从高架建设到地下空间建设的城市发展新动向

徐源 李云龙 刘宇

在建筑界,有这样一种说法,19世纪是桥的世纪,20世纪是高层建筑的世纪,21世纪则是开发利用地下空间的世纪。近年来,这种趋势愈加明显。世界上不少特大城市对于积极、高效利用地下空间的呼声越来越高。如日本,有人提出把高速铁路、高速道路铺设到地下深层的构想;大规模地下公共停车场的建设已经在制定之中;在法规制度方面,鉴于重新评价深层地下空间土地所有权的应有状态、扩大内需、导入民间活力等背景存在,以前严格控制的地下街建设现已趋于放宽限制。日本正在从超高层建筑的空中开发时代转向大深度地下空间的开发时代,从而掀起了一股不小的地下空间开发利用与规划热潮。

1 高架建设的发展现状

早在20世纪60年代,随着汽车工业的发展,许多欧美及日本等国为了解决日益严重的交通阻塞、空气污染和石油危机等,相继采用高架道路形式以缓和地面交通的紧张状况。目前世界各国大城市的快速干道相当一部分都是高架(如日本东京市区内快速干道有50%以上的高架)。就我国而言,自从1987年广州市人民路第一条高架道路通车以来,许多城市相继建设了大量的高架道路。2000年上海的高架轨道交通明珠线投入运营;武汉轻轨1号线一期工程10.14 km是高架建设;广州地铁2号线有相当一段线路也是高架路段。中国香港政府对于快速干道穿越市区时,均采用高架的方式解决。

在土地高度开发的情况下,城市道路高架是不可避免的。但是高架道路带来的城市分隔和景观损害、环境污染也是不可避免的,并且带来的是长期的后果。进入90年代,国外开始拆高架桥。美国波士顿、芝加哥均开始陆续拆除城市里的高架桥,城市道路的发展转为向地下空间,建地下隧道,地面则尽量留给人们一个良好的居住环境。2001年9月广州市市政府对东濠涌高架黄华路口匝道和人民路高架沿江路匝道进行拆除。拆除的理由:1)交通利用率低,导致某些路段经常塞车;2)对珠江沿岸景色造成影响。北京、深圳等城市都表示不再搞高架桥,立交桥要离居民生活区远一点,要留下空间,给广大市民营造一个安宁、舒适的生活环境。

2 高架建设与地下空间建设的对比

2.1 两种建设形式缺点对比

2.1.1 高架建设中的缺点分析

高架线路对生态环境的影响,主要表现在噪声、振动、电磁辐射、有害气体4个方面。高架线路的噪声主要产生于轮轨系统和动力系统。根据日本实际测得的声场分布,当轨道交通噪声源强为82 dB(A)时,道路红线在40m以上时,一般不会超过道路交通干线两侧区域Ⅳ类标准70dB(A)。根据铁道部劳卫所研究认为铁路噪声70dB(A)与交通噪声55 dB(A)对人的干扰程度是一样的。实测干道上的本底噪声,一般都高于高架线路产生的噪声。列车振动是一个比较复杂的问题,影响因素很多,且具有随机性。根据国家对交通干线道路两侧标准的要求昼间为75 dB,夜间为72 dB。在同等轮轨条件下,高架线路引起的地振动比地面线路少4 dB～9 dB,因此,只要不是电子显微镜和标定用的试验台等精密仪器,一般对敏感建筑物或其他建筑物都能满足要求。高架线路电磁辐射主要的辐射源是:1)牵引供电系统。2)供电电源系统,即地铁专用的高压系统的线路及有关设备,如主变压器、开关及母线等。3)列车在运行中,受电弓与接触网产生瞬间离线,造成火花放电包含很宽的频谱,对沿线造成宽频带的射频电磁干扰。由于交通量剧增,导致有限的空间内机动车行驶所造成的尾气等有害气体急剧增加,严重影响城市大气环境。

2.1.2 地下空间建设中的缺点分析

开发用地内因土未被压实,其透水性较之周围地表层高,大量雨水透入易引起水土流失,另外,建造了地下结构还会改变地下水的径流路线,打乱了原来的地质平衡状态,从而影响地表植被的生长。

