量較好的新型閥門不斷出現(xiàn)，特別是直埋式閥門技術的成熟已經(jīng)可以解決歷史街區(qū)井蓋遍地的問題5。3.2.2.5負壓式污水管道收集系統(tǒng)負壓排水系統(tǒng)，其管道埋深較淺，管徑較?。╠e75de160）,布置靈活，安裝簡易，可不設或少設污水檢查井，全系統(tǒng)密封，依靠真空抽吸排水，不易堵塞，可實現(xiàn)高效集中管理，適于住宅密集、道路狹窄的區(qū)域。3.3紹興地區(qū)工程管線建設經(jīng)驗紹興市是首批國家歷史文化名城，已有2500多年的歷史，是中國的“文物之邦，魚米之鄉(xiāng)”，故居、庭院、臺門等文物古跡分布于紹興市的不同地區(qū)。正是由于其歷史文化的特殊性，紹興市在文保方面也卓有成就，歷史街區(qū)的保護管理及工程管線的建設更是別具特色。3.3.1共同溝建設在紹興倉橋直街（位于越王城歷史街區(qū)內(nèi)）、紅旗路歷史街區(qū)、八字橋歷史街區(qū)等區(qū)域的市政工程改造中，采用了一些簡單的共同溝形式，集約化地有效利用城市道路下的空間資源，在有限的空間內(nèi)布置多種管線，提高市政管理水平，避免了反復開挖。這種改造方式，在紹興地區(qū)得到了較好的應用，并已經(jīng)形成一定規(guī)模。 圖2紹興地區(qū)共同溝建設共同溝深一般為1.21.5米，外側(cè)寬度為1.3米左右，并視街道的路幅而定。共同溝分上、中、下三層，底層如需要可排雨水，中層為電力，上層為電信、廣電等信息管線，溝兩邊可設置污水、給水及燃氣管道。3.3.2“三維”空間利用3.3.2.1電力、通信管道分層排布根據(jù)紹興地區(qū)電力、通信部門的實際工程需要，管線敷設時多采用預埋d100鋼套管的方式，后期需要時再進行穿線。而單就通信管道而言，一般聯(lián)通、移動、廣電、電信等多家公司均需要單獨使用1個通道，因此管線在設計時多按6孔進行預留，簡言之通信管道在敷設時就需要占據(jù)0.6-1.0米的空間，這無疑會使原本就狹小的街巷管線敷設條件更為艱難。為解決這一實際問題，紹興地區(qū)在實際管線敷設時合理地解決了之一問題，充分利用了地下的三維空間，檢查井室交錯分布，管孔分層排布，有序合理的穿越檢查井室。圖3通信、電力管線分層兩側(cè)排布圖4通信、電力管線分層同側(cè)排布3.3.2.2各類工程線“W”型分布在街巷空間十分有限（1.0米2.0米），且又需要同時敷設多種工程管線時，紹興地區(qū)曾采用如圖所示的管線錯層布置方式，即電力、給水、通信管道敷設在上層，雨污水管道敷設在下層，呈“W”形態(tài)布置。采用這種錯層敷設的方式不僅能滿足各類工程管線的安全敷設距離，還能實現(xiàn)狹小空間敷設多種管線的需求。圖5各類工程管線錯層分布3.3.3井室共建與共享受建筑基礎、結(jié)構特征及人們生活習慣的影響，雨水邊溝等小型化排水設施在紹興地區(qū)的幾乎很少應用，也就是說當?shù)氐挠晁蛲ㄟ^地表徑流，或通過雨水管道收集后排放，這就使得通過雨水邊溝節(jié)省敷設空間的做法行不通。因此，從節(jié)約敷設空間的角度出發(fā)，并考慮雨水、污水的排放特征、水質(zhì)特性、建設方式、管材及附屬構筑物等均較為相似的特征，在紹興地區(qū)經(jīng)常將雨污水井室共同建設、合用一磚（240）的間隔墻，將節(jié)省出來的雨污水管道間距用于其他管線的敷設。圖6雨污水井室的共建與共享4. 方案設計4.1市政基礎設施規(guī)劃4.1.1負荷預測規(guī)劃區(qū)占地面積30公頃，用地類型包括、旅館、餐廳、娛樂文化場所等，總建筑面積約為30.06萬平方米，則規(guī)劃區(qū)各項負荷預測如下：表2負荷預測給水指標負荷總量居住80m/(had)178.4m/d2883.8m/d公建9L/(md)2705.4m/d污水-給水量的85%-1750m/d電力居住50W/m9300kW15500kVA公建60W/m燃氣居住2.3Nm/(am)1050Nm/d140Nm/h公建3.5Nm/(am)環(huán)衛(wèi)-1kg/（d.人）-2.2t/d4.2.2設施規(guī)劃及布局根據(jù)負荷預測，確定規(guī)劃區(qū)內(nèi)市政基礎設施規(guī)模及分布如下：給水：沿各區(qū)域內(nèi)主要道路敷設DN200給水管，并考慮室外消防的要求形成DN150主環(huán)網(wǎng)，從環(huán)網(wǎng)接出DN150、DN100給水管配送至各棟樓前，管網(wǎng)水壓滿足4層樓水壓要求。污水：規(guī)劃設置2座污水提升泵站，結(jié)合公園及地下空間布置。規(guī)劃一泵站設計規(guī)模250立方米/日，規(guī)劃二泵站設計規(guī)模700立方米/日，區(qū)內(nèi)污水經(jīng)收集后最終排入紹興污水處理廠統(tǒng)一處理。雨水：規(guī)劃區(qū)雨水排除采用場地排水、管道排水及蓋板溝排水相結(jié)合的方式，以管道排水及蓋板溝排水為主，場地排水為輔，就近排入?yún)^(qū)內(nèi)水系。