朱 江，李 江

（北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司，北京市 100082）

0 引言

隨著城市化發(fā)展和機(jī)動(dòng)車的迅猛增長(zhǎng)，交通擁堵是當(dāng)今城市發(fā)展所面臨普遍難題，建設(shè)城市地下道路，構(gòu)建立體化交通體系，是緩解交通擁堵的重要手段之一，因此地下道路越來越受到各地重視。

城市重點(diǎn)功能區(qū)往往是高密度開發(fā)、多業(yè)態(tài)并存、高強(qiáng)度出行的區(qū)域，其開發(fā)建設(shè)過程中，由于土地資源有限，沒有更多城市用地提供給道路資源，同時(shí)伴隨著區(qū)域內(nèi)土地的高強(qiáng)度開發(fā)與利用，以及多種業(yè)態(tài)的并存，機(jī)動(dòng)車出行的強(qiáng)度和密度也都顯著高于城市其他區(qū)域的平均水平。為了保證區(qū)域的經(jīng)濟(jì)活力，提升土地利用價(jià)值，以及優(yōu)良的環(huán)境品質(zhì)，進(jìn)行地下環(huán)形隧道的建設(shè)，串聯(lián)區(qū)域內(nèi)的地下車庫(kù)資源，提供安全、便捷、暢通的地下交通系統(tǒng)，與城市其他的交通系統(tǒng)共同構(gòu)建立體化的交通網(wǎng)絡(luò)，成為解決高強(qiáng)度開發(fā)重點(diǎn)功能區(qū)交通出行問題的重要方法。

本文結(jié)合北京市近幾年城市重點(diǎn)功能區(qū)的地下環(huán)形隧道的設(shè)計(jì)與建設(shè)，重點(diǎn)論述地下環(huán)形隧道在北京市的工程應(yīng)用以及環(huán)形隧道設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵性技術(shù)。

1 工程應(yīng)用

1.1 北京市工程應(yīng)用

近年來，在北京市開發(fā)強(qiáng)度較大的或高品質(zhì)開發(fā)的區(qū)域，均設(shè)置或規(guī)劃設(shè)置地下環(huán)形隧道，表明了城市地下空間開發(fā)進(jìn)入了一個(gè)新的階段。目前已經(jīng)建成3 條，分別位于中關(guān)村西區(qū)、金融街、奧林匹克中心區(qū)，在建的有5 條，分別位于奧運(yùn)公園南區(qū)、CBD 核心區(qū)、麗澤商務(wù)區(qū)、通州運(yùn)河核心區(qū)北區(qū)和南區(qū)，見圖1。

圖1 地下環(huán)形隧道在北京市區(qū)分布圖

1.2 中關(guān)村地下環(huán)形隧道

中關(guān)村地下環(huán)形隧道位于北京市中關(guān)村西區(qū)，建成于2007年，是北京市第一條地下環(huán)形隧道。該環(huán)形隧道主隧道全長(zhǎng)約2.0 km，凈寬7.7 m，結(jié)構(gòu)凈高3.4 m，通行凈高2.1 m，設(shè)計(jì)車速30 km/h，主隧道采用單向環(huán)形行駛方式。全線設(shè)置了10 個(gè)出入口與地面道路相接，分別為6 個(gè)入口和4 個(gè)出口。同時(shí)，設(shè)置了23 個(gè)與周邊建筑地下車庫(kù)相連接的出入口，連接了地下停車位8 000 余個(gè)。在主隧道，每隔約200 m 設(shè)置一處停車港灣，避免故障車輛擋路造成整個(gè)隧道的交通堵塞。在整個(gè)地下環(huán)形隧道的建設(shè)中還同時(shí)配建了地下綜合管廊。為保證隧道、管廊的安全運(yùn)營(yíng)，設(shè)置了監(jiān)控中心、通風(fēng)、消防、排水、智能交通等系統(tǒng)，見圖2、圖3。

1.3 金融街地下環(huán)形隧道

金融街地下環(huán)形隧道位于北京市金融街，于2007年建成，全長(zhǎng)2.3 km，總建筑面積達(dá)到26 000 m2，連接金融街中心區(qū)多座大廈的地下車庫(kù)總計(jì)約8 000多個(gè)車位。金融街地下環(huán)形隧道的交通組織方式不是單向行駛，而是大部分段落采用雙向行駛，并設(shè)置了地下平交燈控路口。整條隧道設(shè)置了2 對(duì)出入口與地面城市路網(wǎng)相連，設(shè)置了8 個(gè)出入口與地下車庫(kù)相接，見圖4～圖6。

