对地形复杂地区竖向设计的思考

对地形复杂地区竖向设计的思考金鑫，周艺，金智仁，任栋摘要:竖向设计在城市建设中起着重要的作用，其重点是对场地在高程上的安排与协调。由于目前整个规划体系对竖向考虑的缺失，使竖向设计主要集中在微观的规划设计层面，缺乏从宏观到微观的统筹考虑。在地形复杂地区，这种对竖向因素考虑的欠缺，最终导致城市开发难度及开发成本的增加。因此“将竖向作为重要的影响因素，贯穿于各个层次的规划编制过程中”是在地形复杂地区编制规划的重点。本文提出了“两个提前”，一是在总体规划编制阶段，提前介入对场地竖向的思考，提出竖向控制要求，加强对下层次规划的引导；二是在控制性详细规划编制阶段，提前介入对工程实施的考虑，从可实施性角度出发，进一步提升竖向设计的合理性。通过采用“两个提前”的工作方法，从规划编制的角度来看，可弥补竖向设计在宏观规划层面的缺失，提升竖向设计在中观规划层面的可实施性；从城市建设的角度来看，多方面考虑地形及竖向等因素，可降低未来城市开发的难度及成本。关键词:地形复杂地区竖向设计1概述竖向设计是作为满足道路交通、场地排水、建筑布置和维护等方面的综合要求而进行场地利用改造的专项技术。目前，规划编制过程中，对竖向的分析往往存在着“总规阶段欠缺考虑、控规阶段分析不足、修规阶段各自为战”的情况。究其原因，主要是竖向设计更偏向于工程与实施，在通常情况下仅作为影响城市发展的补充因素考虑，在传统的规划编制思路中得不到足够的重视。然而在多山地区，地形的复杂性成了制约城市发展的重要因素。地形上的空间限定，竖向设计的合理与否，直接影响到城市规划的实施性、土地开发的经济性、基础设施建设的可行性、地方特色自然条件的延续性、城市开发建设的安全性等多方面问题。因此，如何将地形条件和竖向设计作为规划重点考虑的影响因素，贯穿于规划编制过程中，如何在城市总体规划及控制性详细规划阶段，深化对地形和竖向进行分析研究，是本次论文探讨的重点。本次论文提出了三个新的概念，包括总规层面的地形分区、竖向设计单元；控规层面的竖向分区。地形分区：根据地形地貌和高程的分析，划定地形分区，根据各个地形分区的特点，进行可建设用地选择。竖向设计单元：在地形分区内部，根据竖向特征评价，划定竖向设计单元（竖向设计单元与控规管理单元基本一致），并提出竖向设计指引，指导下一层次规划的竖向设计。竖向分区：根据地形地质结构和高程分析，以上层次规划主干路网为骨架，满足防洪排水和现状一些限定因素的情况下划定“竖向分区”。竖向分区的划定是解决具体场地内道路和地块竖向设计的基本单元。2存在问题2.1总规层面——竖向缺少衔接性和统筹性一是由于总体规划阶段对竖向因素考虑的不足，在编制道路专项规划时，容易出现某条主干道的选线存在难以贯通、建设工程量过大等问题，导致总体规划对主干路网的控制失效。以西南地区某市为例，总体规划确定近期建设一条新区和旧城之间的快速路，总体规划对该快速路的选线重点考虑交通的通达性，但过高的建设成本使其近期难以实施；而道路专项规划重点考虑了工程造价因素，但其选线使得新区和旧城之间的交通转换过于复杂，不能起到很好的连接功能。图1西南地区某市总规及道路专项规划道路选线差异分析二是由于缺少总规层面对道路竖向的统筹考虑，导致在编制控制性详细规划时不同设计单元的道路设计“各自为战”，临近设计单元之间同一条道路在竖向上难以衔接。以粤西地区某工业区为例，按照最初设想，将进行多阶段的实施建设，工业区一期地形条件较好，工业区总规确定路网时缺少对竖向的研究，而控规只对一期范围进行了的场地竖向整理，缺乏对园区竖向的整体考虑，以至在园区一期建设基本完成，进入二期规划建设阶段后，出现了二期若延续一期道路竖向设计则二期土地平整的填挖方工程量过大，难以进行就地土石方平衡的问题，最后由于工程预算过高被迫停止了园区二期的建设。图2粤西地区某产业园规划方案图3粤西地区某产业园建成效果影像图2.2控规层面——竖向缺少关联性和实施性一是控规阶段道路竖向设计对道路和场地的关系分析不够深入，在道路竖向设计时未考虑场地开发对道路的要求，出现道路与场地无法直接连接的问题，降低了道路的使用效率，也增加了场地的使用难度。