杭州地下空間發(fā)展展望與研究

章立峰，閆自海，彭加強(qiáng)，胡賢國(guó)

(中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江杭州 300014)

0 引言

杭州是一座因水而生、因水而立、因水而興、因水而名、因水而強(qiáng)的城市。近年來(lái)，隨著城市的進(jìn)一步發(fā)展，杭州部分區(qū)域的行車難、停車難問(wèn)題日益突出，挖掘相關(guān)資源適應(yīng)城市的快速發(fā)展顯得尤為迫切。

近代的杭城依湖而建，形成了城在景中、景在城中的格局。為適應(yīng)未來(lái)，杭州適時(shí)提出由“西湖時(shí)代”向“錢江時(shí)代”轉(zhuǎn)變，為重塑“杭州新天堂”的夢(mèng)想奠定了深遠(yuǎn)的基礎(chǔ)。

根據(jù)《杭州市城市總體規(guī)劃(2001—2020年)》(2014年修訂)［1］，杭城空間結(jié)構(gòu)調(diào)整為“一主三副、雙心雙軸、六大組團(tuán)”的城市格局。一主，一個(gè)主城;三幅，三個(gè)副城，江南副城、下沙副城、臨平副城;雙心，湖濱區(qū)域、武林廣場(chǎng)區(qū)域;雙軸，東西向以錢塘江為軸線，南北向以主城——江南城為軸線;六大組團(tuán)，良渚組團(tuán)、瓶窯組團(tuán)、余杭組團(tuán)、臨浦組團(tuán)、瓜瀝組團(tuán)及義蓬組團(tuán)。

發(fā)展是永恒不變的主題，杭城的發(fā)展與世界其他城市發(fā)展方向是一致的，未來(lái)城市的競(jìng)爭(zhēng)力取決于能否把所有的有形網(wǎng)絡(luò)(如基礎(chǔ)設(shè)施)、無(wú)形節(jié)點(diǎn)(如經(jīng)濟(jì)、信息等)與世界進(jìn)行有機(jī)連接，并創(chuàng)新開(kāi)發(fā)協(xié)同作用。作為城市自身而言，其內(nèi)各節(jié)點(diǎn)(區(qū)域中心、綜合體)自身孤立發(fā)展已不能滿足時(shí)代的需求，必須緊密聯(lián)系。毫無(wú)疑問(wèn)，地下空間是城市有形實(shí)體網(wǎng)絡(luò)連接的有效載體，是實(shí)現(xiàn)城市自我健康發(fā)展的便捷途徑。城市，讓生活更美好。如果把城市作為一個(gè)有機(jī)生命體，它的活力不僅體現(xiàn)在地面空間的拓展上，地下空間的開(kāi)發(fā)利用和有機(jī)的聯(lián)系更能突顯城市生命體特征的內(nèi)涵。

1 城市與地下

土地資源，作為城市發(fā)展最核心的載體，越來(lái)越緊張。目前杭州土地資源開(kāi)發(fā)模式已由早期的“粗放型”轉(zhuǎn)向“精細(xì)化、集約化”。在此背景下，地下空間資源作為城市資源的重要組成部分，越來(lái)越受到?jīng)Q策者的青睞。

1.1 地下交通設(shè)施

1.1.1 杭州路網(wǎng)格局

杭州由于三面環(huán)山一面城的地形地貌，城市交通存在以下3方面特點(diǎn)。

1)路網(wǎng)缺失。由于西湖風(fēng)景區(qū)的存在，主城區(qū)第3象限路網(wǎng)缺失，東西向和南北向交通需通過(guò)市中心轉(zhuǎn)換，使得城區(qū)交通壓力日益嚴(yán)峻。杭州路網(wǎng)架構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 杭州路網(wǎng)架構(gòu)圖Fig.1 Road network of Hangzhou

2)跨江發(fā)展。目前主要過(guò)江通道為“五橋一隧”，隨著跨江發(fā)展的推進(jìn)，過(guò)江交通量接近飽和，現(xiàn)有過(guò)江通道難以滿足需求，新建過(guò)江通道的需求尤為迫切。

3)組團(tuán)發(fā)展需求。隨著“一主三副六組團(tuán)”格局的發(fā)展，現(xiàn)狀交通路網(wǎng)難以滿足城市組團(tuán)協(xié)同并進(jìn)的需求。

從交通的發(fā)展前景看，杭城正在以“二繞、四縱、五橫”主干路網(wǎng)完善為基礎(chǔ)［2］，落實(shí)公交“三優(yōu)”(公交優(yōu)化、公交優(yōu)先、公交優(yōu)秀)，緩解交通“兩難”(出行難、停車難)。