干旱气候区的表土因用地施工松动而更易遭受风蚀。此外,回填土序列的新改变使原本高质量的耕植表土可能被回填的贫脊土所替代,使土壤中肥力减少,需要运填新的肥沃土才有利于周围环境的园林绿化。

大片地下用地开发,破坏甚至毁灭了周围原有动植物的生态环境,并改变了气候,使人的生存环境也受到重大影响,需较长时间的改造恢复工作才能建立新环境的可持续发展平衡机制。有的生态平衡破坏状况可能是难以恢复协调的,这将成为一种损失。

2.2 两种建设形式优点对比

2.2.1 高架建设带来的好处

借天不借地,增加路网宽度;承担了很大的交通量;改善行车条件,提高车行速度;便于统一规划,分期实施。

2.2.2 地下空间建设带来的好处

促进城市土地的高效利用并达到改善城市环境的目的;促进城市的美化;促进城市的可持续发展;保护能源;保持良好的气候条件;安全目的。

3 国外大中城市对于高架建设的趋势和案例分析

以美国波士顿的地下空间开发利用与城市更新为例:波士顿是美国历史古城,也是交通最繁忙的城市,其城市交通问题严重制约了城市的发展,城市中心区活力降低,经济增长缓慢,城市环境质量下降。波士顿中央大道建成于1959年,为高架6车道,它直接穿越城市中心区,当时设计每天运量为75000辆机动车,现在实际运量达到200000辆,成为美国最拥挤的城市交通线。现在每天交通拥挤超过10h,交通事故发生率是其他城市的4倍,通向机场的隧道境况也相同。据估算,由于堵塞、事故、油料浪费、尾气污染、时间延误等因素每年损失5.7亿美元。

中央大道高架桥的建设,将原来的波士顿北区及相邻的滨水区与老城中心区相隔离,限制了这些地区在城市经济活动中发挥作用。严重的交通堵塞和高发事故率,使一些商业机构搬迁出去,以寻求更好的有力增长和交通便捷的地区,由此带来的利税损失更高达数百万美元。

波士顿的案例提供了以下经验:1)改善交通是工程的主要动因:由于城市的交通问题已经影响到城市的活力和经济竞争力等方面,改善交通状况成为世界上各大城市面临的具体问题;2)用地下隧道替代地面高架桥,提供了一条新的城市交通模式,城市中心区发展地下快速道路系统是解决古城保护、城市更新等方面的重要途径;3)城市交通地下化,可以腾出地面空间以绿化、适度开发及增加不同区域的城市生活联系,减少了道路对城市的割裂,实现了土地的多重使用;4)安全、便捷的地下交通减少了地面不同交通形式的交叉,并在减少拥堵的同时可以降低污染和改善城市环境。

4 地下空间建设的城市发展新动向

法国巴黎的卢浮宫的新入口采用了下沉式的建筑结构形式,玻璃金字塔是庭院中唯一高出地面的符号。它不仅为游人创造了一个吸引视线的新亮点,同时也解决了卢浮宫博物馆地下空间的采光问题,是一个地下空间开发并且保护地区历史的典范。

加拿大蒙特利尔地下城是世界最大的地下建筑工程,其创作动机来源于达◦芬奇的“城市地下的城市”,它使得人们可以免受各种恶劣气候的影响并提供了一种“四季如春”的购物和娱乐环境,同时又缓解了地面交通的压力。

近年来,随着上海经济的发展以及2010年上海世界博览会的迫切需求,上海市掀起了基础设施建设(特别是地下工程建设)的新高潮。上海近几年来地下工程建设的现状和所取得的成就,这其中包括轨道交通工程、越江隧道工程、地下道路工程、地下市政工程以及地下空间规划利用等多方面的进展。

北京地下城的前身是人防工事,始建于1969年。地下城工程,历时10年,于1979年完工。地下城距地面8m,最深处可达十几米,宽2m,全长30余千米,可容纳30余万人。因工程量巨大,设施齐全,被称为“地下城”。四通八达的地下通道,可以直通行政中心、紫禁城、天安门和火车站。

5 结语

随着城市社会经济的不断发展,无论对政府还是对规划部门来说,综合地考虑城市的地质、地球技术以及地质环境等方面的约束条件,制订一个综合的、协调的和连续的并且符合可持续发展要求的城市地下空间发展规划已经成为必然的战略选择,也具有非常显著的社会效益、经济效益和环境效益。

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