從高架建設到地下空間建設的城市發展新動向

徐源 李云龍 劉宇

在建筑界,有這樣一種說法,19世紀是橋的世紀,20世紀是高層建筑的世紀,21世紀則是開發利用地下空間的世紀。近年來,這種趨勢愈加明顯。世界上不少特大城市對于積極、高效利用地下空間的呼聲越來越高。如日本,有人提出把高速鐵路、高速道路鋪設到地下深層的構想;大規模地下公共停車場的建設已經在制定之中;在法規制度方面,鑒于重新評價深層地下空間土地所有權的應有狀態、擴大內需、導入民間活力等背景存在,以前嚴格控制的地下街建設現已趨于放寬限制。日本正在從超高層建筑的空中開發時代轉向大深度地下空間的開發時代,從而掀起了一股不小的地下空間開發利用與規劃熱潮。

1 高架建設的發展現狀

早在20世紀60年代,隨著汽車工業的發展,許多歐美及日本等國為了解決日益嚴重的交通阻塞、空氣污染和石油危機等,相繼采用高架道路形式以緩和地面交通的緊張狀況。目前世界各國大城市的快速干道相當一部分都是高架(如日本東京市區內快速干道有50%以上的高架)。就我國而言,自從1987年廣州市人民路第一條高架道路通車以來,許多城市相繼建設了大量的高架道路。2000年上海的高架軌道交通明珠線投入運營;武漢輕軌1號線一期工程10.14 km是高架建設;廣州地鐵2號線有相當一段線路也是高架路段。中國香港政府對于快速干道穿越市區時,均采用高架的方式解決。

在土地高度開發的情況下,城市道路高架是不可避免的。但是高架道路帶來的城市分隔和景觀損害、環境污染也是不可避免的,并且帶來的是長期的后果。進入90年代,國外開始拆高架橋。美國波士頓、芝加哥均開始陸續拆除城市里的高架橋,城市道路的發展轉為向地下空間,建地下隧道,地面則盡量留給人們一個良好的居住環境。2001年9月廣州市市政府對東濠涌高架黃華路口匝道和人民路高架沿江路匝道進行拆除。拆除的理由:1)交通利用率低,導致某些路段經常塞車;2)對珠江沿岸景色造成影響。北京、深圳等城市都表示不再搞高架橋,立交橋要離居民生活區遠一點,要留下空間,給廣大市民營造一個安寧、舒適的生活環境。

2 高架建設與地下空間建設的對比

2.1 兩種建設形式缺點對比

2.1.1 高架建設中的缺點分析

高架線路對生態環境的影響,主要表現在噪聲、振動、電磁輻射、有害氣體4個方面。高架線路的噪聲主要產生于輪軌系統和動力系統。根據日本實際測得的聲場分布,當軌道交通噪聲源強為82 dB(A)時,道路紅線在40m以上時,一般不會超過道路交通干線兩側區域Ⅳ類標準70dB(A)。根據鐵道部勞衛所研究認為鐵路噪聲70dB(A)與交通噪聲55 dB(A)對人的干擾程度是一樣的。實測干道上的本底噪聲,一般都高于高架線路產生的噪聲。列車振動是一個比較復雜的問題,影響因素很多,且具有隨機性。根據國家對交通干線道路兩側標準的要求晝間為75 dB,夜間為72 dB。在同等輪軌條件下,高架線路引起的地振動比地面線路少4 dB～9 dB,因此,只要不是電子顯微鏡和標定用的試驗臺等精密儀器,一般對敏感建筑物或其他建筑物都能滿足要求。高架線路電磁輻射主要的輻射源是:1)牽引供電系統。2)供電電源系統,即地鐵專用的高壓系統的線路及有關設備,如主變壓器、開關及母線等。3)列車在運行中,受電弓與接觸網產生瞬間離線,造成火花放電包含很寬的頻譜,對沿線造成寬頻帶的射頻電磁干擾。由于交通量劇增,導致有限的空間內機動車行駛所造成的尾氣等有害氣體急劇增加,嚴重影響城市大氣環境。

2.1.2 地下空間建設中的缺點分析

開發用地內因土未被壓實,其透水性較之周圍地表層高,大量雨水透入易引起水土流失,另外,建造了地下結構還會改變地下水的徑流路線,打亂了原來的地質平衡狀態,從而影響地表植被的生長。

