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城乡给水排水工程规划编制体系及要点探析
根据城乡规划编制体系,归纳总结了城乡给水排水工程规划编制体系,阐明城乡给水排水工程各层面规划的编制深度及核心内容,提出了为规范城乡给水排水工程规划编制成果,提高规划编制质量,须注意的常见问题。
关键词:城乡给水排水工程规划 编制体系 编制成果 协调
1 城乡给水排水工程规划编制体系城乡给水排水工程规划是城乡规划中的一项子规划,决定了城乡给水排水工程规划体系具备了城乡规划体系的特征。城乡规划是城市政府关于城市发展目标的决策,基本上都是按照由抽象到具体,从战略到战术的层次决策原则进行的,其编制体系如图1所示。从上图分析可以看出,城乡规划从地域上可以分为:全国—省域—城市—镇(乡)—村庄;从编制深度上可以分为:城镇体系规划—总体规划—详细规划(控制性详细规划-修建性详细规划)。为了科学的剖析城乡给水排水工程规划编制要求,把握编制要点,按照编制深度,城乡规划体系可归纳为如图2所示。
2 城乡给水排水工程规划编制要点当前,如何保证城乡获得必须的水量,通过科学合理的方式,经济、安全、可靠、卫生地满足城乡建设和发展的需要,并减少污染,创造良好的生态环境,减少自然灾害的发生,是城乡规城乡规划体系示意高水平的城乡给水排水工程规划是合理利用城乡水资源,科学地保护城乡水环境,保障城乡发展的设计、管理、建设实施的指南。
城乡给水排水工程规划主要包括水源、水量、厂站、管网等四个模块的规划内容。其中,水源规划主要包括水资源的平衡、水源和取水点的选择、水源地的保护等;水量规划主要包括用水指标的确定、需水量的预测、雨污水量的测算等;厂站规划主要包括给水厂及其高位水池、增压泵站,污水厂(站)及其提升泵站,排涝站及排涝闸等工程设施的位置、规模及其用地范围的确定;管网规划包括给水管网、污水管网、雨水管网的走向、管径、位置、标高的确定。根据城乡规划体系(编制深度)特征,城乡给水排水工程规划各层面的规划编制要点如表1所示。
城乡给水排水工程规划编制要点规划体系编制要点水源水量厂站管网备注城镇体系规划进行区域范围内的水资源平衡初步估算区域范围内的供排水量进行区域性主要厂站的布局初步确定区域性主干管的走向、管径、转输规模解决的是区域性城镇间的协调问题总体规划根据城镇体系规划水资源统筹成果与规划区需水量预测需求进行水资源平衡;初步确定水源及取水点的选择,水源地的保护规划测算规划区范围内的供排水等相关水量,初步确定水量指标及其它相关参数初步确定城乡规划区范围内主要厂站的布局、规模、用地等初步确定排水体制原则,干管走向、管径主要处理好城镇、乡村层面工程设施的总体布局问题控制性详细规划根据总体规划核算供水能力根据总体规划,测算规划片区的供排水等相关水量,明确水量指标及其它相关参数根据总体规划,明确规划片区内主要厂站的位置、用地边界、规模根据总体规划,确定规划片区排水体制、市政管网位置、管径、走向及市政排水管标高从片区市政层面细化给排水工程规划,指导后续市政实施和修建性详细规划修建性详细规划根据控制性详细规划核算供水能力根据控制性详细规划及各主管部门要求,测算规划地块的供排水等相关水量,确定其它相关参数根据控制性详细规划及各主管部门要求,确定规划地块内相关工程设施的位置、规模、构筑物要求等根据控制性详细规划,确定规划地块内排水体制,管网位置、走向、管径,处理好与市政管网的衔接关系主要处理好地块内部的给排水工程问题,满足后续地块开发建设需求
