中新天津生態(tài)城北島市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)新理念與實(shí)踐

曾 偉，位 樹，楊麗麗，劉 鑫

（天津市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司，天津 300392）

中新天津生態(tài)城建設(shè)以來，從城市設(shè)計(jì)角度出發(fā)，用系統(tǒng)理念分析解決問題，妥善處理市政多專業(yè)交叉的各種問題，確立了尊重規(guī)劃，合理優(yōu)化，在滿足功能和安全的前提下，體現(xiàn)生態(tài)城“生態(tài)、環(huán)保、節(jié)能、宜居、和諧”的總體要求，努力打造資源節(jié)約型、環(huán)境友好型宜居示范新城，達(dá)到能實(shí)行、能復(fù)制、能推廣的總體建設(shè)思路，堅(jiān)持以規(guī)劃、設(shè)計(jì)新理念為引領(lǐng)，以建設(shè)、運(yùn)營中的需求和問題為導(dǎo)向，通過設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)管導(dǎo)則的推廣實(shí)施，不斷推動市政基礎(chǔ)設(shè)施向“綠色化、工業(yè)化、智慧化、產(chǎn)業(yè)化”方向發(fā)展。中新天津生態(tài)城北島片區(qū)在開發(fā)建設(shè)過程中結(jié)合項(xiàng)目自身規(guī)劃定位，積極總結(jié)以往的經(jīng)驗(yàn)成果，同時吸納近年來先進(jìn)的建設(shè)理念，更加注重城市設(shè)計(jì)、交通設(shè)計(jì)、景觀設(shè)計(jì)及細(xì)部設(shè)計(jì)。

1 工程概況

北島片區(qū)位于中新天津生態(tài)城北部，西、北至薊運(yùn)河，南至薊運(yùn)河故道，東至琥珀溪生態(tài)廊道，規(guī)劃總用地面積5.95 km2，新建11條市政道路設(shè)施，全長約15.6 km，規(guī)劃以居住及公共管理與公共服務(wù)為主導(dǎo)功能，片區(qū)內(nèi)的綠地系統(tǒng)結(jié)合多條慢行通廊及漫步道直達(dá)薊運(yùn)河。見圖1。

圖1 北島片區(qū)工程范圍

2 建設(shè)理念創(chuàng)新

梳理中新天津生態(tài)城的建設(shè)發(fā)展歷程[1]，結(jié)合建、管、養(yǎng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在市政基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃、設(shè)計(jì)及建設(shè)過程中，堅(jiān)持高質(zhì)量發(fā)展要求和問題導(dǎo)向，強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì)，努力實(shí)現(xiàn)面向“智慧”的管理升級，形成“生態(tài)+智慧”的雙輪驅(qū)動，不斷落實(shí)生態(tài)城指標(biāo)體系2.0版的各項(xiàng)目標(biāo)和任務(wù)，走出了一條“因地制宜、創(chuàng)新引領(lǐng)”的建設(shè)之路，為現(xiàn)存的城市或規(guī)劃建造的新城市，提供可持續(xù)發(fā)展的樣板。充分吸收國家近年來綠色交通、海綿城市、智慧城市等新理念，結(jié)合生態(tài)城項(xiàng)目自身特點(diǎn)及后期運(yùn)維需求，進(jìn)行了以下方面的創(chuàng)新和實(shí)踐：

1）充分重視項(xiàng)目前期工作，從全壽命周期角度出發(fā)，加強(qiáng)設(shè)計(jì)方案的比選、優(yōu)化工作，合理控制項(xiàng)目投資并充分考慮日后運(yùn)維的便利性；

2）推動傳統(tǒng)市政基礎(chǔ)設(shè)施轉(zhuǎn)型升級，積極推廣快速化、工業(yè)化的施工工藝，縮短建設(shè)工期，提高工程質(zhì)量；

