城市地下道路總體設(shè)計分析

李振華，李聰

（1.長沙市公共工程建設(shè)中心，長沙 410008；2.湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院有限公司，長沙 410008）

1 引言

隨著城市化進程不斷推進，高層建筑數(shù)量持續(xù)增加，建筑規(guī)劃建設(shè)占據(jù)了大量地上空間，導(dǎo)致地上道路空間需求不足。地下道路可以在對交通空間資源合理利用的同時，優(yōu)化城市交通系統(tǒng)。地下道路設(shè)計應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范要求進行，為人們提供更加舒適、優(yōu)質(zhì)的通行服務(wù)。

2 城市地下道路設(shè)計要素

2.1 功能定位

功能定位是城市地下道路設(shè)計工作開展的前提。受區(qū)域、空間、建筑物影響較大，不同的城市地下道路的功能定位存在明顯差異。如連接地下道路的車行隧道的主要功能是確保車輛在原本道路內(nèi)直向通行，與橋上區(qū)域分流行駛；如地下道路陡坡的功能是使地上和地下的車流交匯在一條主干道路上。

城市地下道路設(shè)計需要重點考慮功能定位，也要著重考慮其與周邊環(huán)境的適應(yīng)性，結(jié)合城市管道、城市交通等實際需求，對各要素進行綜合優(yōu)化，設(shè)定具體、科學(xué)的目標(biāo)，對地下道路功能進行定位。如廣州市比較出名的臨江大道，其目標(biāo)定位除考慮通行功能之外，也對景觀要素進行了考慮。具體設(shè)計效果如圖1 所示。

圖1 廣州市臨江大道效果圖

2.2 實際條件

結(jié)合目標(biāo)需求對地下道路進行綜合設(shè)計，在明確建設(shè)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，應(yīng)對道路建設(shè)工程的技術(shù)可行性、空間可行性進行分析，結(jié)合實際條件對各要素進行規(guī)劃。該工作應(yīng)在充分調(diào)查現(xiàn)場環(huán)境、現(xiàn)場設(shè)施的基礎(chǔ)上，進一步對設(shè)定目標(biāo)進行解析。地下道路建設(shè)涉及內(nèi)容比較多，在總體規(guī)劃設(shè)計中，應(yīng)包括區(qū)域交通、公共交通、外線交通、交通安全、管道優(yōu)化設(shè)計等多方面內(nèi)容。由于地下道路設(shè)計屬于改造工程，需要對工程建設(shè)區(qū)域的實際現(xiàn)狀進行綜合分析，除了對建設(shè)區(qū)域進行調(diào)查之外，對周邊的路網(wǎng)現(xiàn)狀也要有深入的了解，包括周邊的建筑物、地鐵隧道等，判斷周邊因素是否對地下道路工程建設(shè)有直接的影響，在此基礎(chǔ)上，對設(shè)計圖進行優(yōu)化設(shè)計，使設(shè)計理念、設(shè)計方案與城市實際條件相適應(yīng)[1]。

2.3 交通需求

地下道路的成本影響因素較多，需綜合考慮道路改造工程建設(shè)對成本的要求。同時受使用年限等因素的影響，應(yīng)重點對實際交通需求進行分析，建立長效的發(fā)展機制，在滿足交通需求的基礎(chǔ)上，減少后續(xù)改造的投入成本。設(shè)計期間應(yīng)對實際交通需求進行分析，探討區(qū)域交通構(gòu)成，預(yù)測地下道路的交通流量，提高城市地下道路的交通服務(wù)能力。目前，單一型的地下道路已經(jīng)無法滿足城市道路交通需求，需要建立綜合的交通系統(tǒng)，建設(shè)連接型道路，同時考慮行人、機動車、非機動車的實際需要，在設(shè)計方案中強化地下道路的服務(wù)功能。

