集約型地下綜合空間一體化設計實踐
——以西安西咸新區能源金貿區地下綜合空間為例

張建軍， 楊 琴

(1.西咸新區絲路經濟帶能源金融貿易區管理辦公室， 陜西 西安 712000；2.華設設計集團股份有限公司, 江蘇 南京 210014；3. 水下隧道智能設計、建造與養護技術與裝備交通運輸行業研發中心， 江蘇 南京 210014)

0 引言

近年來地下空間發展出現了一些新的形式。綜合管廊自2015年在國家政策的大力推動下，于全國多個城市試點建設，數量呈爆發式增長。地下交通聯系隧道[2]是一種新型城市交通隧道，專門聯系市政道路與地塊的地下停車場，是地下公共機動車道、城市交通集散通道，多用于城市商務中心。公共交通為導向的發展模式(TOD模式)[3]圍繞軌道交通站點等公共交通為中心進行地下空間開發，僅上海地區依托軌道交通開發的地下綜合空間就有人民廣場、徐家匯、虹橋、陸家嘴等多個項目[4]。綜合管廊將各種地下管線集為一體，地下聯系隧道將城市道路與地下停車場連為一體，TOD綜合體將軌道交通與地下商業融為一體。集約化、一體化模式有利于促進我國的綠色發展，符合我國發展理念，是地下空間發展的趨勢[5]。

許多城市也開始探索在區域范圍內將多種空間分層次置于地下，進行一體化規劃。上海市在“十四五”規劃中將地下空間作為重點內容，采取地下空間一體化高度集約化開發模式[4]。杭州亞運村片區地下空間[6]規劃了地下停車庫、商業設施、地下聯系隧道、綜合管廊、TOD地下綜合體及附屬設施用房。王永祥[7]以廣州市嘉禾望崗地區為例,探討了軌道交通站點地區的地下空間一體化開發。張一航等[8]、張凌翔[9]、石曉冬等[10]、宋博文等[11]等從理論上探討了綜合管廊與其他地下基礎設施一體化建設的規劃方法及可行性。

高度集約一體化設計的地下綜合空間開發涉及到市政、交通、公共建筑等多個行業專業，目前地下空間規劃研究非常多，但實施過程中還存在較多問題，技術經驗總結較少。本文以西安西咸新區能源金貿區地下綜合空間實施為例，全面系統介紹了地下空間設計內容，并總結關鍵技術與創新，以期為類似工程提供借鑒。

1 項目概述

西咸新區能源金融貿易區位于西安新中心新軸線北端，地處灃河、渭河交匯處，如圖1所示。其中金融貿易區的8/9單元在現狀灃涇大道以西、規劃豐產路以南、豐安路以北和貿易路以東所圍合的區域內，如圖2所示。其功能定位以高端商務辦公為核心，輔以都市生活配套設施，未來將承擔金融服務、商務辦公、文化休閑、生態宜居等主導功能。

圖1 西咸新區能源金融貿易區

圖2 地下綜合空間項目范圍

總體規劃涵蓋“空中+地面+地下”3個層次，如圖3所示。空中層以商務辦公為主，區域內包含多個商務地塊。地面規劃有慢行、生態、文化、藝術景觀為主的街道生活系統，立體景觀綠廊/海綿公園，風雨連廊，以及街道化、慢行化的路面交通與景觀系統。地下集地鐵、商業、環形地下聯系隧道(以下簡稱“環隧”)、管廊、停車場、公共空間于一體，分為2層。地下1層主要為地鐵站廳層及與之相連通的地鐵商業、環隧及停車場，地鐵商業連接所有相鄰地塊，環隧承擔車行交通，聯系13個地塊；地下2層為地鐵站臺及地下綜合管廊，綜合管廊與物流系統連通。項目范圍內規劃構建了配套完善、功能復合、上下一體、交通便利、生態舒適、管理高效的地下空間體系，各種功能高度集約，包含環隧1.68 km，地下綜合管廊2.56 km以及長約800 m、寬約50 m的南北綠廊地下空間，總用地面積73萬m2，建筑總量185 萬m2。

圖3 區域分層規劃圖

2 地下空間設計

2.1 路網布設

地下空間的布設需考慮路網布局。環隧、綜合管廊平面中心線宜與道路中心線平行，地鐵車站進出站口需結合道路設置，道路路網的設計影響地下空間布置。區域范圍內路網規劃如圖4所示。金融三路為主干路，豐裕路、金融一路為次干路，豐寧路、豐登路、金融西路、金融東路為支路。