3）以智慧城市為目標(biāo)，建設(shè)面向運(yùn)維的智慧市政基礎(chǔ)設(shè)施，提高精細(xì)化管理水平；

4）堅(jiān)持以人為本的綠色交通設(shè)計(jì)，在道路空間設(shè)計(jì)中除滿足機(jī)動車需求外，更加重視提高慢行交通的暢通度與舒適度；

5）積極探索采用新材料、新工藝，就地取材，綜合處置利用故道河淤泥，減少道路、管線的碎石用量，提高管線回填質(zhì)量；采用濕法施工，減少揚(yáng)塵。

3 建設(shè)理念實(shí)踐

3.1 前期工作

3.1.1 排水系統(tǒng)方案優(yōu)化

受現(xiàn)狀管道埋深條件和管線豎向綜合影響，原規(guī)劃排水方案管徑及管線埋深大，建設(shè)成本較高且建成后管線維修困難。

通過深入研究，對排水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在中海大道以北、盛三街以西的公共綠地內(nèi)新建提升泵井一座，設(shè)計(jì)規(guī)模0.2 m3/s，減小了污水管道埋深，節(jié)省污水系統(tǒng)建設(shè)投資，同時方便運(yùn)維管理。提升泵井采用一體化預(yù)制形式，集成度高，占地面積小，滿足周邊綠化帶景觀要求。見圖2。

圖2 管道埋深對比

方案優(yōu)化后污水工程的綜合造價較全線重力流方案節(jié)省2 500萬元。

3.1.2 排水管材優(yōu)化

2019年對污水管線關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)安裝電子流量儀進(jìn)行水量檢測，管道滲漏量達(dá)28.26%，為解決滲漏問題，污水管線采用球墨鑄鐵管。球墨鑄鐵的延展性改善了管道出現(xiàn)裂縫的情況，同時承插式的連接方式和膠圈保證了接口近乎100%密封。

針對軟土地區(qū)近年管道養(yǎng)護(hù)常出現(xiàn)的塌陷問題，采用混凝土基礎(chǔ)，在管道接口下布置基礎(chǔ)變形縫，減小不均勻沉降，防止開裂，提高管道的耐久性，減少日后管線維修的成本。

3.2 工業(yè)化施工工藝

3.2.1 預(yù)制連鎖砌塊

采用工廠化預(yù)制的連鎖砌塊鋪面，滿足了揚(yáng)塵治理要求；同時施工完畢后砌塊大部分可回收循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)了城市建筑垃圾的源頭減排、落實(shí)生態(tài)城無廢城市的建設(shè)目標(biāo)。見圖3。

圖3 連鎖砌塊鋪面

3.2.2 預(yù)制檢查井

將常規(guī)采用的現(xiàn)澆檢查井調(diào)整為預(yù)制檢查井，通過層層澆筑井筒的相互圈疊成型，減少現(xiàn)澆混凝土的支模養(yǎng)護(hù)時間，加快施工進(jìn)度的同時提高了工程質(zhì)量。見圖4。

圖4 預(yù)制檢查井

3.3 智慧城市

3.3.1 智慧照明綜合桿

道路設(shè)置的各類桿件不僅對空間布局及城市風(fēng)貌產(chǎn)生不利影響；而且浪費(fèi)資源，不利于建設(shè)節(jié)約型社會。通過綜合桿設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)市政、交通、通信等多行業(yè)的整合，合理布局，避免各部門重復(fù)建設(shè)，大大提高了城市建設(shè)集約化；釋放人行道空間，實(shí)現(xiàn)城市基礎(chǔ)設(shè)施管理和城市規(guī)劃的精準(zhǔn)化、智慧化。

通過統(tǒng)籌規(guī)劃，提升城市承載能力，避免頻繁擴(kuò)建和升級，優(yōu)化城市空間和管理，實(shí)現(xiàn)城市公共基礎(chǔ)設(shè)施的一體化。工程以道路燈桿為載體，搭載信號燈、電子警察、交通監(jiān)控、道路指示牌，整合前交叉口處桿件包括路燈、指示牌、車行信號燈和監(jiān)控設(shè)施桿件，共計(jì)554個，整合后減少為285個。

3.3.2 智慧水務(wù)

