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摘要：伴随着城镇化进程的逐步推移，如何科学合理的利用土地资源成为了城镇规划过程中的重要课题。特别是山地城镇，人均可用土地资源十分有限，科学合理的进行道路竖向规划设计则是有效节约土地资源和促进城镇可持续发展的重要前提。因此深入研究山地城镇道路竖向规划设计极为必要。文章正是基于这个角度，结合工程实例，就山地城镇道路竖向设计谈谈个人的一些看法，期望能够对同行有所裨益。
关键词：山区城镇道路；竖向设计；探讨
引 言
社会经济的快速发展，城市化进程的加快推进，使得很多城市日渐突破了原先发展的空间，开始逐步进入到周边的山地。由于地貌的变化，山地城镇在发展过程中，不仅要遵循一般城镇建设的共同规律，还应该有区别于平原地区之处，也就是因为地貌高低的变化，在城市规划设计的时候，必须要高度重视竖向规划设计问题。城市用地竖向规划，是在城市开发建设的地区或地段，为满足地面排水、道路交通、建筑布置和城市景观等各方面要求，通过对自然地形的利用和改造，进而确定坡度、高程和土石方工程量等。城市道路竖向规划设计，是城市用地竖向规划的重要组成部分。设计中既要考虑自身技术要求，同时也要综合考虑用地的各 项标高控制因素，如桥梁布置、排水干管的出口和防洪堤设置等。对城市道路竖向进行科学设计，是保障城市防洪排涝、城市安全和经济建设的重要措施。
1山地城镇的界定
山地城镇，至今还没有严格的定义。.山地城镇或叫山城，在国外有称作斜面都市（slidecities），如日本；或坡地城市（Hillsidecities），如欧美，即指城市修建在倾斜的山坡地面上。城市建在坡地上和平地上对城市规划、城市设计以及建设使用的安全性、实用性、经济性等都会产生不同的变化与影响，要引起特别的重视，加以专门的研究。但要对山地城镇概念作全面理解，前面的定义就显得不够了。因为它只考虑了“坡度”这一个维度的基本特征与影响，而忽略了作为山地城镇的其他重要特征，如垂直梯度的变化、城市周围的地貌、环境的不同等，这些都会对山地城镇的规划与建设带来重要影响。因此，应从以下两个方
面定义山地城镇的自然特征：（1）城市修建在坡度大于5%以上的起伏不平的坡地上而区别于平地城无论其所处的海拔高度如何，如重庆、兰州、攀枝花、香港、青岛、延安义等。（2）城市虽然修建在平坦的用地上，但由于其周围复杂的地形和自然环境条件，对城市的布局结构、发展方向和生态环境产生重大影响，如贵阳、昆明、桂林、杭州、烟台等。有不少城市始建在平坦的用地上，随着经济的发展和人口规模的扩大，城市不断向周边的丘陵山坡地扩展，不论在用地的大小或发展的形态上，形成与原来的平地城市完全不同的空间结构。
我们认识和规划一个城市，不能只孤立地就城市论城市，因为城市是与其所处的周围环境紧密地联系在一起的，况且当今快速城市化进程中，城市的区域化与区域的城市化趋势已十分明显。因此，这里所指的山地城镇也是一个相对的、广义的概念。
2山地城镇竖向规划的特点
山地城镇复杂的自然地理条件与生态环境，如地形变化、地址条件、气候特征和生物、景观多样性等特点以及山脉、河流、海拨高程的制约等，为山地城镇竖向规划带来一系列的因素和影响、限制条件，需要全面地加以考虑，由此使得山地城镇的竖向规划区别于平原城市，形成一些山地城镇鲜明的特征：
2.1道路交通系统复杂
山地城镇交通除了一般城市交通流时空分布的不均衡性和复杂性特点外，突出的反映出由于受地形明显变化影响而呈现出的多样性、立体化的特点。影响山地城镇道路交通系统组织的因素很多，其中最主要的是基于当地稳定自然环境条件下的城市交通特征，内外联系方式、总体布局结构和城市的历史现状基础等。特定的山地自然环境条件下形成的。山地城镇空间结构，也形成了影响山地城镇人流、货流交通集散特点。因此，山地城镇不可能像平原城市一样进行网格式道路系统的布局，而更多的采取结合地形的分散组团式结构与灵活自由式道路组织系统。山地城镇地形起伏大，道路建设难度大，为了克服地形高差，道路弯道多，且常采用较大坡度，所以山地城镇常常出现弯多坡陡的道路。此外，山地城镇常常出现的人行梯道是户外步行系统的一部分。在人行交通集中且高差较大的地方设置步行梯道甚至电梯来解决克服高差。
