集约型地下综合空间一体化设计实践——以西安西咸新区能源金贸区地下综合空间为例

张建军， 杨 琴

(1.西咸新区丝路经济带能源金融贸易区管理办公室， 陕西 西安 712000；2.华设设计集团股份有限公司, 江苏 南京 210014；3. 水下隧道智能设计、建造与养护技术与装备交通运输行业研发中心， 江苏 南京 210014)

0 引言

近年来地下空间发展出现了一些新的形式。综合管廊自2015年在国家政策的大力推动下，于全国多个城市试点建设，数量呈爆发式增长。地下交通联系隧道[2]是一种新型城市交通隧道，专门联系市政道路与地块的地下停车场，是地下公共机动车道、城市交通集散通道，多用于城市商务中心。公共交通为导向的发展模式(TOD模式)[3]围绕轨道交通站点等公共交通为中心进行地下空间开发，仅上海地区依托轨道交通开发的地下综合空间就有人民广场、徐家汇、虹桥、陆家嘴等多个项目[4]。综合管廊将各种地下管线集为一体，地下联系隧道将城市道路与地下停车场连为一体，TOD综合体将轨道交通与地下商业融为一体。集约化、一体化模式有利于促进我国的绿色发展，符合我国发展理念，是地下空间发展的趋势[5]。

许多城市也开始探索在区域范围内将多种空间分层次置于地下，进行一体化规划。上海市在“十四五”规划中将地下空间作为重点内容，采取地下空间一体化高度集约化开发模式[4]。杭州亚运村片区地下空间[6]规划了地下停车库、商业设施、地下联系隧道、综合管廊、TOD地下综合体及附属设施用房。王永祥[7]以广州市嘉禾望岗地区为例,探讨了轨道交通站点地区的地下空间一体化开发。张一航等[8]、张凌翔[9]、石晓冬等[10]、宋博文等[11]等从理论上探讨了综合管廊与其他地下基础设施一体化建设的规划方法及可行性。

高度集约一体化设计的地下综合空间开发涉及到市政、交通、公共建筑等多个行业专业，目前地下空间规划研究非常多，但实施过程中还存在较多问题，技术经验总结较少。本文以西安西咸新区能源金贸区地下综合空间实施为例，全面系统介绍了地下空间设计内容，并总结关键技术与创新，以期为类似工程提供借鉴。

1 项目概述

西咸新区能源金融贸易区位于西安新中心新轴线北端，地处沣河、渭河交汇处，如图1所示。其中金融贸易区的8/9单元在现状沣泾大道以西、规划丰产路以南、丰安路以北和贸易路以东所围合的区域内，如图2所示。其功能定位以高端商务办公为核心，辅以都市生活配套设施，未来将承担金融服务、商务办公、文化休闲、生态宜居等主导功能。

图1 西咸新区能源金融贸易区

图2 地下综合空间项目范围

总体规划涵盖“空中+地面+地下”3个层次，如图3所示。空中层以商务办公为主，区域内包含多个商务地块。地面规划有慢行、生态、文化、艺术景观为主的街道生活系统，立体景观绿廊/海绵公园，风雨连廊，以及街道化、慢行化的路面交通与景观系统。地下集地铁、商业、环形地下联系隧道(以下简称“环隧”)、管廊、停车场、公共空间于一体，分为2层。地下1层主要为地铁站厅层及与之相连通的地铁商业、环隧及停车场，地铁商业连接所有相邻地块，环隧承担车行交通，联系13个地块；地下2层为地铁站台及地下综合管廊，综合管廊与物流系统连通。项目范围内规划构建了配套完善、功能复合、上下一体、交通便利、生态舒适、管理高效的地下空间体系，各种功能高度集约，包含环隧1.68 km，地下综合管廊2.56 km以及长约800 m、宽约50 m的南北绿廊地下空间，总用地面积73万m2，建筑总量185 万m2。

图3 区域分层规划图

2 地下空间设计

2.1 路网布设

地下空间的布设需考虑路网布局。环隧、综合管廊平面中心线宜与道路中心线平行，地铁车站进出站口需结合道路设置，道路路网的设计影响地下空间布置。区域范围内路网规划如图4所示。金融三路为主干路，丰裕路、金融一路为次干路，丰宁路、丰登路、金融西路、金融东路为支路。

