依托城市軌道交通帶動(dòng)地下空間開(kāi)發(fā)
宋敏華 馮愛(ài)軍 王新杰
北京城建設(shè)計(jì)研究總院有限責(zé)任公司
摘要：綜合性的地下空間開(kāi)發(fā)是解決人口、資源、環(huán)境危機(jī)的重要措施，伴隨著城市軌道交通的規(guī)劃建設(shè)，城市地下空間的開(kāi)發(fā)利用必將進(jìn)入“規(guī)模化、系統(tǒng)化、綜合化”的高速發(fā)展期。本文結(jié)合北京、上海、深圳等地的工程實(shí)例，分析了依托城市軌道交通帶動(dòng)地下空間開(kāi)發(fā)的必要性和可行性，由此提出了一系列有待研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)。
關(guān)鍵詞：城市軌道交通 地下空間開(kāi)發(fā) 關(guān)鍵技術(shù)
國(guó)際上有學(xué)者預(yù)測(cè)21世紀(jì)是全球開(kāi)發(fā)利用地下空間的世紀(jì)，人類越來(lái)越多的活動(dòng)將會(huì)轉(zhuǎn)入地下。地下空間的開(kāi)發(fā)是解決越來(lái)越嚴(yán)重的土地緊缺、環(huán)境污染、交通擁塞、能源浪費(fèi)、防災(zāi)安全等問(wèn)題的戰(zhàn)略性方向。合理利用現(xiàn)有城市的地下空間可以擴(kuò)大城市容量，城市可用面積將大大增加。在工程實(shí)踐方面，加拿大、日本、美國(guó)、法國(guó)、瑞典等國(guó)在城市地下空間利用領(lǐng)域已達(dá)到相當(dāng)規(guī)模和水平。日本等國(guó)已在探索100米深度的地下開(kāi)發(fā)。城市地下空間的開(kāi)發(fā)利用，已成為世界性的發(fā)展趨勢(shì)，并以此為衡量城市現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。1998年國(guó)家建設(shè)部頒發(fā)了《城市地下空間開(kāi)發(fā)利用管理規(guī)定》，各大城市的規(guī)劃建設(shè)者們都以新的觀念對(duì)待地下空間的開(kāi)發(fā)與利用，擬定了不少宏偉的地下工程計(jì)劃。
一、軌道交通—城市地下空間開(kāi)發(fā)的紐帶
我國(guó)城市地下空間開(kāi)發(fā)利用始于上個(gè)世紀(jì)的五、六十年代，早期的地下空間規(guī)劃僅局限于單個(gè)工程、某一點(diǎn)的建設(shè)，主要有人防工程、地下通道、地下商場(chǎng)，建于60年代的北京地鐵是以戰(zhàn)備為主、兼顧交通建設(shè)的。
進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)城市人口劇增、環(huán)境污染、城市交通擁堵的日益嚴(yán)重，加速城市軌道交通建設(shè)，實(shí)施綜合性的地下空間開(kāi)發(fā)得到越來(lái)越多業(yè)內(nèi)人士的認(rèn)同。綜合性的地下空間開(kāi)發(fā)可以起到以下作用：
提高土地利用率；
節(jié)省土地資源；
緩解中心城市密度；
人車立體分流；
疏導(dǎo)交通；
擴(kuò)充基礎(chǔ)設(shè)施容量；
增加城市綠地；
保持歷史文化景觀；
減少環(huán)境污染；
改善城市生態(tài)。
最近幾年，城市軌道交通進(jìn)入了空前發(fā)展的時(shí)期，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)48個(gè)百萬(wàn)人口以上的大城市中已有30多個(gè)城市開(kāi)展了城市軌道交通的前期工作，已建成通車的有北京、上海、廣州、天津、大連、長(zhǎng)春、武漢7個(gè)城市，15條線，線路總長(zhǎng)約400公里（含磁懸浮），在建線路有7個(gè)城市、15條線，線路長(zhǎng)度約400公里。初步預(yù)測(cè)到2010年，全國(guó)將要建設(shè)1500公里的城市軌道交通線路。城市軌道交通建設(shè)，特別是市中心區(qū)域的地下線路建設(shè)，可將許多地下開(kāi)發(fā)區(qū)連接在一起，各地下空間在平面上要統(tǒng)一規(guī)劃協(xié)調(diào)，在豎向?qū)哟紊弦惨苋紤]。
