山地農(nóng)村居民點(diǎn)豎向規(guī)劃研究與實(shí)踐
——以云南省祿勸縣新村移民安置點(diǎn)為例

李 琳，劉 東

(長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，湖北 武漢 430010)

我國(guó)地形復(fù)雜多樣，其中山地面積約占陸地面積的41.67%，主要集中在四川、云南、青海、新疆、西藏等地[1]。為促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，提高農(nóng)村土地的利用率，確保農(nóng)村貧困人口脫貧，加快山地農(nóng)村居民點(diǎn)建設(shè)，在農(nóng)村實(shí)行“統(tǒng)一規(guī)劃建房、就近集中安置”將成為推動(dòng)鄉(xiāng)村振興和新型城鎮(zhèn)化建設(shè)、促進(jìn)城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)發(fā)展的重要舉措[2-3]。工程場(chǎng)地豎向規(guī)劃是山地建筑設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容[4-5]，常常需要綜合考慮當(dāng)?shù)鼐用裆?、?jié)約用地、保證居民點(diǎn)整體穩(wěn)定性以及節(jié)省基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資等眾多因素。其中備受關(guān)注的設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于復(fù)雜山地位置坡度較大和地質(zhì)條件復(fù)雜多樣，對(duì)總平面圖布局合理性、場(chǎng)地整體穩(wěn)定性、道路縱坡確定以及土方量等影響較大，增加了豎向規(guī)劃設(shè)計(jì)難度[6-8]，因此必須因地制宜合理確定豎向布置方案。本文結(jié)合烏東德水電站建設(shè)征地移民安置項(xiàng)目——祿勸縣新村移民安置點(diǎn)規(guī)劃設(shè)計(jì)，針對(duì)安置地的復(fù)雜地形和地質(zhì)問(wèn)題、開(kāi)展了豎向設(shè)計(jì)方案研究與實(shí)踐，提出了山地農(nóng)村居民點(diǎn)豎向設(shè)計(jì)的工作思路和主要對(duì)策。

1 工程概況

烏東德水電站建設(shè)征地移民涉及云南省昆明市祿勸縣下轄4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，經(jīng)征求當(dāng)?shù)卣鸵泼褚庠负?，?guī)劃建設(shè)祿勸縣新村移民安置點(diǎn)，就近集中安置征地移民。祿勸縣新村移民安置點(diǎn)新址位于烏東德水電站壩址上游約6 km處，金沙江右岸岸坡中部。新村安置點(diǎn)規(guī)劃安置移民3 176人，屬特大型村，人均建設(shè)用地面積92.35 m2，規(guī)劃面積29.33 hm2，順等高線(東西)方向長(zhǎng)約1 300 m，垂直等高線(南北)方向?qū)捈s500 m。用地范圍內(nèi)地形坡度多在25%左右，用地高程在1 370～1 490 m之間，相對(duì)高差120 m。場(chǎng)地內(nèi)沖溝發(fā)育，共有4條大型沖溝，將場(chǎng)地劃分為4個(gè)區(qū)域，每塊區(qū)域平整用地面積較小，為典型的山地地形(見(jiàn)圖1)。

場(chǎng)區(qū)巖土按其成因分為第四系和基巖兩大類(lèi)。第四系主要為殘坡積、崩坡積松散堆積層，厚度一般為0.5～5.2 m，最厚6.9 m；下伏基巖為順向坡結(jié)構(gòu)，主要由三疊系白果灣組泥巖、砂巖、粉砂巖及二疊系梁山組石英礫巖構(gòu)成。白果灣組在場(chǎng)區(qū)內(nèi)分布不均，厚度變化大，巖層層間存在不連續(xù)的軟弱夾層。

注：1.規(guī)劃范圍線； 2.地形坡度分界線； 3.地形坡度10%

安置點(diǎn)規(guī)劃道路擬設(shè)置干路、支路及巷路3級(jí)。在南、北側(cè)沿等高線方向布置2條16 m寬干路，以“剪刀叉”形式將居民區(qū)點(diǎn)東西貫穿；在中部布置1條10 m寬支路，與2條干路相連；以沖溝為界布置3.5 m寬巷路，巷路采用“S”形迂回上山，并與干路或支路相接。規(guī)劃住宅布局為：干路與支路兩側(cè)采取兩排房子一條路，巷路采取一排房子一條路的形式建設(shè)，使所有居民按當(dāng)?shù)鼐幼×?xí)俗實(shí)現(xiàn)一層入戶。居民住宅共計(jì)836戶，間距9 m。宅基地進(jìn)深12.24 m，有90，120 m2和150 m23種戶型(見(jiàn)圖2)。