1.1.2 城市快速路網(wǎng)及主干道建設(shè)現(xiàn)狀

目前杭州的城市快速路和主干道路網(wǎng)正在逐步完善，主要體現(xiàn)在以下3方面。

1)解決路網(wǎng)缺失問(wèn)題。早期建成的環(huán)西湖隧道群，如靈溪隧道、五老峰隧道、吉慶山隧道等，初步解決了景區(qū)周邊的交通問(wèn)題;隨著城市的發(fā)展，大量通勤交通由景區(qū)道路承擔(dān)，造成了景區(qū)品質(zhì)的急劇下降。為完善路網(wǎng)缺失，分流景區(qū)過(guò)境交通，紫之隧道等工程已開(kāi)工建設(shè)，古望隧道也進(jìn)入研究階段。

2)解決城區(qū)“行車難”問(wèn)題。環(huán)城北路地下通道正在實(shí)施，文一西路地下通道也即將開(kāi)工，同時(shí)天目山路改造提升工作正在開(kāi)展前期研究。

3)解決跨江交通問(wèn)題。慶春路隧道、錢江隧道等已經(jīng)建成，望江路隧道正緊鑼密鼓的開(kāi)展相關(guān)前期工作，同時(shí)青年路隧道也提上議事日程。

1.1.3 軌道交通建設(shè)

杭州地鐵初期規(guī)劃總計(jì)為10條線，總長(zhǎng)約375 km。目前，1號(hào)線已運(yùn)營(yíng)，2，4，5和6號(hào)線正在開(kāi)展建設(shè)或相關(guān)前期工作。杭州地下空間規(guī)劃布置見(jiàn)圖2。

圖2 杭州地下空間規(guī)劃布置圖Fig.2 Planning of underground space in Hangzhou

宏觀層面上，軌道交通作為城市交通的紐帶，連接了城市各功能組團(tuán)，順應(yīng)了城市跨江發(fā)展的戰(zhàn)略部署;同時(shí)，也引導(dǎo)了杭州市區(qū)人口和產(chǎn)業(yè)向副城轉(zhuǎn)移。微觀層面上，軌道交通串聯(lián)起了杭州各大商圈，為城市內(nèi)各節(jié)點(diǎn)的有機(jī)連接增強(qiáng)了活力，提升了站點(diǎn)周邊地下空間資源開(kāi)發(fā)利用的價(jià)值。毫無(wú)疑問(wèn)，軌道交通線網(wǎng)必將成為一個(gè)城市地下空間發(fā)展及運(yùn)營(yíng)活力的大動(dòng)脈。

1.1.4 地下靜態(tài)交通

1)發(fā)展現(xiàn)狀?！巴＼囯y”是杭州城市交通的癥結(jié)之一，據(jù)2010年數(shù)據(jù)，杭州主城區(qū)約有30萬(wàn)個(gè)停車位，汽車74.61萬(wàn)輛。杭州停車供需矛盾，主要集中在西湖景區(qū)及武林、湖濱等各大商圈。同時(shí)由于景區(qū)保護(hù)、歷史文物建筑保護(hù)、河道和水源保護(hù)等問(wèn)題，地面資源極度緊缺。因此，地面停車場(chǎng)的大量開(kāi)發(fā)不具備條件。

2)未來(lái)規(guī)劃。根據(jù)《杭州市城市地下空間開(kāi)發(fā)利用專項(xiàng)規(guī)劃》，到2020年杭州將新增地下停車庫(kù)面積3 440萬(wàn)m2，提供約68萬(wàn)個(gè)停車位，屆時(shí)杭州城區(qū)汽車將超過(guò)100萬(wàn)輛，停車供需矛盾依然緊張。為了解決杭城的停車供需矛盾，挖掘地下資源顯得尤為迫切。在市中心商圈范圍內(nèi)，結(jié)合老城的有機(jī)更新改造，充分利用公園、綠地、廣場(chǎng)等地下空間，縱向上加大開(kāi)發(fā)深度，由原來(lái)的淺層開(kāi)發(fā)，逐漸過(guò)度到中、深層次的開(kāi)發(fā)。景區(qū)內(nèi)由于地面開(kāi)發(fā)受限，可結(jié)合人防工程及相關(guān)山體工程的改造，開(kāi)發(fā)地下停車資源。

1.2 地下綜合體

綜合體是城市發(fā)展的點(diǎn)狀引擎，地下空間作為城市綜合體開(kāi)發(fā)的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)城市土地資源集約化利用和環(huán)境品質(zhì)提升的有效途徑之一。目前規(guī)劃的地下綜合體主要有:兩核，錢江世紀(jì)城、城東新城;六區(qū)，下沙新城核心區(qū)、之江新城核心區(qū)、運(yùn)河新城核心區(qū)、城北新城核心區(qū)、臨平新城核心區(qū)、鐵路南站樞紐地區(qū);多區(qū)域，其他重點(diǎn)建設(shè)地區(qū)和重點(diǎn)改善地區(qū)開(kāi)發(fā)建設(shè)地下空間的區(qū)域，包括錢江新城(二期)、錢江科技城、星橋新城、三墩北地區(qū)、地鐵七堡車輛段綜合體等。

