狹窄街巷管線系統(tǒng)優(yōu)化和管線落地對策研究

陳鋼彪

(福州市規(guī)劃設(shè)計研究院 福建福州 350108 )

0 引言

歷史文化街區(qū)是一座城市的生動面孔，是一座城市的“DNA”，它承載著城市的歷史文脈與城市記憶。2019年，福州市提出充分挖掘閩都文化資源，指導(dǎo)各縣區(qū)打造15個特色歷史文化街區(qū)，連江縣溫麻歷史文化街區(qū)正是其中之一。

在保護(hù)和利用連江溫麻歷史文化街區(qū)，賦予其以旅游、文化、休閑等復(fù)合功能為主的新生命時，如何在不傷害歷史街區(qū)文脈基底、不拆巷擴(kuò)街的情況下，滿足配套需求的眾多管線落地，管線綜合布局尤為重要。

1 歷史街區(qū)小街巷管線特點(diǎn)——以連江溫麻歷史文化街區(qū)為例

(1)管線建設(shè)時序倒置

傳統(tǒng)的室外管線設(shè)計是單體室內(nèi)管線先行設(shè)計完后，街巷根據(jù)單體需要的接戶管徑大小以需定供。按計劃，溫麻歷史文化街區(qū)需要在2020年春節(jié)進(jìn)行一期的開街。為避免街巷路面的二次開挖，小街巷管線需與街巷道路同步實(shí)施。因此，小街巷內(nèi)的室外管線設(shè)計先于建筑單體內(nèi)部的管線設(shè)計。根據(jù)街巷兩側(cè)單體的功能、體量等提前預(yù)見，提前為單體預(yù)留各種管線接口，管線建設(shè)時序由外而內(nèi)，先街巷再單體，是溫麻歷史街區(qū)小街巷管線設(shè)計的一大特點(diǎn)。

(2)街巷狹窄、保留老舊建筑多，開挖難度大

歷史街區(qū)多數(shù)街巷都較為狹小，以連江溫麻歷史文化街區(qū)為例，溫麻歷史街區(qū)的街巷寬度2.5m～5.5m。其中璉巷、安平巷、紫薇巷的寬度僅2.5m左右，其總平圖如圖1所示。街巷兩側(cè)保留的歷史建筑多為木結(jié)構(gòu)，墻體采用空斗墻形式的磚石結(jié)構(gòu)，受擾動能力差。街巷狹窄，開挖敷設(shè)管線存在建筑倒塌的風(fēng)險是歷史街區(qū)小街巷管線設(shè)計的普遍現(xiàn)象。

圖1 連江溫麻歷史街區(qū)總平圖

(3)街區(qū)功能復(fù)合多樣，需敷設(shè)的管線眾多

歷史街區(qū)功能復(fù)合多樣，往往含有商業(yè)、展覽、游樂、民宿等功能。街巷內(nèi)需配套滿足街區(qū)生活、消防的生活給水管網(wǎng)系統(tǒng)和消防管網(wǎng)系統(tǒng)，以配套滿足商業(yè)、夜景燈光秀等功能的高負(fù)荷電力系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)以及相應(yīng)的雨污水排放系統(tǒng)。因此，多功能復(fù)合的歷史街區(qū)要求小街巷內(nèi)需敷設(shè)眾多的市政管線。

(4)景觀要求高，地下管線銜接節(jié)點(diǎn)多，需多專業(yè)配合

歷史街區(qū)除了建筑單體的歷史文化價值外，還需考慮街巷的景觀價值。因此，市政管線布置需充分考慮街巷景觀效果，處理好管位、井蓋與景觀要求的關(guān)系。此外，歷史街區(qū)內(nèi)既含有保留歷史建筑又有新建織補(bǔ)、改建建筑，小街巷內(nèi)的管線布局需對接和協(xié)調(diào)規(guī)劃、景觀、建筑、水電，涉及多個設(shè)計院，多專業(yè)。街巷景觀效果和街巷水電設(shè)施之間、水設(shè)施和電設(shè)施之間、街巷預(yù)留支管和單體接口之間、街區(qū)小市政接口與區(qū)外市政管線之間，諸多的主要銜接點(diǎn)都一起發(fā)生在小小街巷里。小街巷管綜布局需協(xié)調(diào)好這諸多銜接點(diǎn)，為整個街區(qū)的水電、消防保駕護(hù)航。

