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控规中工程地质数据库应用初探

2014-12-25尤玉琴郑付涛

城市建设理论研究 2014年37期
关键词:常州市工程地质数据库

尤玉琴 郑付涛

摘要:编制城乡规划,应当具备勘察、地震、水文、环境等基础资料,城市规划编制工作分为总体规划、详细规划二阶段,其中详细规划又分为控制性详细规划(简称控规)和修建性详细规划(简称修规)。在编制城市总体规划时一般都对区域地质情况都有所引用及评价,修规中也做规划勘察报告或者可行性研究调查报告,但控规中,目前引入地质因素作出分析评价的案例较匮乏,本文试图在控规编制时加入此项内容,为决策、开发者提供参考依据

关键词:控规 地质数据库 应用

中图分类号:O434文献标识码: A

引言:控规由城市人民政府审批,规划局代表市政府履行职责。根据土地的使用功能,通过拍卖等方式,为开发者使用。在控规的编制阶段,有责任和义务在指导性指标中,提示地块内存在的对影响地块使用的地质问题。比如,某控规地块可能有地裂缝分布,但控规的指导性指标中未作以提示,土地拍下土地,经过地质灾害评估后才了解地块内地裂缝的影响问题,造成开发成本不可预见的损失,以及开发计划的延长,致使一些与规划和土地相关的部门与开发者之间产生不必要的矛盾或纠纷。若控规编制时,对地块内存在的地质问题先行了解并进行提示,将可以避免此类问题。

1、常州地质特点

常州市地处长江三角洲冲积平原,水文地质、工程地质及环境地质大致有以下几个特点:

1、水文地质情况较复杂,浅层承压水含水层埋深浅深不一,从浅部埋深5m到缺失;

2、第四纪地质情况也较复杂,新近沉积土在一定范围内分布,局部地区的松软土层埋深可达地面下数十米左右;

3、由于印染、造纸、化工类等具有污染性企业三废的偷排、偷埋,以及垃圾场中具有腐蚀性液体通过渗透,致使地下水土一定程度的污染或形成了潜在的污染;

4、不良地质灾害局部地区有所发育,其中影响范围最广、影响程度严重的主要凸显为地面沉降及地裂缝现象;另外也可能存在着小范围的山体滑坡、崩塌,以及由于局部的地下煤矿开采可能形成的地下采空区等;

5、常州市区及邻近地区地质构造复杂,分布有数量众多的隐伏断裂。

以上存在的地质问题,都可能对土地的使用造成一定限制及不良的影响。

2、国内城市工程地质智能分析方面现状

在工程建设适宜性分析方法研究方面,龚士良(1994)分析了上海浦东新区地基土的工程地质特性,根据土层组合划分了地质结构,对建筑适宜性进行了评价。叶筱菊等(2001)用模糊模式识别的方法,用多因子综合评价场地适宜性,编制了南京市江宁区工程地质适宜性图。曹继勇等(2007)在宏观地质研究的基础上,对北京市岩土体工程性质、分布规律、地质构造及工程地质特征进行了分析研究,根据地形地貌、地质构造及岩土工程性质等方面将北京市地基按照程建设条件划分为良好场地区、基本良好区、中等区和较差区,并对北京市地质条件及对工程特别是地下工程建设的适宜性进行了评价。王珊珊(2007)以镇江市为例,选取城市工程地质环境研究中的重要组成部分—场地工程建筑适宜性区划作为研究对象,分析工程建设层的性质并计算承载力,建立不同高度建筑物适宜性的评价体系,从地基承载力和经济适用性角度对评价指标定量化,通过建立聚类分析模型对叠加结果进行分类,划分不同高度建筑物的适宜区,完成评价。实现过程中,引入DPS数据处理系统处理钻孔资料及物理力学指标数据,进行数据的统计分析,保证了原始数据的有效性。以GIS为实现平台,利用空间分析模块对评价指标进行栅格计算,解决工程地质编图仅靠直觉经验综合分析多信息的局限性[4]。

工程地质智能系统的建立是今后一段时期内的必然趋势,这方面已经开展了大量的理论层面的研究工作,但由于专业差异等原因,与控规结合的应用上还不够,从应用、服务于规划工作的方面需进一步探索和实践。

3、基于常州工程地质数据库智能系统

常州市于2011年完成工程地质数据库智能系统”(以下简称“数据库智能系统”),该数据库智能系统从应用、服务于规划为目的。参考了国内一些城市初步成库的经验。从高标准、高要求的角度,与国内著名高校同济大学为合作单位,聘请南京大学为监理单位,建立了以GIS为框架、基于ArcGIS系列平台和Oracle数据库为主的数据库智能系统,实现了智能化、可视化、标准化及数据集成。

