羅睿

（重慶市勘測院，重慶市 401121）

0 引言

重慶群山密布，兩江環(huán)繞，是大山大水的地形，造就了人們千百年來“逢山鑿洞，遇水架橋”的生產(chǎn)生活方式。對于如何建設(shè)并使用隧道及地下空間，山城的工程技術(shù)人員一直有著大膽的設(shè)想和勇敢的挑戰(zhàn)。重慶的防空洞有著“深挖洞、廣積糧、不稱霸”的特點。1994年公開出版的《重慶防空志》對重慶防空洞的修建過程做了記錄：1937年七七事變后，重慶開始修建防空工事。中華人民共和國成立后，重慶著手人防工程的建設(shè)。20世紀(jì)60年代中期至70年代初，因國際關(guān)系持續(xù)緊張，重慶構(gòu)筑防空洞出現(xiàn)了空前熱潮，直到80年代，這種建設(shè)熱潮才逐漸冷下來，轉(zhuǎn)入了對防空洞的利用。20世紀(jì)50年代，重慶已經(jīng)開始著手建設(shè)輕軌鐵道，擬連接菜園壩火車站和朝天門碼頭，以解決汽車運力緊張的問題。經(jīng)過近十年的建設(shè)，共開挖出毛洞3.3 km，其中1/3利用了舊防空洞隧道。到1964年，因資金、技術(shù)等問題，地鐵計劃暫停。當(dāng)前，隧道技術(shù)以迅猛的速度在發(fā)展，這為地下空間規(guī)劃開創(chuàng)了一個全新的具有長遠(yuǎn)意義的領(lǐng)域。我國已經(jīng)掌握了所有的現(xiàn)代隧道修建方法和修建技術(shù)，技術(shù)進步已經(jīng)能夠追趕和實現(xiàn)早期的設(shè)想，因此設(shè)計師們應(yīng)該大膽地進行規(guī)劃設(shè)計。山城從最初的人防建設(shè)到20世紀(jì)90年代的地下商業(yè)開發(fā)，再到2000年以后挖掘地下交通功能（地下通道、車行道 、軌道交通、停車設(shè)施），到如今地下空間綜合利用開發(fā)，已經(jīng)進入到大規(guī)模開發(fā)利用地下空間的黃金時期。本文介紹了重慶在解放碑地下環(huán)道、禮嘉商貿(mào)核心區(qū)地下空間開發(fā)利用和兜子背兩江隧道三個項目，展示了山城地下空間開發(fā)的強大和創(chuàng)造性，設(shè)計師應(yīng)該更加大膽地探索地下空間開發(fā)利用。

1 解放碑地下環(huán)道

1.1 工程概況

經(jīng)濟的飛速發(fā)展需要交通的支撐與運作，動態(tài)交通的暢通與靜態(tài)停車的便捷與否則直接關(guān)系到區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展?fàn)顩r。在過去的20年中，城市建設(shè)往往更重視動態(tài)交通設(shè)施建設(shè)（如道路、立交等），卻忽視了靜態(tài)交通設(shè)施的建設(shè)，使得靜態(tài)交通跟不上動態(tài)交通設(shè)施的發(fā)展，阻礙了整個交通系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。解放碑CBD是重慶最繁華的“雙百億”商圈，客流巨大，停車泊位卻奇缺。為進一步提升解放碑當(dāng)前的經(jīng)濟發(fā)展速度，保證其中心商務(wù)區(qū)的核心地位并充分發(fā)揮其經(jīng)濟功能，不能讓交通成為CBD的建設(shè)瓶頸，如何讓車輛進得來、停得了、出得去，成為擺在城市管理者面前的必然問題。設(shè)計師首先要破解的是在解放碑復(fù)雜的商業(yè)環(huán)境和地理環(huán)境下，因地制宜，統(tǒng)籌兼顧，設(shè)計出一個相對完善的環(huán)環(huán)緊扣的綜合交通系統(tǒng)，有效解決解放碑停車難、交通堵的問題。