中介效應分析：由于應對方式量表中分為指向問題的應對和指向情緒的應對兩個分量表，所以對中介變量問題的應對和情緒的應對的中介效應進行分別分析。自變量X對因變量Y的影響，如果X通過影響變量M來影響Y，則稱M為中介變量。

圖4 區域內地面道路路網圖

2.2 綜合管廊

根據《西咸新區絲路經濟帶能源金融貿易區控制性詳規》(2016—2035年)以及多個專項規劃，項目區域內規劃的市政系統有通信系統、電力系統、燃氣系統、給水系統、再生水系統等，管線種類多。其中燃氣采用地下直埋，其余管線進入綜合管廊。該區域路網密集，不同類型的管線在路網上的布局存在差異，同一個系統的管線在不同道路上的管徑、型號不盡相同，布設復雜。為了對各種市政管線進行優選高效布設，采用綜合管廊集中管理。

本項目設計過程中，根據市政管線規劃，將各種類型的管線進行組合統籌安排，各段落管廊內包含的管線見表1。從表1可以看出，不同道路管線的種類、數量、型號均存在差異。根據規格的不同，為了滿足經濟性，按干線管廊-支線管廊-纜線管廊多級網絡系統布局，形成“三橫兩縱”的干支纜綜合管廊總體布局，如圖5所示。

表1 入廊管線規格

圖5 綜合管廊平面布置圖

干線管廊沿金融三路、豐寧路和豐登路布置，總長度約2.16 km。干線管廊為單層三艙結構，即高壓電力艙+中壓電力艙+綜合艙，如圖6所示。高壓電力艙納入110 kV電力電纜；中壓電力艙納入10 kV電力電纜； 綜合艙納入通信線纜、給水管、再生水管、熱力管和預留管道。支線管廊位于金融東路，總長度約0.39 km，只有綜合艙，納入10 kV電力電纜、通信線纜和給水管，如圖7所示。結合電力管線和通信管線，在豐裕路道路人行道下建設纜線管廊，采取蓋板淺溝方式敷設，如圖8所示，纜線管廊總長約0.9 km，覆土控制不小于0.5 m。

(a) 金融三路(豐安路—豐登路，豐寧路—豐產路)

圖7 支線管廊(金融東路)分艙布置圖 (單位： m)

圖8 纜線管廊(豐裕路)分艙布置圖 (單位： m)

2.3 環隧

本項目的城市環隧設計速度為20 km/h，以承擔小汽車通行為主，同時兼顧消防、救援、小型貨車等特殊車輛通行，通過對車輛高度統計分析并與其他環隧對比，車行最小凈空高度為3.5 m，設備最小凈空高度為1.0 m。主線高峰時期最大斷面流量為697 pcu/h，需要2條車道。但考慮到本工程兩側接入地塊有13個出入口，最終確定環隧車道數采用3車道布置形式，中間車道連續通行，兩側車道集散兼通行。橫斷面凈寬=0.5 m(裝修+防撞)+0.25 m(安全帶)+0.25 m(路緣帶)+3.25×3(車行道)+0.25 m(路緣帶)+0.25 m(安全帶)+0.5 m(裝修+防撞)=11.75 m；車道結構凈高=1.0 m(設備層)+3.5 m(車行凈空)+0.3 m(道路結構)=4.8 m。本項目環隧與綜合管廊共構橫斷面如圖9所示。

圖9 環隧凈斷面圖 (單位： mm)

環隧主環沿豐登路、金融東路、豐寧路、金融三路布置，如圖10所示。主線全長1 682.267 m，設計中心線與地面道路中心線一致。沿線與13個地塊地下車庫連接，車庫連接口轉彎半徑為7 m。

環隧主線采用單向逆時針方式進行交通組織，便于出入口匝道與地面道路的銜接。灃涇大道設置2對出入口匝道，金融三路設置1對出入口匝道，豐產路設置1個出口匝道。環隧內外兩側布置地塊出入口，遵循內部口“左進左出”、外部口“右進右出”的行車組織原則。沿豐寧路/豐登路/金融東路兩側開口與左右地塊相連，中間車道為連續行駛車道，兩側兼具集散與通行車道；沿金融三路左側與地塊相連，外側2車道為連續行駛車道，內側為集散車道。環隧內部交通組織如圖10所示。

圖10 環隧平面布置及內部交通組織圖

2.4 綠廊地下空間

綠廊地下空間基于TOD模式開發，圍繞地鐵16號線能源金融中心站進行設計。東側臨金融一路，西側臨開發地塊，南側臨豐安路，北側臨豐產路，東西向寬約50 m，南北向長約800 m。綠廊地下空間分為4個廳，從北到南分別為文化客廳、活力客廳、陽光站廳和休閑客廳。文化客廳為綠廊A區，活力客廳和陽光站廳為綠廊B區，休閑客廳為綠廊C區。綠廊地下空間布置如圖11所示，其開發面積為4.8萬m2，其中地下商業空間為2.5萬m2，地下公共空間為1.3萬m2，下沉廣場為1.0萬m2。