2 歷史街區(qū)小街巷管線系統(tǒng)研究

歷史街區(qū)各街巷管線綜合布局，首先應(yīng)明確各街巷分別布置的管線種類和數(shù)量。基此，則需以整個街區(qū)為整體進(jìn)行各管線系統(tǒng)設(shè)計，并結(jié)合各街巷寬度和街巷兩側(cè)單體建筑耐受擾動能力等因素對管線系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整。連江溫麻歷史街區(qū)的街巷普遍較窄，功能以旅游、文化、休閑為主，因此明確街區(qū)內(nèi)不布置燃?xì)夂蜔崃芫€，僅布置滿足功能需求的給排水、電力通信管線。因此，本節(jié)以給排水管線系統(tǒng)為例進(jìn)行管線系統(tǒng)研究闡述。

2.1 室外給水系統(tǒng)研究

室外給水系統(tǒng)按用途可分為生活用水、消防用水、生活-消防共用系統(tǒng)。街區(qū)的小街巷狹窄，滿足供水條件的歷史街區(qū)宜采用生活-消防共用系統(tǒng)，可減少一套室外消火栓管網(wǎng)。根據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》[1]第8.1.3、8.1.4條可知，溫麻歷史街區(qū)室外消防給水管網(wǎng)應(yīng)布置成環(huán)狀，向環(huán)狀管網(wǎng)輸水的進(jìn)水管不應(yīng)少于兩條，并宜從兩條市政給水管道引入。基此，溫麻歷史街區(qū)分別從兩側(cè)現(xiàn)狀市政給水管中各接入一根DN200給水管，并在街區(qū)內(nèi)形成DN200的環(huán)狀供水管網(wǎng)，環(huán)狀管網(wǎng)上設(shè)置室外消火栓。

將歷史街區(qū)新建建筑和保留或改造歷史建筑區(qū)分別開。新建建筑采用組團(tuán)式合用水電表間，在街巷室外給水管預(yù)留給水接口至水表間后，從水表間分戶供水至組團(tuán)內(nèi)各新建建筑。保留或改造歷史建筑內(nèi)不宜進(jìn)行大面積開挖，因此原則上給每棟保留歷史建筑單獨(dú)預(yù)留入戶接口。

由上述原則統(tǒng)籌安排各單體的給水接口，將單體給水接入口和環(huán)狀干管布置在相對較寬的街巷內(nèi)，以有效減少給水管線敷設(shè)的路由，同時減少狹窄街巷的給水管網(wǎng)敷設(shè)。

2.2 室外排水系統(tǒng)研究

根據(jù)室外污水管網(wǎng)系統(tǒng)延續(xù)給水系統(tǒng)的思路，將新舊建筑區(qū)分。新建建筑以組團(tuán)為單位預(yù)留污水接口，減少污水井的數(shù)量。保留改造建筑單體污水接口歸井排入，一個檢查井接入兩側(cè)單體的出戶管，減少污水檢查井。統(tǒng)籌安排污水出戶管的位置和排向，優(yōu)化污水系統(tǒng)，不僅可以減少檢查井，還能減少狹小街巷污水管道敷設(shè)長度。

統(tǒng)籌安排單體雨水出戶管的排向，避免雨水出戶管排入諸如璉巷、安平巷、紫薇巷這種寬度僅2.5m左右的街巷，對這些狹小街巷采用一坡到底的形式，利用街巷豎向縱坡排放路面雨水。而對于相對較寬的(4m以上)的街巷，室外雨水管網(wǎng)系統(tǒng)采用線型排水溝+雨水管的形式，收集單體雨水出戶管及街巷路面雨水。