杭州的綜合體有4類，主要為交通類綜合體、商貿(mào)辦公類綜合體、旅游類綜合體和物流類綜合體。其存在的問(wèn)題有2類:其一是內(nèi)部地下空間缺少相互聯(lián)系，建議通過(guò)地下環(huán)廊、人行通道等建設(shè)，加強(qiáng)內(nèi)部各功能區(qū)塊間的連接;其二是各綜合體相互之間業(yè)態(tài)同質(zhì)化嚴(yán)重，建議通過(guò)軌道交通線網(wǎng)(或公交快線)等措施加強(qiáng)各綜合體之間的聯(lián)系，進(jìn)行業(yè)態(tài)統(tǒng)一規(guī)劃，增強(qiáng)相互的存在。

1.3 地下市政設(shè)施

地下市政設(shè)施的重要載體是地下綜合管廊。法國(guó)文學(xué)大師雨果有一句名言:“下水道是城市的良心?！蹦敲淳C合管廊必定是未來(lái)智慧城市的表征之一。杭州是國(guó)內(nèi)率先實(shí)施電力、電信線路“上改下”的城市之一，但缺乏與其他市政管線的集約管理及協(xié)調(diào)機(jī)制，從智慧城市、有機(jī)城市的角度而言，建設(shè)地下綜合管廊是杭城發(fā)展的趨勢(shì)。

目前，杭州市區(qū)已經(jīng)在地下綜合管廊方面做了一些嘗試，但還沒(méi)有鋪開(kāi)建設(shè)。在城站地區(qū)、錢江新城核心區(qū)建設(shè)了地下綜合管廊，在大江東新城及錢江新城二期范圍內(nèi)也規(guī)劃了市政綜合管廊，其中錢江新城綜合管廊總長(zhǎng)2 161 m，是浙江省內(nèi)最長(zhǎng)的一條綜合管廊。

同時(shí)，從杭城的發(fā)展而言，應(yīng)順勢(shì)抓住城東新城、錢江新城二期、錢江世紀(jì)城、之江新城、下沙新城、城西科創(chuàng)城中心、城北中心區(qū)、城北新城中心區(qū)(丁橋綜合體)、鐵路南站等地區(qū)開(kāi)發(fā)契機(jī)，進(jìn)行地下綜合管廊統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè);否則，永遠(yuǎn)只是個(gè)夢(mèng)。同時(shí)，結(jié)合市區(qū)內(nèi)的電纜溝規(guī)劃與地下通道的建設(shè)，落實(shí)規(guī)劃紫金港路綜合管廊、莫干山路綜合管廊、拱康路綜合管溝、文一路地下隧道綜合管廊，結(jié)合軌道交通二期工程同步建設(shè)綜合管廊。

1.4 人防設(shè)施

杭州為國(guó)家一類人民防空重點(diǎn)城市，在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)展了人民防空與地下空間綜合開(kāi)發(fā)利用專項(xiàng)規(guī)劃研究。

人防工程規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)采用平戰(zhàn)結(jié)合是最重要的策略，即平時(shí)結(jié)合地下空間開(kāi)發(fā)，完善城市功能，服務(wù)城市建設(shè);戰(zhàn)時(shí)用于人員掩蔽和物資保存，從而體現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。在這點(diǎn)上，杭城體現(xiàn)得最為充分。

同時(shí)，依托廣泛的地下空間開(kāi)發(fā)，把相對(duì)獨(dú)立的地下空間和人防工程相互連接，形成地下空間開(kāi)發(fā)的整體格局，充分發(fā)掘地下商業(yè)、地下停車及地下步行系統(tǒng)等的防護(hù)潛力，建構(gòu)地下連通網(wǎng)絡(luò)，形成城市地下空間防護(hù)體系。

2 現(xiàn)狀與問(wèn)題

2.1 開(kāi)發(fā)總量與人均水平

根據(jù)文獻(xiàn)［1］統(tǒng)計(jì)，目前杭州市地下空間開(kāi)發(fā)利用項(xiàng)目4 000多個(gè)，地下空間總建筑面積約4 000萬(wàn)m2。截止2012年6月，按常住人口統(tǒng)計(jì)，杭州市人均地下空間面積6.48 m2，是我國(guó)人均面積相對(duì)較多的城市之一。

