城市地下空間可開發(fā)程度評估研究

王田丁 李曉昭 周丹坤 顧倩 范冠宇 周權(quán)平

0 引言

城市化水平的提高，引發(fā)了一系列城市問題。地下空間的開發(fā)成為了解決此類問題的不二選擇。與地面空間相比，地下空間的開發(fā)具有不可逆性，同時成本較高，因此，合理的規(guī)劃具有更加重要的意義。

研究城市地下空間的可開發(fā)程度具有重要的意義，結(jié)合開發(fā)難度以及社會需求就能對一個城市進行客觀的評估，對各個區(qū)域的適宜性進行判別。本文對地下空間規(guī)劃中可能存在的一些問題進行探討和分析。

1 地下空間開發(fā)的制約因素

地下空間的開發(fā)受到水源保護，文物保護，地面建筑，不穩(wěn)定江岸等多方面的影響。本文將針對這些制約地下空間開發(fā)的因素進行詳細分析。

1.1 水的保護

城市水域?qū)Τ鞘芯坝^、生態(tài)和文化傳承等方面具有重要作用，在城市規(guī)劃中一般采取保護性開發(fā)。城市水體對地下空間開發(fā)適宜性的影響主要體現(xiàn)在：水下地下空間開發(fā)會面臨突、涌水的危險，工程難度大、風(fēng)險高;地下空間的施工和運行還可能導(dǎo)致水域局部生態(tài)環(huán)境破壞，并可能產(chǎn)生水體污染、地面沉降、地面塌陷等問題。

近些年來，隨著技術(shù)的進步，出現(xiàn)了越來越多的水下工程，如南京的玄武湖隧道以及杭州的西湖隧道。在水下開發(fā)地下空間面臨的不僅僅是技術(shù)難題，更重要的是環(huán)境問題。在建造地下空間為人們提供便利的同時不能破壞原有的自然環(huán)境。濟南被稱為“泉城”，泉水保護成為了制約地下空間開發(fā)的一個重要因素。《濟南市名泉保護條例》[1]等規(guī)定在很大程度上限制了濟南市地下空間的發(fā)展。

地表水體對淺層地下空間的影響有著重要的影響，而隨著深度的增加，地表水體的影響越來越小，地下水成為了更主要的因素。水體特征、其與主干路網(wǎng)關(guān)系，水域地下空間頂板覆土厚度要求的不同也影響了淺層地下空間資源開發(fā)的潛力。

1.2 文物保護

歷史文物保護是地下空間開發(fā)中不可回避的一個問題，其中最主要的是古文化遺址、古墓葬、古建筑、石窟寺、石刻、壁畫、近代現(xiàn)代重要史跡和代表性建筑等不可移動文物。《中華人民共和國文物保護法》[2]第十七條指出，文物保護單位的保護范圍內(nèi)不得進行其他建設(shè)工程或者爆破、鉆探、挖掘等作業(yè)。因此，規(guī)劃部門在進行規(guī)劃時更傾向于將歷史文物以下地下空間列為限制開發(fā)區(qū)甚至禁建區(qū)。

國外存在著很多歷史文物下開發(fā)地下空間的先例，其中最著名的就是巴黎市中心的盧浮宮。在缺乏擴建用地，原有的古典建筑必須保持，無法實現(xiàn)擴建要求的情況下，設(shè)計大師貝聿銘利用被宮殿建筑包圍的拿破倫廣場下的地下空間容納了全部擴建內(nèi)容，成功地對古典建筑進行了現(xiàn)代化改造，從而可以容納更多的游客。由此我們可以看出，文物下的地下空間并不是不能開發(fā)，開發(fā)的前提是不能影響原有的文物。

西安是著名的“十三朝古都”，擁有大量文物和古遺址，其地下空間的開發(fā)值得其他城市借鑒。西安市文物局為地鐵施工提出了最苛刻的要求：鐘樓臺基地表最大沉降量不超過 -5 毫米，局部傾斜不超過0.0005的沉降變形控制標(biāo)準(zhǔn)。城墻范圍地表最大沉降量控制標(biāo)準(zhǔn)+5—-15 毫米，局部傾斜不超過0.001的沉降變形控制標(biāo)準(zhǔn)。后期多次監(jiān)測顯示，鐘樓左線最大沉降量1.4毫米、右線最大沉降量0.21毫米，均符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