2.2场地平整的土石方、防护工程大
山地城镇的场地土石方、防护工程平衡是一项专业性、技术性、经济性和综合性很强的工作，需要在工程技术经济和时空建设时序上协调处理各种复杂的矛盾，需要经过多方案的经济技术综合比较，以求得最佳的实施方案。而平原城市场地平整工程量相对较小，水土流失问题不像.山地城镇开发建设时那么严重，填挖方数量容易平衡，山地城镇稍有不慎则会产生巨大的弃方。土石方与防护工程是竖向规划方案是否经济、合理的重要评价指标，同时，也是投资估算的必需依据。因此，在满足使用要求的前提下，多方案比较，使工程量最小，是我们应贯彻的基本原则。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆土石方“就近合理平衡”不是指简单地、机械地要求分单个工程、分片、分段的土石方数量的平衡，而是主张利用各种有利条件，以能否提高用地的使用质量、节省土石方及防护工程投资，提高开发效益等为衡量原则的适当范围内的土石方平衡。
2.3山洪问题突出
山区河流河床相对较窄，汛期洪水涨得快也退得快，由于河床比降大，洪水流速高，因而对沿岸的冲刷严重，对沿江河道路和地块的建设有特别的要求，沿河道路的标高并非是绝对要在城市防洪水位之上，而是应该结合防洪水位要求、滨河地块的建设综合考虑。山地城镇雨水集中，城市雨水瞬时高峰突出，要求城市雨水排放系统必须充分考虑暴雨的影响，特别是山洪问题突出，往往防不胜防。尤其一些山地小城镇用地紧张，通常建设在一些洪积扇的下游开阔处，由于地形高差大，山洪流速大，容易引发泥石流、滑坡等次生灾害，妥善处理山洪问题是.山地城镇特有的问题。
2.5山地城镇变化丰富的竖向景观
丰富多变的地形地貌、山水环境是珍贵的自然资源，为山地城镇创造充满活力的空间结构和景观特色的创造提供了重要的物质基础，产生有别与其他城市发展形态和总体形象，变化的天际轮廓线，层层叠叠、高低错落的建筑群和和街道交通结合成多维的的空间组织，城市和周边或者内部的山体、河流形成一个协调统一的整体，形成了山城特有的立体艺术面貌。
3山地城镇竖向设计任务、内容和技术规范要求
3.1竖向设计任务
各类城镇用地的竖向设计是城镇各种总平面规划与建设的组成部分。任何一处总平面设计除了对各种建筑物、构筑物和道路交通等进行平面布置外，对于用地的地面高度也要进行合理考虑，使改造的地形能适宜布置各类建筑物，同时它有利于排除地面水，满足城镇居民正常的生活、生产、交通运输以及敷设地下管线要求。在进行城镇居住区、厂区的规划设计时，竖向设计应与总平面设计同步进行。
3.2竖向设计内容
第一，确定城镇各类总平面建设用地的平整标高，选择居住区、厂区建筑及构筑物的室内外标高。第二，使城镇各类建设用地的道路及管线等坡度、标高，能符合使用功能和修建上的要求，并与总平面的各类建筑物的设计标高相适应。第三，改造自然地面时，注意环境保护中的水土保持，确定合理的排水方案，使地面水能够迅速利用最短途径排除，并考虑总平面用地中建筑和用地不受洪水威胁。第四，充分利用、合理改造自然地貌，力求总平面建设用地土方工程量最小，并接近平衡，确定土方工程量。
3.3相关技术规范的要求
山地及丘林用地路线规划设计时，一方面存在高填高挖的情况，另一方面道路设计纵坡值往往较大，应在解读地形的基础前提下，合理布线，并应校核路线纵坡设计值，满足城市道路工程设计规范的要求。（1）快速路、主干道的纵坡按照相应设计时速的要求，采用规范中最大纵坡一般值的要求，如设计时速在 60Km/h的主干道，纵坡最大值不应超过5.0%。改建道路等受到现状影响无法降坡时，才考虑采用纵坡极限值。（2）当道路纵坡大于道路工程设计规范的一般值时，各级道路均应限制最大坡长，以保证行车的安全。设计的道路有连续上坡或下坡时，应在最大坡长限制的前提下，设置纵坡缓和段，且缓和段的纵坡不应大于3%。（3）设计的主要道路平面交叉时，应控制各条道路在交叉口范围的纵坡值，一般不宜大于2.5%，困难情况不应大于3%，山区工程艰巨地段不大于 5%。（4）净空要求。道路与公路或铁路等采用立体交叉设计时，应保证竖向净空的要求。按照城市道路工程规范要求，机动车道的最小净空为 4.5 米；按照公路设计规范，高速公路及一、二级公路采用5.0米。