隨著城市軌道交通的建設(shè)，地鐵車站站域地區(qū)的交通可達(dá)性將得到提升，從而地鐵車站區(qū)域的城市功能將發(fā)生改變，并吸引更多的人流。為有效疏散車站地區(qū)的人流，可建設(shè)地下街連通地鐵車站與站域地區(qū)的公共建筑，形成以地鐵車站為原點(diǎn)的發(fā)散狀的地下人流步行系統(tǒng)，可最大限度地改善車站地區(qū)的城市交通和人文、自然環(huán)境，在多種公共交通的集結(jié)點(diǎn)可建設(shè)綜合交通樞紐，形成以地鐵為主的客流換乘中心。而對(duì)于北京、上海、廣州已有建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理城市軌道交通的經(jīng)驗(yàn)的城市，正在構(gòu)建城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)，已初步成為城市交通的骨架。網(wǎng)絡(luò)化的軌道交通不僅可以帶動(dòng)城市帶狀發(fā)展，更可以使帶狀相連形成區(qū)域性的總體發(fā)展。
以城市軌道交通建設(shè)帶動(dòng)城市布局優(yōu)化及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，已成廣泛共識(shí)。依托城市軌道交通的建設(shè)帶動(dòng)城市地下空間綜合開(kāi)發(fā)是一個(gè)值得深入研究的大課題。
目前北京、上海、深圳已進(jìn)行了工程實(shí)施探討。如在大型換乘站地區(qū)建設(shè)地下開(kāi)發(fā)綜合體；同步建設(shè)地下車行和步行系統(tǒng)；建設(shè)地下綜合管廊等。
二、依托軌道交通帶動(dòng)城市地下空間開(kāi)發(fā)的工程實(shí)例
（一）北京
北京目前正在進(jìn)行新一輪城市總體規(guī)劃修編，確定未來(lái)城市地下空間開(kāi)發(fā)利用為規(guī)劃重點(diǎn)之一。地下空間開(kāi)發(fā)主要規(guī)劃區(qū)域?yàn)橹匾仓行囊约俺鞘兄匾δ軈^(qū)和城市軌道交通線網(wǎng)建設(shè)所確定的主要站點(diǎn)。
根據(jù)最新一輪的北京城市軌道交通建設(shè)規(guī)劃，2004～2015年修建線路總長(zhǎng)367.1km，加上目前的運(yùn)營(yíng)線路114.1km，至2015年之前將形成481.2km運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)，城市軌道交通將成為公共交通的骨干。下表是地下空間開(kāi)發(fā)與城市軌道交通的關(guān)系：
1、北京東直門(mén)交通樞紐
東直門(mén)交通樞紐地處東直門(mén)立交橋東北角，項(xiàng)目規(guī)劃總占地約15.44公頃，其中建筑用地約9.8公頃。該工程功能非常復(fù)雜，有六種交通方式（環(huán)線地鐵、城市鐵路、機(jī)場(chǎng)線、出租車、市區(qū)及長(zhǎng)途公交車、自行車）在樞紐內(nèi)進(jìn)行換乘，規(guī)劃內(nèi)容包括：公交樞紐站、至首都機(jī)場(chǎng)的軌道交通車站、綠化廣場(chǎng)、寫(xiě)字樓、酒店、公寓、商場(chǎng)、會(huì)展中心、相應(yīng)的車庫(kù)和配套附屬管理用房等。開(kāi)發(fā)總建筑面積約70萬(wàn)平方米，樞紐總建筑面積約8.2萬(wàn)平方米。
2、北京CBD中心商務(wù)區(qū)地下空間開(kāi)發(fā)
地下空間開(kāi)發(fā)利用的整體定位是：
創(chuàng)造舒適、安全、方便的步行環(huán)境，滿足CBD內(nèi)步行交通的要求。
以適量的商業(yè)開(kāi)發(fā)帶動(dòng)地下步行系統(tǒng)的建設(shè)，豐富步行空間。