解放碑地下環(huán)道主通道全長2.8 km，共分三期建設(shè)，由“一環(huán)、七聯(lián)絡(luò)、多連通”構(gòu)成?！耙画h(huán)”即地下環(huán)形主通道，“七射”即七條進出主線的通道，“多連通”即各個車庫之間的連通。該項目自2010年開始施工作業(yè)，2017年一、二期工程建成投用。通過地下道路實現(xiàn)資源共享、管理統(tǒng)一、技術(shù)先進、運行高效的地下停車系統(tǒng)。地下環(huán)道投用后，將串聯(lián)商圈附近約30個地下車庫的1.5萬個停車位，建成后不必再通過擁擠不堪的地面道路，而直接通過地下環(huán)道進入各個商場停車庫。解放碑地下停車系統(tǒng)工程總平面圖如圖1所示。

圖1 解放碑地下停車系統(tǒng)工程總平面圖

1.2 設(shè)計技術(shù)難點分析

該項目是重慶大規(guī)模開發(fā)地下空間的一個探索性嘗試，和任何新鮮事物一樣必須有一個循序漸進的過程。在該項目的設(shè)計過程中，受到了規(guī)范的制約、不同產(chǎn)權(quán)車庫之間結(jié)算問題、智能交通等各方面的挑戰(zhàn)，設(shè)計方面主要有以下技術(shù)難點。

1.2.1 消防問題

2.8 km的地下環(huán)形隧道，如何保障消防安全，是工程建設(shè)最為頭疼的問題。消防審批中，地下車庫有審批標(biāo)準(zhǔn)，城市交通隧道也有審批標(biāo)準(zhǔn)，但地下環(huán)道+停車系統(tǒng)就沒有與之對應(yīng)的消防安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。由于國內(nèi)無類似難度城市環(huán)形隧道工程的先例，只能重新通過消防性能化評估和專家論證，重新完成一套專門針對解放碑地下環(huán)道的消防系統(tǒng)。經(jīng)國家消防局同意，由指定的權(quán)威消防安全評估機構(gòu)制作模型試驗。從2014年3月31日開始，在解放碑地下環(huán)道內(nèi)進行一系列的實體火災(zāi)試驗，共計18組，全面驗證了消防系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的有效性。

1.2.2 縱坡超標(biāo)問題

由于2015年11月1日之前未發(fā)布行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城市地下道路工程設(shè)計規(guī)范》（CJJ 221—2015），按照當(dāng)時的國家標(biāo)準(zhǔn)，隧道縱坡不宜大于4%，如果嚴(yán)格執(zhí)行這個標(biāo)準(zhǔn)，那么地下環(huán)道將無法連接大部分車庫。經(jīng)過對解放碑地區(qū)地理環(huán)境的分析，對縱坡超標(biāo)問題進行了專題論證，專家認(rèn)為地下環(huán)道隧道縱坡控制在6%是可行的。正是因為采用了超標(biāo)的縱坡技術(shù)，使得地下環(huán)道能與解放碑CBD的大部分地下車庫相連接。該項目對規(guī)范的突破，也為其他地下空間工程提供了參照樣本，破解了工程標(biāo)準(zhǔn)“瓶頸”難題。

1.2.3 智能交通問題

地下環(huán)道一、二期工程2017年3月22日正式開通，由于主線未竣工，一、二期工程僅有三個開口（兩入一出），從入口進入環(huán)道的車輛只能通過車庫地面出口駛離，英利國際車庫的車輛只能單向進入環(huán)道，導(dǎo)致駕駛員不能原路進、原路回，造成了一定程度的不便。為保證地下車輛有序運行，一是加快三期工程的建設(shè)，盡早形成環(huán)路；二是建立一個大型的地面控制室，實施24 h監(jiān)控；三是為了提高入庫效率，采用車牌識別結(jié)合電子支付方式，減少排隊長度。

2 禮嘉商貿(mào)核心區(qū)

2.1 工程概況

禮嘉位于重慶市兩江新區(qū)核心區(qū)——北部新區(qū)的禮嘉半島、嘉陵江畔，距離悅來會展中心約5 km，距離江北國際機場約15 km，地段周邊有渝武高速、金渝大道、禮白大道，軌道6號線及其支線貫穿其中，交通便利。禮嘉商務(wù)聚居區(qū)要打造成重慶北部新區(qū)、兩江新區(qū)，乃至重慶市的形象窗口、商業(yè)中心和總部基地。規(guī)劃的商貿(mào)核心區(qū)預(yù)計將為北部新區(qū)帶來100億元的社零總額、150億元的商品銷售總額。