2.2 空間分布與開(kāi)發(fā)深度

杭州現(xiàn)狀地下空間分布(見(jiàn)圖3)主要集中在主城區(qū)(上城區(qū)、下城區(qū)、江干區(qū)、拱墅區(qū)、西湖區(qū)、西湖風(fēng)景區(qū)、之江度假區(qū)、經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū))內(nèi)，占總量的42.40%;外圍組團(tuán)及新區(qū)持續(xù)增加。但整體而言，城市地下空間分布較為不均衡。

地下空間開(kāi)發(fā)強(qiáng)度也以淺層為主，地下1層的開(kāi)發(fā)規(guī)模占地下空間開(kāi)發(fā)總規(guī)模的65.68%。同時(shí)，地下2層及地下3層的開(kāi)發(fā)也逐漸進(jìn)入發(fā)展階段，主要集中在新城核心區(qū)和重要交通樞紐周圍。

圖3 杭州地下空間分布圖Fig.3 Proportion of underground space of each urban district in Hangzhou

2.3 開(kāi)發(fā)功能

在地下空間開(kāi)發(fā)總量中人防地下空間占31%，普通地下空間占69%，如圖4所示。現(xiàn)有城區(qū)地下空間開(kāi)發(fā)利用的功能已多樣化，但整體來(lái)看，仍以防空地下室和地下停車庫(kù)為主，地下空間資源綜合開(kāi)發(fā)利用效益不高［3］。

圖4 杭州地下空間功能統(tǒng)計(jì)圖Fig.4 Statistics of function of underground space in Hangzhou

2.4 存在問(wèn)題

通過(guò)對(duì)杭州地下空間開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀的總結(jié)分析，主要問(wèn)題可分為2類，即政策及管理方面與功能開(kāi)發(fā)方面。

2.4.1 政策及管理方面［4］

1)法律法規(guī)建設(shè)相對(duì)滯后。為了使地下空間開(kāi)發(fā)利用及管理工作做到有法可依、有章可循，必須盡快建立并完善地下空間開(kāi)發(fā)利用管理法規(guī)體系。主要包括:規(guī)劃法規(guī)體系、建設(shè)管理法規(guī)、運(yùn)營(yíng)管理法規(guī)等。

2)運(yùn)營(yíng)管理與體制建設(shè)缺少統(tǒng)一落實(shí)機(jī)構(gòu)。目前，地下空間規(guī)劃建設(shè)及運(yùn)營(yíng)仍然是多頭管理，缺乏統(tǒng)一協(xié)調(diào)，易造成資源浪費(fèi)。由政府出面，組建地下空間開(kāi)發(fā)利用專門的管理機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)杭州城市地下空間規(guī)劃、建設(shè)以及運(yùn)營(yíng)管理等工作，是城市地下空間有序發(fā)展的必然趨勢(shì)。

3)缺少相關(guān)鼓勵(lì)及保障措施。在地下空間投融資及地鐵沿線捆綁開(kāi)發(fā)等方面，杭州尚缺乏相應(yīng)的配套政策法規(guī)支撐及保障措施。

2.4.2 功能開(kāi)發(fā)方面

1)功能性結(jié)構(gòu)有待調(diào)整。杭州市地下空間現(xiàn)狀開(kāi)發(fā)規(guī)模大，但大部分為地下停車，其他公共性地下空間開(kāi)發(fā)比例較小。

2)連通性差。除錢江新城外，現(xiàn)狀地下空間基本沒(méi)連通，且很難與附近的新建地下空間再次連通，地下空間整體開(kāi)發(fā)效益不高。

3)系統(tǒng)性有待完善。已開(kāi)發(fā)的地下空間各功能設(shè)施之間缺少統(tǒng)籌規(guī)劃。

4)地下市政設(shè)施建設(shè)緩慢。相較于國(guó)內(nèi)其他城市，杭州已建成的綜合管溝約2.6 km，大大少于同級(jí)城市，且目前還沒(méi)有對(duì)綜合管溝的設(shè)置進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃安排。

3 策略與展望

3.1 發(fā)展策略

1)突出重點(diǎn)，兼顧周邊。有效整合老城區(qū)現(xiàn)狀地下空間，以軌道交通及新城綜合體建設(shè)帶動(dòng)地下空間同步開(kāi)發(fā)。

2)交通暢通，動(dòng)靜結(jié)合。在城市主要節(jié)點(diǎn)區(qū)域提倡交通地下化建設(shè)，緩解地面交通壓力;并充分利用一些公共空間加強(qiáng)地下停車場(chǎng)建設(shè)。

3)文化傳承，重在保護(hù)。地下空間的開(kāi)發(fā)要兼顧歷史文物的保護(hù)，合理開(kāi)發(fā)地下空間。在杭州，由于西湖和運(yùn)河的世遺保護(hù)，更顯突出。