智慧水務(wù)管理系統(tǒng)的建設(shè)，完善整體區(qū)域監(jiān)測體系，構(gòu)建業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，優(yōu)化區(qū)域網(wǎng)絡(luò)通訊體系，建設(shè)監(jiān)控與調(diào)度中心，形成生態(tài)城的智慧管控體系，實(shí)現(xiàn)區(qū)域防洪排澇、水資源優(yōu)化調(diào)控、水環(huán)境監(jiān)控保護(hù)、水生態(tài)恢復(fù)重建等過程的精細(xì)化與智慧化管理，滿足政府、項(xiàng)目公司和社會公眾等各方需求。見圖5。

圖5 智慧水務(wù)管理平臺框架

在再生水管網(wǎng)中配建壓力計(jì)井、流量計(jì)井等，實(shí)現(xiàn)主動漏損控制。通過增設(shè)數(shù)采儀、無線網(wǎng)絡(luò)、水質(zhì)水壓表等在線監(jiān)測設(shè)備，實(shí)時感知再生水系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，將海量水務(wù)信息進(jìn)行及時分析與處理，輔助決策建議，以更加精細(xì)和動態(tài)的方式管理水務(wù)系統(tǒng)的整個生產(chǎn)、管理和服務(wù)流程，從而實(shí)現(xiàn)智慧水務(wù)。

再生水檢查井采用智慧井蓋，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)井蓋集中監(jiān)控管理、遠(yuǎn)程授權(quán)、自動巡檢、多渠道報(bào)警、精確定位事故發(fā)生地點(diǎn)等功能，可真實(shí)且直觀地顯示井蓋分布情況及狀態(tài)。

3.4 綠色交通

1）優(yōu)化交叉口轉(zhuǎn)彎半徑，增加道路轉(zhuǎn)角公共空間。北島片區(qū)規(guī)劃以居住、休閑為主，在保證車輛最小轉(zhuǎn)彎半徑和正常通行的條件下，宜采用較小的路緣石轉(zhuǎn)彎半徑，以縮短行人過街距離，提升行人過街安全性，增加街角公共空間[2]。

片區(qū)原規(guī)劃車行道轉(zhuǎn)彎半徑為18 m。根據(jù)小半徑轉(zhuǎn)彎理念，同時結(jié)合道路等級和設(shè)計(jì)速度，設(shè)計(jì)時主干路采用15 m的轉(zhuǎn)彎半徑，轉(zhuǎn)角處可增加21.25 m2的慢行空間；次干路或支路采用10 m的轉(zhuǎn)彎半徑，轉(zhuǎn)角處可增加48.07 m2的慢行空間。見圖6。

圖6 不同半徑下的道路慢行空間

2）優(yōu)化慢行過街形式。利用中央分隔帶設(shè)置行人二次過街設(shè)施，與路段的慢行系統(tǒng)位置平齊，保證慢行系統(tǒng)的連續(xù)性；路口轉(zhuǎn)角處緣石坡道采用全斷面下沉的坡道，實(shí)現(xiàn)慢行系統(tǒng)與機(jī)動車道路面的無縫銜接，提高慢行過街的舒適性；在交叉口通過施劃人行斑馬線和自行車道標(biāo)線，強(qiáng)化行人、非機(jī)動車和機(jī)動車在交叉口處的路權(quán)分配，增加慢行系統(tǒng)的安全性。見圖7。

圖7 慢行過街

3）結(jié)合規(guī)劃預(yù)留慢行開口，減少遠(yuǎn)期改造。根據(jù)規(guī)劃，片區(qū)內(nèi)有4條南北向綠帶和1條東西向生態(tài)谷，綠帶內(nèi)布置完善的慢行系統(tǒng)，作為周邊居民休閑、散步、運(yùn)動、健身的活動場所，綠帶與道路相交位置幾乎均位于路段中部，為滿足綠帶慢行系統(tǒng)的連續(xù)性和沿線地塊連系的便捷性，在綠帶與道路交叉位置均考慮設(shè)置慢行過街設(shè)施，路段慢行過街采用信號燈控，保證慢行系統(tǒng)安全。見圖8。

