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

1、議題4：綜合管廊與地下空間專項(xiàng)規(guī)劃歷史街區(qū)市政基礎(chǔ)設(shè)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(shè)計(jì)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(shí)也是城市范疇內(nèi)的特定區(qū)域，具有保護(hù)與發(fā)展的雙重身份。在當(dāng)前我國歷史街區(qū)的保護(hù)與實(shí)踐中，市政基礎(chǔ)設(shè)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(bǔ)足基礎(chǔ)設(shè)施“短板”，改善人居生活環(huán)境，形成一套先進(jìn)、成熟的工程技術(shù)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(xì)規(guī)劃為例，對(duì)江南古鎮(zhèn)市政基礎(chǔ)設(shè)施更新改造方法與技術(shù)加以闡述。方案所采用的技術(shù)措施與設(shè)計(jì)方法具有

2、通用性，對(duì)于其他同類型項(xiàng)目具有一定的參考意義。關(guān)鍵詞：歷史街區(qū)、設(shè)施布局、管網(wǎng)規(guī)劃、斷面設(shè)計(jì)1. 引言隨著我國新型城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，以及國家對(duì)新增建設(shè)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(jìn)建成區(qū)功能優(yōu)化與調(diào)整，一時(shí)間成為了政府工作的重點(diǎn)1。無論是中心區(qū)土地價(jià)值的重新認(rèn)識(shí)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(hù)與特色重塑等等，市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及其配套技術(shù)都是尤為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)2。同時(shí),市政基礎(chǔ)設(shè)施的完善與改造又是一項(xiàng)集技術(shù)性與適應(yīng)性于一體的復(fù)雜工程，這其中又以歷史街區(qū)的更新改造最為復(fù)雜。歷史街區(qū)一般設(shè)施落后，空間狹小，地下管線種類多，安全及技

3、術(shù)等限制因素多，且尚沒有形成一套先進(jìn)、成熟的工程技術(shù)體系。因此，有必要盡快地研究和建立適合歷史街區(qū)特點(diǎn)的市政基礎(chǔ)設(shè)施更新改造技術(shù)與方法，為歷史街區(qū)市政工程改造提供技術(shù)指導(dǎo)，改善設(shè)施落后的現(xiàn)狀。本文將以“紹興柯橋古鎮(zhèn)修建性詳細(xì)規(guī)劃”為例，系統(tǒng)地說明江南古鎮(zhèn)市政基礎(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)施更新改造的方法與技術(shù)。2. 項(xiàng)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(shí)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(duì)其內(nèi)部的建筑部分進(jìn)行修繕、恢復(fù)與建設(shè)，除新建基礎(chǔ)設(shè)施外其余全部進(jìn)行更新與改造。圖1規(guī)劃區(qū)概況3.

4、更新改造策略與方法街道狹窄，大部分道路不能通行機(jī)動(dòng)車，市政基礎(chǔ)設(shè)施落后，大多沒有單獨(dú)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(bǔ)足基礎(chǔ)設(shè)施“短板”，改善人居生活環(huán)境，將有別于傳統(tǒng)的技術(shù)與方法，需要我們不斷地尋求突破，因地制宜地解決實(shí)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(fēng)貌保護(hù)的明顯限制。而地下空間由于其可有效地彌補(bǔ)地上空間的不足，對(duì)現(xiàn)有城市功能及文物建筑的使用功能進(jìn)行調(diào)配與補(bǔ)充等獨(dú)特的優(yōu)勢，在應(yīng)對(duì)歷史街區(qū)的保護(hù)與發(fā)展上得到了越來越多的應(yīng)用

5、3。隨著地下空間在歷史街區(qū)中的應(yīng)用，可有效地解決歷史街區(qū)狹小空間的管線敷設(shè)問題，將電力、通信及給水管道敷設(shè)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?xì)夤艿赖慕ㄔO(shè)，從而改善基礎(chǔ)設(shè)施條件，提高設(shè)施服務(wù)水平。此外，垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站、污水泵站、變配電所等也可轉(zhuǎn)入地下，在進(jìn)一步擴(kuò)大地面空間容量的同時(shí)，還能改善歷史街區(qū)的整體風(fēng)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(jià)值而受到保護(hù)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(wù)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(dá)10米，如果