4)生態(tài)優(yōu)先，提升品質(zhì)。在重要的景觀生態(tài)地段，優(yōu)先考慮交通、市政設(shè)施等地下化建設(shè)，降低對(duì)地面生態(tài)環(huán)境的影響，提升城市環(huán)境品質(zhì)［3］。

3.2 近期展望

1)解決“兩難”問(wèn)題。杭州的“出行難、停車難”問(wèn)題，已經(jīng)影響了人們的生產(chǎn)和生活。為此，首先應(yīng)以公交優(yōu)先，大力發(fā)展軌道交通建設(shè);其次完善第3象限路網(wǎng)、加快城市道路節(jié)點(diǎn)的提升改造、發(fā)展過(guò)江通道，以解決“出行難”的問(wèn)題。同時(shí)，開(kāi)發(fā)武林廣場(chǎng)、吳山廣場(chǎng)等主城區(qū)廣場(chǎng)、公園、綠地的地下空間資源，以解決“停車難”的問(wèn)題。

2)結(jié)合新城建設(shè)，開(kāi)發(fā)地下綜合體。新城與綜合體的建設(shè)是杭州城市化推進(jìn)的主戰(zhàn)場(chǎng)，地下空間發(fā)展是其重要戰(zhàn)略。根據(jù)杭州市目前城市戰(zhàn)略推進(jìn)的速度，近期將重點(diǎn)開(kāi)展兩核、六區(qū)及多區(qū)域的綜合體建設(shè)。

3.3 遠(yuǎn)期展望

隨著整個(gè)世界發(fā)展的潮流，以有序、合理、綜合、高效地開(kāi)發(fā)和利用地下空間資源成為主流，城市的地面空間、上部空間和地下空間協(xié)調(diào)發(fā)展的立體化空間架構(gòu)必將得以實(shí)現(xiàn)。杭州最終也將形成網(wǎng)絡(luò)體系完整、功能多樣、互通互連、安全舒適、綠色環(huán)保、資源節(jié)約、環(huán)境友好、協(xié)同發(fā)展的地下城。

可以預(yù)期:遠(yuǎn)期的杭州中心城區(qū)，將會(huì)規(guī)劃建設(shè)成為一座以10條450余 km地鐵線網(wǎng)編織、串聯(lián)起300余座地鐵車站、100余座大型綜合體;六大(交通設(shè)施、綜合防災(zāi)設(shè)施、公共服務(wù)設(shè)施、市政公用實(shí)施、倉(cāng)儲(chǔ)和物流設(shè)施、能源環(huán)保設(shè)施)城市功能體系完備、空間四通八達(dá)、環(huán)境安全舒適、設(shè)施低碳生態(tài)、地下協(xié)調(diào)和諧的地下城，與地上城市共同構(gòu)成現(xiàn)代化、立體化、智慧化、國(guó)際化的新杭州。

4 工程技術(shù)方面存在的問(wèn)題與思考

在杭州地下空間開(kāi)發(fā)建設(shè)過(guò)程中，工程技術(shù)問(wèn)題也越來(lái)越多。結(jié)合杭州的地下工程，談以下幾個(gè)亟待思考與解決的問(wèn)題。

4.1 特殊地質(zhì)及工程技術(shù)問(wèn)題

杭州代表性的地層以粉土粉砂、淤泥、淤泥質(zhì)黏土為主。城東區(qū)域基本以粉土、粉砂土為主;城西區(qū)域以淤泥質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土為主(基本以中河高架為界)。粉土粉砂透水性強(qiáng)，壓縮性低，滲透系數(shù)K=10－4～10－2cm/s。淤泥質(zhì)土壓縮性高、靈敏度高、含水量高、強(qiáng)度低，含水量w=60% ～100%，壓縮系數(shù) a=0.5 ～3.0 MPa－1，黏聚力 cu=10 ～20 kPa，滲透系數(shù) k=10－5～10－8cm/s。

4.1.1 杭州地區(qū)粉土粉砂地層問(wèn)題

粉土、粉砂地層主要分布在杭州城東區(qū)域。在地下工程建設(shè)過(guò)程中，易坍塌變形，地下水作用下易產(chǎn)生流砂、突涌現(xiàn)象，對(duì)地下工程的危害極大。尤其是錢塘江北岸的砂土液化區(qū)域，地震工況下易砂土液化，抗震設(shè)防尤為突出。系統(tǒng)地開(kāi)展杭州粉土、砂土分布規(guī)律及地下工程震害研究，粉砂地層中深大基坑的設(shè)計(jì)施工方法研究，以及砂土地層相關(guān)構(gòu)筑物長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)變形規(guī)律及砂土液化治理方法的研究，為杭州地下空間建設(shè)提供專業(yè)支撐。