滿足各種防護(hù)設(shè)置的要求。
總體規(guī)劃框架是：
CBD地下空間規(guī)劃平面圖
一軸——地下公共空間發(fā)展軸：
東三環(huán)路南北向地下空間發(fā)展軸線。建立地下聯(lián)系通道聯(lián)絡(luò)東西方向主要的地鐵線路（1號(hào)線、14號(hào)線）。
一區(qū)——地下空間核心開(kāi)發(fā)區(qū)域：以地鐵國(guó)貿(mào)換乘樞紐為帶動(dòng)，重點(diǎn)開(kāi)發(fā)建設(shè)東三環(huán)路兩側(cè)、長(zhǎng)安街與光華路之間的CBD核心區(qū)與國(guó)貿(mào)一、二、三期工程下的地下空間。
兩點(diǎn)——地下空間主要集散點(diǎn)：地鐵1、10號(hào)線國(guó)貿(mào)換乘站和地鐵10號(hào)線、14號(hào)線光華路車站（遠(yuǎn)期有地鐵14號(hào)線光華路車站）。
三線——地下空間主要公共聯(lián)絡(luò)線：建國(guó)門(mén)外大街及建國(guó)路地下聯(lián)絡(luò)線、光華南路地下聯(lián)絡(luò)線和商務(wù)中心區(qū)東西街地下聯(lián)絡(luò)線。通過(guò)公共聯(lián)絡(luò)線，實(shí)現(xiàn)各地塊與地下空間發(fā)展軸線的連接，形成主、次有序的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
地下商業(yè)開(kāi)發(fā)規(guī)模約30萬(wàn)平方米左右。
3、奧運(yùn)公園中心區(qū)地下空間開(kāi)發(fā)
北京奧林匹克公園位于城市中軸線的北端，是舉辦2008年奧運(yùn)會(huì)的核心區(qū)域。地鐵奧運(yùn)支線沿城市中軸線縱貫穿過(guò)奧運(yùn)公園，共設(shè)四個(gè)車站。車站與中心區(qū)地下商業(yè)連接，與公交站可直接地下?lián)Q乘。整個(gè)地區(qū)地下空間開(kāi)發(fā)面積為52.6萬(wàn)平米，開(kāi)發(fā)為地下兩層，地鐵在-14.5米以下空間。
4、中關(guān)村西區(qū)
中關(guān)村西區(qū)是北京中關(guān)村科技園區(qū)的商務(wù)中心區(qū)。地鐵4號(hào)線、10號(hào)線分別從地區(qū)西側(cè)和南側(cè)外圍干道地下穿過(guò)，在地區(qū)東南角設(shè)有換乘站點(diǎn)。地下空間設(shè)有立體交通系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)人車分流，各建筑物地上、地下均可貫通。地下一層為交通環(huán)廊，設(shè)有多個(gè)出入口與單體建筑地下車庫(kù)連通。地下二層為開(kāi)發(fā)空間和市政綜合管廊的支管廊；地下三層為市政綜合管廊的主管廊。
（二）上海
上海城市軌道交通規(guī)劃共17條線路，其中中心城區(qū)為地下線路，長(zhǎng)度約480公里，共有地下車站200多個(gè)。圍繞地鐵車站周邊，開(kāi)發(fā)利用了大量地下空間，主要包括以交通功能為主的地下過(guò)街道、連接通道、換乘通道、地下車庫(kù)；以交通和商業(yè)功能并重的地下商業(yè)街、地鐵商場(chǎng)等。
1、上海人民廣場(chǎng)地區(qū)：
人民廣場(chǎng)是上海市的中心，也是最大的客流集散地，軌道交通在此形成1號(hào)線、2號(hào)線和8號(hào)線的換乘樞紐，三線通過(guò)站廳和換乘通道實(shí)現(xiàn)付費(fèi)區(qū)直接換乘，并在南京路西藏路口設(shè)置了大型下沉式集散廣場(chǎng)，以方便客流的集散以及與地面公交的銜接。廣場(chǎng)地下開(kāi)發(fā)至四層，分別是地下商業(yè)街、體育館、游泳池、音樂(lè)廳、地下車庫(kù)，均與地鐵車站連通。
2、上海世博園地區(qū)：