2.4 縱橫要素

城市地下道路設(shè)計應(yīng)在考慮上述因素的基礎(chǔ)上，對行車速度、斷面設(shè)計、縱橫線形進行設(shè)計。針對行車速度，在地下道路設(shè)計中，應(yīng)充分考慮到主線、匝道、站臺對實際交通通行所造成的影響，根據(jù)具體交通功能對道路通行能力、成本以及工程建設(shè)技術(shù)等內(nèi)容進行綜合分析。速度設(shè)計應(yīng)結(jié)合實際功能定位，并對其縱橫度進行優(yōu)化，使地下道路可以滿足不同的交通功能需求。道路的起止點、通行方式也應(yīng)在設(shè)計方案中予以明確。供電、消防、照明、裝飾等配套設(shè)施的安裝位置、安裝需求等也應(yīng)經(jīng)過重點考慮，確保工程設(shè)計的合理性。道路的橫斷面設(shè)計應(yīng)考慮到行車檢修車道、路緣帶等內(nèi)容，進行調(diào)坡優(yōu)化設(shè)計。為滿足地下道路的實際通行功能，對設(shè)計方案進行優(yōu)化，使出入口位置、速度、技術(shù)等各要素均需要滿足要求，并貫徹落實節(jié)能理念、安全思維[2]。

2.5 設(shè)施要素

地下道路的設(shè)施設(shè)計，是確保道路通行安全的基礎(chǔ)內(nèi)容，為行車、行人通行提供安全、便利的服務(wù)。考慮到后期道路運行管理等相關(guān)要素，需重點對地下區(qū)域空間的通風(fēng)情況、照明情況、供電情況、排水情況、道路救援情況進行明確。由于地下空間有限，在進行安全設(shè)計與基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計時，應(yīng)考慮到道路系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)通行情況，在設(shè)計方案中建立完善的基礎(chǔ)設(shè)施，并對道路等級進行優(yōu)化，確保道路的通行效果。地下道路照明設(shè)施示意圖如圖2 所示。

圖2 地下道路照明設(shè)施示意圖

3 城市地下道路設(shè)計實證案例

3.1 案例內(nèi)容

某市考慮到城市交通空間網(wǎng)絡(luò)的實際需求，為滿足行車、行人的需求，設(shè)計臨江大道和中心路，同時進行兩個項目的設(shè)計施工。

臨江大道：對臨江大道的空間區(qū)域情況進行分析，道路全長大道1.68 km，結(jié)合實際的功能需求，做好目標(biāo)定位工作，建立城市綜合地下空間，服務(wù)周邊道路。具體工程內(nèi)容包括行車系統(tǒng)建設(shè)、雙層隧道建設(shè)、過江隧道建設(shè)等。隧道與管溝之間相互連接[3]。

中心路：中心路是該城市的軸線。城市以開放性空間設(shè)計理念，建設(shè)城市中心區(qū)域，塑造具有特色的城市風(fēng)貌。工程位于體育中心南層區(qū)域，建設(shè)供車輛行駛的一層行車隧道和二層行人隧道，設(shè)計方案中建設(shè)景觀頂棚和站臺等基礎(chǔ)設(shè)施。

3.2 功能定位

臨江大道的主要功能是在地面位置設(shè)計隧道敞開段，在兩側(cè)位置設(shè)計輔道輔助交通。為實現(xiàn)該道路與地面道路之間的有效連接，可以進行相應(yīng)的交通轉(zhuǎn)化，地下負(fù)一層區(qū)域設(shè)計短隧道，建設(shè)地下空間區(qū)域，實現(xiàn)與其他區(qū)域的交通轉(zhuǎn)化。地下二層隧道的主要功能是供給車輛自南向北直行。

對目標(biāo)功能進行分析，為優(yōu)化城市中心區(qū)域的交通，建立具有高標(biāo)準(zhǔn)的中心區(qū)域和具有城市特色的地下道路，地下道路工程設(shè)計考慮到起點與終點之間的交通實際需求，建立車行隧道，同時滿足BRT 車輛和其他車輛的行駛需求，設(shè)計空間與中心建筑連接在一起，地下一層設(shè)計超市等基礎(chǔ)需求內(nèi)容，地下二層設(shè)計地道以供行人通行。為滿足該區(qū)域交通和人員交通需求，設(shè)計配套的基礎(chǔ)設(shè)施，以滿足地下道路的交通樞紐需求。