國內(nèi)外大型地下空間的形成必伴隨著軌道交通與商業(yè)中心區(qū)、大型交通樞紐等多重要素的結(jié)合。禮嘉半島有著軌道交通、大型商業(yè)和華僑城項目等打造地下空間的關(guān)鍵要素，以及有著未修先控的優(yōu)勢，設(shè)計依托商圈建設(shè)，力圖將該片區(qū)的地下空間打造成“國際領(lǐng)先、國內(nèi)一流”的地下空間綜合體。通過構(gòu)建地下環(huán)道，剝離過境交通，理順到達(dá)交通，在核心區(qū)地下形成“一環(huán)四射、一大六小”的道路系統(tǒng)，一條環(huán)路圍合禮嘉商務(wù)核心區(qū)，四條射線在東南西北四個方向雙向輻射外圍路網(wǎng)；大環(huán)內(nèi)套六個小環(huán)，精細(xì)服務(wù)地塊開發(fā)，提升沿線交通可達(dá)性，帶動沿線商業(yè)升級，如圖2所示。

2.2 設(shè)計技術(shù)難點分析

圖2 禮嘉商貿(mào)核心區(qū)平面示意圖

禮嘉商貿(mào)核心區(qū)是一個地下空間綜合開發(fā)利用項目，結(jié)合城市設(shè)計對地上布局與地下空間統(tǒng)一考慮、功能統(tǒng)一布局，設(shè)計方面主要有以下技術(shù)難點。結(jié)合城市設(shè)計，對地上布局與地下空間統(tǒng)一考慮、功能統(tǒng)一布局，增強地上地下的聯(lián)系，提高實施可行性。在前期設(shè)計中，需要規(guī)劃、建筑、結(jié)構(gòu)、交通、道路、管網(wǎng)等專業(yè)密切配合，協(xié)同設(shè)計，形成高效、便捷的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，滿足商業(yè)需要和交通功能的充分發(fā)揮，促進周邊區(qū)域城市發(fā)展。

3 兜子背兩江隧道

2.2.1 地下空間開發(fā)方式

根據(jù)國內(nèi)外經(jīng)驗，地下空間開發(fā)分為淺層、次淺層、次深層和深層四個層次。禮嘉商貿(mào)核心區(qū)以0～20 m淺層地下空間開發(fā)為主。而深層作為保護性資源，為以后重大基礎(chǔ)設(shè)施地下化留有余地（預(yù)留軌道交通）。在方案設(shè)計中，根據(jù)周邊業(yè)態(tài)和道路功能，地下環(huán)道分為單層和雙層，過境交通為主的道路為地下雙層，地下二層為過境交通，地下一層為到達(dá)交通；到達(dá)交通為主的道路為地下單層，同時預(yù)留周邊地下車庫出入口。結(jié)合地下道路的修建，新建綜合管廊，不僅解決了城市交通擁堵問題，還極大方便了電力、通信、燃?xì)?、給排水等市政設(shè)施的維護和檢修。

2.2.2 地下空間開發(fā)規(guī)模

參考國內(nèi)主要城市地下空間開發(fā)經(jīng)驗，鑒于該片區(qū)為城市新區(qū)的核心區(qū)，參照北京中關(guān)村、上海靜安寺、杭州濱江區(qū)、深圳寶安中心的地下空間建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，地下地上建筑面積比約為50%（見表1）。參考控規(guī)和城市設(shè)計初步確定的地面建筑總量為140萬m2，初步估算地下空間開發(fā)大致70萬m2。

2.2.3 多專業(yè)協(xié)同設(shè)計

該項目是一個地下空間綜合開發(fā)利用項目，

3.1 工程概況

兜子背兩江隧道項目位于重慶市江北區(qū)、渝中區(qū)、南岸區(qū)，是串起三大區(qū)以及嘉陵江、長江“兩江四岸”的地下主干路。一期工程北起江北區(qū)北濱路居然之家片區(qū)，南止南岸區(qū)南濱路銅元局附近，下穿嘉陵江、長江及渝中半島，全長約5 km，為重慶市的第一條地下過江主干路。兜子背兩江隧道建成后，將串起渝中、江北、南岸三個區(qū)，可緩解紅旗河溝—觀音橋—嘉陵江大橋（渝澳大橋）—八一隧道（向陽隧道）—菜園壩沿線的交通擁堵。遠(yuǎn)期全線建成后，在快速路三縱、四縱之間新增一條城市主干路，提升干路網(wǎng)密度，增大道路供給，為城市中大量、中長距離的交通提供服務(wù)。遠(yuǎn)期向北延伸至內(nèi)環(huán)北半環(huán)、向南接南濱路。在主城核心區(qū)增加一條南北向主干路，提升主城干路網(wǎng)密度，同時發(fā)揮濱江道路的交通功能，緩解新牌坊、觀音橋、牛角沱、菜園壩、南坪商圈沿線的交通壓力，如圖3所示。