圖11 綠廊地下空間布置圖

綠廊地下空間主要分為2層，在A區和B區局部設有夾層，地下1層分布如圖12所示，地下2層分布如圖13所示。

圖12 地下1層分布圖

圖13 地下2層分布圖

2.4.1 地下1層

在地下1層處的A區文化客廳包括地下綜合商業和文化設施，圍繞中央“四季庭院”周邊布置，可以實現與東側和西側出讓地塊的地下銜接。B區活力客廳主要有臺地廣場和輕餐簡餐等配套商業，其采用的下沉式設計既引導了地面人流，打開了周邊商業界面，又使地下空間成為充滿陽光的活力場所。B區陽光站廳采用下沉廣場與軌道交通車站站廳層出站口直接銜接，地下車站與城市地下空間進行整合，其效果圖見圖14。C區休閑客廳以開放式的城市景觀廣場為主，入口處設計成小型文化建筑造型，休閑客廳與西側中天商辦地塊可無縫銜接。另外，在此層可實現陽光站廳與活力客廳連接。

圖14 陽光站廳效果圖

2.4.2 地下夾層

A區和B區利用地鐵區間上方的空間高度設置局部夾層。A區夾層標高約-12 m，平時用于小汽車停車庫、非機動車庫和設備機房，戰時兼顧人防。B區夾層標高約-5 m，利用地下空間結合下沉廣場設置少量商業開發及后勤和設備機房區域，形成陽光站廳和活力客廳的臺地商業空間效果。

2.4.3 地下2層

在地下2層，設置有A區文化客廳與B區活力客廳下穿豐登路地下環隧和管廊的連接通道，以及B區陽光站廳與C區休閑客廳景觀廣場的連接通道。此層在文化客廳配備有商業和餐飲，同時結合人行流線配套設置少量商業開發及設備機房。

2.4.4 人行流線

項目內部交通組織以軌道交通和周邊的人流組織為核心。人行流線主要為從地鐵車站往返金融一路兩側商務辦公區域的人流，可以分為南北2個方向。從能源金融中心站站廳層往北，經由陽光站廳及活力客廳，到達文化客廳，進行商業體驗活動；同時，可通過地下1層的地下連通道，到達金融一路東西兩側開發地塊的地下空間。從地鐵車站站廳層往南，可通過下沉廣場經自動扶梯和樓梯，下穿豐登路后，到達南側的休閑客廳，并順利進入西側開發地塊。人行流線也可通過下沉廣場的垂直交通設施(自動扶梯和樓梯)快速到達地面，通過地面層的景觀廊道進入開發地塊。

3 關鍵技術與創新

本地下綜合空間項目結合區域內綜合管廊、環隧、TOD地下商業體進行一體化設計，提高空間資源整體利用率。采用環隧，加強與地面道路、地塊聯系，提高區域內交通系統效率；采用干線綜合管廊、支線綜合管廊、纜線管廊相結合的分級布局方式，構建區域之間能源輸配聯絡通道，有效整合了城市空間資源；以TOD理念為引領，統籌聯系周邊區域地下空間，實現城市公共空間效益最大化、建筑景觀文化一體化。工程包含內容多、地下空間規模大、項目建設較為前沿且可參考的經驗少，因此進行了一系列關鍵技術攻關與創新。

3.1 地下空間共構

綜合管廊與環隧均沿市政路網布設，若將兩者分開布設，水平分布將增加用地紅線寬度，豎向布設將增加開挖深度，因此采用共構方案，可節約土地資源，實現同期施工，降低造價。本項目干線管廊如圖15(a)所示，與環隧在金融三路、豐寧路、豐登路共構，共構段長度約1.79 km，綜合管廊頂板與環隧頂板共板；支線管廊如圖15(b)所示，在金融東路與環隧共構，長度0.39 km，綜合管廊置于環隧一側，頂板頂齊平。

(a) 干線管廊

綠廊地下空間南北向貫穿本區域，與管廊、環隧存在2處交點，綜合管廊位置由環隧下部抬高至其南側與之共構，綜合管廊與環隧底板作為綠廊地下空間頂板，在交點處綠廊與管廊、環隧上下共構，如圖16所示。

圖16 綜合管廊、環隧與綠廊地下空間共構節點 (單位: mm)

