中日地下空间防灾比较研究

许 杰

(西南交通大学，四川 成都 611730)

1 地下空间发展现状

1863年英国修建了世界上第一条地铁，拉开了人类利用地下空间的序幕[1]。经过一百多年的实践，地下空间得到了全面发展，类型主要包括地下交通、地下公共服务设施(包括地下商业、地下文体娱乐设施、地下科教设施、地下仓储物流等)、地下市政工程(包括地下市政管线、综合管廊等)及地下人防工程等。截至2020年年底，全球共有57个国家和地区的178座城市开通地铁，总里程达17 584.77 km[2]。此外，以地下商业为引导，世界各地出现了大量涵盖交通、商业、文娱、体育的多功能地下综合体，如：加拿大蒙特利尔Eaton中心地下综合体和法国巴黎列阿莱地下综合体等。

我国地下空间利用起步较欧美、日本等发达国家(或地区)晚，开始于20世纪50年代，当时主要以地下人防工程为主。随着城市建设的高速发展，开始出现人口密集、交通堵塞等问题，而有限的地面空间难以适应城市急速扩展的需求，因此以地铁为主导的地下轨道交通、以综合管廊为主导的地下市政等快速崛起，地下空间开发利用逐渐呈现规模化、深层化、系统化的态势[3,4]。地下综合体、地下综合枢纽、地下街区等新型地下设施不断涌现，为我国城市地下空间的综合利用掀开了新的篇章。2020年年底，我国地铁运营里程达7 108.49 km，排名世界第一。超过1万m2的地下综合体达200个以上，其中上海虹桥地下商业服务区地下空间开发面积达260万m2，是目前中国最大的地下商业综合体。全国已建设地下综合管廊里程约1 700 km，在建约1 000 km。虽然我国地下空间开发利用起步较晚，但发展速度快，已成为地下空间开发利用大国。

随着地下空间发展速度的不断提高，各种地下空间灾害的发生频率也显著增加。根据2019年全国各地公布报道的数据整理统计，共发生地下空间灾害事故243起，较2018年增加50%[5]。其中灾害频率较高的主要为施工事故、地质灾害、火灾、水灾和中毒窒息等(见图1)。

2 中日地下空间防灾策略对比

日本国土面积狭小且灾害频发，地下空间开发利用较早，在地下空间防灾减灾研究方面投入巨大，如1990年起通过成立专门课题组对1970年—1990年日本地下空间发生的各类灾害进行归纳、汇总和分析[9]。针对地下空间火灾、洪涝和地震等灾害，在灾害事故的基础上总结经验教训，形成了一整套灾前预防、灾难应对、灾后救助的防灾减灾策略，并出台了《灾害救助法》《灾害对策基本法》《水防法》和一系列轨道抗震设计规范等文件[10]。中国关于地下空间防灾研究起步较晚，在借鉴国外先进经验的同时，还结合中国地下空间发展现状进行了相关防灾研究，较好掌握了地下空间灾害特性和疏散设计等经验，形成了《地下工程抗震设计规范》和《城市地下空间开发利用管理规定》等规范文件(见表1)。

由此可见，地下空间防灾主要还是以地下空间内部防灾为主，日本在防灾应对上已经达到较高水平，且形成了具体的设计规范来指导地下空间内部防灾。中国在日本地下空间防灾经验的基础上也有了部分实践，正在形成一套适用于国内地下空间发展的防灾减灾规范。在城市发展紧凑程度不断提高的同时，中日两国在地下空间防灾减灾方面都还在积极探索，争取取得更好的防灾减灾效果。

2.1 防火策略对比

日本地下空间防火策略具有高度完善的特点，主要体现在两个方面。一方面，地下空间建设时采用难燃和无毒装修材料，以及严格的防火防烟分区和防火隔断，降低地下空间火灾发生的几率。地下空间布局采用竖向分层和简洁规整的平面布局，加强地下空间连通和设计紧急逃生通道等举措，尽可能在火灾发生时减少人员和财产损失。另一方面，防火标准和规范方面，日本出台了《基本方针》《地下街的基本方针》和《建筑基本法》等文件，对地下空间防火规定了若干限制性条款。目前日本在地下空间防火方面已经形成了一套较为完整的策略，能够很好的预防地下空间火灾。中国的地下空间防火从规划设计到运营维护也有一套较为完整策略，但在防火标准和规范方面还较为缺乏，并不像日本那样有关于地下空间自己的标准，基本上还是沿用地上建筑标准规划，较难指导地下空间大规模开发利用，这一问题亟待解决。

