虽然城市地下空间在平面布局上逐步发展成熟,但如果缺乏对城市地下空间竖向布局等相关问题的深入研究,还是会导致地下设施和空间之间相互冲突的矛盾。目前地下空间在竖向形态上的设计思路还比较匮乏,由于地下的不可见性和不可逆性,无计划的建设势必导致重复施工,影响空间运营效率,造成空间资源浪费。比如,在南京新街口地区的地下空间前期建设中,由于缺乏在城市层面整体考虑和合理空间竖向整体设计和布局,前期许多建设各自为政,造成地下竖向布局的混乱无章,在地铁建设作为贯穿地下网络发展介入后发现一些先建的地下设施随意占用了地下空间资源,使得后建的地铁空间与之发生冲突,只能往更深的方向发展,造成不必要的资金浪费以及巨大的开发困难。
因此,在进行地下空间开发利用的同时,有必要对其竖向布局进行分析研究,从整体城市层面进行地下空间城市竖向设计,使地下空间的开发能够按照相应设施的功能以及所处的地域进行有层次的开发,充分保护地下空间资源。
1)地下空间资源
地下空间是当代大、中城市城市空间发展的重要自然资源。城市地下空间资源容量的大小与地下空间开发技术有密切的关系。早期城市地下空间开发利用由于受技术的限制只能开发浅层地下空间。因此,由于开发深度的限制,城市地下空间资源容量只能计算浅层空间容量,但是当今随着深层岩土开发技术的发展,城市深层地下空间也逐步走进城市发展的视野。比如,俄罗斯圣彼得堡地铁站大多超过100m,朝鲜平壤地铁最深站甚至达地下200m。另外,由于原先技术的限制不利于对城市高密度发展地区地下空间的开发,因而城市地下空间资源容量就无法计入该地区的地下空间。随着地下工程施工方法的创新,逆作法、浅埋暗挖、微型隧道等技术逐步成熟,在城市高密地区开发地下空间成为现实的同时,也无形地为城市地下空间资源增加了容量。
地下空间资源的数量是呈现出动态发展的数据,城市地下空间资源容量的大小与对城市地下空间资源的认识、开发技术、地面状况等有着直接的关系。尽管城市潜在地下空间资源较为丰富,但由于早期对城市的认识忽略了它的存在,对其利用存在着很大的局限性。如早期的城市建设只注重将市政基础设施纳入地下,当时对城市地下空间资源的容量可能只停留在城市道路下的地下空间。后期为了解决城市地面交通拥堵问题,地下轨道系统的发展使得城市地下空间资源容量大大增加。
所以,城市地下空间资源是城市空间资源的重要组成部分,它是城市集约化发展,实施城市立体化开发的重要保障。要对城市地下空间资源有一个明确的认识,就必须对城市地下空间资源进行评估,明确城市地下空间资源的分布和资源质量,明确城市地下空间资源量、可开发量,为地下空间规划提供重要的依据。城市地下空间资源的科学评估对城市地下空间开发的整体性和效益十分重要,因此有必要对城市地下空间资源进行合理的评估,以指导城市地下空间的合理设计。
另外,在明确地下空间资源概念的同时还需要了解城市地下空间资源质量的概念才能更科学地进行地下空间竖向布局的研究。地下空间资源质量通常指城市地下空间可开发利用程度的综合评价指数,可用综合指标评价后的相对分数或分级来表示。对城市地下空间资源质量进行评价,是制定资源开发利用规划、采取合理的开发方式与措施的科学依据。
2)竖向分层布局(www.daowen.com)
地下空间的竖向分层开发研究需要在充分了解不同城市地下空间资源的基础上,综合分析地下空间资源质量的情况,根据不同发展时期对地下空间设计的不同需求统筹协调、合理布局。为了确保地下空间发展的充分性和科学性,地下空间竖向布局设计的重点控制解决城市发展的各个不同阶段、不同建设时期,各类原有设施与新建设施的避让和统一。根据地下空间开发的层次性和时序性,按照竖向深度的不同,可以把地下空间竖向划分为四个层次:①浅层地下空间;②次浅层地下空间;③次深层地下空间;④深层地下空间(见表格3-3)。
表格3-3 国内外地下空间竖向配置模式(作者整理绘制)
浅层地下空间:地表相对高程±0m~-15m。位于地表-15m 以上,是地下空间使用者的行为活动最为频繁的地下空间。轨道站点作为地面、地下联系的出口,从安全及经济的角度出发应尽量布置在该层;同时结合安排停车、商业服务、公共步行通道、交通集散等地下步行交通为主功能。在各重点地区道路下的浅层空间还需考虑安排市政管线、综合管廊等功能。由于该层为首层地下空间,因此在进行地下空间竖向设计时应尽可能地预留一定的覆土深度,尽量减少对地面景观生态的破坏。其中市政管线的布置应尽量处于人行道或非机动车道的下方,地下综合管廊可以布设在车行道下。
次浅层地下空间:为地表相对高程-15m~-30m。相对而言,次浅层地下空间对于使用者的可达性稍差,在表层空间被步行空间占用的情况下,地下轨道的隧道类空间应尽量安排在这一层同时兼顾地下停车、地下快速路,另外也可根据实际情况布置地下垃圾收集系统等较为深层要求的市政公用设施功能。
用次深地下空间:为地表相对高程-30m~-50m。在浅层空间发展饱和的情况下,主要以发展轨道枢纽换乘站的站厅、深层轨道线路、地下变电站、地下水处理、地下物流系统等埋深要求较深的地下设施。这一层次也是当前地下岩土技术和人的心理可以接受的最深层次,比如深圳福田中心CBD 以及成都地下空间已经将地下深层轨道线路开发至地下-38m。
深层地下空间:为地表相对高程-50m 以下空间。这一层次并不是现今地下空间开发涉及的层面,其作用主要为未来技术成熟时的深层地下空间开发做远景预留,为远期地下空间资源规划和城市设计留有余地。
因此,依据中国大部分城市现阶段的经济社会发展水平以及地下空间开发利用的时序和阶段,短期内应该主要以发展浅层及次浅层次的地下空间资源(即地表相对高程-50m内)为主。由于技术及对于地下空间利用群体意识的欠缺,目前深层的地下空间资源很少被重视。但是,深层岩土技术、施工方法和挖掘设备的逐步进步革新将会把心理空间引入更深层的地下,城市地下空间的设计也势必逐步向深层发展,这也就使得对深层地下空间资源的研究和实践是未来城市立体化建设的主要课题。
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