“每天乘坐地鐵通勤出行、在商場(chǎng)地下停車(chē)場(chǎng)停車(chē)、開(kāi)車(chē)途經(jīng)海底隧道……”如今在人們的日常生活中，關(guān)于“地下空間”的利用變得越來(lái)越常見(jiàn)，地下軌道交通、地下市政工程等正快速崛起。
有數據顯示，早在2020年，國內東部地區的城市地下空間新增建筑面積同比上升，增長(cháng)率達3.78%，尤其以浙江、江蘇、上海等省份和城市最為顯著(zhù)。顯然，對于如今的城市發(fā)展來(lái)說(shuō)，土地資源的利用范圍早已不僅限于平面，而是立體的。
“合理科學(xué)地開(kāi)發(fā)利用城市地下空間是解決‘城市病’，緩解城市超負荷運行，尤其是交通運行的‘良方’。”獨立經(jīng)濟分析師徐宏表示，“作為國土資源的有機組成部分，城市地下空間是戰略性空間資源，向地下要空間、要資源已經(jīng)成為21世紀城市發(fā)展的必然趨勢。”
作為國內地下工程建設領(lǐng)域的重要力量，中鐵第四勘察設計院集團有限公司(下稱(chēng)“鐵四院”)深地空間團隊探索數年，承攬了一大批重點(diǎn)地下空間項目，為建設超級地下城積累了經(jīng)驗。
位于湖北武漢的光谷廣場(chǎng)綜合體，是國內最大最復雜的地下空間交通綜合體。在鐵四院深地空間團隊青年骨干周兵看來(lái)，其建造難度堪比為人體實(shí)施一臺高精度的“腦科手術(shù)”。
“建設過(guò)程中，設計團隊需要在地下30米，對一個(gè)直徑200米的圓形做一個(gè)‘大手術(shù)’，通過(guò)三環(huán)層疊、多線(xiàn)放射，完成3條地鐵線(xiàn)路、4座地鐵車(chē)站、2條市政隧道以及地下非機動(dòng)車(chē)道的精準穿梭。”周兵回憶說(shuō)。
正是通過(guò)該項目，鐵四院系統研發(fā)了城市中心地下大空間建造的關(guān)鍵技術(shù)，拉開(kāi)了“掘進(jìn)地下城”的序幕。如今，由鐵四院深地空間技術(shù)研發(fā)攻堅團隊重點(diǎn)參與的國家重點(diǎn)研發(fā)計劃《城市大型地下基礎設施智能暗挖建造關(guān)鍵技術(shù)與裝備》正式啟動(dòng)，標志著(zhù)鐵建人正在向地球深部進(jìn)軍。
在與武漢相隔近千里的重慶，42攝氏度極端高溫天氣讓人汗流浹背。2023年夏天，鐵四院高級工程師劉俊和技術(shù)骨干於澤，已連續60天奮戰在《智能化深部空間運維和安全控制理論、設備和智能方法》項目上，開(kāi)展示范工程測試工作。
在重慶的紅土地車(chē)站基地內，劉俊和於澤緊盯屏幕：533個(gè)監測點(diǎn)位，1072個(gè)采集參數，空調系統節能率63%……深地空間團隊將地下深度延伸至200米，致力于打造城市地下0至200米深度的另一個(gè)世界。
為了更好地服務(wù)工程，鐵四院團隊首次提出了城市地下空間全生命周期技術(shù)，一站式解決設計建設營(yíng)運難題。記者了解到，一站式解決分為3個(gè)階段——在規劃設計階段，秉持“綠色地下、智慧地下”的理念，按照網(wǎng)絡(luò )化地下城市的設想去建設，地下空間的總體布局以地面城市形態(tài)為發(fā)展方向，形成一一映射。
“在關(guān)鍵建造階段，設計團隊首創(chuàng )了城市狹小空間內的地下空間開(kāi)發(fā)技術(shù)，將對周邊環(huán)境的影響降到最低。”劉俊介紹說(shuō)，“我們還研發(fā)出對既有建筑和已建地下空間的開(kāi)發(fā)技術(shù)，使改造主體受到的影響降到最低。同時(shí)探索大跨異型地下空間建造技術(shù)，在國內首次突破超長(cháng)混凝土結構和超大跨勁性結構的技術(shù)瓶頸。”
此外，在安全營(yíng)運階段，鐵四院設計團隊還首次構建了適用于深部空間的安全與防災成套技術(shù)體系，有效保障了城市中心超大型地下綜合體的營(yíng)運安全。也正是憑借長(cháng)期的技術(shù)積累和實(shí)地實(shí)踐，如今鐵四院在地下工程尤其是地下交通樞紐的設計上，有了豐富經(jīng)驗。
世界首個(gè)3線(xiàn)換乘公鐵合建越江工程徐家棚樞紐;全國首個(gè)跨境高鐵交通樞紐廣深港高鐵福田站;國內最大的下進(jìn)下出地下綜合交通樞紐佛山西站地下空間;全國第一家綠色三星級的地下空間蘇州太湖新城地下空間;國內首個(gè)真正意義站城融合的特大型地下綜合客運樞紐西麗樞紐……一項又一項“超級工程”正在構建中國城市中心的特大型地下交通樞紐，設計、建造、營(yíng)運技術(shù)體系也愈發(fā)完善。
“只有構建集約綠色、協(xié)調高效的地下道路交通體系，才能真正滿(mǎn)足舒暢、舒適的高品質(zhì)健康道路交通發(fā)展需求。”在徐宏看來(lái)，未來(lái)國內的地下交通建設工作還有長(cháng)足的探索和發(fā)展空間，同時(shí)亟待解決的問(wèn)題也有很多。
“地下空間開(kāi)發(fā)最重要的是安全問(wèn)題。”徐宏直言，以地下軟土地區為例，在該區域進(jìn)行基坑開(kāi)挖、隧道施工的技術(shù)要求很高，如果設計方案不科學(xué)或措施不當，就會(huì )引起地下水滲漏，造成流砂、邊坡失穩及大面積地面塌陷等情況，這正是現有地下工程設計和技術(shù)面臨的新挑戰。
此外，與地下空間開(kāi)發(fā)利用充分的中心城區相比，郊區地下空間的開(kāi)發(fā)需求較少。而一旦地上建設項目完成，再進(jìn)行地下空間開(kāi)發(fā)的難度就很大，長(cháng)遠來(lái)看，不利于城市空間資源的節約集約利用。這給城市的整體規劃和具體項目的建設，同樣提出了更高的要求。
記者了解到，如今依托中國鐵建全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢，鐵建人正聯(lián)合各大高校和科研機構，對設計、施工、材料、裝備、運維進(jìn)行全方位成體系的技術(shù)研究和場(chǎng)景驗證。相信憑借在技術(shù)領(lǐng)域的深耕和探索，在不久的將來(lái)，“地上一座城，地下一座城”的暢想將成為現實(shí)，成為中國的經(jīng)濟、交通等關(guān)鍵領(lǐng)域持續向上發(fā)展的關(guān)鍵推動(dòng)力。(張真齊)