圖2 中關(guān)村西區(qū)地下環(huán)形隧道平面示意圖

圖3 中關(guān)村西區(qū)地下環(huán)形隧道橫斷面示意圖

圖4 金融街地下環(huán)形隧道平面示意圖

圖5 金融街地下環(huán)形隧道剖面示意圖

圖6 金融街地下環(huán)形隧道實(shí)景圖

1.4 奧林匹克中心區(qū)地下環(huán)形隧道

北京奧林匹克公園中心區(qū)總占地面積314.6 hm2，地上總建筑面積362 萬m2，容積率2.69，總停車位20 045 個(gè)，見圖7、圖8。

圖7 北京奧林匹克公園平面圖

圖8 北京奧林匹克公園地下交通系統(tǒng)圖

奧林匹克中心區(qū)地下環(huán)形隧道位于北京市奧林匹克公園中心區(qū)，于2008年建成。地下環(huán)形隧道主隧道設(shè)計(jì)車速為30 km/h，單車道標(biāo)準(zhǔn)通行能力為 1 317 pcu/h，隧道內(nèi)行車道凈空為3.5 m，單車道寬度為3.25 m，只容許中、小型車通過。環(huán)形隧道全長(zhǎng)9 868.66 m，其中主體結(jié)構(gòu)全長(zhǎng)4 435.8 m，與地下一層隧道（成府路隧道、大屯路隧道）相連的匝道全長(zhǎng)1 713.8 m，與地面相連的進(jìn)出口全長(zhǎng)3 719.06 m。其中東西走向的通道底板位于地下一層，相對(duì)標(biāo)高為-7.8 m；南北走向的通道底板位于地下二層，相對(duì)標(biāo)高為-13 m。主體結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)斷面為三車道，行車道凈空為 3 .5 m，凈寬11.25 m，全線采用單向逆時(shí)針行駛的交通組織方式。全線共設(shè)有13 個(gè)出口和12 入口與城市道路網(wǎng)相連接；35 處進(jìn)出口與沿線的地下車庫(kù)相連接（含預(yù)留地塊下的地下車庫(kù)出入口）。設(shè)置有三個(gè)變配電站、六個(gè)排水泵站、兩個(gè)進(jìn)風(fēng)井、七個(gè)排風(fēng)井、一個(gè)監(jiān)控中心，見圖9、見圖10。

圖9 地下立交效果圖

圖10 奧林匹克公園地下環(huán)形隧道橫斷面圖（單位：m）

奧林匹克中心區(qū)地下環(huán)形隧道創(chuàng)新的設(shè)置了地下隧道交通系統(tǒng)之間的地下立體交叉，使得區(qū)域內(nèi)部交通流與城市主骨架交通流在地下高效的轉(zhuǎn)換，為解決城市地下交通空間的利用提供了成功的范例。

2 地下環(huán)形隧道關(guān)鍵性技術(shù)問題

2.1 平面布局的要點(diǎn)

地下環(huán)形隧道的建設(shè)往往是土地一級(jí)開發(fā)的項(xiàng)目，同時(shí)它也是多個(gè)地下車庫(kù)與市政道路相聯(lián)系的隧道，因此，往往將其布置在市政紅線之內(nèi)。在平面布置過程中，應(yīng)考慮以下主要要點(diǎn)。

（1）線形宜盡量順直，避免小半徑連續(xù)彎道

在隧道行駛的車輛受封閉空間的限制，駕駛員往往視線不佳，而且在駕駛車輛的過程中還需要識(shí)別出入口和目的地的交通指示。因此，線形順直可以為車輛行駛提供較好的視距，利于車輛的安全行駛。

以通州運(yùn)河核心區(qū)地下環(huán)形隧道的平面布局為例，可以看出主隧道平面布局的變化，見圖11。

圖11 平面布局比較示意

（2）地下環(huán)形隧道宜盡可能多的連接區(qū)域內(nèi)的地下車庫(kù)