干旱氣候區的表土因用地施工松動而更易遭受風蝕。此外,回填土序列的新改變使原本高質量的耕植表土可能被回填的貧脊土所替代,使土壤中肥力減少,需要運填新的肥沃土才有利于周圍環境的園林綠化。

大片地下用地開發,破壞甚至毀滅了周圍原有動植物的生態環境,并改變了氣候,使人的生存環境也受到重大影響,需較長時間的改造恢復工作才能建立新環境的可持續發展平衡機制。有的生態平衡破壞狀況可能是難以恢復協調的,這將成為一種損失。

2.2 兩種建設形式優點對比

2.2.1 高架建設帶來的好處

借天不借地,增加路網寬度;承擔了很大的交通量;改善行車條件,提高車行速度;便于統一規劃,分期實施。

2.2.2 地下空間建設帶來的好處

促進城市土地的高效利用并達到改善城市環境的目的;促進城市的美化;促進城市的可持續發展;保護能源;保持良好的氣候條件;安全目的。

3 國外大中城市對于高架建設的趨勢和案例分析

以美國波士頓的地下空間開發利用與城市更新為例:波士頓是美國歷史古城,也是交通最繁忙的城市,其城市交通問題嚴重制約了城市的發展,城市中心區活力降低,經濟增長緩慢,城市環境質量下降。波士頓中央大道建成于1959年,為高架6車道,它直接穿越城市中心區,當時設計每天運量為75000輛機動車,現在實際運量達到200000輛,成為美國最擁擠的城市交通線。現在每天交通擁擠超過10h,交通事故發生率是其他城市的4倍,通向機場的隧道境況也相同。據估算,由于堵塞、事故、油料浪費、尾氣污染、時間延誤等因素每年損失5.7億美元。

中央大道高架橋的建設,將原來的波士頓北區及相鄰的濱水區與老城中心區相隔離,限制了這些地區在城市經濟活動中發揮作用。嚴重的交通堵塞和高發事故率,使一些商業機構搬遷出去,以尋求更好的有力增長和交通便捷的地區,由此帶來的利稅損失更高達數百萬美元。

波士頓的案例提供了以下經驗:1)改善交通是工程的主要動因:由于城市的交通問題已經影響到城市的活力和經濟競爭力等方面,改善交通狀況成為世界上各大城市面臨的具體問題;2)用地下隧道替代地面高架橋,提供了一條新的城市交通模式,城市中心區發展地下快速道路系統是解決古城保護、城市更新等方面的重要途徑;3)城市交通地下化,可以騰出地面空間以綠化、適度開發及增加不同區域的城市生活聯系,減少了道路對城市的割裂,實現了土地的多重使用;4)安全、便捷的地下交通減少了地面不同交通形式的交叉,并在減少擁堵的同時可以降低污染和改善城市環境。

4 地下空間建設的城市發展新動向

法國巴黎的盧浮宮的新入口采用了下沉式的建筑結構形式,玻璃金字塔是庭院中唯一高出地面的符號。它不僅為游人創造了一個吸引視線的新亮點,同時也解決了盧浮宮博物館地下空間的采光問題,是一個地下空間開發并且保護地區歷史的典范。

加拿大蒙特利爾地下城是世界最大的地下建筑工程,其創作動機來源于達?芬奇的“城市地下的城市”,它使得人們可以免受各種惡劣氣候的影響并提供了一種“四季如春”的購物和娛樂環境,同時又緩解了地面交通的壓力。

近年來,隨著上海經濟的發展以及2010年上海世界博覽會的迫切需求,上海市掀起了基礎設施建設(特別是地下工程建設)的新高潮。上海近幾年來地下工程建設的現狀和所取得的成就,這其中包括軌道交通工程、越江隧道工程、地下道路工程、地下市政工程以及地下空間規劃利用等多方面的進展。

北京地下城的前身是人防工事,始建于1969年。地下城工程,歷時10年,于1979年完工。地下城距地面8m,最深處可達十幾米,寬2m,全長30余千米,可容納30余萬人。因工程量巨大,設施齊全,被稱為“地下城”。四通八達的地下通道,可以直通行政中心、紫禁城、天安門和火車站。

5 結語

隨著城市社會經濟的不斷發展,無論對政府還是對規劃部門來說,綜合地考慮城市的地質、地球技術以及地質環境等方面的約束條件,制訂一個綜合的、協調的和連續的并且符合可持續發展要求的城市地下空間發展規劃已經成為必然的戰略選擇,也具有非常顯著的社會效益、經濟效益和環境效益。

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