3 编制城乡给水排水工程规划的常见问题城乡给水排水工程规划编制体系是一项系统性的工程,具有技术参数多、不定因素多、交叉学科多等特点。为了适应城市建设发展需要,营造一个良好的人居环境,应做好城乡给水排水工程规划,重点应处理好以下几方面的问题:
3.1 协调好与城乡规划体系外部其它相关规划、计划的关系与城乡规划一样,城乡给水排水工程规划也涉及到与区域规划、国民经济和社会发展计划、生态环境规划、环境保护规划、水利规划等城乡规划体系外部其它相关规划、计划的协调。城乡给水排水工程规划既依托于其它相关规划、计划,也指导了其它相关规划、计划的制定,是其它相关规划、计划制定实施的载体。如排水工程规划,既要充分考虑城乡生态环境、城乡环境保护规划的要求,做好污水的收集、处理与排放,同时,城乡给水排水工程规划也应结合城乡生态环境、城乡环境保护规划的制定,从技术要求、管理程序、建设时序上保证相关规划、计划的实施。因此,协调好与城乡规划体系外部其它相关规划、计划的关系,是科学编制城乡给水排水工程规划的先决条件。
3.2 处理好与城乡规划编制体系内部各专业规划之间的关系城乡给水排水工程规划与城乡其它专业工程规划都是城乡规划的有机组成部分,它们在城乡规划编制体系内部处于并列关系,既相辅相成,又相互制约。众多学科的交叉,大大增加了城乡给水排水工程规划的编制难度,也促进了城乡规划编制成果的整体融合。如水源地的保护、取水点的选择、污水厂尾水的排放与环境保护工程规划的交叉,供水系统与消防工程的交叉,厂站布局与用地规划的交叉等。每个交叉都意味着知识的交叉,部门的交叉,利益的交叉。因此,处理好规划编制体系内部各专业规划之间的关系,是城乡给水排水工程科学规划的基础和关键,是城乡规划成果形成有机整体的基本保证。
3.3 注意城乡给水排水工程各层面规划编制成果间的协调城乡给水排水工程规划在每个规划阶段都有其自身需要完成的具体目标和任务,目前,在国内由于缺乏城乡给水排水工程规划编制办法和实施细则,编制单位对编制目标和任务的认识尚不统一,因而,造成城乡给水排水工程规划编制成果不尽合理,常见的问题如下:
①规划内容缺漏城乡给水排水工程规划同城乡规划一样,也是按照从宏观到微观,由抽象到具体,从战略到战术的层次决策原则进行的,是不断深化的过程,每阶段的规划都有其自身的价值和内在的必要性。上位规划某些内容的缺失是下位规划难以把握无法弥补的,并可能造成下位规划间及下位与上位规划编制成果间的混乱。如:城镇体系规划阶段的水资源平衡不明确,使城乡总体规划阶段用水量预测缺乏制约性,易造成城乡总体规划用水总量的失控,使规划成果实施代价高昂,甚至难以实施。因此,每个层次的规划都有其不可或缺的强制性内容有必要对每个层面规划的强制性内容做出明确的界定。
城乡给水排水工程规划强制性内容编制体系核心内容城镇体系规划1·区域性水资源平衡2·区域性工程设施的布局总体规划1·城乡水资源平衡2·城乡主要厂站布局3·城乡主干管布局控制性详细规划1·明确厂站的位置、规模、用地要求2·市政排水管网的控制点标高修建性详细规划1·供排水系统的确定及与建筑单体的衔接2·地块内工程设施的设置及与市政设施的衔接3·初定建设地块内给排水工程系统的主要参数
②规划成果矛盾城乡给水排水工程规划成果间的矛盾主要源于上下位规划成果间的依托性不强,协调不足。其根本原因,从主观上说是规划编制单位对规划资料收集的漠视,从客观上说是规划公示制度尚不完善;表现为上下位规划内容间缺乏连续性,尤其是参数型指标、主要厂站及主干管布局的不协调。如:部分规划对污水提升泵站及污水主干管的设置不慎重,就片区论片区搞规划,没有从区域角度进行统筹,没有依托上位规划的整体布局要求,导致规划成果按片区“各自为政”,工程设施重复设置,实施较为混乱。因此,有必要加强各阶段规划成果间的依托关系,增强规划成果间的联系。