表1 中日地下空间防灾策略对比

2.2 防洪策略对比

日本地下空间防洪策略在暴雨和地震海啸的经验上，使得区域洪水灾害风险台账和等级图、地下空间出入口和通风口防洪、地下排水系统和地下雨水调节池等防洪策略逐渐在地下空间利用中被实施，较好的预防了地下空间洪涝灾害。相对比，中国地下空间经历了多次地下空间洪涝灾害，但目前还没有较好的策略来预防，一方面是对于从源头上控制雨水浸入地下空间还未形成有效对策，部分地下空间出入口被设定为比道路水平高出约40 cm～50 cm，但其设定值的妥当性并没有得到验证。通风口防洪策略还缺乏相应的研究。另一方面，当地下空间浸水后，如何将雨水快速排走的问题也还未得到解决。地下排水系统还不能快速将浸入的雨水排走，地下雨水调节池的建设情况也不容乐观。两个方面的缺陷致使地下空间发生洪涝的情况时有发生。

2.3 抗震策略对比

日本位于环太平洋地震带，在抗震方面的研究更早更深刻，对建筑层高和建筑材料有着严格的控制。地下空间抗震主要在地基加固、调整衬砌结构刚度和设置减震装置，在一定程度上提升了日本地下空间的普遍抗震能力。中国部分城市同样处于地震带上，但在抗震方面还有待提升。目前普遍的做法是地基加固和调整衬砌结构刚度，在设置减震装置方面还未普及。

3 日本地下空间防灾经验对中国的启示

以轨道交通、综合管廊和地下停车场为主的中国城市地下空间利用正以每年超过1.5万亿元的规模增长[5]，已成为领军世界的地下空间开发利用大国，但地下空间防灾减灾任务还十分艰巨。尽管在近十几年的研究中取得了不少成功经验，但还远远不能适应当前规模化、系统化的大深度地下空间开发利用新形势，在灾前预防、灾难应对、灾后救助等方面仍有较大提升空间，日本丰富的地下空间防灾经验具有十分重要的借鉴意义。

3.1 完善地下空间防灾减灾法规体系和技术规范

完善地下空间防灾减灾法律，既能够为以后地下空间开发利用过程中预防地下空间灾害发生提供法律依据，也有利于维护好地下空间相关权益人的利益。尽管我国部分城市已经出台了城市地下空间开发利用管理规定和防灾减灾的相关文件，但是专门针对地下空间防灾减灾部分仍有欠缺。因此，我国应尽快研究制定地下空间防灾减灾基本法，围绕基本法逐步完善各类地下空间灾害相应的法律法规和技术规范，形成系统化的灾害应对机制。除此之外，在重大地下空间灾害发生后对相应的法律法规进行修订、补充、完善。

3.2 构建精细化地下空间防灾减灾策略

目前，我国在地下空间防灾减灾策略方面还存在着精细化程度不足的问题，导致在防灾减灾上缺乏可操作性，严重影响了地下空间防灾减灾的效果。因此，可借鉴日本在应对灾害方面的精细化理念，构建精细化的地下空间防灾减灾策略。一是要精细化归纳汇总分析历年地下空间灾害发生情况，制定“地下空间灾害记录图”，总结灾害发生原因及防灾减灾措施不完善的地方，为后续地下空间防灾减灾提供经验。二是要进行精细化地质勘察，制定“地下空间灾害风险区划等级图”，这将更有利于掌握地下空间灾害风险的空间分布格局，为防灾减灾决策提供科学依据。三是要充分预估灾害发生可能性，并设想造成人员伤亡和财产损失的各种场景，如地下空间浸水部位、人员疏散困难造成踩踏等，以此作为制定地下空间防灾减灾策略的基本依据。

3.3 强化地下空间防灾减灾宣传教育

我国防灾减灾宣传教育起步较晚，虽然取得了一些成果，但总体而言还较为薄弱，很多灾害类型尚未被关注或是关注度较低，市民缺乏危机意识和有效的实际演练，在灾害来临时就表现得手足失措，造成大面积的人员伤亡。针对这类问题，可以借鉴日本在防灾减灾宣传教育方面的经验，推动我国防灾减灾教育系统化、标准化、常态化。尽快将防灾减灾教育纳入学校日常教学，定期开展灾害演练、灾害风险预防知识讲座等，建立防灾减灾教育长效机制；积极开展地下空间防灾减灾教育，向市民普及地下空间灾害应对知识，提升市民防灾减灾意识和应对能力。