3.3 設(shè)計要素明確

3.3.1 臨江大道設(shè)計要素

對案例中的臨江大道進行設(shè)計要素分析，可以將設(shè)計要素分為4 個點。

第一個點，臨江大道工程建設(shè)區(qū)域存在地下污水渠，高度和寬度分別為6.6 m、2.6 m，埋深在5.2 m 左右，無法對其進行遷移。設(shè)計隧道需要考慮到污水渠箱的位置，采用偏角設(shè)計方式，使得臨江大道向北側(cè)區(qū)域遷移一小段距離。

第二個點是地下道路設(shè)計。受其他道路因素影響，需要進行交通轉(zhuǎn)化優(yōu)化設(shè)計，對隧道建設(shè)的起點和終點位置進行優(yōu)化，速度設(shè)計在40 km/h 以下，坡角在10°以下。

第三個點是臨江大道的設(shè)計，受原地下軌道影響，需要重點考慮到軌道APM 工程改造所造成的影響，考慮到河床、管溝等原始基礎(chǔ)設(shè)施，盡可能與原設(shè)施基礎(chǔ)保持一定的距離，部分區(qū)域為減少成本，對道路的平面曲線進行優(yōu)化設(shè)計，凈空參數(shù)也得以明確。

第四個點是在負(fù)一層道路區(qū)域的設(shè)計過程中，采用露天的方式對道路進行設(shè)計，并設(shè)計半徑為16.2 m 的天窗，避免地下道路的視距、景觀影響實際的道路通行安全需求。道路交叉口位置周邊存在大量的建筑物結(jié)構(gòu)，考慮到原始建筑結(jié)構(gòu)的受力特征，對其受力特性進行綜合計算，采用遠(yuǎn)近結(jié)合的組織方案對其進行優(yōu)化設(shè)計，并使用梁板體系對其進行優(yōu)化。

3.3.2 中心路設(shè)計要素

對城市地下道路的地下位置進行綜合設(shè)計，考慮設(shè)計相關(guān)要素，可以將重點設(shè)計要素分為3 點。

1）受地質(zhì)環(huán)境與原始建筑影響，項目設(shè)計地下空間東西跨度比較長，南北跨度比較窄，地下道路中的地鐵站等采用南北通過的方式進行設(shè)計，并將整個地下空間分為3 個區(qū)域，東部區(qū)域、中間區(qū)域、西部區(qū)域。設(shè)計需要綜合考慮交通站場和人車分流對實際項目建設(shè)影響。

2）基于現(xiàn)有的組織要求，在南側(cè)和北側(cè)區(qū)域設(shè)置敞開隧道，對其縱斷面的參數(shù)進行明確。由于該區(qū)域存在地下交通軌道，APM 已經(jīng)建設(shè)完成，與隧道結(jié)構(gòu)距離比較近，設(shè)計需要重點考慮到兩者之間的影響因素，并對其進行保護。

3）考慮到地下交通中BRT 運營管理對交通所造成的影響，在此基礎(chǔ)上共計設(shè)計2 個站臺，并對其位置進行合理優(yōu)化，考慮到中心路的人流量比較大，采用分流設(shè)計理念。

4 結(jié)語

綜上所述，地下道路總體設(shè)計應(yīng)考慮到具體的道路需求，在完善的功能定位基礎(chǔ)上，做好道路的統(tǒng)籌規(guī)劃設(shè)計工作，結(jié)合實際空間對各項交通系統(tǒng)進行設(shè)計、布置，合理利用地下空間要素，優(yōu)化空間資源配置。地下道路設(shè)計除需要考慮到前期的設(shè)計理念之外，也要重視后期的運營管理工作，考慮到總體設(shè)計對后期運營管理工作造成的影響，提高設(shè)計方案質(zhì)量。