其次数据库智能系统汇集了常州市大部分区域的水文地质、工程地质及环境地质资料。另外,参与部门广,包括常州市规划局信息中心、常州市测绘院、常州市规划设计院、同济大学、南京大学等。将分散于各个部门的地质资料进行了标准化整合,且资料一直维持着有计划的更新状态。

4、研究方法

4.5.1需求分析法(问卷调查)

为了让规划专业能够更多的了解地质数据库成果内容,同时为了数据库成果内容更好的服务于规划的编制工作,课题首先从需求调查着手,采用问卷调查的方法。首先对数据库智能系统生成的地质成果进行归类总结,形成问卷后,对规划编制人员进行问卷调查,然后对调查结果进行数据统计分析,把分析的结论做为问题重点引入控规指标中去。

4.5.2专家咨询

咨询专家对控规与地质因素结合的意见,补充问卷调查可能的不足之处。将意见及建议整理分析后纳入研究成果。

4.5.3技术路线

根据研究方法,制定技术路线。

5地质因素指标分析

5.1 需求问卷调查的指标

数据库智能系统成果丰富,大致分为以下几类:水文地质图件、工程地质图件、环境地质图件等,为了控规编制者便于对上述概念的理解,经项目组人员讨论,并咨询专家后,将上述成果做以下分类:①影响工程建设的浅层承压水;②松软土地层分布,③地面高程与天然防洪能力关系,④已污染的地下水土区域,或潜在的地下水土污染源分布,⑤地震砂土液化情况,⑥地裂缝分布,⑦区域性地面沉降,⑧山体的滑坡、危岩崩塌,⑨地下煤矿采空区,⑩对地震影响最大的全新活动断裂带。

5.2 地质因素应用于控规分析

5.2.1控规编制人员关注程度较高的地质因素分析

(1)、地面高程与天然防洪能力关系(含区域性地面沉降)

常州市区内地形以平原为主,地势平坦,河网分布丰富。受降雨和地形地貌影响,历史上常州市洪涝灾害频繁。其中1991年洪灾最为严重,京杭运河常州站最高水位3.62m,且长时间持续高水位。由此可见防洪安全的重要性。

控规时,室外地坪标高一般结合用地性质、景观要求、现状周边高程等数值,同时根据《常州市市区防洪设施布局及地面高程控制规划》中的要求对地块内室外地坪标高进行综合分析,加上一定年限的地面沉降量。例如某控规地块位于地面沉降速率>20mm/年的区域,20年后,地块的室外地坪标高,已经下沉了约20mm×20年=0.4m。故设计室外地坪标高可以采用下式进行控制:

(2)、已污染的地下水土区域,或潜在的地下水土污染源分布

地下水土污染是近年来人们才逐渐关注的问题,显现的问题也越来越突出,最近搜狐网站报导的《中国大量毒地被开发为住宅用地 官方隐藏数据》、《毒地"净化"千亿神秘生意》、《"毒地"之上,安筑广厦万千?》等文章即披露了此类问题。由于印染、造纸、制药、化工类等具有污染性的企业的偷排、偷埋,以及乱堆的垃圾场中具有腐蚀性液体通过渗透,致使地下水土一定程度的污染或形成了潜在的污染,处理污染成本大,难度高,而修复越往后拖延,投入的修复资金就越高,付出的代价就越大。为避免此类的问题出现,可以从土地出让前的控规阶段着手,调查原地块的用地性质,提示地下水土污染的可能性。

(3)、地裂缝分布

地裂缝是常州市影响范围最广、经济损失最严重的地质灾害类型之一,地裂缝主要由特殊的地质构造引起及地面不均匀地面沉降引起。地裂缝主要分布在常州市第三制药厂、湖塘田舍村以及漕桥镇。始发于上个世纪80年代末期的横林地裂缝造成的直接经济损失在2000万元以上,间接经济损失也在2亿元以上[6]。鉴于地裂缝的危害性,控规地块若处在地裂缝的易发區域时,建议控规指标中提示相应的部门做好相关调查工作。

(4)、山体的滑坡、危岩崩塌

常州市区丘陵山地占区域面积的1.3%左右,主要分布在新北区和武进区。由于不合理的开山采石,严重破坏了常州市区有限的山地资源和生态环境,同时也导致了滑坡、危岩崩塌等地质灾害,造成了较大的经济损失[5]。故建议控规地块内若可能存在山体的滑坡、危岩崩塌现象时,建议控规指标中提示相应的部门做好相关调查工作。

(5)、地下煤矿采空区

地下矿层采空后形成的空间称为采空区,由此采空区上方覆盖的岩层将失去支撑,原来的平衡条件将被破坏,致使上方岩层产生移动变形,直到破坏塌落,最后导致地表各类建筑物(包括线路、桥涵等)变形破坏,甚至倒塌,另外也会使地表大面积下沉,凹陷,具有一定的危害性,目前还未搜集到常州市有关采空区资料。若控规地块内原为地下煤矿开采区域,提示相应的部门做好相关调查工作是非常必要的。