圖8 綠道位置

4）落實(shí)海綿城市建設(shè)理念，慢行系統(tǒng)采用仿石材透水路面，提高人行道品質(zhì)，緩解城市熱島效應(yīng)。路面硬化程度越高，給城市生態(tài)環(huán)境帶來的負(fù)面影響就越大，慢行透水鋪裝[3]可以涵養(yǎng)地下水源、補(bǔ)給綠化用水、減少地表徑流、降低城市水污染、實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用[4]；采用仿石材，可以美化城市環(huán)境、展現(xiàn)城市風(fēng)彩，提高視覺效果，保留城市、街道的溫度，提高人行道的品質(zhì)和舒適度。見圖9。

圖9 慢行系統(tǒng)透水鋪裝

3.5 新材料及新工藝的應(yīng)用

北島片區(qū)緊鄰薊運(yùn)河故道，河道清淤施工時將大量淤泥土棄置在片區(qū)內(nèi)。工程設(shè)計(jì)過程中，為減少淤泥土的環(huán)境污染及建筑材料外購，采用流態(tài)固化土技術(shù)[5]將淤泥資源化，用以替代路基填料和管線回填材料[6]。

澆筑式流態(tài)固化土相當(dāng)于廣義上的“混凝土”，可根據(jù)工程部位設(shè)計(jì)要求，制備成不同的強(qiáng)度等級，無需振搗，不受原材料市場影響，施工速度快，可有效降低成本。澆筑式流態(tài)固化土的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)廢棄資源的再生化，替代日益匱乏的傳統(tǒng)筑路材料；通過利用固化劑及配套的拌和設(shè)備，改變道路路基傳統(tǒng)的施工工藝，由干法工藝（拌和碾壓式）轉(zhuǎn)變?yōu)闈穹üに嚕鲬B(tài)澆筑式），減少路基施工中揚(yáng)塵對環(huán)境的影響。

天津市在水務(wù)安全方面面臨城市排水管網(wǎng)外水進(jìn)入[7]、管道滲漏、塌管頻發(fā)等問題。中新天津生態(tài)城區(qū)域?yàn)榈湫偷臑I海軟土地區(qū)，管道多坐落于淤泥質(zhì)黏土層，土質(zhì)為流塑狀態(tài)，孔隙比大、壓縮性高、工程性質(zhì)較差，這些不利條件對地下管網(wǎng)的耐久性提出了挑戰(zhàn)。給排水管道工程中，管周土體產(chǎn)生的抗力對管壁變形有約束作用，管底墊層及管側(cè)回填土的技術(shù)指標(biāo)和施工質(zhì)量對管道結(jié)構(gòu)的安全起關(guān)鍵控制作用，傳統(tǒng)的回填材料一般為天然級配砂石，材料不僅價格高、易造成環(huán)境污染；而且由于管道溝槽空間狹小造成回填土夯實(shí)困難，管道基底及胸腔兩側(cè)土體不能滿足要求，常造成工程質(zhì)量問題。澆筑式流態(tài)固化土具有自流平的特性，無需壓縮，不僅比傳統(tǒng)管溝回填施工速度快、節(jié)能環(huán)保；而且回填材料剛度大，有一定的抗?jié)B性，可以有效保證市政管網(wǎng)的正常使用和安全運(yùn)營。

4 結(jié)語

在北島片區(qū)市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過程中，一方面總結(jié)中新天津生態(tài)城運(yùn)營使用中的經(jīng)驗(yàn)和不足，另一方面充分吸收綠色交通、海綿城市、智慧城市等新理念并結(jié)合項(xiàng)目自身特點(diǎn)及后期運(yùn)維需求，因地制宜進(jìn)行了建設(shè)理念的創(chuàng)新與實(shí)踐。本工程建設(shè)理念的創(chuàng)新與實(shí)踐對城市片區(qū)的開發(fā)建設(shè)具有借鑒意義?！酢?/p>