中介效应分析：由于应对方式量表中分为指向问题的应对和指向情绪的应对两个分量表，所以对中介变量问题的应对和情绪的应对的中介效应进行分别分析。自变量X对因变量Y的影响，如果X通过影响变量M来影响Y，则称M为中介变量。

图4 区域内地面道路路网图

2.2 综合管廊

根据《西咸新区丝路经济带能源金融贸易区控制性详规》(2016—2035年)以及多个专项规划，项目区域内规划的市政系统有通信系统、电力系统、燃气系统、给水系统、再生水系统等，管线种类多。其中燃气采用地下直埋，其余管线进入综合管廊。该区域路网密集，不同类型的管线在路网上的布局存在差异，同一个系统的管线在不同道路上的管径、型号不尽相同，布设复杂。为了对各种市政管线进行优选高效布设，采用综合管廊集中管理。

本项目设计过程中，根据市政管线规划，将各种类型的管线进行组合统筹安排，各段落管廊内包含的管线见表1。从表1可以看出，不同道路管线的种类、数量、型号均存在差异。根据规格的不同，为了满足经济性，按干线管廊-支线管廊-缆线管廊多级网络系统布局，形成“三横两纵”的干支缆综合管廊总体布局，如图5所示。

表1 入廊管线规格

图5 综合管廊平面布置图

干线管廊沿金融三路、丰宁路和丰登路布置，总长度约2.16 km。干线管廊为单层三舱结构，即高压电力舱+中压电力舱+综合舱，如图6所示。高压电力舱纳入110 kV电力电缆；中压电力舱纳入10 kV电力电缆； 综合舱纳入通信线缆、给水管、再生水管、热力管和预留管道。支线管廊位于金融东路，总长度约0.39 km，只有综合舱，纳入10 kV电力电缆、通信线缆和给水管，如图7所示。结合电力管线和通信管线，在丰裕路道路人行道下建设缆线管廊，采取盖板浅沟方式敷设，如图8所示，缆线管廊总长约0.9 km，覆土控制不小于0.5 m。

(a) 金融三路(丰安路—丰登路，丰宁路—丰产路)

图7 支线管廊(金融东路)分舱布置图 (单位： m)

图8 缆线管廊(丰裕路)分舱布置图 (单位： m)

2.3 环隧

本项目的城市环隧设计速度为20 km/h，以承担小汽车通行为主，同时兼顾消防、救援、小型货车等特殊车辆通行，通过对车辆高度统计分析并与其他环隧对比，车行最小净空高度为3.5 m，设备最小净空高度为1.0 m。主线高峰时期最大断面流量为697 pcu/h，需要2条车道。但考虑到本工程两侧接入地块有13个出入口，最终确定环隧车道数采用3车道布置形式，中间车道连续通行，两侧车道集散兼通行。横断面净宽=0.5 m(装修+防撞)+0.25 m(安全带)+0.25 m(路缘带)+3.25×3(车行道)+0.25 m(路缘带)+0.25 m(安全带)+0.5 m(装修+防撞)=11.75 m；车道结构净高=1.0 m(设备层)+3.5 m(车行净空)+0.3 m(道路结构)=4.8 m。本项目环隧与综合管廊共构横断面如图9所示。

图9 环隧净断面图 (单位： mm)

环隧主环沿丰登路、金融东路、丰宁路、金融三路布置，如图10所示。主线全长1 682.267 m，设计中心线与地面道路中心线一致。沿线与13个地块地下车库连接，车库连接口转弯半径为7 m。

环隧主线采用单向逆时针方式进行交通组织，便于出入口匝道与地面道路的衔接。沣泾大道设置2对出入口匝道，金融三路设置1对出入口匝道，丰产路设置1个出口匝道。环隧内外两侧布置地块出入口，遵循内部口“左进左出”、外部口“右进右出”的行车组织原则。沿丰宁路/丰登路/金融东路两侧开口与左右地块相连，中间车道为连续行驶车道，两侧兼具集散与通行车道；沿金融三路左侧与地块相连，外侧2车道为连续行驶车道，内侧为集散车道。环隧内部交通组织如图10所示。