仍舊以圖11 為例，圖中的左圖線形中彎道較多，但其連接的地下車庫(kù)較多，基本上涵蓋了整個(gè)區(qū)域的地下車庫(kù)；右圖中，線形直順但連接的車庫(kù)要少于左圖。但從交通運(yùn)營(yíng)安全為第一原則的前提下，采用右圖的平面布局為優(yōu)先。還有一個(gè)主要的理由是，地下環(huán)形隧道是地面道路的補(bǔ)充，其不能連接的車庫(kù)的出入仍舊可以利用地面道路來完成。

（3）地下環(huán)形隧道主隧道平面線形宜滿足《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》中城市支路的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

地下環(huán)形隧道是主要承擔(dān)地面交通與地下停車設(shè)施聯(lián)系的地下交通設(shè)施。因此，隧道內(nèi)車輛的行駛速度往往較低，一般設(shè)計(jì)速度采用20～30 km/h 為宜，對(duì)應(yīng)《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》中城市支路的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

（4）地下環(huán)形隧道可以單獨(dú)布設(shè)，也可以和城市綜合管溝共同布設(shè)。以北京為例有單獨(dú)布設(shè)的奧林匹克公園地下環(huán)形隧道、CBD 輸配環(huán)、金融街地下隧道等；與城市綜合管溝共同布設(shè)的有中關(guān)村西區(qū)地下隧道、通州運(yùn)河核心區(qū)北環(huán)環(huán)隧、奧運(yùn)南區(qū)地下環(huán)形隧道等。

2.2 豎向設(shè)計(jì)要點(diǎn)

由于建筑的地下一層經(jīng)常開發(fā)為地下商業(yè)，因此地下環(huán)形隧道往往是與建筑的地下2 層車庫(kù)相聯(lián)系，因此隧道的埋深較大，從而造成與地面道路連接的出入口坡度較大。在主隧道的縱斷面設(shè)計(jì)中，可以采用零坡度，利用橫坡來排除清洗廢水或消防廢水；最大的縱坡可以采用規(guī)范中規(guī)定的非冰雪地區(qū)的縱坡值7%。在出入口的設(shè)計(jì)中，從行駛安全、減少地面道路干擾的方面來看，宜結(jié)合《汽車庫(kù)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，可以采用較大的縱坡，如10%～12%，但應(yīng)避免坡長(zhǎng)過大，造成安全隱患，見圖12。

圖12 地下空間開發(fā)豎向布置示意

2.3 斷面布局要點(diǎn)

（1）根據(jù)地下環(huán)形隧道所處區(qū)域預(yù)測(cè)的遠(yuǎn)景年限交通量，確定隧道內(nèi)的車道數(shù)。

（2）根據(jù)規(guī)劃對(duì)地下環(huán)形隧道的功能定位，明確其所服務(wù)的設(shè)計(jì)車輛的標(biāo)準(zhǔn)，來確定道路限界。

（3）結(jié)合隧道內(nèi)各附屬系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，如消防系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、交通設(shè)施、排水設(shè)施、照明設(shè)施等所需的空間，來綜合確定隧道的斷面。例如：通風(fēng)方式有縱向通風(fēng)+送/排煙風(fēng)塔的方式，有設(shè)置風(fēng)管的橫向通風(fēng)方式，也有兩者相結(jié)合的方式，但它們所要求的空間尺寸都不同。隧道內(nèi)的交通指示標(biāo)志的尺寸也會(huì)影響隧道的斷面尺寸。排水邊溝及過路的橫截溝也會(huì)加大隧道內(nèi)路面的厚度，從而影響整個(gè)隧道的斷面尺寸。

2.4 出入口布局及設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.4.1 出入口設(shè)置位置

（1）道路中央：進(jìn)出口的行車方向與地面道路行車方向一致，見圖13。

圖13 道路中央設(shè)置出入口示意（單位：m）

（2）道路單側(cè)：適用于單進(jìn)或單出的進(jìn)出口。進(jìn)出口的行車方向與地面道路行車方向一致，見圖14。

圖14 道路單側(cè)設(shè)置出入口示意（單位：m）

（3）道路外側(cè)：進(jìn)出口設(shè)置在機(jī)動(dòng)車道外側(cè)，在適當(dāng)位置并入機(jī)動(dòng)車道。此類進(jìn)出口設(shè)置不當(dāng)，會(huì)與地面道路人行及非機(jī)動(dòng)車系統(tǒng)產(chǎn)生交叉，存在不安全因素，見圖15。