4工程实例分析
4.1 工程概况
某城镇用地位于一面坡的山地上，地势东、西、北高南低，紧邻隧道，自然地形为一“U”形小山窝，被冲沟切割，现状有鱼塘，110kV、10kV高压线走廊，纵断面平均坡度20%，与红石路高差7.8m，占地22469m2（最长300m，最宽120）。通过对用地地形、现状全面分析，为了使道路不超过最大容许纵坡度，不需要进行很大的土方工程，保护自然生态环境，道路系统形式充分结合地形采取自由式。主要道路呈“之”形，采用大坡度，因纵向“之”路的转折处是支路的最佳连接点，从而形成水平尽端路，采用小坡度，伸入各个台地。因此一面坡用地路网为水平尽端路+纵向“之”状道路。
4.2 道路竖向设计要点
4.2.1土方工程方案
该工程地形破碎，坡度大，必须做用地改造方案，才能既满足建筑布置要求又经济、合理。一是大平整方案，即按小于3%的地面坡度，在用地范围内全面平整。此方案易于机械化施工，适应于平原建筑布置，但挖方工程量非常大，有30多m的高边坡，防护困难，场地稳定性差。二是规则坡方案，措施是削岭填谷，改高坡度为低坡度，按8%左右坡度平整，此方案建筑布置难易、土方工程量居中。三是完全结合地形把用地划分成几个台地，避免深挖厚填及深房基与桩基。此方案土方工程量最小，施工工期最短，综合造价最低，最能体现山地城镇错落有致、高低起伏特色等。最后确定选用第三方案。由于场地平整充分结合地形，呈多坡向、不规律变化，土方计算不宜采用断面法来进行计算。为了提高精度，需要采用10m×10m的方格网计算法。
4.2.2排水
由于用地是一面坡，东、西、北面高，南面低，竖向布置方式为台阶式，为防止东、西两侧山坡雨水进入花园内，在东、西两侧边坡上设截水沟，场地内采取明沟+暗管排水方式。因道路纵坡大，排水迅速，如采用平原城市常见的雨水口型式，大气降雨量稍大一点，雨水就越过雨水口往下游流，雨水口拦截雨水的作用不大，从而加重下游城市道路排水的负担，影响城市道路正常使用，严重的使城市交通瘫痪。采取提高路面粗糙度，降低水流速度，缩小雨水口宽度，加大雨水口长度的办法可以大大提高排水效果。
4.2.3高差利用
山地城镇居住区道路与其他用地，在多数情况下存在高差，利用高差能比较容易解决在不同高程上组织通向建筑物的进口道路、出入口及工程管线的引入口等问题。在居住区内修建各种用途的大型地下或半地下建构筑物，常利用能为多层建构筑物组织不同高程出入口的道路陡坡特点，从斜坡方向设置进入这些建构筑物的出入口，能够省略或者减少设置竖向交通的费用，并可大大减轻解决排水及防止地下水渗入建构筑物的问题。该工程西南端办公楼利用南面红石路与西面规划华新分流路的高差分层入口，既解决三层商业店面交通问题又不影响首层停车库使用。
结束语
综上所述，山地城镇竖向设计属于一项复杂且综合性极强的工作没人，其是否经济科学合理，不仅关系到竖向设计质量水平，也关系到山地城镇的面貌。因此在具体开始山地城镇道路竖向设计时，需要结合山地城镇的具体状况，设计多种方案进行比对，确保在充分以及合理利用自然地形的基础上，使得竖向设计能够取得更为完美和安全的效果，切实提升土地利用率，降低工程造价，满足建筑物的布置要求。
参考文献
[1]郭智明.山地城镇道路规划设计重点、难点问题及其对策的探讨[J].低碳世界，2016，（14）：200-201.
[2]奚健.山地小城镇道路网整体设计思考[J].市政技术，2015，（01）：33-36.
[3]畅芬叶.以柳林县成家庄镇为例谈山地城镇道路网布局[J].山西建筑，2012，（34）：164-165.
[4]曾国全.山地旅游城镇道路规划设计探析——以昆明市西翥生态旅游实验区道路规划为例[A].中国城市规划学会.多元与包容——2012中国城市规划年会论文集（05.城市道路与交通规划）[C].中国城市规划学会：，2012：10.
[5]黄华华，李量.山地城镇道路设计常见问题及技术要点研究[J].城市道桥与防洪，2012，（08）：118-121+383.
论文作者:史瑞锋
论文发表刊物: 《建筑学研究前沿》2017年第10期
论文发表时间:2017/9/26
标签：山地论文; 城镇论文; 道路论文; 城市论文; 地形论文; 坡度论文; 高差论文; 《建筑学研究前沿》2017年第10期论文;