③规划编制成果不合理城乡给水排水工程规划编制成果的不合理性常见于:一违反有关规范法规;二缺乏对上位规划的依托;三脱离了现状条件。规范法规是规划工作的法律准绳,违反了规范法规,规划编制成果就缺乏法理性;上位规划是下位规划的编制依据,下位规划应在上位规划的基础上进行深化、细化,没有依据的规划是无源之水、无根之木;现状是规划实施的制约条件,离开现状谈规划,规划就是一纸空文;只有三者有机结合,才能保证规划的合理性、可实施性。因此,要以科学、端正、实事求是的态度完成规划编制工作,以实际行动贯彻落实科学发展观。总之,城乡给水排水工程规划与城乡规划一样,都是不断协调的过程,是反馈-调整-再反馈的过程,任何主观臆断的行为都是不科学的。《马丘比丘宪章》提出“城市规划必须建立林树枝等·复合桩基新技术在厦门建筑工程中的应用研究济效益十分可观。
4 蓝湾国际厦门市另一个高层建筑项目蓝湾国际(共5幢)在基础建造过程中也遇到了同样的问题,该项目存在基岩面不均匀、孤石较密集等复杂地质情况。根据地勘报告,166个地质钻孔中有90个钻孔(54·2%)遇到228个孤石。勘察报告预测,实际埋藏于场地内的孤石要比钻探过程中的更多。原基础设计方案采用直径为800mm的大直径沉管灌注桩,平均有效桩长近38m,桩尖坐落在风化花岗岩表面。在先期施工的252根桩中,只有78根能穿过花岗岩残积土层到达风化基岩,其余2/3以上的桩遇到孤石无法正常成桩。
孤石含量如此之高的场地,不改变基础型式,施工就难于继续进行。新的基础方案应尽量减少桩数,减少桩长,这样就可减少遇到孤石的概率。而要减少桩的长度和数量,就必须发挥土的承载作用。最终本工程也采用桩顶设置变形调节装置的复合桩基新技术,桩基为直径1000mm的人工挖孔灌注桩,桩端落在残积土层上,桩长15m,遇到较大孤石时即终孔。本工程实测表明,基础沉降均匀,总体沉降量不大(平均沉降,北一楼35·91mm,北二楼40·66mm,北三楼41·65mm,南一楼35·03mm,南二楼32·91mm),测出的桩顶反力及土压力均在预估的范围内,基础工程取得成功。本工程运用桩顶设置变形调节装置的复合桩基新技术,保守估计,可节省成本超过2000万元。
当代·天境嘉益大厦和蓝湾国际,建筑高度均小于100m,在这两个项目成功地研究并应用了复合桩基新技术后,厦门市又将这一新技术应用到在建的超高层建筑项目“当代·天境”(建筑高度120m)。本工程将桩顶变形调节装置安装在端承桩上,用于协调桩土之间的沉降差,这是端承桩技术在超高层应用中的进一步突破。根据地勘报告,承台下残积土层的承载力特征值为320kPa,经深度和宽度修正后其承载力特征值为fa=410 kPa。基桩采用直径1200mm的人工挖孔灌注桩,桩端以强风化花岗岩作为持力层,桩长约12m,单桩承载力特征值Ra=4200 kN。计算分析表明,本工程设计的端承桩复合桩基,约60%的上部荷载由承台下地基土承担,充分发挥了地基土的承载能力,基桩约承担上部荷载的40%,与常规桩基相比,工程桩桩长缩短约30m,大大降低了施工难度,整个基础工程的造价节省了30%以上,经济效益显着。
5 结语厦门地质情况复杂,花岗岩残积土层中常遇到孤石,有些地块打桩遇到孤石的概率甚至超过90%。嘉益大厦、蓝湾国际和当代·天境的实践证明,桩顶设置变形调节装置复合桩基新技术具有较大的创新性、安全性和经济性。该复合桩基新技术的成功实施,为在我国东南沿海花岗岩残积土地区推广复合桩基技术,积累了宝贵的经验,同时也为我国高层建筑基础工程的优化设计提供了一种崭新的思路。当然,由于工程设计和应用实例还不够多,相关的研究还需要更深入的进行,相信通过不懈的努力,桩顶设置变形调节装置复合桩基的设计和应用,一定会有广阔的前景。