圖15 道路外側(cè)設(shè)置出入口示意（單位：m）

（4）北京已建成此類隧道的進(jìn)出口設(shè)置方式見表1。

表1 環(huán)形隧道出入口設(shè)置方式統(tǒng)計(jì)表

2.4.2 出入口設(shè)置形式

（1）同進(jìn)同出型

該形式進(jìn)出主隧道的出入口為雙向行駛的車輛布置在同一斷面內(nèi)。此方式在北京通州北環(huán)環(huán)隧中采用過。優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約地面道路資源，缺點(diǎn)是需要設(shè)置在道路中央，與地面道路交通的銜接是“左進(jìn)左出”，與通常的交通習(xí)慣要求不同。

（2）單獨(dú)出入型

該形式是地下環(huán)形隧道出入口采用最多的形式。即車輛的駛?cè)牒婉偝龆际仟?dú)立的封閉或開敞空間，同時(shí)設(shè)置有連續(xù)的應(yīng)急停車帶。

（3）地下定向型

該形式是地下環(huán)形隧道與城市交通干道聯(lián)系的出入口較多采用的形式。如在北京有已建：奧運(yùn)地下環(huán)形隧道與大屯路隧道、成府路隧道相連的出入口；通州北環(huán)環(huán)隧與新華南北路相連的出入口。這種形式的出入口指向明確，不受路口信號(hào)燈影響，通行效率高，利于隧道內(nèi)車輛的快速集散，見圖16。

圖16 地下定向型出入口示意

2.4.3 出入口與地面交叉口的關(guān)系

在場(chǎng)地條件允許的情況下，出入口接入地面道路后，其距離道路交叉口宜控制在80 m 以外，不能影響地面交叉口渠化交通。否則應(yīng)采取必要和有效的交通管理和控制措施。

2.5 地下環(huán)形隧道的附屬系統(tǒng)設(shè)計(jì)

地下環(huán)形隧道的附屬系統(tǒng)應(yīng)包括消防、通風(fēng)、供配電、照明、監(jiān)控、給排水和人員逃生等系統(tǒng)。其中附屬設(shè)施包括：監(jiān)控中心、消防泵房、送/排風(fēng)塔、地下變配電站、地下排水泵房和逃生出口等，見圖17。

17 地面附屬設(shè)施位置示意

地下環(huán)形隧道內(nèi)的附屬系統(tǒng)是支持隧道安全運(yùn)營(yíng)的必不可少的組成部分，其系統(tǒng)設(shè)置和運(yùn)轉(zhuǎn)的效率直接關(guān)系到隧道的交通效益和社會(huì)效益。因此，在地下環(huán)形隧道的規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)特別注重和加強(qiáng)附屬系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

3 結(jié)語

地下環(huán)形隧道規(guī)劃設(shè)計(jì)必須符合國(guó)家及地方有關(guān)國(guó)土管理、環(huán)境保護(hù)、水土保持等法規(guī)的要求，并符合國(guó)家現(xiàn)行的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。根據(jù)預(yù)測(cè)交通量確定車道數(shù)和建筑限界，在滿足地下環(huán)形隧道功能和結(jié)構(gòu)受力良好的前提下，確定經(jīng)濟(jì)合理的斷面。注重隧道內(nèi)部交通組織應(yīng)與地面交通組織相協(xié)調(diào)，合理選擇出入口位置，做到平、縱線形協(xié)調(diào)，以滿足行車的安全、舒適。

地下環(huán)形隧道作為城市地下交通隧道的一種方式，以及地下空間綜合利用的有機(jī)組成部分。隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，在現(xiàn)代城市交通網(wǎng)絡(luò)中將會(huì)發(fā)揮越來越重要的作用。

[1] 北京市規(guī)劃委員會(huì),北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院.北京市地下聯(lián)系隧道規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則[Z].2010.

[2] 北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院.奧林匹克公園地下交通聯(lián)系通道工程設(shè)計(jì)文件[Z].

[3] 北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院.北京通州運(yùn)河核心區(qū)北環(huán)環(huán)隧工程設(shè)計(jì)文件[Z].

[4] 北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院.北京通州運(yùn)河核心區(qū)南環(huán)環(huán)隧工程設(shè)計(jì)文件[Z].

[5] 北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院.北京麗澤金融商務(wù)區(qū)地下環(huán)廊工程設(shè)計(jì)文件[Z].

[6] 北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院.北京奧體文化商務(wù)園區(qū)地下空間及公共空間工程設(shè)計(jì)文件[Z]