圖2 新村移民安置點(diǎn)平面布置Fig.2 Layout of new village resettlement site

2 工程豎向規(guī)劃難點(diǎn)及風(fēng)險(xiǎn)分析

2.1 地 形

用地范圍內(nèi)地形條件較為復(fù)雜是新村移民安置點(diǎn)豎向規(guī)劃的難點(diǎn)之一。沖溝兩側(cè)用地坡度多在40%以上，規(guī)劃用地中部橫向的連續(xù)坡地坡度在30%以上，其他用地坡度在25%左右，平整用地面積較小，分布較散，建設(shè)條件比較差。如何在復(fù)雜地形下設(shè)計(jì)出合理的豎向規(guī)劃布局，滿足安置點(diǎn)建設(shè)用地的使用要求是首先需要解決的問(wèn)題[9-10]。根據(jù)總體規(guī)劃布局，規(guī)劃用地前后緣高差120 m，垂直等高線方向最多有16排房屋，房屋前后排凈間距僅9 m，在該空間內(nèi)需布置支擋結(jié)構(gòu)、道路、排水溝、污水管網(wǎng)、電力管線等建(構(gòu))筑物，同時(shí)還需要考慮房屋基礎(chǔ)占用的部分空間。如果豎向規(guī)劃不合理、支擋結(jié)構(gòu)體積過(guò)大，將導(dǎo)致道路下部管網(wǎng)埋入困難、宅基地基礎(chǔ)與支擋結(jié)構(gòu)發(fā)生碰撞等現(xiàn)象。

2.2 地 質(zhì)

用地范圍內(nèi)場(chǎng)區(qū)地質(zhì)條件較差是新村移民安置點(diǎn)豎向規(guī)劃的另一個(gè)難點(diǎn)。場(chǎng)區(qū)表層土體在暴雨工況下穩(wěn)定性差，極易沿基巖面下滑，形成淺層第四系滑坡；三疊系泥巖為順向坡不利地質(zhì)結(jié)構(gòu)，在暴雨工況下的穩(wěn)定性不足，且缺乏足夠的安全儲(chǔ)備。采用何種支擋結(jié)構(gòu)，確保場(chǎng)地整體穩(wěn)定要求，是豎向規(guī)劃必須解決的問(wèn)題。此外，由于規(guī)劃用地前后緣高差較大，如果每級(jí)臺(tái)地高程設(shè)置不合理，將會(huì)導(dǎo)致場(chǎng)地后緣山體邊坡開(kāi)挖過(guò)高，破壞自然山體、影響自然生態(tài)環(huán)境，且高邊坡存在較大的失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)[11-12]。

3 對(duì)策研究

3.1 地 形

針對(duì)安置點(diǎn)用地范圍內(nèi)地形條件復(fù)雜的問(wèn)題，主要考慮從豎向規(guī)劃方案入手。豎向布置分為平坡式、臺(tái)階式和混合式。新村安置點(diǎn)場(chǎng)地整體用地坡度多在25%以上，臺(tái)階式布置方案既能充分利用現(xiàn)有地形地貌，又可避免大挖大填，減少場(chǎng)地平整的土石方量[13]。因此，新村安置點(diǎn)豎向主要采用平行于等高線的臺(tái)階式布置方案。

根據(jù)居民需求，安置點(diǎn)住宅規(guī)劃布局需采用兩排或一排房子一條路的布置形式，并要求所有居民實(shí)現(xiàn)一層入戶?？紤]到農(nóng)村居民點(diǎn)房屋體量較小、大型公共建筑少，因此可均勻地將房屋宅基地和房前道路劃分成一個(gè)小臺(tái)地，并且將支擋結(jié)構(gòu)設(shè)置在臺(tái)地前緣(見(jiàn)圖3)。小臺(tái)地豎向規(guī)劃布局依山就勢(shì)，高低錯(cuò)落有致，同時(shí)也滿足了建筑采光通風(fēng)等要求。