3.2 特殊節點處理

在豐登路與金融三路路口處，分布有沿金融三路、豐登路的干線綜合管廊，并且豐登路管廊端頭在金融三路的西側，即靠近貿易路側，端頭處設置有管廊進風兼逃生口，所以綜合管廊在此路口處相互垂直十字交叉。而環隧在此路口為三向“T”形交叉，且環隧金融三路轉折點處平面路線線形為圓曲線，曲率半徑為50 m。由于環隧曲率半徑的設置，若管廊與環隧強行共構，則結構異形、受力不明確、施工難度大，后期結構極易產生問題。因此，在節點處采用兩者結構脫離的處理方式，各自形成封閉框架，如圖17所示。由于結構脫開處理，2個通道相互獨立，受力模式較為明確、計算簡單。雙層結構之間采用素混凝土回填。同時，對此段結構采用Midas-Gen軟件進行數值分析，雙層結構之間利用彈簧連接，計算管廊與環隧的受力情況，保證結構安全。另外，考慮到結構變形復雜，為了控制不均勻沉降，按間距不大于40 m設置變形縫。

圖17 豐登路與金融三路交叉處環隧與管廊節點圖

3.3 環隧通風消防設計

地下聯系隧道位于城市繁華地段,車流量大且車速較慢;與多個地下車庫相連接，出入口較多且連接隧道坡度較大;主隧道截面呈矩形且高度較低。這些特點決定了其具有較高的火災風險，特別是環隧，與常規直線型隧道差異很大，一般市政隧道的設計規范無法適用。而且，目前尚無環隧、消防設計的國家標準或行業標準。為了保證設計方案的合理性，本項目參考了建筑行業的GB 50016—2014《建筑設計防火規范》(2018版)，以及北京市地方標準DB11/T 1246—2015《城市地下聯系隧道防火設計規范》和河北省地方標準DB13(J)8330—2019《雄安新區地下空間消防安全技術標準》，基于項目特點進行通風消防設計，使環隧消防自成體系。

采用排風型半橫向通風的通風方式，平時通風工況與排煙工況結合設置。模擬通行車輛為燃油、新能源轎車和小型客車，按10 MW火災規模計算，設置3處火源位置，火災排煙量按隧道全線同一時間內發生1次火災考慮，根據計算結果配備2臺風量為71 000 m3/h的排煙風機，平時開啟1臺，火災時開啟2臺。

環隧采用2種疏散方式：借用地塊疏散和出入口、獨立樓梯間疏散。疏散口與環隧敞口段的距離和相鄰2個疏散出入口之間的距離均不超過300 m。其中借用地塊聯絡通道與地塊結合建設的疏散口4個，出地面的獨立樓梯間消防救援口6個，分別位于控制中心、綜合設備用房、灃涇大道變電所、金融三路機房以及灃涇大道和金融三路。環隧疏散點布置如圖18所示，其中控制中心與綠廊地下空間合建，設獨立防火分區。

圖18 環隧疏散點分布圖

3.4 智慧統一管理平臺

本項目環隧與綠廊地下空間均建立了統一的智慧管理平臺，將各個系統集成在一個操作平臺上進行統一協調、管理，提高管理效率，綜合管廊由片區內綜合管廊監控中心統一控制。以綠廊地下空間為例，智慧統一管理平臺采用軟件集成與物理集成的方式，界面如圖19所示，將消防系統、視頻監控、防盜報警、門禁管理、電子巡更、樓宇自控系統、變配電監控、公共照明、夜景照明、電梯監視、客流統計、信息發布、背景音樂、能源管理等弱電智能化子系統集成在一個操作平臺上，實現集中管理。系統各個子系統之間、各子系統功能模塊之間，基于統一數據庫實現，滿足數據共享的要求，同時系統各部分與相應的硬件設備具備聯動控制功能。

圖19 綠廊地下空間智慧統一管理平臺

4 結論與討論

開發建設集約型地下綜合空間是提高城市土地利用效率、統籌基礎設施高效建設、實現人們方便快捷生活的有效途徑。本文對西安西咸新區能源金貿區地下綜合空間實踐過程進行總結，尤其是地下空間共構設計和特殊節點處理、環隧通風方案和疏散方式、借助智慧管理平臺進行運營管理等關鍵技術，可為國內大量已規劃的地下綜合空間項目提供參考經驗。

但目前仍存在一些問題有待解決： 1)部分專業，如環隧，缺少有針對性的國家標準、地方標準，應盡快形成統一標準，填補空白，規范設計； 2)周邊地塊與地下空間的建設進度不一致，需加強施工組織管理和接口處技術處理； 3)鑒于管理部門不同，環隧、綜合管廊和地鐵車站地下空間當前各自切塊管理，應建立各部門之間的協調機制，保證運營安全。