2.3 室內(nèi)消防系統(tǒng)研究

歷史街區(qū)內(nèi)建筑單體功能多樣，體量不一，不同單體對于室內(nèi)消防系統(tǒng)種類和消防用水量的需求都不同。顯然，歷史街區(qū)內(nèi)不可能每座單體都設(shè)置單獨(dú)的消防泵房和消防水池，因此需將整個歷史街區(qū)視為一個整體(類似于一個小區(qū))進(jìn)行統(tǒng)一的室內(nèi)消防系統(tǒng)設(shè)計，集中設(shè)置消防泵房、消防水池和屋頂消防水箱，并在街巷內(nèi)敷設(shè)各室內(nèi)消防系統(tǒng)管道。溫麻歷史街區(qū)的建筑單體設(shè)計晚于街巷設(shè)計，要在街巷內(nèi)提前預(yù)埋好各建筑單體所需的室內(nèi)消防系統(tǒng)管線，并預(yù)留好各單體所需消防管線接口，街巷小市政管線設(shè)計時需提前與歷史街區(qū)規(guī)劃專業(yè)、商業(yè)策劃專業(yè)以及各單體的建筑專業(yè)對接。通過收集街區(qū)內(nèi)各單體的功能和體量，預(yù)判各單體需設(shè)置的室內(nèi)消防系統(tǒng)種類，從而統(tǒng)籌安排各街巷內(nèi)敷設(shè)的室內(nèi)消防管線種類和數(shù)量。因此，整個溫麻歷史文化街區(qū)，需設(shè)置室內(nèi)消火栓系統(tǒng)、自動噴淋系統(tǒng)以及因歷史建筑之間消防間距不足所必須增設(shè)的屏障式水幕水槍系統(tǒng)。

3 歷史街區(qū)小街巷管線綜合布局研究

在對歷史街區(qū)各管線系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計后，統(tǒng)計各街巷內(nèi)所有的管線種類和數(shù)量，并逐條街巷研究其各個斷面的管綜布局。

3.1 各街巷需敷設(shè)管線統(tǒng)計

根據(jù)上文確定的各管線系統(tǒng)，對每個街巷各不同寬度斷面上的管線種類和數(shù)量進(jìn)行列表統(tǒng)計，其數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 連江溫麻歷史街區(qū)街巷各系統(tǒng)管線統(tǒng)計表 根

注：消防系統(tǒng)包含室內(nèi)消火栓管、自動噴淋系統(tǒng)管和屏障式水幕水槍管。

3.2 各街巷管線排布順序確定

由于歷史街區(qū)街巷狹窄，兩側(cè)保留建筑受擾動力差，因此埋深最大的雨污水重力管宜居中布置。此外，由于街巷斷面寬度有限，孔數(shù)較多的電力管采用分多層布置，故其埋深也較大，宜盡量居中。埋深較淺的生活給水管、消防管和通信管往兩側(cè)布置。

3.3 各街巷管線綜合斷面布局研究

基于上述研究后，各街巷的管線數(shù)量、種類和排布順序可確定，但最核心的問題仍然是如何在狹小的街巷內(nèi)敷設(shè)規(guī)劃確定的管線。《歷史文化名城保護(hù)規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)》[2]第4.5.4條“當(dāng)街巷狹窄，管線布設(shè)受到空間限制時，可采用提高管線強(qiáng)度和承載能力，加強(qiáng)管線保護(hù)等適宜性工程措施，合理調(diào)整管線凈距，并滿足工程管線的安全、檢修等條件。” 2016版《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》[3]第4.1.9條也明確說明管線凈距的數(shù)值并非不可改變，當(dāng)受道路寬度、斷面以及現(xiàn)狀工程管線位置等因素限制難以滿足要求時，可從管材、施工、管理等方面進(jìn)行調(diào)整，需經(jīng)過專家論證，具體情況具體分析。所以，對于歷史街區(qū)街巷的管線綜合斷面布局管線凈距不宜生搬硬套規(guī)范，而應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況因地制宜地采取安全措施，以減少管線敷設(shè)空間[4]。

連江溫麻歷史街區(qū)管綜斷面布置研究時，發(fā)現(xiàn)在狹窄街巷內(nèi)布置入各管線雖然沒問題，但卻出現(xiàn)管線與檢查井之間交叉碰撞、各系統(tǒng)管線互穿檢查井的情況。因此，連江溫麻歷史街區(qū)管綜斷面布局考慮了兩種方案：