4.1.2 淤泥地層問(wèn)題

淤泥質(zhì)黏土地層主要分布在杭州城西區(qū)域。在地下工程建設(shè)過(guò)程中，降水困難，強(qiáng)度低，常規(guī)加固措施效果差，導(dǎo)致在工程實(shí)施過(guò)程中經(jīng)常遇到基坑隆起回彈量大，隧道掌子面穩(wěn)定性差等一系列的問(wèn)題。如紫之隧道南口的淺埋暗挖段、解放路過(guò)街地道等都遇到了變形較大的問(wèn)題。

由于區(qū)域淤泥質(zhì)地層分布面積大，周邊建(構(gòu))筑物密集，對(duì)變形控制要求極為嚴(yán)格。因此，針對(duì)類似地層的深大基坑、淺埋暗挖法、地基處理等，開(kāi)發(fā)新材料、新技術(shù)(如MJS全方位高壓旋噴)、新設(shè)備(如矩形頂管)等，是我們下一步值得探索的方向。

4.1.3 復(fù)合地層施工問(wèn)題

由于杭州部分區(qū)域靠近西湖群山，覆蓋層淺，如古蕩—天目山路區(qū)域、復(fù)興路—南復(fù)路區(qū)域，工程實(shí)施過(guò)程中常遇到“上軟下硬”復(fù)合地層的問(wèn)題，此類地層由于上下土層性質(zhì)差異極大，按常規(guī)技術(shù)實(shí)施困難。如盾構(gòu)穿越上軟下硬地層的施工控制、深大基坑的支護(hù)設(shè)計(jì)及施工技術(shù)等，都值得進(jìn)一步細(xì)化，以便更好地指導(dǎo)工程建設(shè)。

4.1.4 地下空間開(kāi)發(fā)中近接施工技術(shù)問(wèn)題

隨著城市地下空間的發(fā)展，近接施工問(wèn)題越來(lái)越顯著，地鐵、城市隧道等近距離上跨、下穿、側(cè)穿等工程項(xiàng)目也越來(lái)越多。新建工程施工對(duì)既有工程運(yùn)營(yíng)安全的影響、允許的變形量等，目前尚無(wú)明確的標(biāo)準(zhǔn)，還有待于通過(guò)工程實(shí)踐得以驗(yàn)證。

4.1.5 地下立交技術(shù)

隨著杭城交通的發(fā)展，路網(wǎng)逐步完善，受場(chǎng)地、環(huán)境等條件限制，越來(lái)越多的交通轉(zhuǎn)換通過(guò)地下立交來(lái)實(shí)現(xiàn)，由于其對(duì)地面環(huán)境無(wú)影響，地下互通立交樞紐是將來(lái)城市交通的一個(gè)發(fā)展方向。但由于隧道封閉空間和視線受阻的特點(diǎn)，地下立交型式選擇和線型標(biāo)準(zhǔn)要求高;同時(shí)由于隧道分岔段跨度大，以及大跨段與連拱隧道和小凈距隧道之間的工序轉(zhuǎn)換均十分復(fù)雜，值得進(jìn)一步思考。杭州紫之隧道地下立交效果圖見(jiàn)圖5。

圖5 杭州紫之隧道地下立交效果圖Fig.5 Effect of Zizhi tunnel in Hangzhou

以杭州市紫之隧道工程為例:杭州紫之隧道工程南起之浦路，北至紫金港路，是目前杭州修建最長(zhǎng)的城市快速路隧道，全長(zhǎng)約14.14 km，由3座4～5 km長(zhǎng)的特長(zhǎng)隧道組成。該工程屬于特長(zhǎng)隧道群，且在景區(qū)外圍保護(hù)地帶穿越，存在城市交通流量大的特點(diǎn)，導(dǎo)致了本工程環(huán)保要求高，防災(zāi)難度大。經(jīng)過(guò)多輪論證，隧道設(shè)置了6座通風(fēng)井，防災(zāi)按14.14 km/座的特長(zhǎng)隧道進(jìn)行考慮。

隧道在南北口采用“多級(jí)分流”的交通疏解方式，各設(shè)置了一對(duì)匝道，與主隧道形成地下立交。

工程的匝道與主隧道交叉口形成了跨度達(dá)25.5 m特大斷面和凈距0.3 m的小凈距，匝道隧道上跨主隧道，立體交叉部分最小凈距6 m。幾條隧道縱橫交錯(cuò)，使得隧道周邊圍巖受力極為復(fù)雜，施工風(fēng)險(xiǎn)大。杭州紫之隧道超小凈距、特大斷面布置示意圖見(jiàn)圖6。