3.2 設(shè)計技術(shù)難點分析

兜子背兩江隧道既是江底隧道，又是地下立交工程，這兩個特點導(dǎo)致隧道工程風(fēng)險大，設(shè)計方面主要有以下技術(shù)難點：

（1）江底隧道段最小覆蓋層厚度確定。隧道江底覆蓋層厚度取值較大，有利于隧道施工風(fēng)險的控制，減小運營期間地下水的滲漏概率，節(jié)約工程造價。但隨之帶來一些問題，如受兩端接線標(biāo)高控制，隧道縱坡取值會很大，從而導(dǎo)致隧道通行條件較差、通風(fēng)壓力大、運營成本高等；反之，如覆蓋層厚度取值過小，工程風(fēng)險將大增，造價也隨之大幅增加?？梢?，合理的覆蓋層厚度確定至關(guān)重要。

圖3 兜子背兩江隧道平面示意圖

（2）地下立交設(shè)計理論與設(shè)計方法。地下立交最大的技術(shù)難點在于主線與匝道分岔部的設(shè)計與施工，分岔部包括大跨襯砌段、連拱襯砌段和小凈距襯砌段，開挖后圍巖和結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜，施工風(fēng)險大，合理的理論分析和設(shè)計方法是分岔段成功施作的關(guān)鍵。

（3）高外水壓力作用下襯砌受力特征和設(shè)計方法。隧道下穿嘉陵江和長江，特別是長江，卵石層較厚，圍巖裂隙較發(fā)育，在洪水期，隧道襯砌承受較大的外水壓力，如何保證其結(jié)構(gòu)安全，對于后期的運營安全至關(guān)重要。

（4）隧道近接建（構(gòu)）筑物段的應(yīng)對措施和施工安全。兜子背兩江隧道受線位制約，沿線下穿很多建構(gòu)筑物，如高層建筑、軌道交通、市政道路、防洪堤岸等，如何保證這些結(jié)構(gòu)物的安全，是隧道設(shè)計、施工的一大難題。

（5）地下立交的防災(zāi)救援。該項目設(shè)兩條主線和多條匝道，如此龐大的地下道路系統(tǒng)，其運營期間的防災(zāi)救援方案是非常重要的技術(shù)難題。

4 結(jié)語

城市的增長特別是大城市的持續(xù)增長需要充足的基礎(chǔ)設(shè)施，并且對地下空間的需求也將是巨大的。不能只等待決策者去認(rèn)識地下空間在可持續(xù)發(fā)展方面的優(yōu)勢，相反應(yīng)該讓大家知道：“沒有基礎(chǔ)設(shè)施就不可能提及可持續(xù)發(fā)展，而基礎(chǔ)設(shè)施的最佳形式往往存在于地下空間?！睉?yīng)該牢記地下空間建設(shè)是一項投資，而不僅是支出。政府和開發(fā)商應(yīng)從環(huán)境效益來評估財務(wù)信用結(jié)果，特別是較長的交通隧道給整個社會帶來的巨大環(huán)境效益?？紤]到隧道較長的使用壽命，這些環(huán)境成本效益應(yīng)納入到成本核算中，通過壽命周期的成本與收益做出決定，而不僅是考慮初始成本。

過去沒有像今天這樣的先進方法和技術(shù)。由于1850—1950年期間技術(shù)發(fā)展十分緩慢，致使那些富有遠(yuǎn)見卓識的前輩們的設(shè)想未能在有生之年得以實現(xiàn)。而現(xiàn)在，技術(shù)發(fā)展與思想進步保持同步。埃隆·馬斯克（El on M usk）一直致力于研究快速低成本的挖掘隧道。2018年，馬斯克已經(jīng)得到美國政府的批準(zhǔn)，在紐約、華盛頓特區(qū)之間挖掘一條地下隧道，全長363 km，從原來3 h的行程縮短到29 m i n。關(guān)注當(dāng)下，著眼未來，規(guī)劃師、設(shè)計師應(yīng)該更加大膽地進行地下空間利用探索，讓城市更快更好地向前發(fā)展。