城市地下道路總體設計分析

李振華，李聰

（1.長沙市公共工程建設中心，長沙 410008；2.湖南省交通規劃勘察設計院有限公司，長沙 410008）

1 引言

隨著城市化進程不斷推進，高層建筑數量持續增加，建筑規劃建設占據了大量地上空間，導致地上道路空間需求不足。地下道路可以在對交通空間資源合理利用的同時，優化城市交通系統。地下道路設計應嚴格按照相關規范要求進行，為人們提供更加舒適、優質的通行服務。

2 城市地下道路設計要素

2.1 功能定位

功能定位是城市地下道路設計工作開展的前提。受區域、空間、建筑物影響較大，不同的城市地下道路的功能定位存在明顯差異。如連接地下道路的車行隧道的主要功能是確保車輛在原本道路內直向通行，與橋上區域分流行駛；如地下道路陡坡的功能是使地上和地下的車流交匯在一條主干道路上。

城市地下道路設計需要重點考慮功能定位，也要著重考慮其與周邊環境的適應性，結合城市管道、城市交通等實際需求，對各要素進行綜合優化，設定具體、科學的目標，對地下道路功能進行定位。如廣州市比較出名的臨江大道，其目標定位除考慮通行功能之外，也對景觀要素進行了考慮。具體設計效果如圖1 所示。

圖1 廣州市臨江大道效果圖

2.2 實際條件

結合目標需求對地下道路進行綜合設計，在明確建設目標的基礎上，應對道路建設工程的技術可行性、空間可行性進行分析，結合實際條件對各要素進行規劃。該工作應在充分調查現場環境、現場設施的基礎上，進一步對設定目標進行解析。地下道路建設涉及內容比較多，在總體規劃設計中，應包括區域交通、公共交通、外線交通、交通安全、管道優化設計等多方面內容。由于地下道路設計屬于改造工程，需要對工程建設區域的實際現狀進行綜合分析，除了對建設區域進行調查之外，對周邊的路網現狀也要有深入的了解，包括周邊的建筑物、地鐵隧道等，判斷周邊因素是否對地下道路工程建設有直接的影響，在此基礎上，對設計圖進行優化設計，使設計理念、設計方案與城市實際條件相適應[1]。

2.3 交通需求

地下道路的成本影響因素較多，需綜合考慮道路改造工程建設對成本的要求。同時受使用年限等因素的影響，應重點對實際交通需求進行分析，建立長效的發展機制，在滿足交通需求的基礎上，減少后續改造的投入成本。設計期間應對實際交通需求進行分析，探討區域交通構成，預測地下道路的交通流量，提高城市地下道路的交通服務能力。目前，單一型的地下道路已經無法滿足城市道路交通需求，需要建立綜合的交通系統，建設連接型道路，同時考慮行人、機動車、非機動車的實際需要，在設計方案中強化地下道路的服務功能。

2.4 縱橫要素

城市地下道路設計應在考慮上述因素的基礎上，對行車速度、斷面設計、縱橫線形進行設計。針對行車速度，在地下道路設計中，應充分考慮到主線、匝道、站臺對實際交通通行所造成的影響，根據具體交通功能對道路通行能力、成本以及工程建設技術等內容進行綜合分析。速度設計應結合實際功能定位，并對其縱橫度進行優化，使地下道路可以滿足不同的交通功能需求。道路的起止點、通行方式也應在設計方案中予以明確。供電、消防、照明、裝飾等配套設施的安裝位置、安裝需求等也應經過重點考慮，確保工程設計的合理性。道路的橫斷面設計應考慮到行車檢修車道、路緣帶等內容，進行調坡優化設計。為滿足地下道路的實際通行功能，對設計方案進行優化，使出入口位置、速度、技術等各要素均需要滿足要求，并貫徹落實節能理念、安全思維[2]。

2.5 設施要素

地下道路的設施設計，是確保道路通行安全的基礎內容，為行車、行人通行提供安全、便利的服務。考慮到后期道路運行管理等相關要素，需重點對地下區域空間的通風情況、照明情況、供電情況、排水情況、道路救援情況進行明確。由于地下空間有限，在進行安全設計與基礎設施設計時，應考慮到道路系統的聯絡通行情況，在設計方案中建立完善的基礎設施，并對道路等級進行優化，確保道路的通行效果。地下道路照明設施示意圖如圖2 所示。