圖6 杭州紫之隧道超小凈距、特大斷面布置示意圖Fig.6 Layout of Zizhi tunnel in Hangzhou

對(duì)于特大斷面，采用了噴混凝土+長(zhǎng)短錨桿支護(hù)洞室及CD三臺(tái)階法進(jìn)行施工。

對(duì)于超小凈距隧道，拋棄傳統(tǒng)連拱隧道的設(shè)計(jì)思路，采用各自成洞，中間加強(qiáng)的結(jié)構(gòu)形式。施工中采用少方量、少藥量、多次爆破、多次開(kāi)挖的形式進(jìn)行控制爆破。

目前主體工程施工已過(guò)半，25.5 m大跨隧道已安全成洞，控制爆破最小圍巖保留厚度約0.75 m。在后面的工作中，繼續(xù)對(duì)該段施工中存在的問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)，并反饋設(shè)計(jì)，完善好硬巖條件下地下立交及交叉口的相關(guān)設(shè)計(jì)和施工技術(shù)總結(jié)工作。

4.2 地下工程防災(zāi)問(wèn)題

在軟課題方面，結(jié)合正在進(jìn)行的城市特長(zhǎng)隧道群防災(zāi)救援研究，提出了運(yùn)營(yíng)期安全管理的相關(guān)要求。

4.2.1 長(zhǎng)大隧道防災(zāi)問(wèn)題

隨著杭城路網(wǎng)的有機(jī)更新，長(zhǎng)大地下隧道的出現(xiàn)變成必然，如目前的杭州文一西路隧道、紫之隧道、環(huán)城北路隧道等。城區(qū)長(zhǎng)大隧道的防災(zāi)問(wèn)題，目前可執(zhí)行或參考的規(guī)范主要有《建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范》、《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》、《道路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》等。對(duì)于明挖或礦山法施工隧道而言，上述規(guī)范較好的指導(dǎo)了設(shè)計(jì)與施工;對(duì)于盾構(gòu)法隧道，受工法所限，上述規(guī)范所要求的條款難以實(shí)現(xiàn)或?qū)崿F(xiàn)代價(jià)極大，在一定程度上減緩或阻礙了地下空間的發(fā)展。因此，對(duì)長(zhǎng)大隧道疏散方式、通風(fēng)排煙、結(jié)構(gòu)耐火及運(yùn)營(yíng)管理等多方面進(jìn)行系統(tǒng)研究就顯得尤為重要，以期研究成果在規(guī)范修編中進(jìn)行統(tǒng)籌考慮，更好的指導(dǎo)工程建設(shè)。

4.2.2 地下綜合體防災(zāi)問(wèn)題［5］

隨著城市的發(fā)展，綜合體(含地下空間)越來(lái)越多，其綜合防災(zāi)問(wèn)題日益突出。由于地下空間的封閉性，及綜合體的復(fù)雜性，人員疏散困難，實(shí)施救援的難度也高，災(zāi)害事故擴(kuò)展和蔓延的可能性大，一旦發(fā)生事故，極易造成災(zāi)難性后果。

相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，火災(zāi)、水災(zāi)、恐怖主義(縱火事故、爆炸事故、核生化事故等)等是威脅地下空間使用安全的主要災(zāi)害事故。

如何提升地下空間綜合體的消防、疏散以及防澇方面的能力，面對(duì)突發(fā)事件的應(yīng)急預(yù)案、應(yīng)對(duì)措施等都應(yīng)該作為重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。近段時(shí)間應(yīng)加快性能化防火設(shè)計(jì)方面的研究工作。

同時(shí)，對(duì)地下空間相關(guān)場(chǎng)所的準(zhǔn)入條件應(yīng)嚴(yán)格控制，并研究制定地下空間運(yùn)營(yíng)期間安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系和實(shí)施辦法。

4.3 景區(qū)環(huán)境保護(hù)問(wèn)題

杭州曾是良渚文化的發(fā)祥地，五代吳越國(guó)和南宋王朝建都地，歷史文化悠久。2011年6月25日，杭州西湖在第35屆世界遺產(chǎn)委員會(huì)大會(huì)上通過(guò)審議表決，正式列入《世界遺產(chǎn)名錄》;2014年6月22日，京杭大運(yùn)河在第38屆世界遺產(chǎn)委員會(huì)大會(huì)上通過(guò)審議表決，正式列入《世界遺產(chǎn)名錄》。杭州西湖、京杭運(yùn)河是世界文化遺產(chǎn)，景區(qū)范圍內(nèi)開(kāi)展地下工程建設(shè)，涉及環(huán)保、水保、文物保護(hù)等一系列問(wèn)題，對(duì)工程建設(shè)要求極其嚴(yán)格，常規(guī)的設(shè)計(jì)方案已難以滿足新時(shí)期景區(qū)保護(hù)的要求。在杭州，這種問(wèn)題顯得尤為突出。