電力：規(guī)劃設置3座10kV高配室，16處配電所，其中8處為地下室配電所，5處為箱式配電所，其余三座結(jié)合高配室建設。低壓電纜線路采用銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜，四芯同截面積，主干線截面為240mm，分支線截面150mm，入戶線路截面積不小于16mm。通信：規(guī)劃設置4座小型通信機房，均位于地下空間。基站建設采用路燈型小型化基站，服務半徑約為100米。燃氣：保留現(xiàn)狀中低壓調(diào)壓箱，新建3座天然氣中低壓調(diào)壓箱，總流量達到140m/h，中壓A級0.4Mpa，低壓4Kpa，采用壁掛式調(diào)壓箱。環(huán)衛(wèi)：結(jié)合公建設置5處公共廁所，垃圾收集站3處，結(jié)合廣場、公園綠地設置。圖7市政基礎設施規(guī)劃布局4.2管線平面布局歷史街區(qū)的管線排布是其基礎設施更新改造最為重要的一個環(huán)節(jié)，要在有限的空間內(nèi)盡可能多的安排的管線種類和數(shù)量，以便為居民提供各類市政服務。在紹興柯橋古鎮(zhèn)市政基礎設施更新改造的設計中，不僅吸取了紹興當?shù)氐墓こ虒嶋H，參考了同類型街區(qū)的改造經(jīng)驗，同時還充分考慮了規(guī)劃區(qū)周邊的市政管線接口條件、保護區(qū)內(nèi)路幅寬度、地下空間的分布、各用戶的需求、設施分布以及各類工程管線建設的限制性條件等因素。圖8更新改造方案的形成4.2.1市政管線接口條件規(guī)劃區(qū)范圍內(nèi)被浙東運河及管墅直江分隔成四個相對獨立的區(qū)域，每片區(qū)域均依托周邊市政管線形成獨立的供給分區(qū)。其中，給水、電力、燃氣、通信管線受高程影響很小，區(qū)內(nèi)管線可順暢與外圍管線銜接，且每分區(qū)均能實現(xiàn)雙路供給的需求。區(qū)內(nèi)雨水管道亦可順地表或通過雨水管道收集后排入浙東運河、管墅直江及寺岔河。對于污水管道，由于每個分區(qū)外圍只預留有一處污水接口，接口處埋深多為1.31.9米，管道埋深較淺，而規(guī)劃區(qū)內(nèi)整體地勢又相對較平，按各設計管段的最小水利坡度考慮，區(qū)內(nèi)污水很難順利的排出，因此需要借助污水提升泵站來滿足污水集中處理需求。4.2.2道路寬度及布局結(jié)合用地布局及規(guī)劃方案，規(guī)劃內(nèi)的道路寬度介于1米至13米之間（含綠化帶），以米單位共可區(qū)分為12類斷面區(qū)間。從分析結(jié)果來看，在考慮廣場及帶狀綠化帶的前提下，規(guī)劃區(qū)內(nèi)道路寬度不足4.0米的路段仍占到50%以上，近四分一的路段寬度在3.0米以下，管線敷設空間十分有限，需合理的進行市政管線的排布。圖9規(guī)劃區(qū)路幅寬度4.2.3地下空間分布根據(jù)規(guī)劃區(qū)的空間布局，規(guī)劃區(qū)內(nèi)共設計了81589平方米的地下空間，其分布如圖所示：圖10規(guī)劃區(qū)地下空間分布由于規(guī)劃區(qū)內(nèi)的地下空間在設計時盡量連片布置，為地下管線的敷設、進線、出線都創(chuàng)造了良好的條件，同時也適當?shù)木徑饬斯芫€敷設空間局促的尷尬。4.2.4管線布局方案柯橋古鎮(zhèn)的市政管線在布局時優(yōu)先考慮地下空間的綜合利用，將給水、電力、通信管道更多地敷設于地下空間之中，為燃氣、污水、雨水管線預留充足的敷設空間，并以紹興地區(qū)的經(jīng)驗做法為先導，使管線敷設更符合當?shù)氐膶嶋H情況。同時，由于歷史街區(qū)的空間狹小，一般應優(yōu)先敷設居民生活所必需的且無法采用其他替代方式提供服務的市政管線（規(guī)劃區(qū)設計不考慮分散式污水處理），即給水、電力、污水、電信四種管線，取消或合并雨水管道，燃氣管線根據(jù)需求適當建設，當電力、通行管線不具備地下敷設條件時，可通過沿墻壁明敷的方式解決供給需求?？聵蚬沛?zhèn)市政管線綜合的平面布局方案如下：圖11市政管線綜合布局方案4.3管線斷面形態(tài)在管線斷面設計時，結(jié)合道路分布及每條道路下所敷設管線的種類和數(shù)量，合理確定斷面的布局形式，部分路段由于所需敷設管線較少可適當放大管線間距，部分路段所需敷設管線數(shù)量及種類較多需采用共同溝的形式，部分路段市政管線結(jié)合綠化帶及廣場等開敞空間設置最后按道路寬度給出了26類47種不同的斷面設計指引：圖12市政管線斷面形態(tài)示意5. 結(jié)論科學的市政設計與各專業(yè)的協(xié)同攻堅是完成歷史街區(qū)市政基礎設施更新與改造的重要保障。（1）歷史街區(qū)在進行保護規(guī)劃及方案設計時，需要適當考慮市政基礎設施的敷設需求，合理地進行地下空間、公園綠地及廣場等開敞空間的設計，為管線敷設創(chuàng)造條件。（2）雨水邊溝、負壓排水系統(tǒng)等小型化設施與設備在使用設計時需考