中新天津生态城北岛市政基础设施建设新理念与实践

2021-11-08杨丽丽

天津建设科技 2021年5期

曾伟，位树，杨丽丽，刘鑫

（天津市政工程设计研究总院有限公司，天津 300392）

中新天津生态城建设以来，从城市设计角度出发，用系统理念分析解决问题，妥善处理市政多专业交叉的各种问题，确立了尊重规划，合理优化，在满足功能和安全的前提下，体现生态城“生态、环保、节能、宜居、和谐”的总体要求，努力打造资源节约型、环境友好型宜居示范新城，达到能实行、能复制、能推广的总体建设思路，坚持以规划、设计新理念为引领，以建设、运营中的需求和问题为导向，通过设计、施工、养管导则的推广实施，不断推动市政基础设施向“绿色化、工业化、智慧化、产业化”方向发展。中新天津生态城北岛片区在开发建设过程中结合项目自身规划定位，积极总结以往的经验成果，同时吸纳近年来先进的建设理念，更加注重城市设计、交通设计、景观设计及细部设计。

1 工程概况

北岛片区位于中新天津生态城北部，西、北至蓟运河，南至蓟运河故道，东至琥珀溪生态廊道，规划总用地面积5.95 km2，新建11条市政道路设施，全长约15.6 km，规划以居住及公共管理与公共服务为主导功能，片区内的绿地系统结合多条慢行通廊及漫步道直达蓟运河。见图1。

图1 北岛片区工程范围

2 建设理念创新

梳理中新天津生态城的建设发展历程[1]，结合建、管、养的实践经验，在市政基础设施规划、设计及建设过程中，坚持高质量发展要求和问题导向，强化顶层设计，努力实现面向“智慧”的管理升级，形成“生态+智慧”的双轮驱动，不断落实生态城指标体系2.0版的各项目标和任务，走出了一条“因地制宜、创新引领”的建设之路，为现存的城市或规划建造的新城市，提供可持续发展的样板。充分吸收国家近年来绿色交通、海绵城市、智慧城市等新理念，结合生态城项目自身特点及后期运维需求，进行了以下方面的创新和实践：

1）充分重视项目前期工作，从全寿命周期角度出发，加强设计方案的比选、优化工作，合理控制项目投资并充分考虑日后运维的便利性；

2）推动传统市政基础设施转型升级，积极推广快速化、工业化的施工工艺，缩短建设工期，提高工程质量；

3）以智慧城市为目标，建设面向运维的智慧市政基础设施，提高精细化管理水平；

4）坚持以人为本的绿色交通设计，在道路空间设计中除满足机动车需求外，更加重视提高慢行交通的畅通度与舒适度；

5）积极探索采用新材料、新工艺，就地取材，综合处置利用故道河淤泥，减少道路、管线的碎石用量，提高管线回填质量；采用湿法施工，减少扬尘。

3 建设理念实践

3.1 前期工作

3.1.1 排水系统方案优化

受现状管道埋深条件和管线竖向综合影响，原规划排水方案管径及管线埋深大，建设成本较高且建成后管线维修困难。

通过深入研究，对排水系统进行优化设计，在中海大道以北、盛三街以西的公共绿地内新建提升泵井一座，设计规模0.2 m3/s，减小了污水管道埋深，节省污水系统建设投资，同时方便运维管理。提升泵井采用一体化预制形式，集成度高，占地面积小，满足周边绿化带景观要求。见图2。

图2 管道埋深对比

方案优化后污水工程的综合造价较全线重力流方案节省2 500万元。

3.1.2 排水管材优化

2019年对污水管线关键节点安装电子流量仪进行水量检测，管道渗漏量达28.26%，为解决渗漏问题，污水管线采用球墨铸铁管。球墨铸铁的延展性改善了管道出现裂缝的情况，同时承插式的连接方式和胶圈保证了接口近乎100%密封。

针对软土地区近年管道养护常出现的塌陷问题，采用混凝土基础，在管道接口下布置基础变形缝，减小不均匀沉降，防止开裂，提高管道的耐久性，减少日后管线维修的成本。

3.2 工业化施工工艺

3.2.1 预制连锁砌块

采用工厂化预制的连锁砌块铺面，满足了扬尘治理要求；同时施工完毕后砌块大部分可回收循环利用，实现了城市建筑垃圾的源头减排、落实生态城无废城市的建设目标。见图3。

图3 连锁砌块铺面

3.2.2 预制检查井

将常规采用的现浇检查井调整为预制检查井，通过层层浇筑井筒的相互圈叠成型，减少现浇混凝土的支模养护时间，加快施工进度的同时提高了工程质量。见图4。

图4 预制检查井

3.3 智慧城市

3.3.1 智慧照明综合杆

道路设置的各类杆件不仅对空间布局及城市风貌产生不利影响；而且浪费资源，不利于建设节约型社会。通过综合杆设计，实现市政、交通、通信等多行业的整合，合理布局，避免各部门重复建设，大大提高了城市建设集约化；释放人行道空间，实现城市基础设施管理和城市规划的精准化、智慧化。