2010年上海將舉辦舉世矚目的世博會(huì)。為更好地體現(xiàn)“城市讓生活更美好”的主題，該地區(qū)進(jìn)行了統(tǒng)一規(guī)劃，做到功能呼應(yīng)。區(qū)域外圍有良好的道路交通條件，經(jīng)周邊道路可以快捷的進(jìn)入城市高架快速路系統(tǒng)，聯(lián)系機(jī)場(chǎng)、鐵路車站、港口碼頭、公路等對(duì)外交通設(shè)施。據(jù)分析，公共交通承擔(dān)的客流量均超過(guò)70%，其中軌道交通則達(dá)到50%。將有四條地鐵聯(lián)系世博會(huì)園區(qū)內(nèi)、外交通，在以軌道交通為核心，公共交通為主體的世博會(huì)交通網(wǎng)絡(luò)中，地下交通樞紐將成為整個(gè)交通網(wǎng)絡(luò)的錨固點(diǎn)，園區(qū)內(nèi)大型展覽館將軌道交通作為其地下部分的延伸，成為展館的一部分，乘客去乘座交通工具的過(guò)程，和游客從出站口進(jìn)入大型展館的過(guò)程也是參觀展覽的過(guò)程。
3、上海鐵路南站地區(qū)：
上海鐵路南站地區(qū)正在進(jìn)行改建，建成后的上海鐵路南站是上海西南方向進(jìn)出市區(qū)的門(mén)戶，是一個(gè)多功能的大型綜合交通樞紐，匯集有R1、M3和L1三條軌道交通線、長(zhǎng)途汽車站、近郊汽車站和公交樞紐站、出租車停車場(chǎng)等交通樞紐設(shè)施。上海南站廣場(chǎng)地下空間除滿足各種交通換乘功能，還結(jié)合地下空間進(jìn)行商業(yè)開(kāi)發(fā)以提高整個(gè)廣場(chǎng)的綜合效益。由于乘客在地下?lián)Q乘、購(gòu)物、停車及通行，吸引了大量人流至地下活動(dòng)，使得地面人車混雜的問(wèn)題得以解決，從而改善了地面環(huán)境。同時(shí)兼具解決了火車客流、城市交通客流、商業(yè)、環(huán)境及城市防災(zāi)減災(zāi)等功能。
解決好三條軌道交通線之間以及三條軌道交通線與鐵路上海南站之間的換乘方式是工程實(shí)施的核心內(nèi)容。改建后的地鐵車站與明珠線、輕軌L1線形成工字形換乘，并實(shí)現(xiàn)了與上海鐵路南站進(jìn)行“零換乘”。改建后上海地鐵一號(hào)線既有的上海南站地面站改為地下車站，移至上海鐵路南站主站房下方，并同步實(shí)施遠(yuǎn)期輕軌L1線上海南站站的土建預(yù)留工程。
（三）深圳深圳羅湖口岸（火車站地區(qū)）綜合改造工程包含地鐵設(shè)計(jì)、景觀設(shè)計(jì)、導(dǎo)向設(shè)計(jì)、周圍建筑物改造等內(nèi)容，通過(guò)建造地鐵羅湖站、地下交通層、地下通道、地面高架系統(tǒng)，形成五個(gè)層面的立體交通樞紐，著重解決了乘客出入境問(wèn)題和火車、公交、的士、地鐵、長(zhǎng)途大巴等運(yùn)輸系統(tǒng)的換乘問(wèn)題。
羅湖地下空間開(kāi)發(fā)的理念是以城市軌道交通的建設(shè)，拓展城市發(fā)展空間,建立完善的一體化交通綜合體，復(fù)合集中相關(guān)設(shè)施,使其具有整體規(guī)模優(yōu)勢(shì)。創(chuàng)造舒適、便利、安全的宜人空間。創(chuàng)造與環(huán)境相協(xié)調(diào)的節(jié)能空間。
主要設(shè)計(jì)特點(diǎn)是：
＊空間布置緊湊。
＊結(jié)合地區(qū)改造，實(shí)現(xiàn)新舊設(shè)備的改造與融合。
＊解決了雙層結(jié)構(gòu)斜向交叉的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難點(diǎn)。
＊弱電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)達(dá)到國(guó)際機(jī)場(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，可進(jìn)行信息查詢。
＊引入生態(tài)設(shè)計(jì)理念。
＊變排出為引入形成以水為主的開(kāi)放式景觀效應(yīng).