6、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(jìn)行敷設(shè)，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(shí)，隨著人們生活水平的提高，對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施也提出了更高的要求，設(shè)施及管線數(shù)量更是只多不少，這無形當(dāng)中也增加了歷史街區(qū)市政基礎(chǔ)設(shè)施更新改造的難度。對(duì)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(hù)的管線排布策略。在北京舊城歷史文化保護(hù)規(guī)劃中，經(jīng)過各個(gè)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(qiáng)管理的前提下，確定歷史文化保護(hù)區(qū)市政管線敷設(shè)的最小水平間距4，如下：表1歷史街區(qū)管線敷設(shè)水平

7、安全距離序號(hào)管線名稱建筑物自來水雨污水燃?xì)怆娏﹄娦興200d>200d1000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d>2002.01.00.50.50.50.53雨污水d10001.00.51.00.51.00.50.54低壓燃?xì)?.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(shè)施與設(shè)備的應(yīng)用除調(diào)整管線排布控制安全距離外，還可以通過一些小

8、型化的市政設(shè)施和設(shè)備實(shí)現(xiàn)管線斷面布局的壓縮，節(jié)約敷設(shè)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(duì)于難以敷設(shè)常規(guī)雨水管道的歷史街區(qū)具有很好的適應(yīng)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(yù)留空間。3.2.2

9、.3新型手孔及人孔井線纜交接點(diǎn)的人孔、手孔井的材料、尺寸和構(gòu)造方式也對(duì)節(jié)約歷史街區(qū)地下空間至關(guān)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(gòu)造方式，雖然簡單經(jīng)濟(jì)，但施工周期較長，質(zhì)量控制困難，對(duì)于歷史街區(qū)而言，更關(guān)鍵的問題在于所占空間太大，必須對(duì)其數(shù)量和規(guī)格進(jìn)行壓縮。除減少人孔、手孔數(shù)量外，應(yīng)采用尺寸較小的非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)或新型人孔手孔，以適應(yīng)歷史街區(qū)的空間特點(diǎn)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

10、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(duì)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(shù)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(fù)壓式污水管道收集系統(tǒng)負(fù)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(shè)或少設(shè)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(shí)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(shè)經(jīng)驗(yàn)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(tái)門等文物古跡分

11、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(hù)管理及工程管線的建設(shè)更是別具特色。3.3.1共同溝建設(shè)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(fù)開挖。這種改造方式，在紹興地區(qū)得到了較好的應(yīng)用，并已經(jīng)形成一定規(guī)模。 圖2紹興地區(qū)共同溝建設(shè)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

12、等信息管線，溝兩邊可設(shè)置污水、給水及燃?xì)夤艿馈?.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(shí)際工程需要，管線敷設(shè)時(shí)多采用預(yù)埋d100鋼套管的方式，后期需要時(shí)再進(jìn)行穿線。而單就通信管道而言，一般聯(lián)通、移動(dòng)、廣電、電信等多家公司均需要單獨(dú)使用1個(gè)通道，因此管線在設(shè)計(jì)時(shí)多按6孔進(jìn)行預(yù)留，簡言之通信管道在敷設(shè)時(shí)就需要占據(jù)0.6-1.0米的空間，這無疑會(huì)使原本就狹小的街巷管線敷設(shè)條件更為艱難。為解決這一實(shí)際問題，紹興地區(qū)在實(shí)際管線敷設(shè)時(shí)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(cuò)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

13、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(shí)敷設(shè)多種工程管線時(shí)，紹興地區(qū)曾采用如圖所示的管線錯(cuò)層布置方式，即電力、給水、通信管道敷設(shè)在上層，雨污水管道敷設(shè)在下層，呈“W”形態(tài)布置。采用這種錯(cuò)層敷設(shè)的方式不僅能滿足各類工程管線的安全敷設(shè)距離，還能實(shí)現(xiàn)狹小空間敷設(shè)多種管線的需求。圖5各類工程管線錯(cuò)層分布3.3.3井室共建與共享受建筑基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)特征及人們生活習(xí)慣的影響，雨水邊溝等小型化排水設(shè)施在紹興地區(qū)的幾乎很少應(yīng)用，也就是說當(dāng)?shù)氐挠晁?，或通過地表徑流，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(shè)空間的做法

14、行不通。因此，從節(jié)約敷設(shè)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(shè)方式、管材及附屬構(gòu)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(shè)、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(shè)。圖6雨污水井室的共建與共享4. 方案設(shè)計(jì)4.1市政基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃4.1.1負(fù)荷預(yù)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(xiàng)負(fù)荷預(yù)測如下：表2負(fù)荷預(yù)測給水指標(biāo)負(fù)荷總量居住80m³/(ha·d)178.4m³/d2883.8m³/d公建9L/(m²&

