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”的生產生活方式。對于如何建設并使用隧道及地下空間，山城的工程技術人員一直有著大膽的設想和勇敢的挑戰(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。20世紀60年代中期至70年代初，因國際關系持續(xù)緊張，重慶構筑防空洞出現了空前熱潮，直到80年代，這種建設熱潮才逐漸冷下來，轉入了對防空洞的利用。20世紀50年代，重慶已經開始著手建設輕軌鐵道，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。經過近十年的建設，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、技術等問題，地鐵計劃暫停。當前，隧道技術以迅猛的速度在發(fā)展，這為地下空間規(guī)劃開創(chuàng)了一個全新的具有長遠意義的領域。我國已經掌握了所有的現代隧道修建方法和修建技術，技術進步已經能夠追趕和實現早期的設想，因此設計師們應該大膽地進行規(guī)劃設計。山城從最初的人防建設到20世紀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、停車設施），到如今地下空間綜合利用開發(fā)，已經進入到大規(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，設計師應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系到區(qū)域經濟的發(fā)展狀況。在過去的20年中，城市建設往往更重視動態(tài)交通設施建設（如道路、立交等），卻忽視了靜態(tài)交通設施的建設，使得靜態(tài)交通跟不上動態(tài)交通設施的發(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前的經濟發(fā)展速度，保證其中心商務區(qū)的核心地位并充分發(fā)揮其經濟功能，不能讓交通成為CBD的建設瓶頸，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。設計師首先要破解的是在解放碑復雜的商業(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，由“一環(huán)、七聯絡、多連通”構成?！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。通過地下道路實現資源共享、管理統(tǒng)一、技術先進、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 設計技術難點分析

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。在該項目的設計過程中，受到了規(guī)范的制約、不同產權車庫之間結算問題、智能交通等各方面的挑戰(zhàn)，設計方面主要有以下技術難點。

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，是工程建設最為頭疼的問題。消防審批中，地下車庫有審批標準，城市交通隧道也有審批標準，但地下環(huán)道+停車系統(tǒng)就沒有與之對應的消防安全技術標準。由于國內無類似難度城市環(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)。經國家消防局同意，由指定的權威消防安全評估機構制作模型試驗。從2014年3月31日開始，在解放碑地下環(huán)道內進行一系列的實體火災試驗，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 縱坡超標問題

由于2015年11月1日之前未發(fā)布行業(yè)標準《城市地下道路工程設計規(guī)范》（CJJ 221—2015），按照當時的國家標準，隧道縱坡不宜大于4%，如果嚴格執(zhí)行這個標準，那么地下環(huán)道將無法連接大部分車庫。經過對解放碑地區(qū)地理環(huán)境的分析，對縱坡超標問題進行了專題論證，專家認為地下環(huán)道隧道縱坡控制在6%是可行的。正是因為采用了超標的縱坡技術，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，破解了工程標準“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，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，采用車牌識別結合電子支付方式，減少排隊長度。

2 禮嘉商貿核心區(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)劃的商貿核心區(qū)預計將為北部新區(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鍵要素，以及有著未修先控的優(yōu)勢，設計依托商圈建設，力圖將該片區(qū)的地下空間打造成“國際領先、國內一流”的地下空間綜合體。通過構建地下環(huán)道，剝離過境交通，理順到達交通，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；大環(huán)內套六個小環(huán)，精細服務地塊開發(fā)，提升沿線交通可達性，帶動沿線商業(yè)升級，如圖2所示。

2.2 設計技術難點分析

圖2 禮嘉商貿核心區(qū)平面示意圖

禮嘉商貿核心區(qū)是一個地下空間綜合開發(fā)利用項目，結合城市設計對地上布局與地下空間統(tǒng)一考慮、功能統(tǒng)一布局，設計方面主要有以下技術難點。結合城市設計，對地上布局與地下空間統(tǒng)一考慮、功能統(tǒng)一布局，增強地上地下的聯系，提高實施可行性。在前期設計中，需要規(guī)劃、建筑、結構、交通、道路、管網等專業(yè)密切配合，協同設計，形成高效、便捷的系統(tǒng)網絡，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

根據國內外經驗，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，為以后重大基礎設施地下化留有余地（預留軌道交通）。在方案設計中，根據周邊業(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，地下一層為到達交通；到達交通為主的道路為地下單層，同時預留周邊地下車庫出入口。結合地下道路的修建，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、燃氣、給排水等市政設施的維護和檢修。

2.2.2 地下空間開發(fā)規(guī)模

參考國內主要城市地下空間開發(fā)經驗，鑒于該片區(qū)為城市新區(qū)的核心區(qū)，參照北京中關村、上海靜安寺、杭州濱江區(qū)、深圳寶安中心的地下空間建設標準，地下地上建筑面積比約為50%（見表1）。參考控規(guī)和城市設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)協同設計

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。遠期向北延伸至內環(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 設計技術難點分析

兜子背兩江隧道既是江底隧道，又是地下立交工程，這兩個特點導致隧道工程風險大，設計方面主要有以下技術難點：

（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，如受兩端接線標高控制，隧道縱坡取值會很大，從而導致隧道通行條件較差、通風壓力大、運營成本高等；反之，如覆蓋層厚度取值過小，工程風險將大增，造價也隨之大幅增加?？梢姡侠淼母采w層厚度確定至關重要。

圖3 兜子背兩江隧道平面示意圖

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

（3）高外水壓力作用下襯砌受力特征和設計方法。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，如何保證其結構安全，對于后期的運營安全至關重要。

（4）隧道近接建（構）筑物段的應對措施和施工安全。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，如何保證這些結構物的安全，是隧道設計、施工的一大難題。

（5）地下立交的防災救援。該項目設兩條主線和多條匝道，如此龐大的地下道路系統(tǒng)，其運營期間的防災救援方案是非常重要的技術難題。

4 結語

城市的增長特別是大城市的持續(xù)增長需要充足的基礎設施，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識地下空間在可持續(xù)發(fā)展方面的優(yōu)勢，相反應該讓大家知道：“沒有基礎設施就不可能提及可持續(xù)發(fā)展，而基礎設施的最佳形式往往存在于地下空間?！睉摾斡浀叵驴臻g建設是一項投資，而不僅是支出。政府和開發(fā)商應從環(huán)境效益來評估財務信用結果，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。由于1850—1950年期間技術發(fā)展十分緩慢，致使那些富有遠見卓識的前輩們的設想未能在有生之年得以實現。而現在，技術發(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，馬斯克已經得到美國政府的批準，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。關注當下，著眼未來，規(guī)劃師、設計師應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。