圖3 新村移民安置點(diǎn)典型斷面Fig.3 Typical cross section of new village resettlement site

新村安置點(diǎn)地形陡，在總體規(guī)劃布局上，道路采用“S”形長(zhǎng)曲線迂回爬坡。城市用地的豎向高程都以道路的豎向?yàn)橐罁?jù)[14]，農(nóng)村居民點(diǎn)臺(tái)地高程的確定也應(yīng)結(jié)合地形及規(guī)劃道路進(jìn)行設(shè)計(jì)。道路的設(shè)計(jì)縱坡會(huì)影響相鄰臺(tái)地間的高差、臺(tái)地間支擋結(jié)構(gòu)斷面尺寸和場(chǎng)地土方工程量，道路設(shè)計(jì)縱坡過(guò)大時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致相鄰臺(tái)地高差增大、臺(tái)地間支擋結(jié)構(gòu)斷面尺寸增加，但同時(shí)會(huì)大大減少土方工程量。如何保持三者之間的均衡，最大限度地降低工程費(fèi)用，應(yīng)對(duì)道路縱坡取值進(jìn)行分析和比選?？紤]到農(nóng)村居民點(diǎn)車(chē)流量小，山地地區(qū)農(nóng)村集中安置點(diǎn)內(nèi)部道路設(shè)計(jì)車(chē)速可按15 km/h設(shè)計(jì)，道路設(shè)計(jì)縱坡極限值由設(shè)計(jì)車(chē)速確定。本次設(shè)計(jì)采用CIVIL 3D三維模型建模，通過(guò)對(duì)道路采用不同的縱坡進(jìn)行取值，并計(jì)算出與之對(duì)應(yīng)的支擋結(jié)構(gòu)及土方工程量后，經(jīng)對(duì)比分析表明，道路的平均縱坡宜控制在4%～6%之間。

同時(shí)，在規(guī)劃安置點(diǎn)道路臺(tái)地高程時(shí)還應(yīng)采取下列措施：

(1) 安置點(diǎn)規(guī)劃的巷路“S”形曲線較長(zhǎng)，而巷路兩回頭曲線間距離較短，應(yīng)嚴(yán)格控制回頭曲線間的相鄰臺(tái)地高差在10 m以內(nèi)，便于合理設(shè)置支擋結(jié)構(gòu)。

(2) 注重道路交叉口的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，特別是道路交角在45°左右且兩道路縱坡方向相反時(shí)，交叉口處道路縱坡不宜過(guò)大，以滿足交叉口處車(chē)輛爬坡要求。

(3) 相鄰臺(tái)地高差應(yīng)不宜太大，盡量控制在8 m左右，避免因垂直支擋結(jié)構(gòu)體積過(guò)大而占用其他建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)及管網(wǎng)埋設(shè)的空間。

(4) 臺(tái)地高程應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)條件合理選擇，臺(tái)地宜采用半挖半填的布置方案?？紤]到場(chǎng)地回填施工一般在支擋結(jié)構(gòu)施工完成后實(shí)施，土方回填壓實(shí)度一般無(wú)法滿足建筑物持力層的壓實(shí)度要求[15-16]。若建筑物基礎(chǔ)位于回填區(qū)，會(huì)帶來(lái)較大的房屋地基處理投資。因此，應(yīng)將道路、綠化用地盡量布置在填方區(qū)，宅基地盡量布置在挖方區(qū)，避免建筑地基處理。

(5) 宅基地地面排水坡度應(yīng)與前緣道路縱坡一致，高程可比相鄰道路路面設(shè)計(jì)高程高0.1～0.4 m，以方便每棟房屋的居民入戶。

3.2 地 質(zhì)

新村安置點(diǎn)場(chǎng)區(qū)地質(zhì)條件差，下伏基巖為順向坡結(jié)構(gòu)，在場(chǎng)地開(kāi)挖過(guò)程中易沿結(jié)構(gòu)面形成順層滑動(dòng)。為避免土體整體失穩(wěn)，規(guī)劃主要考慮從臺(tái)地間的支擋結(jié)構(gòu)入手。臺(tái)地高差的處理方式，可以選取垂直支擋、邊坡支護(hù)、邊坡加垂直支擋或自然邊坡等形式[17-18]，垂直支擋方式主要有擋土墻、抗滑樁等形式。其中自然及人造邊坡投資少而占地多，抗滑樁投資最高而占地最省。為了保證安置點(diǎn)順向坡結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，又能節(jié)省投資，在規(guī)劃過(guò)程中應(yīng)對(duì)每隔30 m的地質(zhì)斷面進(jìn)行計(jì)算。依據(jù)計(jì)算成果，在確定新村居民點(diǎn)臺(tái)地間支擋方式時(shí)，應(yīng)遵循下列原則：

(1) 根據(jù)臺(tái)地間距及建(構(gòu))筑物平面布局合理確定支護(hù)結(jié)構(gòu)形式。當(dāng)相鄰臺(tái)地間采用邊坡或邊坡加垂直支擋的形式對(duì)宅基地或道路不造成影響時(shí)，宜優(yōu)先采用該支護(hù)方式。

