中心區(qū)視角下城市地下空間開發(fā)研究

宋立坤 周元成 周鑫明

(山東科技大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院，山東 青島 266510）

1 引言

城市的快速發(fā)展占用了大量地面土地資源，減少了地面空間，在城市中心區(qū)的情況更為突出。城市中心區(qū)占據(jù)整個城市的大量人力、經(jīng)濟、交通等資源，導(dǎo)致了中心區(qū)交通問題突出，人流與車流復(fù)雜交叉。城市的發(fā)展使得地面空間被無限制的開發(fā)利用，綠化減少，空氣污染嚴重［1］。地下空間的開發(fā)可以減輕地面空間的壓力，提高城

市空間容量，緩解城市交通，改善城市環(huán)境，從城市立體發(fā)展層面解決城市中心區(qū)以至于整個城市的開發(fā)問題［2］。通過從城市中心區(qū)交通壓力緩解、城市環(huán)境治理、經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展等方面的優(yōu)勢，分析了城市中心區(qū)的地下空間開發(fā)的必要性，以緊湊城市的視角分析城市三維立體建設(shè)地下空間，在解決城市地鐵建設(shè)地表沉降、城市公共空間匱乏、城市地下市政管線混亂、城市交通擁擠方面具有十分重要的意義。

2 中國城市中心區(qū)現(xiàn)狀

自上個世紀九十年代開始，我國進入城市化高速發(fā)展階段，城市化率從1991年的26.8%到2013年的53.73%，近20多年，城市化率增長了一倍多［3］。城市化率的提高是城市發(fā)展必然的趨勢。城市中心區(qū)作為一個城市形象、特色、發(fā)展的中心地段，是城市政治、交通、環(huán)境、經(jīng)濟問題最為突出的地區(qū)。

目前中國城市中心區(qū)呈現(xiàn)出的問題主要包括交通擁擠、人流車流混雜、人文環(huán)境差等。交通成為困擾城市中心區(qū)的主要因素，無法合理的疏導(dǎo)交通導(dǎo)致了路面混亂、堵車等問題。而目前國內(nèi)對于地下空間利用較好的就是建設(shè)地下過街通道和地下商業(yè)街，實行人流與車流的分離式同行，此類的交通方式合理的避免了通行混亂的狀況。但是，對于中心區(qū)車輛通過的擁擠并無太好的效果。在北京、上海、深圳等發(fā)展較為快速的國際化城市，公共交通的運行合理分擔(dān)了地面交通的壓力，對于地面車輛的疏導(dǎo)多數(shù)實行了高架橋和環(huán)城高速等車輛快速通行措施，形成了集地下、地面、高架一體的交通通行規(guī)劃。就對于解決交通問題而言，這種方案是較為合理的。但是，城市中心區(qū)是一個城市公共活動的中心，多數(shù)是集文化、政治、經(jīng)濟于一體的中心區(qū)域。過多的對于地面空間和地面以上的空間的開發(fā)會導(dǎo)致中心區(qū)地面一上空間過于擁擠，這不僅影響中心區(qū)的環(huán)境建設(shè)，在綠化方面占用了過多的用地，不利于綠化建設(shè)，從而有增加環(huán)境污染的趨勢。

3 中心區(qū)地下空間開發(fā)優(yōu)勢

地下空間的開發(fā)，對各種問題最為集中的城市中心區(qū)的發(fā)展有著至關(guān)重要的意義，不僅能緩解中心區(qū)交通壓力，而且城市中心區(qū)問題的解決會影響到整個城市的發(fā)展。以下就城市中心區(qū)地下空間開發(fā)對中心區(qū)及城市的發(fā)展具有的優(yōu)勢進行論述。

3.1 地下交通緩解中心區(qū)交通壓力

城市中心區(qū)車流量大，很容易產(chǎn)生堵車或車輛通行不暢等問題。在上下班高峰期往往造成嚴重的堵車問題，花費的時間成本占到了工作時間的八分之一左右。城市中心區(qū)往往是處于地面建筑密集，無法通過地面空間和地上空間來對交通進行分流。因此，地下交通在緩解交通壓力上起到了十分關(guān)鍵的作用。將地面交通線路全部建設(shè)到地下空間，形成無交叉暢行通道，取消十字路口區(qū)域。這不僅大大減少了因為十字路口等待所帶來的時間，而且保證了車輛的快速通行，避免了形成“長龍”型的堵車。城市中心區(qū)地下空間交通在實現(xiàn)車輛無障礙、零等待通行的同時也保證了車流與人流分離通行。