图10 环隧平面布置及内部交通组织图

2.4 绿廊地下空间

绿廊地下空间基于TOD模式开发，围绕地铁16号线能源金融中心站进行设计。东侧临金融一路，西侧临开发地块，南侧临丰安路，北侧临丰产路，东西向宽约50 m，南北向长约800 m。绿廊地下空间分为4个厅，从北到南分别为文化客厅、活力客厅、阳光站厅和休闲客厅。文化客厅为绿廊A区，活力客厅和阳光站厅为绿廊B区，休闲客厅为绿廊C区。绿廊地下空间布置如图11所示，其开发面积为4.8万m2，其中地下商业空间为2.5万m2，地下公共空间为1.3万m2，下沉广场为1.0万m2。

图11 绿廊地下空间布置图

绿廊地下空间主要分为2层，在A区和B区局部设有夹层，地下1层分布如图12所示，地下2层分布如图13所示。

图12 地下1层分布图

图13 地下2层分布图

2.4.1 地下1层

在地下1层处的A区文化客厅包括地下综合商业和文化设施，围绕中央“四季庭院”周边布置，可以实现与东侧和西侧出让地块的地下衔接。B区活力客厅主要有台地广场和轻餐简餐等配套商业，其采用的下沉式设计既引导了地面人流，打开了周边商业界面，又使地下空间成为充满阳光的活力场所。B区阳光站厅采用下沉广场与轨道交通车站站厅层出站口直接衔接，地下车站与城市地下空间进行整合，其效果图见图14。C区休闲客厅以开放式的城市景观广场为主，入口处设计成小型文化建筑造型，休闲客厅与西侧中天商办地块可无缝衔接。另外，在此层可实现阳光站厅与活力客厅连接。

图14 阳光站厅效果图

2.4.2 地下夹层

A区和B区利用地铁区间上方的空间高度设置局部夹层。A区夹层标高约-12 m，平时用于小汽车停车库、非机动车库和设备机房，战时兼顾人防。B区夹层标高约-5 m，利用地下空间结合下沉广场设置少量商业开发及后勤和设备机房区域，形成阳光站厅和活力客厅的台地商业空间效果。

2.4.3 地下2层

在地下2层，设置有A区文化客厅与B区活力客厅下穿丰登路地下环隧和管廊的连接通道，以及B区阳光站厅与C区休闲客厅景观广场的连接通道。此层在文化客厅配备有商业和餐饮，同时结合人行流线配套设置少量商业开发及设备机房。

2.4.4 人行流线

项目内部交通组织以轨道交通和周边的人流组织为核心。人行流线主要为从地铁车站往返金融一路两侧商务办公区域的人流，可以分为南北2个方向。从能源金融中心站站厅层往北，经由阳光站厅及活力客厅，到达文化客厅，进行商业体验活动；同时，可通过地下1层的地下连通道，到达金融一路东西两侧开发地块的地下空间。从地铁车站站厅层往南，可通过下沉广场经自动扶梯和楼梯，下穿丰登路后，到达南侧的休闲客厅，并顺利进入西侧开发地块。人行流线也可通过下沉广场的垂直交通设施(自动扶梯和楼梯)快速到达地面，通过地面层的景观廊道进入开发地块。

3 关键技术与创新

本地下综合空间项目结合区域内综合管廊、环隧、TOD地下商业体进行一体化设计，提高空间资源整体利用率。采用环隧，加强与地面道路、地块联系，提高区域内交通系统效率；采用干线综合管廊、支线综合管廊、缆线管廊相结合的分级布局方式，构建区域之间能源输配联络通道，有效整合了城市空间资源；以TOD理念为引领，统筹联系周边区域地下空间，实现城市公共空间效益最大化、建筑景观文化一体化。工程包含内容多、地下空间规模大、项目建设较为前沿且可参考的经验少，因此进行了一系列关键技术攻关与创新。

3.1 地下空间共构

综合管廊与环隧均沿市政路网布设，若将两者分开布设，水平分布将增加用地红线宽度，竖向布设将增加开挖深度，因此采用共构方案，可节约土地资源，实现同期施工，降低造价。本项目干线管廊如图15(a)所示，与环隧在金融三路、丰宁路、丰登路共构，共构段长度约1.79 km，综合管廊顶板与环隧顶板共板；支线管廊如图15(b)所示，在金融东路与环隧共构，长度0.39 km，综合管廊置于环隧一侧，顶板顶齐平。