以桂东地区某市为例，其产业园区控规在进行道路竖向设计时，主要考虑了道路设计方案实施时的工程量和排水要求。场地现状标高为101米，而场地周边规划道路的最大标高仅为53米，若土方平衡则场地标高高于临近场地的道路标高近30米，道路无法直接联系场地，为与道路联系需要场地在使用时需要分台处理，而分台处理导致同一高程空间尺度过小，不符合该园区产业使用的要求；若不土方平衡导致场地整理运输成本过高，方案无法实施。图4桂东地区某产业转移园二是控规阶段对地形条件和土方平整的基本工程要求理解不够深入，其道路和场地的竖向设计在实施建设时增加了用地开发的难度与实施建设的成本，甚至出现实施建设无法推进的情况。图5某工业产业园控规竖向规划图图6地质勘探点示意图7地质勘探点剖面示意图2.3管理层面问题竖向因素考虑的不足还会使规划主管部门在进行规划管理时候带来问题。表面合理的设计方案可能要以对地形进行大幅整理作为前提，在审批这类型详细规划时，规划主管部门无法判断场地竖向设计是否合理，给规划管理带来了较多的麻烦。3解决思路将“竖向作为重要的影响因素，贯穿于总规和控规的规划编制过程中”是解决以上问题的关键。目前，对竖向设计的考虑多从控制性详细规划开始，对场地处理工程量的考虑多集中在修建性详细规划阶段。针对这种情况，本文提出了“两个提前”：一是在总体规划编制阶段，提前介入对场地竖向的思考，提出竖向设计指引，加强对下层次规划的引导；二是在控制性详细规划编制阶段，提前介入对工程实施的考虑，从可实施性角度出发，进一步提升竖向设计的合理性。通过采用“两个提前”的工作方法，从规划编制的角度来看，可弥补竖向设计在宏观规划层面的缺失，提升竖向设计在中观规划层面的可实施性；从城市建设的角度来看，多角度考虑地形及竖向等因素，可降低城市开发的难度及成本。以竖向为重要影响因素，从总规到控规的规划技术思路如下：图8技术思路4总体规划阶段解决方案宏观层面的城市总体规划，极少将竖向作为编制规划的重点考虑因素。本文提出在总体规划阶段，提前介入对场地竖向的思考，主要包括两方面的内容，一是从竖向出发加强骨架路网选线的合理性；二是提出竖向设计指引，加强对下层次规划的引导。4.1“地形分区”划定及骨架路网搭建4.1.1基于地形及高程因素划分“地形分区”地形复杂地区与平原地区相比，地形的多样性和高程的复杂性是其最显著的特征。在这样的地形地貌特征影响下，一是会增加城市开发难度，使城市难以呈现连片发展空间形态，组团式的空间布局成为其必然选择；二是会对城市功能的布局、道路交通的组织，基础设施的安排等产生重大影响。基于以上情况，我们尝试提出“地形分区”的概念，即在规划初期，根据地形和高程的分析，按照大致的地形地貌分布情况划分“地形分区”，通过“地形分区”，对地形复杂地区的用地选择进行分类考虑。地形分区概念的提出改变了以往对城市规划区的通盘式的用地适宜性评价方法，而是根据各地形分区自身的地形条件分别进行评价，可进一步提升用地选择的合理性。4.1.2地形分区影响下骨架路网搭建思路地形分区之间的交通联系，即快速路和交通性主干道的骨架路网设置，以可实施性为前提，顺应地形，避免建设长距离的隧道，避免开山挖方，避免对地形地貌产生较大影响，保证道路通达性的同时减少基础设施建设的工程量及投资成本。4.1.3地形分区影响下内部路网搭建思路地形分区内部路网，即城市生活性主干道的设置。该类型道路同时承担交通和生活的功能。道路的选线要兼顾主干道两侧的用地开发，重点分析道路与场地之间的竖向关系，增加主干道两侧可开发建设用地的规模。4.2“竖向设计单元”划定及竖向设计指引要求4.2.1基于竖向特征评价划分“竖向设计单元”在确定建设用地空间框架以后，需对每一个地形分区进行竖向特征评价，主要是坡度分析、高程分析及用地平整工程量预估。