在地下空間開發(fā)中，不能簡單地將文物保護區(qū)域劃分為禁建區(qū)，原則上文物保護區(qū)是要限制開發(fā)的，對于重大工程更需要立案進行分析，慎重開發(fā)。西安地鐵的案例提供了很好的指導(dǎo)，可以根據(jù)歷史文物的重要性以及穩(wěn)固性設(shè)定一定的保護標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)確定什么深度以下可以進行地下空間的開發(fā)。這需要國家宏觀上的政策結(jié)合各地實際情況制定相應(yīng)的規(guī)范。

1.3 地面建筑的制約

不同的用地類型及建筑類型對地下空間開發(fā)的適宜性也具有很大的影響。不同的建筑對地下空間的影響是不同的。建筑物的荷載由基礎(chǔ)傳遞到地基，并擴散衰減于周邊更深更遠的巖土中，建筑物周邊地下空間資源的開發(fā)將導(dǎo)致巖土體中應(yīng)力場的重新分布，因此地面建筑物的存在給地下空間開發(fā)造成顯著制約，增加了地下空間開發(fā)的工程難度。分析建筑物對地下空間資源的影響深度和程度具有重要的現(xiàn)實意義。各類建筑基礎(chǔ)對地下空間資源影響深度分級見表1[3]。

由于地下空間的不可逆性，現(xiàn)有的地下空間與后續(xù)的地下空間規(guī)劃之間存在著一定的矛盾，后期規(guī)劃需要避讓原有的地下空間，增加了開發(fā)難度。新增建設(shè)用地區(qū)，諸如新規(guī)劃的開發(fā)區(qū)在進行地下空間開發(fā)時，應(yīng)采用地上地下統(tǒng)一規(guī)劃，統(tǒng)一開發(fā)的方式，提高土地利用效率。

1.4 不穩(wěn)定江岸

有些區(qū)域是必須避讓的，比如活斷層附近，不穩(wěn)定江岸等?！吨腥A人民共和國河道管理條例》[4]規(guī)定，城鎮(zhèn)建設(shè)和發(fā)展不得占用河道灘地。長江下游及河口段侵蝕、淤積作用強盛，部分河段河床演變劇烈[5]。不穩(wěn)定江岸區(qū)域禁建的原因在于：首先，該區(qū)域土層工程性質(zhì)較差且地下水水位較高，給地下空間施工造成一定的困難;其次，地下空間的開發(fā)可能會破壞護岸工程、堤壩等原有的平衡，在地下空間施工或使用中出現(xiàn)問題可能會帶來嚴(yán)重的連鎖反應(yīng)。

除非是重大線性工程必須得經(jīng)過，一般情況下禁止在此區(qū)域進行地下空間的開發(fā)，而經(jīng)過的線性工程必須進行嚴(yán)格的論證，施工過程中做好防護，后續(xù)運營中也要做好監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

2 結(jié)語

城市地下空間開發(fā)適宜性的評估在注重開發(fā)難度的同時，也應(yīng)該考慮城市水體、文物保護、用地類型、不穩(wěn)定江岸以及特殊資源稟賦等因素對其可開發(fā)程度的影響。在開發(fā)中，類似于構(gòu)造帶、不穩(wěn)定江岸等影響極大的因素應(yīng)進行回避，原則上禁止開發(fā)，重大工程需要進行詳細的論證并做好防范措施。地下空間的開發(fā)應(yīng)兼顧文物保護與城市發(fā)展需求，在不破壞文物的前提下慎重開發(fā)。城市水體、用地類型等對于不同深度有著不同的影響。同時，我們必須意識到，地下空間的規(guī)劃不僅僅是由開發(fā)適宜性決定的，社會經(jīng)濟因素也起著至關(guān)重要的作用，有需求同時適宜性高的地方綜合質(zhì)量更高。

參考文獻：

[1]《濟南市名泉保護條例》.

[2]《中華人民共和國文物保護法》.

[3]童林旭.地下空間與城市現(xiàn)代化發(fā)展[M].中國建筑工業(yè)出版社，2005.

[4]《中華人民共和國河道管理條例》.

[5]黃家柱.遙感與地理信息系統(tǒng)技術(shù)在長江下游江岸穩(wěn)定性評價中的應(yīng)用[J]. 地理科學(xué)， 1999， 19（6）：521-524.