4 國內(nèi)城市地下空間開發(fā)存在問題

中國對于地下空間較為系統(tǒng)的開發(fā)利用起步較晚，主要用于建設(shè)人防工程、城市地下軌道交通、地下停車場、地下商業(yè)街等單一形式的地下工程項目。目前我國對于地下空間的利用仍然是以城市地下軌道交通為主，在建的地鐵項目基本覆蓋了全國所有的一線城市。而在建設(shè)地鐵的規(guī)劃中缺少對未來城市發(fā)展的分析，只是單純?yōu)槌鞘泄步煌ㄌ峁┙鉀Q方案并不能促進城市的發(fā)展，規(guī)劃不合理反而阻礙了城市地下空間的進一步利用。就我國城市地下空間開發(fā)所存在的問題，分別在地鐵建設(shè)、市政建設(shè)、地下商業(yè)系統(tǒng)和地下停車場建設(shè)和地下汽車隧道建設(shè)方面進行以下分析。

從立體層面上分層建設(shè)地下空間的開發(fā)方式，如下圖1所示。

圖1 地下空間分層建設(shè)示意圖

該建設(shè)方式從立體分層視角對地下空間進行開發(fā)，在建設(shè)地鐵的同時分層向上部土層開挖，分別建設(shè)城市汽車隧道和城市共同管道溝，地下商業(yè)系統(tǒng)和地下停車場。該方案的施工主要是以城市地鐵建設(shè)為基礎(chǔ)，由下至上的全面建設(shè)城市交通隧道、市政設(shè)施及公共場所。

對于地鐵建設(shè)，將其上部覆土替換為雙層地下空間結(jié)構(gòu)，認為的增加了地鐵上部空間的強度，而最上部分的地下商業(yè)系統(tǒng)和停車場處于極淺埋地層中，能夠充分分擔(dān)地層中的壓力，從而避免了上部地面空間的地表沉降問題的發(fā)生。這也是從規(guī)劃方面解決淺埋暗挖地鐵隧道的地表沉降問題。

汽車隧道和共同管道溝在同一分層中不僅對于汽車快速通行有益，而且對于市政管線問題的處理上也能做到反應(yīng)迅速，到達及時等優(yōu)點。

而位于地下空間最上層的地下停車場和地下商業(yè)系統(tǒng)作為上部結(jié)構(gòu)物，能夠承擔(dān)上部土層的壓力，從而與下部結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成完整體地下空間結(jié)構(gòu)體系，一方面優(yōu)化開發(fā)了地下空間，另一方面擺正了整體穩(wěn)定性。

對于地下空間的綜合開發(fā)利用，在豎向立體層面對其進行分層建設(shè)，能夠?qū)崿F(xiàn)地下空間建設(shè)的規(guī)模化、復(fù)合化、深層化。

5 結(jié)論與展望

⑴城市地下空間作為人類可利用的第三空間，是人類更加寬闊的生活休閑環(huán)境，能夠為保護地面環(huán)境提供有效途徑。

⑵開發(fā)城市地下空間對于解決日益擁擠的城市交通是有效的，形成大規(guī)模的地下交通系統(tǒng)不僅能夠減少交通時間成本，而且大量的溫室氣體得到控制，對解決溫室效應(yīng)問題又十分重大的意義。

⑶城市地鐵建設(shè)中存在很多難以解決的問題，新的地下空間綜合開發(fā)是建設(shè)地下空間的必然發(fā)展趨勢。在立體層面上的分層開發(fā)能夠最大限度的減少地下空間的二次開發(fā)，減少對已有地下結(jié)構(gòu)的影響破壞，同時對于解決城市淺埋地鐵隧道地表沉降問題有十分重要的作用。

⑷城市地下空間的開發(fā)投資巨大，費時費工，不能盲目規(guī)劃建設(shè)，由中心區(qū)的建設(shè)逐漸形成緊湊的不蔓延的三維立體城市是未來城市的發(fā)展方向。

[1]王成芳，孫一民.以軌道站點為核心的地下空間開發(fā)策略探[J].地下空間與工程學(xué)報，2014，10，z1:1526-1530.

[2]錢七虎.中國城市地下空間開發(fā)利用的現(xiàn)狀評價和前景展望[C].上海市地下空間綜合管理學(xué)術(shù)論文集.