＊結(jié)合工程特點(diǎn)，采用風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)、無(wú)圍護(hù)結(jié)構(gòu)一端采用空氣幕墻的設(shè)計(jì)方案，避免了設(shè)置大面積空調(diào)機(jī)房和大量送風(fēng)量的難題，減少了運(yùn)行噪聲對(duì)周圍環(huán)境的影響。
三、需要研發(fā)的新技術(shù)
綜上所述，各大城市已開(kāi)展或正在開(kāi)展依托城市軌道交通建設(shè)地下綜合開(kāi)發(fā)體的實(shí)踐，它的主要特征是：
◎功能上的多重性；
◎空間結(jié)構(gòu)的整體性；
◎系統(tǒng)組織的有序性；
◎開(kāi)發(fā)建設(shè)的聯(lián)合性；
◎工程設(shè)施的困難性。
工程結(jié)構(gòu)由簡(jiǎn)單的矩形框架拓展為多層、多跨、多角度交叉的三維結(jié)構(gòu)體，開(kāi)挖深度最深達(dá)30米，由此帶來(lái)一系列的政策和技術(shù)問(wèn)題，筆者認(rèn)為地下空間開(kāi)發(fā)要重點(diǎn)研究以下課題：
◎城市地下空間規(guī)劃研究
地下空間開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略研究；
地下空間規(guī)劃體系研究；
地下空間開(kāi)發(fā)規(guī)模研究；
地下空間豎向分層規(guī)劃；
地下空間開(kāi)發(fā)規(guī)劃指標(biāo)體系研究；
地下空間綜合體規(guī)劃研究；
地下空間防災(zāi)規(guī)劃。
◎地下空間開(kāi)發(fā)的相關(guān)政策、法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定
◎依托城市軌道交通建設(shè)的地下綜合體的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用技術(shù)
◎地下綜合管溝應(yīng)用技術(shù)研究
◎地下空間環(huán)境控制與影響研究
◎地下空間防災(zāi)與應(yīng)急措施研究
◎相關(guān)建造技術(shù)、產(chǎn)品與設(shè)備研發(fā)
復(fù)雜地形、地質(zhì)條件下的施工技術(shù)與設(shè)備；
異形盾構(gòu)技術(shù)與裝備；
大深度、大直徑超級(jí)旋噴樁技術(shù)與裝備；
大跨度暗挖的預(yù)制塊法、預(yù)切槽法、微氣壓法；
施工降水及環(huán)境控制技術(shù)；
土體與支護(hù)結(jié)構(gòu)相結(jié)合的深基坑理論與施工新技術(shù)
◎地下空間信息平臺(tái)的構(gòu)建
相信通過(guò)建設(shè)者的不斷努力探索，依托城市軌道交通帶動(dòng)地下空間綜合開(kāi)發(fā)的實(shí)踐成果會(huì)越來(lái)越豐碩，人類居住的城市定會(huì)越來(lái)越美好！