(1)采用共同井形式

雨污水檢查井、電力井、通訊井的井位考慮井壁共用，以減少間距，砌井時砌為一體，所有的檢修都發(fā)生在共同井內(nèi)。共同井的設(shè)置，可以消除不同系統(tǒng)間管道與檢查井井筒交叉碰撞而產(chǎn)生的管道間凈距的影響。基于此，連江溫麻歷史街區(qū)中化龍街的3.5m斷面的共同井平面形式如圖2所示，剖面形式如圖3所示。

圖2 共同井平面圖

圖3 共同井各剖面圖

采用共同井的方式優(yōu)點(diǎn)為：①可以減少檢查井?dāng)?shù)量，檢修方便；②可不考慮其他系統(tǒng)管道與井筒交叉碰撞問題。

但采用共同井方式，則存在以下問題：①水、電管線共井，檢修人員存在一定的安全隱患。②共同井體量較大，造價較高。③共同井內(nèi)的雨污水檢查井實(shí)為三通，檢修人員無法入內(nèi)，只能使用小型清掏設(shè)備進(jìn)行疏通，僅適用于埋深較淺的重力管。

(2)各系統(tǒng)分井形式

基于共同井存在的問題，連江溫麻歷史街區(qū)采用各系統(tǒng)分井形式，但采用各管線系統(tǒng)分井形式需確保不同系統(tǒng)的管與井不發(fā)生碰撞。基于此，溫麻歷史街區(qū)的具體做法為：給水、消防管埋深較淺，其閥門井可根據(jù)閥門尺寸(閥門現(xiàn)場采用臥式安裝)參照國家標(biāo)準(zhǔn)圖集縮小。因此，溫麻街區(qū)街巷內(nèi)的排水管，采用管徑≤d800，并經(jīng)比較研究，該排水檢查井采用塑料檢查井。參照圖集《建筑小區(qū)塑料排水檢查井》[5]，其井筒小巧，最大井筒直徑僅為630mm。電力、通訊管共井分層布置，檢修井的尺寸為1×2m,2m長邊平行于街巷。各管道中心距按下式確定：

給排水管最小中心距=(雨水井筒直徑/2)+(給水管徑/2)+管井外壁凈距(忽略管井壁厚)=(0.63/2)+0.1+0.25=0.67m，同理計算出雨污水管最小中心距和污水電力管最小中心距。

按上式，連江溫麻歷史街區(qū)的小街巷管綜布局各管道系統(tǒng)的控制中心距分別為：給排水管道0.7m，雨污水管道0.75m，污水電力管0.9m。圖4為按上述計算控制中心距布置的溫麻街區(qū)化龍街的管綜橫斷面。

圖4 化龍街管綜橫斷面圖

按控制中心距布置的管綜橫斷面，僅僅是滿足了將需要的管線布置入有限的狹窄街巷內(nèi)，但卻不可避免地突破了規(guī)范。為了應(yīng)對間距不滿足規(guī)范的情況，連江溫麻歷史街區(qū)采用增加管材強(qiáng)度、加設(shè)保護(hù)管的技術(shù)措施。同時，考慮狹窄街巷施工困難，溫麻街區(qū)具體管材選擇如下：生活給水管采用柔韌性好、耐腐蝕、施工便捷、使用壽命長的PE管；消防管采用防腐耐磨、安裝方便、壽命長的鋼絲骨架復(fù)合管；雨污水管采用具有較高強(qiáng)度及剛度、方便施工、安全性高的HDPE波紋纏繞管；電力通訊管則采用安裝方便、抗拉抗壓性能好、電氣絕緣性能優(yōu)良、安全性高的MPP保護(hù)套管。此外，面對不同管線間的間距不足，連江溫麻街區(qū)管線施工設(shè)計時還采用了混泥土包封、給水、消防管道上增設(shè)控制閥門等技術(shù)措施。

4 結(jié)語

歷史街區(qū)小街巷的管線綜合布局應(yīng)先從各管線系統(tǒng)優(yōu)化開始，減少管線敷設(shè)路由。對于規(guī)范要求的管道水平凈距，歷史街區(qū)小街巷管綜布置應(yīng)因地制宜，但且必然有所突破規(guī)范要求。采用共同井的形式可便于歷史街區(qū)的管綜布局，但應(yīng)謹(jǐn)慎使用。明確各系統(tǒng)管線間的控制中心距，實(shí)現(xiàn)狹小斷面上的管線綜合布局，是管線落地保障的舉措。