关键词:城乡给水排水工程规划 编制体系 编制成果 协调
1 城乡给水排水工程规划编制体系城乡给水排水工程规划是城乡规划中的一项子规划,决定了城乡给水排水工程规划体系具备了城乡规划体系的特征。城乡规划是城市政府关于城市发展目标的决策,基本上都是按照由抽象到具体,从战略到战术的层次决策原则进行的,其编制体系如图1所示。从上图分析可以看出,城乡规划从地域上可以分为:全国—省域—城市—镇(乡)—村庄;从编制深度上可以分为:城镇体系规划—总体规划—详细规划(控制性详细规划-修建性详细规划)。为了科学的剖析城乡给水排水工程规划编制要求,把握编制要点,按照编制深度,城乡规划体系可归纳为如图2所示。
2 城乡给水排水工程规划编制要点当前,如何保证城乡获得必须的水量,通过科学合理的方式,经济、安全、可靠、卫生地满足城乡建设和发展的需要,并减少污染,创造良好的生态环境,减少自然灾害的发生,是城乡规城乡规划体系示意高水平的城乡给水排水工程规划是合理利用城乡水资源,科学地保护城乡水环境,保障城乡发展的设计、管理、建设实施的指南。
城乡给水排水工程规划主要包括水源、水量、厂站、管网等四个模块的规划内容。其中,水源规划主要包括水资源的平衡、水源和取水点的选择、水源地的保护等;水量规划主要包括用水指标的确定、需水量的预测、雨污水量的测算等;厂站规划主要包括给水厂及其高位水池、增压泵站,污水厂(站)及其提升泵站,排涝站及排涝闸等工程设施的位置、规模及其用地范围的确定;管网规划包括给水管网、污水管网、雨水管网的走向、管径、位置、标高的确定。根据城乡规划体系(编制深度)特征,城乡给水排水工程规划各层面的规划编制要点如表1所示。
城乡给水排水工程规划编制要点规划体系编制要点水源水量厂站管网备注城镇体系规划进行区域范围内的水资源平衡初步估算区域范围内的供排水量进行区域性主要厂站的布局初步确定区域性主干管的走向、管径、转输规模解决的是区域性城镇间的协调问题总体规划根据城镇体系规划水资源统筹成果与规划区需水量预测需求进行水资源平衡;初步确定水源及取水点的选择,水源地的保护规划测算规划区范围内的供排水等相关水量,初步确定水量指标及其它相关参数初步确定城乡规划区范围内主要厂站的布局、规模、用地等初步确定排水体制原则,干管走向、管径主要处理好城镇、乡村层面工程设施的总体布局问题控制性详细规划根据总体规划核算供水能力根据总体规划,测算规划片区的供排水等相关水量,明确水量指标及其它相关参数根据总体规划,明确规划片区内主要厂站的位置、用地边界、规模根据总体规划,确定规划片区排水体制、市政管网位置、管径、走向及市政排水管标高从片区市政层面细化给排水工程规划,指导后续市政实施和修建性详细规划修建性详细规划根据控制性详细规划核算供水能力根据控制性详细规划及各主管部门要求,测算规划地块的供排水等相关水量,确定其它相关参数根据控制性详细规划及各主管部门要求,确定规划地块内相关工程设施的位置、规模、构筑物要求等根据控制性详细规划,确定规划地块内排水体制,管网位置、走向、管径,处理好与市政管网的衔接关系主要处理好地块内部的给排水工程问题,满足后续地块开发建设需求
3 编制城乡给水排水工程规划的常见问题城乡给水排水工程规划编制体系是一项系统性的工程,具有技术参数多、不定因素多、交叉学科多等特点。为了适应城市建设发展需要,营造一个良好的人居环境,应做好城乡给水排水工程规划,重点应处理好以下几方面的问题:
3.1 协调好与城乡规划体系外部其它相关规划、计划的关系与城乡规划一样,城乡给水排水工程规划也涉及到与区域规划、国民经济和社会发展计划、生态环境规划、环境保护规划、水利规划等城乡规划体系外部其它相关规划、计划的协调。城乡给水排水工程规划既依托于其它相关规划、计划,也指导了其它相关规划、计划的制定,是其它相关规划、计划制定实施的载体。如排水工程规划,既要充分考虑城乡生态环境、城乡环境保护规划的要求,做好污水的收集、处理与排放,同时,城乡给水排水工程规划也应结合城乡生态环境、城乡环境保护规划的制定,从技术要求、管理程序、建设时序上保证相关规划、计划的实施。因此,协调好与城乡规划体系外部其它相关规划、计划的关系,是科学编制城乡给水排水工程规划的先决条件。
3.2 处理好与城乡规划编制体系内部各专业规划之间的关系城乡给水排水工程规划与城乡其它专业工程规划都是城乡规划的有机组成部分,它们在城乡规划编制体系内部处于并列关系,既相辅相成,又相互制约。众多学科的交叉,大大增加了城乡给水排水工程规划的编制难度,也促进了城乡规划编制成果的整体融合。如水源地的保护、取水点的选择、污水厂尾水的排放与环境保护工程规划的交叉,供水系统与消防工程的交叉,厂站布局与用地规划的交叉等。每个交叉都意味着知识的交叉,部门的交叉,利益的交叉。因此,处理好规划编制体系内部各专业规划之间的关系,是城乡给水排水工程科学规划的基础和关键,是城乡规划成果形成有机整体的基本保证。
3.3 注意城乡给水排水工程各层面规划编制成果间的协调城乡给水排水工程规划在每个规划阶段都有其自身需要完成的具体目标和任务,目前,在国内由于缺乏城乡给水排水工程规划编制办法和实施细则,编制单位对编制目标和任务的认识尚不统一,因而,造成城乡给水排水工程规划编制成果不尽合理,常见的问题如下:
①规划内容缺漏城乡给水排水工程规划同城乡规划一样,也是按照从宏观到微观,由抽象到具体,从战略到战术的层次决策原则进行的,是不断深化的过程,每阶段的规划都有其自身的价值和内在的必要性。上位规划某些内容的缺失是下位规划难以把握无法弥补的,并可能造成下位规划间及下位与上位规划编制成果间的混乱。如:城镇体系规划阶段的水资源平衡不明确,使城乡总体规划阶段用水量预测缺乏制约性,易造成城乡总体规划用水总量的失控,使规划成果实施代价高昂,甚至难以实施。因此,每个层次的规划都有其不可或缺的强制性内容有必要对每个层面规划的强制性内容做出明确的界定。
城乡给水排水工程规划强制性内容编制体系核心内容城镇体系规划1·区域性水资源平衡2·区域性工程设施的布局总体规划1·城乡水资源平衡2·城乡主要厂站布局3·城乡主干管布局控制性详细规划1·明确厂站的位置、规模、用地要求2·市政排水管网的控制点标高修建性详细规划1·供排水系统的确定及与建筑单体的衔接2·地块内工程设施的设置及与市政设施的衔接3·初定建设地块内给排水工程系统的主要参数
②规划成果矛盾城乡给水排水工程规划成果间的矛盾主要源于上下位规划成果间的依托性不强,协调不足。其根本原因,从主观上说是规划编制单位对规划资料收集的漠视,从客观上说是规划公示制度尚不完善;表现为上下位规划内容间缺乏连续性,尤其是参数型指标、主要厂站及主干管布局的不协调。如:部分规划对污水提升泵站及污水主干管的设置不慎重,就片区论片区搞规划,没有从区域角度进行统筹,没有依托上位规划的整体布局要求,导致规划成果按片区“各自为政”,工程设施重复设置,实施较为混乱。因此,有必要加强各阶段规划成果间的依托关系,增强规划成果间的联系。