比如研究中的古望隧道，總長(zhǎng)約9 km，東西向橫穿西湖，其中西湖湖底部分約占隧道總長(zhǎng)的1/2，西湖周邊景區(qū)占隧道總長(zhǎng)的1/4。為保護(hù)西湖環(huán)境及景觀，傳統(tǒng)的通風(fēng)設(shè)計(jì)方法已難以滿足工程環(huán)境保護(hù)的需要。因此，必須開(kāi)展靜電除塵+NO2吸附空氣凈化、土壤空氣凈化、光觸媒凈化技術(shù)研究工作。

4.4 地下空間全生命周期數(shù)字化工程

伴隨著數(shù)字與智慧城市的規(guī)劃建設(shè)與發(fā)展，地下空間信息化、智能化共享平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)，必將成為新的發(fā)展趨勢(shì)。

如何利用先進(jìn)的工程三維數(shù)字化、虛擬現(xiàn)實(shí)及信息化管理，建立城市地下空間全生命周期管理，是未來(lái)地下空間發(fā)展的趨勢(shì)，目前三維數(shù)字化已在大型水電站的相關(guān)工程中得到了廣泛應(yīng)用。

目前，正在開(kāi)展基于iELM平臺(tái)的相關(guān)工作，以期建立一個(gè)系統(tǒng)全面、功能完整的地下工程全生命周期管理系統(tǒng)，全面提升地下工程的數(shù)字化、信息化運(yùn)營(yíng)維護(hù)能力，為地下空間的相關(guān)工程提供全生命周期的數(shù)字化信息技術(shù)支撐。

5 結(jié)語(yǔ)

杭州的地下空間在未來(lái)10年內(nèi)必將有更大規(guī)模的廣泛發(fā)展，面對(duì)杭州如火如荼的地下空間建設(shè)，復(fù)雜的工程技術(shù)問(wèn)題也將越來(lái)越多。筆者從一個(gè)杭州地下工程參與者、建設(shè)者的角度出發(fā)，進(jìn)行了思考總結(jié)，以期與各位專家學(xué)者共同為未來(lái)城市建設(shè)出謀劃策。

［1］ 杭州市規(guī)劃局.杭州市城市總體規(guī)劃(2001—2020年)［EB/OL］.(2013－09－17)［2014－10－10］http://wenku.baidu.com/link?url=C4_LYWLciISWhnbH4NVOIjcvZ J9ZTcM5T-s0OCWBJ8SrBqy4RO_zwJQuYO79O_mOcBxmpq t48j1t7HqEOayVmyfU6AxzmugQQ1OoKIenPq.(Hangzhou Urban Planning Bureau.General Planning of Hangzhou(2001—2020)［EB/OL］.(2013－09－17)［2014－10－10］http://wenku.baidu.com/link?url=C4_LYWLci-ISWhnbH4NVOIjcvZJ9ZTcM5T-s0OCWBJ8SrBqy4RO_zwJQ uYO79O_mOcBxmpqt48j1t7HqEOayVmyfU6AxzmugQQ1Oo KIenPq.(in Chinese))

［2］ 杭州市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院.杭州市城市綜合交通規(guī)劃(修編)(2007—2020年)［EB/OL］.(2012－10－23)［2014 － 10 － 10］.http://www.tranbbs.com/news/cnnews/news_29163.shtml.(Hangzhou Urban Planning Design＆ Research Institute.Planning of complex traffic of Hangzhou(2007—2020)［EB/OL］.(2012 －10－23)［2014－10 －10］http://www.tranbbs.com/news/cnnews/news_29163.shtml..(in Chinese))

［3］ 杭州市規(guī)劃局.杭州市地下空間開(kāi)發(fā)利用專項(xiàng)規(guī)劃(2012—2020年)［EB/OL］.(2013－05－21)［2014－10－10］http://www.19lou.com/forum －1601 －thread－12401355633819061 －1 －1.html.(Hangzhou Urban Planning Bureau.Planning of underground space development and use in Hangzhou(2012 －2020)［EB/OL］.(2013 －05－21)［2014 －10 －10］ http://www.19lou.com/forum－1601－thread－12401355633819061－1－1.html.(in Chinese))

［4］ 麻永鋒.杭州地下空間開(kāi)發(fā)利用研究［D］，杭州:浙江大學(xué)建筑工程學(xué)院，2012.(MA Yongfeng.Research of Hangzhou underground space development and utilization［D］.Hangzhou:College of Civil Engineer and Architecture，Zhejiang University，2012.(in Chinese))

［5］ 束昱.地下空間資源的開(kāi)發(fā)與利用［M］.上海:同濟(jì)大學(xué)出版社，2002.(SHU Yu.Development and use of underground space［M］.Shanghai:Tongji University Press，2002.(in Chinese))