地下空间开发正成为城市建设的重要环节

进入新世纪,我们正越来越注重走生态、经济、社会的协调和可持续发展。然而,随着城市化进程的推进,城市规模不断扩大,土地资源日益紧张,人口、交通压力越来越大。在这种情况下,地下空间开发的重要性正在日益显现。地下空间的开发利用可以为城市提供便捷的地下交通网络,提供大量的地下停车空间、商业空间、设备安置空间等。地下综合管沟的出现实现了管线的集约化、廊道化,从而可以提高城市的土地利用率,节约有限的土地资源,缓解中心城市的建筑密度,提供快捷便利的交通,缓解城市交通压力;增加城市绿地,改善城市生态,减少环境污染。从某种意义上讲,我们可以通过对城市地下空间的有效利用来解决日益严重的“城市病”。

正是基于上述优势,地下空间开发正成为城市建设的关键环节。自1863年伦敦建成世界上第一条地铁开始,国外的地下空间开发已经经历了较长的时间,达到了相当规模和水平。对地下空间的开发利用从建筑的地下室发展到功能复杂的地下综合体,并且通过地下轨道交通和地下道路联系起来,成为完整的“地下城市”。近年来,我国的大规模地下空间开发刚刚兴起,并很快开始进入高峰;但相比之下,我国的地下空间开发有着不小的差距,现状和需求之间存在着较大的不相适应之处。

上海地下空间开发的现状与发展前景

随着这些年城市建设的发展,上海这个中国最大的经济中心城市对地下空间的开发利用取得了很大成就。目前投入运营的轨道交通里程已经达到145公里,黄浦江底下已建成多条隧道,建成不久的上海南站等大型工程已经形成了对地下空间的综合开发。

然而,由于受历史条件的限制,上海的地下空间开发还有不少问题和遗憾。例如,早期建造的地下轨道交通在网络化规划方面就存在不少问题,较为典型的有人民广场1号线与2号线以及徐家汇地区的9号线与11号线地下换乘问题。好在随着人民广场地下轨道交通换乘枢纽的建成和利用港汇广场改造建设的徐家汇地区地铁枢纽的建设,这两大历史遗留的问题即将得到解决。

近年来,上海在地下空间的立法、规划方面引进了先进的理念,并结合城市自身的特点,开展了很多有益的尝试,从宏观上为城市的地下空间的有序开发、合理利用提供了保障。

当前上海的地下空间开发正处于高速发展期,大量地下空间开发项目正在建设中,已经初见雏形的上海港国际客运中心的地下空间规模达到24万平方米,占到总建筑面积的60%;正在建设中的虹桥交通枢纽在西航站楼、磁浮车站、高铁车站和东、西交通中心的地下存有巨大的地下空间,这个地下空间提供了航空、磁浮、高铁、地铁和公交之间的换乘,并且提供了5条地铁的车站和相应的区间线路的空间;上海的“井”字通道和东西、南北大通道都是大规模的地下道路工程;“十一·五”末,上海将有400公里以上的轨道交通投入运营,其中大量是地铁。因此,地下空间开发正成为当前上海城市建设的关键词。

地铁车站与地下综合体一体化建设的优势

在地下轨道交通网络建设中,地铁车站的建设是关键。地铁车站是轨道交通网络中的重要节点,是人们出行、换乘的集散地,同时又是与地下空间其他部分、与地面的交互点。

早期建设的地铁车站往往是独立车站,仅仅满足人员乘车的需要,乘客通过车站所附的出入口进出车站;稍微先进一些的车站附设了一定数量的联络通道,通过这些联络通道,可以进入到附近建筑的地下室,其中典型的例子是1号线的徐家汇车站。这种地铁车站往往建在马路下面,建造过程中要封闭道路、翻交管线,对交通和城市生活带来不小的影响。

为了减小建造地铁车站带来的影响,并且使轨道交通更好地融入地下空间、带动地下空间开发,提供更便捷的生活,出现了轨道交通车站与地下空间综合体“一体化建造”的建设模式。地下综合体实质上是一种规模很大的地下室,可以占据一个地块或一个街区,成为这个地块或街区多栋建筑物共有的地下空间,并且可以提供较为完善的综合使用功能。这种“一体化建造”的模式是将地铁车站“安置”在地下综合体中间,直接成为大型的地下综合体的一部分。因此,旅客从大型地下综合体直接进出地铁的站厅和站台,而不需要经过长长的联络通道,更为便捷,真正做到“零换乘”。

采取“一体化建造”的模式,由于车站是建在大型地下综合体内,可以不必封闭道路、翻交管线,因此对交通和周边的生活不会带来影响,可以使地下空间建设与城市生活实现“和谐”。同时由于将地铁车站置于大型地下综合体之中,避免了地铁车站和周边地下空间之间的间隙,也避免了出入口和联络通道的建设,可以提高对地下空间资源的利用率,并且节省建设费用。“一体化建造”的模式还有利于带动车站周边的地下空间和地块的综合开发,为轨道交通建设解决资金问题。

“一体化建造”的模式在发达国家和我国的香港等地已经有较多成功的例子,例如香港的太古广场、香港IFC国际金融中心、乐富中心等大型地下综合体,已经实现了地铁车站与地下综合体的一体化。

上海现在也开始采用这种模式建造地铁车站,例如轨道交通7号线的浦江耀华站,就是将7号线的地铁车站布置在占地面积达2万平方米、深度达20米的大型地下综合体中间(地铁车站与地下综合体一体化建造)。此外还有陆家咀金融贸易区的X2地块、淮海中路3号地块、卢湾区第55街坊地块等项目。而前面提到的港汇广场地下室改造项目,则是一个利用既有地下空间改造成为一体化枢纽站的案例。通过改造,9号线的车站将安置在港汇地下室专门腾出的空间里,并且利用港汇地下室与紧邻的1号线、11号线车站实现换乘。

地铁车站与地下综合体一体化建设面临的问题

虽然“一体化建造”的方式在香港和国外的一些城市已经有了成功的经验,但由于上海属于软土地质,在这种地质条件下建造地铁本身已经是一件十分困难的事,被喻作“豆腐里打洞”。在软土地质中进行不同于传统狭长形独立车站的“一体化”车站的建造,我们还没有成熟经验,其中下面的三大问题我们需要首先加以研究解决:

1.轨道交通车站与地下综合体一体化建造的围护模式的建设

要突破原有独立车站的狭长基坑以单向对撑为主的围护模式,在充分考虑地铁车站的功能和大型地下空间规模开发特点的基础上,建立与地铁车站和地下空间一体化建造相匹配的围护体系。

2.轨道交通车站与地下空间一体化建造的施工组织技术

通过“一体化”车站的整体施工流程设计及技术、经济、进度综合对比分析,以及地铁施工对整个地下空间施工的影响分析和对策研究,解决轨道交通建设与地下空间及整个地块开发在工序、流程、进度上的矛盾;解决轨道交通的区间盾构施工与整个地下空间建设之间的焦点问题。在兼顾两种不同类型的项目的各自建设特点的基础上,寻求在一体化车站上的统一,从而建立一体化车站建造的施工组织技术体系。

3.轨道交通车站与地下综合体一体化建造的结构与构造处理技术

通过对一体化车站与相应地下空间各种相关问题的研究,寻求解决一体化车站中轨道交通与地下综合体之间在结构与构造协调方面的关键技术问题,解决作为建筑物一部分的地铁车站满足建筑物与地铁区间的沉降、变形协调问题。