圖2 地下道路照明設施示意圖

3 城市地下道路設計實證案例

3.1 案例內容

某市考慮到城市交通空間網絡的實際需求，為滿足行車、行人的需求，設計臨江大道和中心路，同時進行兩個項目的設計施工。

臨江大道：對臨江大道的空間區域情況進行分析，道路全長大道1.68 km，結合實際的功能需求，做好目標定位工作，建立城市綜合地下空間，服務周邊道路。具體工程內容包括行車系統建設、雙層隧道建設、過江隧道建設等。隧道與管溝之間相互連接[3]。

中心路：中心路是該城市的軸線。城市以開放性空間設計理念，建設城市中心區域，塑造具有特色的城市風貌。工程位于體育中心南層區域，建設供車輛行駛的一層行車隧道和二層行人隧道，設計方案中建設景觀頂棚和站臺等基礎設施。

3.2 功能定位

臨江大道的主要功能是在地面位置設計隧道敞開段，在兩側位置設計輔道輔助交通。為實現該道路與地面道路之間的有效連接，可以進行相應的交通轉化，地下負一層區域設計短隧道，建設地下空間區域，實現與其他區域的交通轉化。地下二層隧道的主要功能是供給車輛自南向北直行。

對目標功能進行分析，為優化城市中心區域的交通，建立具有高標準的中心區域和具有城市特色的地下道路，地下道路工程設計考慮到起點與終點之間的交通實際需求，建立車行隧道，同時滿足BRT 車輛和其他車輛的行駛需求，設計空間與中心建筑連接在一起，地下一層設計超市等基礎需求內容，地下二層設計地道以供行人通行。為滿足該區域交通和人員交通需求，設計配套的基礎設施，以滿足地下道路的交通樞紐需求。

3.3 設計要素明確

3.3.1 臨江大道設計要素

對案例中的臨江大道進行設計要素分析，可以將設計要素分為4 個點。

第一個點，臨江大道工程建設區域存在地下污水渠，高度和寬度分別為6.6 m、2.6 m，埋深在5.2 m 左右，無法對其進行遷移。設計隧道需要考慮到污水渠箱的位置，采用偏角設計方式，使得臨江大道向北側區域遷移一小段距離。

第二個點是地下道路設計。受其他道路因素影響，需要進行交通轉化優化設計，對隧道建設的起點和終點位置進行優化，速度設計在40 km/h 以下，坡角在10°以下。

第三個點是臨江大道的設計，受原地下軌道影響，需要重點考慮到軌道APM 工程改造所造成的影響，考慮到河床、管溝等原始基礎設施，盡可能與原設施基礎保持一定的距離，部分區域為減少成本，對道路的平面曲線進行優化設計，凈空參數也得以明確。

第四個點是在負一層道路區域的設計過程中，采用露天的方式對道路進行設計，并設計半徑為16.2 m 的天窗，避免地下道路的視距、景觀影響實際的道路通行安全需求。道路交叉口位置周邊存在大量的建筑物結構，考慮到原始建筑結構的受力特征，對其受力特性進行綜合計算，采用遠近結合的組織方案對其進行優化設計，并使用梁板體系對其進行優化。

3.3.2 中心路設計要素

對城市地下道路的地下位置進行綜合設計，考慮設計相關要素，可以將重點設計要素分為3 點。

1）受地質環境與原始建筑影響，項目設計地下空間東西跨度比較長，南北跨度比較窄，地下道路中的地鐵站等采用南北通過的方式進行設計，并將整個地下空間分為3 個區域，東部區域、中間區域、西部區域。設計需要綜合考慮交通站場和人車分流對實際項目建設影響。

2）基于現有的組織要求，在南側和北側區域設置敞開隧道，對其縱斷面的參數進行明確。由于該區域存在地下交通軌道，APM 已經建設完成，與隧道結構距離比較近，設計需要重點考慮到兩者之間的影響因素，并對其進行保護。

3）考慮到地下交通中BRT 運營管理對交通所造成的影響，在此基礎上共計設計2 個站臺，并對其位置進行合理優化，考慮到中心路的人流量比較大，采用分流設計理念。

4 結語

綜上所述，地下道路總體設計應考慮到具體的道路需求，在完善的功能定位基礎上，做好道路的統籌規劃設計工作，結合實際空間對各項交通系統進行設計、布置，合理利用地下空間要素，優化空間資源配置。地下道路設計除需要考慮到前期的設計理念之外，也要重視后期的運營管理工作，考慮到總體設計對后期運營管理工作造成的影響，提高設計方案質量。