15、#183;d)2705.4m³/d污水-給水量的85%-1750m³/d電力居住50W/m²9300kW15500kVA公建60W/m²燃?xì)饩幼?.3Nm³/(a·m²)1050Nm³/d140Nm³/h公建3.5Nm³/(a·m²)環(huán)衛(wèi)-1kg/（d.人）-2.2t/d4.2.2設(shè)施規(guī)劃及布局根據(jù)負(fù)荷預(yù)測，確定規(guī)劃區(qū)內(nèi)市政基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模及分布如下：給水：沿各區(qū)域內(nèi)主要道路敷設(shè)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

16、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(shè)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(shè)計(jì)規(guī)模250立方米/日，規(guī)劃二泵站設(shè)計(jì)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(shè)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(shè)。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240mm²，分支線截面150mm²，入戶線路截面積不小

17、于16mm²。通信：規(guī)劃設(shè)置4座小型通信機(jī)房，均位于地下空間?；窘ㄔO(shè)采用路燈型小型化基站，服務(wù)半徑約為100米。燃?xì)猓罕Ａ衄F(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(dá)到140m³/h，中壓A級(jí)0.4Mpa，低壓4Kpa，采用壁掛式調(diào)壓箱。環(huán)衛(wèi)：結(jié)合公建設(shè)置5處公共廁所，垃圾收集站3處，結(jié)合廣場、公園綠地設(shè)置。圖7市政基礎(chǔ)設(shè)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(chǔ)設(shè)施更新改造最為重要的一個(gè)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(wù)。在紹興柯橋古鎮(zhèn)市政基礎(chǔ)設(shè)施更新改造的設(shè)計(jì)中，不僅吸取了紹興當(dāng)?shù)氐墓こ虒?shí)際，參考了同

18、類型街區(qū)的改造經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)還充分考慮了規(guī)劃區(qū)周邊的市政管線接口條件、保護(hù)區(qū)內(nèi)路幅寬度、地下空間的分布、各用戶的需求、設(shè)施分布以及各類工程管線建設(shè)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(yùn)河及管墅直江分隔成四個(gè)相對(duì)獨(dú)立的區(qū)域，每片區(qū)域均依托周邊市政管線形成獨(dú)立的供給分區(qū)。其中，給水、電力、燃?xì)?、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(shí)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(yùn)河、管墅直江及寺岔河。對(duì)于污水管道，由于每個(gè)分區(qū)外圍只預(yù)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

19、區(qū)內(nèi)整體地勢又相對(duì)較平，按各設(shè)計(jì)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(shè)空間十分有限，需合理的進(jìn)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(shè)計(jì)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)

20、內(nèi)的地下空間在設(shè)計(jì)時(shí)盡量連片布置，為地下管線的敷設(shè)、進(jìn)線、出線都創(chuàng)造了良好的條件，同時(shí)也適當(dāng)?shù)木徑饬斯芫€敷設(shè)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(shí)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(shè)于地下空間之中，為燃?xì)?、污水、雨水管線預(yù)留充足的敷設(shè)空間，并以紹興地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)做法為先導(dǎo)，使管線敷設(shè)更符合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況。同時(shí)，由于歷史街區(qū)的空間狹小，一般應(yīng)優(yōu)先敷設(shè)居民生活所必需的且無法采用其他替代方式提供服務(wù)的市政管線（規(guī)劃區(qū)設(shè)計(jì)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?xì)夤芫€根據(jù)需求適當(dāng)建設(shè)，當(dāng)電力、通行管線不具備地下敷設(shè)條

21、件時(shí)，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(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)合道路分布及每條道路下所敷設(shè)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(shè)管線較少可適當(dāng)放大管線間距，部分路段所需敷設(shè)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(shè)置最后按道路寬度給出了26類47種不同的斷面設(shè)計(jì)指引：圖12市政管線斷面形態(tài)示意5. 結(jié)論科學(xué)的市政設(shè)計(jì)與各專業(yè)的協(xié)同攻堅(jiān)是完成歷史街區(qū)市政基礎(chǔ)設(shè)施更新與改造的重要保障。（1）歷史街區(qū)在進(jìn)行保護(hù)規(guī)劃及方案設(shè)計(jì)時(shí)，需要適當(dāng)考慮市政基礎(chǔ)設(shè)施的敷設(shè)需求，合理地進(jìn)行地下空間、公園綠地及廣場等開敞空間的設(shè)計(jì)，為管線敷設(shè)創(chuàng)造條件。（2）雨水邊溝、負(fù)壓排水