根据评价结果对地形分区进行细化，形成竖向特征较一致的竖向设计单元，再结合现状发展条件、交通条件、政策条件等因素，确定每个单元的主导功能。4.2.2基于竖向设计单元的竖向设计指引要求竖向设计单元与控规管理单元基本一致，以竖向设计单元作为基本单元提出竖向设计指引要求，作为下层次规划进行竖向设计的重要依据。竖向处理方式：根据单元的主导功能和现状竖向特征评价内容，提出不同的场地处理方式，包括台地式，平坡式、混合式等类型。适宜建设高程范围：对各个单元进行设计高程的预估，重点考虑基本单元内部的场地与主干路网的竖向关系，提出基本单元的适宜建设高程范围。4.2.3基于竖向设计单元的其他指引要求适宜建设的用地功能：根据各设计单元的竖向处理方式，提出与设计场地相匹配的适宜建设用地功能。例如以平地为主的设计单元适宜设置工业及仓储用地，以台地为主的设计单元适宜设置居住功能，地形较复杂的设计单元适宜设置休闲度假设置或一类居住。路网组织形式：根据各设计单元的竖向处理方式，提出与场地竖向较吻合的路网组织形式，合理的路网组织形式会提升道路与场地的竖向匹配度，增加道路两侧的土地开发量同时减少土地开发难度。平坡式多采用方格路网、较复杂的地形则适宜设置自由式的路网。开发强度：受地形的限制，主导功能一样的单元，地形越复杂，其开发行为受地形的影响越大，开发强度越小。根据开发强度的情况可以划分为高、中、低三种类型。4.3案例说明——以西部山区城市D市为例（1）地形分区——D市地形地貌特征可分为山地、河谷盆地（坝子）、丘陵三种类型，并呈现出西高东低，北高南低的特点。根据地形特点划分西部山地片区、中部山地片区和河谷盘地片区，根据高程的变化，又可将河谷盘底片区分为上游、中游和下游三部分，最终可在该市划定五大地形分区。图9D市地形分区示意图（2）用地选择——每个地形分区内部具有较相似的地形地貌特征和高程变化幅度，结合各个地形分区的用地条件，再分别进行用地适宜性评价及用地选择，最终确定城区建设用地空间框架。图10D市用地选择示意图（3）地形分区之间的交通性主干道选线——D市的河谷盘地地形分区（上游）和中部山地地形分区是D市两个联系最紧密的分区，，三条东西向的交通性主干道是联系D市两个片区的重要道路。这类道路的选线以连通性为前提，同时需顺应地形，减少道路建设工程量及工程造价。图11不同地形分区之间交通性主干道选线示意图（5）地形分区内部的生活型主干道选线——以D市的中部山地地形分区的交通联系为例。地形分区划内部需设置一条南北向的生活性主干道，有两个可选方案。根据既要保证通达性，又要带动道路两侧地块开发的要求，最终选择了造价相对较高但道路竖向与场地竖向之间吻合度较高的选线。图12地形分区内部生活性主干道选线示意图图13道路两侧地块出让情况（5）竖向设计单元——以D市的中部山地地形分区为例，该地形分区呈现北高南低的高程走向，北部高程在950米左右，南部高程在750米左右，根据高程的分布特征，可以划分为4个竖向设计单元。通过竖向特征评价和不同功能用地的布局特点，确定每个竖向设计单元的主导功能，使主导功能和地形特征结合得更紧密。图14竖向设计单元划分示意图（6）竖向设计导则——以D市中部山地地形分区的竖向设计单元为例，该设计单元内部为典型的缓丘地形，环境宜人，交通条件较好。基于以上情况，规划建议保留建议尽量保留现状地形，以开发居住及休闲度假功能为主，并提出以下竖向设计指引。竖向设计指引要求一览表竖向设计的指引要求竖向管理单元编号D市——中部山地地形分区——竖向设计单元一竖向处理方式台地式适宜建设高程范围750米-800米基于竖向的考虑对其他内容的指引要求适宜建设的用地功能居住、商业、旅游度假设施开发强度低密度开发路网组织形式自由式5控制性详细规划阶段解决方案改变控规阶段对竖向设计的常规思维方法，提早介入对工程实施的考虑，细化对道路竖向和场地竖向的分析，提升规划的可操作性，实现与工程建设更好的衔接。5.1基于现状地形条件构建“竖向分区”5.1.1深入了解现状地形地质条件在地形复杂地区