③规划编制成果不合理城乡给水排水工程规划编制成果的不合理性常见于:一违反有关规范法规;二缺乏对上位规划的依托;三脱离了现状条件。规范法规是规划工作的法律准绳,违反了规范法规,规划编制成果就缺乏法理性;上位规划是下位规划的编制依据,下位规划应在上位规划的基础上进行深化、细化,没有依据的规划是无源之水、无根之木;现状是规划实施的制约条件,离开现状谈规划,规划就是一纸空文;只有三者有机结合,才能保证规划的合理性、可实施性。因此,要以科学、端正、实事求是的态度完成规划编制工作,以实际行动贯彻落实科学发展观。总之,城乡给水排水工程规划与城乡规划一样,都是不断协调的过程,是反馈-调整-再反馈的过程,任何主观臆断的行为都是不科学的。《马丘比丘宪章》提出“城市规划必须建立林树枝等·复合桩基新技术在厦门建筑工程中的应用研究济效益十分可观。
4 蓝湾国际厦门市另一个高层建筑项目蓝湾国际(共5幢)在基础建造过程中也遇到了同样的问题,该项目存在基岩面不均匀、孤石较密集等复杂地质情况。根据地勘报告,166个地质钻孔中有90个钻孔(54·2%)遇到228个孤石。勘察报告预测,实际埋藏于场地内的孤石要比钻探过程中的更多。原基础设计方案采用直径为800mm的大直径沉管灌注桩,平均有效桩长近38m,桩尖坐落在风化花岗岩表面。在先期施工的252根桩中,只有78根能穿过花岗岩残积土层到达风化基岩,其余2/3以上的桩遇到孤石无法正常成桩。
孤石含量如此之高的场地,不改变基础型式,施工就难于继续进行。新的基础方案应尽量减少桩数,减少桩长,这样就可减少遇到孤石的概率。而要减少桩的长度和数量,就必须发挥土的承载作用。最终本工程也采用桩顶设置变形调节装置的复合桩基新技术,桩基为直径1000mm的人工挖孔灌注桩,桩端落在残积土层上,桩长15m,遇到较大孤石时即终孔。本工程实测表明,基础沉降均匀,总体沉降量不大(平均沉降,北一楼35·91mm,北二楼40·66mm,北三楼41·65mm,南一楼35·03mm,南二楼32·91mm),测出的桩顶反力及土压力均在预估的范围内,基础工程取得成功。本工程运用桩顶设置变形调节装置的复合桩基新技术,保守估计,可节省成本超过2000万元。
当代·天境嘉益大厦和蓝湾国际,建筑高度均小于100m,在这两个项目成功地研究并应用了复合桩基新技术后,厦门市又将这一新技术应用到在建的超高层建筑项目“当代·天境”(建筑高度120m)。本工程将桩顶变形调节装置安装在端承桩上,用于协调桩土之间的沉降差,这是端承桩技术在超高层应用中的进一步突破。根据地勘报告,承台下残积土层的承载力特征值为320kPa,经深度和宽度修正后其承载力特征值为fa=410 kPa。基桩采用直径1200mm的人工挖孔灌注桩,桩端以强风化花岗岩作为持力层,桩长约12m,单桩承载力特征值Ra=4200 kN。计算分析表明,本工程设计的端承桩复合桩基,约60%的上部荷载由承台下地基土承担,充分发挥了地基土的承载能力,基桩约承担上部荷载的40%,与常规桩基相比,工程桩桩长缩短约30m,大大降低了施工难度,整个基础工程的造价节省了30%以上,经济效益显着。
5 结语厦门地质情况复杂,花岗岩残积土层中常遇到孤石,有些地块打桩遇到孤石的概率甚至超过90%。嘉益大厦、蓝湾国际和当代·天境的实践证明,桩顶设置变形调节装置复合桩基新技术具有较大的创新性、安全性和经济性。该复合桩基新技术的成功实施,为在我国东南沿海花岗岩残积土地区推广复合桩基技术,积累了宝贵的经验,同时也为我国高层建筑基础工程的优化设计提供了一种崭新的思路。当然,由于工程设计和应用实例还不够多,相关的研究还需要更深入的进行,相信通过不懈的努力,桩顶设置变形调节装置复合桩基的设计和应用,一定会有广阔的前景。
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