(2) 合理選擇垂直支護(hù)方式。垂直支護(hù)方式的選擇主要依據(jù)場(chǎng)地邊坡整體穩(wěn)定計(jì)算成果確定[19-20]。邊坡穩(wěn)定分析選取了覆蓋土層與基巖交界面、三疊系淺層巖體中的軟弱夾層兩個(gè)滑動(dòng)面，采用傳遞系數(shù)法分別在天然工況、暴雨工況及地震工況下對(duì)每個(gè)臺(tái)地下滑力進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)剩余下滑力的大小確定合理的支護(hù)型式。經(jīng)計(jì)算，擋墻適宜剩余下滑力小于150 kN/m的情況。當(dāng)剩余下滑力大于150 kN/m時(shí)，若仍然采用重力式擋墻結(jié)構(gòu)將會(huì)出現(xiàn)由于尺寸過(guò)大帶來(lái)的基礎(chǔ)開(kāi)挖量大、原狀土擾動(dòng)大、建筑及管線設(shè)施布置難度大等不利影響。因此，當(dāng)剩余下滑力大于150 kN/m時(shí)，可采用抗滑樁進(jìn)行垂直支擋；當(dāng)剩余下滑力小于150 kN/m時(shí)，選用重力式擋墻進(jìn)行支擋[21-23]，重力式擋墻選用上部截面尺寸相對(duì)于其他型式小的衡重式，便于道路路面下管網(wǎng)的埋設(shè)。

(3) 合理控制邊坡開(kāi)挖。場(chǎng)地后緣邊坡開(kāi)挖高度不宜太高，宜控制在15 m以內(nèi)，并采用邊坡加垂直支擋方案盡量減少邊坡開(kāi)挖對(duì)山體自然生態(tài)環(huán)境的破壞。

3.3 豎向規(guī)劃方案優(yōu)化

新村居民點(diǎn)通過(guò)在豎向規(guī)劃中對(duì)場(chǎng)地高程、支擋形式進(jìn)行了多方案比選后形成了最終的優(yōu)化方案。

(1) 豎向規(guī)劃方案。新村安置點(diǎn)豎向采用小臺(tái)地的布置方案，在規(guī)劃用地前后緣高差120 m范圍內(nèi)，垂直等高線方向最多劃分有14個(gè)小臺(tái)地，入戶道路設(shè)置在小臺(tái)地前緣。小臺(tái)地高程的確定根據(jù)道路縱坡確定，臺(tái)地間高差最大控制在8～10 m以內(nèi)，便于支擋結(jié)構(gòu)布置。

(2) 安置點(diǎn)支擋設(shè)計(jì)。支擋結(jié)構(gòu)根據(jù)規(guī)劃的建(構(gòu))筑物位置靈活設(shè)置，在不影響建(構(gòu))筑物的條件下，宜優(yōu)先采用邊坡或邊坡加垂直支擋的形式，如建(構(gòu))筑物受放坡影響時(shí)，應(yīng)采用垂直支擋。垂直支擋根據(jù)邊坡穩(wěn)定計(jì)算確定。安置點(diǎn)實(shí)際效果示于圖4。

圖4 新村移民安置點(diǎn)東側(cè)實(shí)拍Fig.4 Photo of the new village resettlement site

4 結(jié) 語(yǔ)

做好山地地區(qū)農(nóng)村集中安置點(diǎn)的豎向規(guī)劃必須合理比選豎向規(guī)劃方案、合理選擇臺(tái)地間支擋結(jié)構(gòu)。本文結(jié)合烏東德水電站建設(shè)征地移民安置項(xiàng)目——祿勸縣新村移民安置點(diǎn)規(guī)劃設(shè)計(jì)，針對(duì)當(dāng)?shù)氐匦纹露却蠛偷刭|(zhì)條件較差等問(wèn)題，采用小臺(tái)地豎向布置方案，在臺(tái)地前緣設(shè)置垂直支擋結(jié)構(gòu)。在確保場(chǎng)地整體穩(wěn)定的前提下，合理劃分臺(tái)地、優(yōu)化設(shè)計(jì)高程，并結(jié)合道路、管線、房屋基礎(chǔ)等多方面統(tǒng)籌考慮，達(dá)到了空間布局合理、居民方便使用、生態(tài)環(huán)境優(yōu)美、工程投資節(jié)省的目的。