通过统筹规划，提升城市承载能力，避免频繁扩建和升级，优化城市空间和管理，实现城市公共基础设施的一体化。工程以道路灯杆为载体，搭载信号灯、电子警察、交通监控、道路指示牌，整合前交叉口处杆件包括路灯、指示牌、车行信号灯和监控设施杆件，共计554个，整合后减少为285个。

3.3.2 智慧水务

智慧水务管理系统的建设，完善整体区域监测体系，构建业务应用系统，优化区域网络通讯体系，建设监控与调度中心，形成生态城的智慧管控体系，实现区域防洪排涝、水资源优化调控、水环境监控保护、水生态恢复重建等过程的精细化与智慧化管理，满足政府、项目公司和社会公众等各方需求。见图5。

图5 智慧水务管理平台框架

在再生水管网中配建压力计井、流量计井等，实现主动漏损控制。通过增设数采仪、无线网络、水质水压表等在线监测设备，实时感知再生水系统的运行状态，将海量水务信息进行及时分析与处理，辅助决策建议，以更加精细和动态的方式管理水务系统的整个生产、管理和服务流程，从而实现智慧水务。

再生水检查井采用智慧井盖，运用物联网技术实现井盖集中监控管理、远程授权、自动巡检、多渠道报警、精确定位事故发生地点等功能，可真实且直观地显示井盖分布情况及状态。

3.4 绿色交通

1）优化交叉口转弯半径，增加道路转角公共空间。北岛片区规划以居住、休闲为主，在保证车辆最小转弯半径和正常通行的条件下，宜采用较小的路缘石转弯半径，以缩短行人过街距离，提升行人过街安全性，增加街角公共空间[2]。

片区原规划车行道转弯半径为18 m。根据小半径转弯理念，同时结合道路等级和设计速度，设计时主干路采用15 m的转弯半径，转角处可增加21.25 m2的慢行空间；次干路或支路采用10 m的转弯半径，转角处可增加48.07 m2的慢行空间。见图6。

图6 不同半径下的道路慢行空间

2）优化慢行过街形式。利用中央分隔带设置行人二次过街设施，与路段的慢行系统位置平齐，保证慢行系统的连续性；路口转角处缘石坡道采用全断面下沉的坡道，实现慢行系统与机动车道路面的无缝衔接，提高慢行过街的舒适性；在交叉口通过施划人行斑马线和自行车道标线，强化行人、非机动车和机动车在交叉口处的路权分配，增加慢行系统的安全性。见图7。

图7 慢行过街

3）结合规划预留慢行开口，减少远期改造。根据规划，片区内有4条南北向绿带和1条东西向生态谷，绿带内布置完善的慢行系统，作为周边居民休闲、散步、运动、健身的活动场所，绿带与道路相交位置几乎均位于路段中部，为满足绿带慢行系统的连续性和沿线地块连系的便捷性，在绿带与道路交叉位置均考虑设置慢行过街设施，路段慢行过街采用信号灯控，保证慢行系统安全。见图8。

图8 绿道位置

4）落实海绵城市建设理念，慢行系统采用仿石材透水路面，提高人行道品质，缓解城市热岛效应。路面硬化程度越高，给城市生态环境带来的负面影响就越大，慢行透水铺装[3]可以涵养地下水源、补给绿化用水、减少地表径流、降低城市水污染、实现水资源可持续利用[4]；采用仿石材，可以美化城市环境、展现城市风彩，提高视觉效果，保留城市、街道的温度，提高人行道的品质和舒适度。见图9。

图9 慢行系统透水铺装

3.5 新材料及新工艺的应用

北岛片区紧邻蓟运河故道，河道清淤施工时将大量淤泥土弃置在片区内。工程设计过程中，为减少淤泥土的环境污染及建筑材料外购，采用流态固化土技术[5]将淤泥资源化，用以替代路基填料和管线回填材料[6]。

浇筑式流态固化土相当于广义上的“混凝土”，可根据工程部位设计要求，制备成不同的强度等级，无需振捣，不受原材料市场影响，施工速度快，可有效降低成本。浇筑式流态固化土的应用实现废弃资源的再生化，替代日益匮乏的传统筑路材料；通过利用固化剂及配套的拌和设备，改变道路路基传统的施工工艺，由干法工艺（拌和碾压式）转变为湿法工艺（流态浇筑式），减少路基施工中扬尘对环境的影响。

天津市在水务安全方面面临城市排水管网外水进入[7]、管道渗漏、塌管频发等问题。中新天津生态城区域为典型的滨海软土地区，管道多坐落于淤泥质黏土层，土质为流塑状态，孔隙比大、压缩性高、工程性质较差，这些不利条件对地下管网的耐久性提出了挑战。给排水管道工程中，管周土体产生的抗力对管壁变形有约束作用，管底垫层及管侧回填土的技术指标和施工质量对管道结构的安全起关键控制作用，传统的回填材料一般为天然级配砂石，材料不仅价格高、易造成环境污染；而且由于管道沟槽空间狭小造成回填土夯实困难，管道基底及胸腔两侧土体不能满足要求，常造成工程质量问题。浇筑式流态固化土具有自流平的特性，无需压缩，不仅比传统管沟回填施工速度快、节能环保；而且回填材料刚度大，有一定的抗渗性，可以有效保证市政管网的正常使用和安全运营。