(6)、对地震影响最大的全新活动断裂带分布

根据相关地震资料推测,从常州主城区通过的规模较大、活动性较新的第四纪隐伏断裂可推断为6条,均为推测数据,只能供参考使用,常州市目前还未探明是否存在全新活动断裂带分布。数据库智能系统的建设后期,将一直关注此项进展及有关资料更新情况,并将成果更新入库。当控规地块或周边存在全新活动断裂带时,应提示修规或开发使用时加以注意。

5.2.2控规编制人员关注度较低的地质因素分析

(1)、松软土地层分布

常州部分地区分布有松软土,局部地区松软土深达地面下数十米,对工程建设特别是深大基坑的开挖有一定的影响。可通过成熟的地基处理方法(例如桩基础进行处理),易于整治。控规指标与技术规定中,通常要求地下建筑后退建设用地边界距离(设为L)及地下空间开挖深度(设为H)的要求,并提出了L与H之比的要求,一般为不小于0.5,若能够提示在修规前调查地块周边分布的现状地下建构筑物及地下管线等,根据调查的情况,修规编制可将地下空间的边界与深度做到更加合理,对于此点,可以做更进一步的讨论研究。

(2)、地震砂土液化情况

常州市沿长江在圩塘、魏村及江心洲一带15m以内分布有新近沉积的粉土、粉砂层,结构松散、厚度一般小于10m,饱水,容易产生砂土液化[5]。工程建设中可通过简单的地基处理(例如桩基)来消除液化[8],易于整治,分析认为在控规指标中可不予以提示。

6、控规中地质状况的应用

控规编制时,需运用地质数据库对控规地块内存地质问题进行初步了解和判断,并作出提示,结论在控规文本或图示中反映。具体如下表所示。

接口 序号 地质影响因素 控规例句

室外地坪标高 1 地面高程与天然防洪能力关系(含区域性地面沉降),当地块内地面沉降速率>0mm/年时 受地面沉降的影响,黄海标高应为**m

其他地质灾害影响复查要求 2 已污染的地下水土区域,或潜在的地下水土污染源分布。调查原地块的用地性质,若存在污染类的企业或具有污染性的垃圾场时 宜请环保部门做环境影响评估报告,复查地下水、土质污染的状况

3 地块内可能存在地裂缝分布时 宜请测绘部门检测可能产生的地裂缝影响

4 地块内可能存在山体的滑坡、危岩崩塌时 宜请测绘部门复查山体的可能存在滑坡、危岩崩塌的影响

5 地块内可能存在地下煤矿采空区时 宜请相应部门复查地下煤矿采空区的影响

6 地块内可能存在全新活动断裂带分布时 宜请测绘部门复查可能出现全新活动断裂带的影响

地下建筑后退建设用地边界距离及地下空间开挖深度 7 当在控规地块周边环境复杂的情况下,若基坑开挖边界距离周边建构筑物、管线或预留的地下开发空间(例如地铁、地下商业街)距离较近时 宜请相应部门复查周边环境对地下空间开发的影响

数据库智能系统中涵盖了以上大部分的地质影响因素,控规编制时可通过系统调阅、部门调研、现场踏勘等方式获取相关地质资料。

7、结语

本研究课题以常州市具体情况为例,分析阐述了在控规编制中需考虑的地质因素的影响。希望在今后的控规编制阶段,能够引入地质影响评价。由于我国各地的地质条件各有不同,也希望借此课题能够为全国的控规编制者提供一个全新的思路。

此外,本课题只对控规阶段提出了地质因素的应用,希望在今后能够探索和总结出地质因素在专业规划中的应用,例如地下空间开发利用规划、城市抗震防灾规划、轨道交通规划等,更好的服务于规划的编制。

参考文献

[1]《中华人民共和国城乡规划法》

[2]《城市规划编制办法》及实施细则

[3]《城市规划工程地质勘察规范》(CJJ 57-94)

[4]《常州市工程地质数据库智能系统 研究大纲》同济大学 上海同岩土木工程科技有限公司 2008.11

[5]《常州市市区防洪设施布局及地面高程控制规划》(工程编号2008-GZ-013)

[6]《常州市地质灾害调查与防治规划》江苏省地质调查研究院 2004.8

[7]《岩土工程勘察规范2009年版》(GB50021-2001)

[8]《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)

[9]《城市规划基本术语标准》GB/T 50280-98

[10] 常州市城市总体规划(2008—2020)

[11]《常州市工程地质数据库智能系统应用于控规的探索及研究》郑付涛《2014年城市发展与规划大会论文集》

【作者简介】

尤玉琴,女(1961-),常州市规划设计院高级城市规划师。

郑付涛男(1978-)常州市规划设计院高级工程师。

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