(a) 干线管廊

绿廊地下空间南北向贯穿本区域，与管廊、环隧存在2处交点，综合管廊位置由环隧下部抬高至其南侧与之共构，综合管廊与环隧底板作为绿廊地下空间顶板，在交点处绿廊与管廊、环隧上下共构，如图16所示。

图16 综合管廊、环隧与绿廊地下空间共构节点 (单位: mm)

3.2 特殊节点处理

在丰登路与金融三路路口处，分布有沿金融三路、丰登路的干线综合管廊，并且丰登路管廊端头在金融三路的西侧，即靠近贸易路侧，端头处设置有管廊进风兼逃生口，所以综合管廊在此路口处相互垂直十字交叉。而环隧在此路口为三向“T”形交叉，且环隧金融三路转折点处平面路线线形为圆曲线，曲率半径为50 m。由于环隧曲率半径的设置，若管廊与环隧强行共构，则结构异形、受力不明确、施工难度大，后期结构极易产生问题。因此，在节点处采用两者结构脱离的处理方式，各自形成封闭框架，如图17所示。由于结构脱开处理，2个通道相互独立，受力模式较为明确、计算简单。双层结构之间采用素混凝土回填。同时，对此段结构采用Midas-Gen软件进行数值分析，双层结构之间利用弹簧连接，计算管廊与环隧的受力情况，保证结构安全。另外，考虑到结构变形复杂，为了控制不均匀沉降，按间距不大于40 m设置变形缝。

图17 丰登路与金融三路交叉处环隧与管廊节点图

3.3 环隧通风消防设计

地下联系隧道位于城市繁华地段,车流量大且车速较慢;与多个地下车库相连接，出入口较多且连接隧道坡度较大;主隧道截面呈矩形且高度较低。这些特点决定了其具有较高的火灾风险，特别是环隧，与常规直线型隧道差异很大，一般市政隧道的设计规范无法适用。而且，目前尚无环隧、消防设计的国家标准或行业标准。为了保证设计方案的合理性，本项目参考了建筑行业的GB 50016—2014《建筑设计防火规范》(2018版)，以及北京市地方标准DB11/T 1246—2015《城市地下联系隧道防火设计规范》和河北省地方标准DB13(J)8330—2019《雄安新区地下空间消防安全技术标准》，基于项目特点进行通风消防设计，使环隧消防自成体系。

采用排风型半横向通风的通风方式，平时通风工况与排烟工况结合设置。模拟通行车辆为燃油、新能源轿车和小型客车，按10 MW火灾规模计算，设置3处火源位置，火灾排烟量按隧道全线同一时间内发生1次火灾考虑，根据计算结果配备2台风量为71 000 m3/h的排烟风机，平时开启1台，火灾时开启2台。

环隧采用2种疏散方式：借用地块疏散和出入口、独立楼梯间疏散。疏散口与环隧敞口段的距离和相邻2个疏散出入口之间的距离均不超过300 m。其中借用地块联络通道与地块结合建设的疏散口4个，出地面的独立楼梯间消防救援口6个，分别位于控制中心、综合设备用房、沣泾大道变电所、金融三路机房以及沣泾大道和金融三路。环隧疏散点布置如图18所示，其中控制中心与绿廊地下空间合建，设独立防火分区。

图18 环隧疏散点分布图

3.4 智慧统一管理平台

本项目环隧与绿廊地下空间均建立了统一的智慧管理平台，将各个系统集成在一个操作平台上进行统一协调、管理，提高管理效率，综合管廊由片区内综合管廊监控中心统一控制。以绿廊地下空间为例，智慧统一管理平台采用软件集成与物理集成的方式，界面如图19所示，将消防系统、视频监控、防盗报警、门禁管理、电子巡更、楼宇自控系统、变配电监控、公共照明、夜景照明、电梯监视、客流统计、信息发布、背景音乐、能源管理等弱电智能化子系统集成在一个操作平台上，实现集中管理。系统各个子系统之间、各子系统功能模块之间，基于统一数据库实现，满足数据共享的要求，同时系统各部分与相应的硬件设备具备联动控制功能。

图19 绿廊地下空间智慧统一管理平台

4 结论与讨论

开发建设集约型地下综合空间是提高城市土地利用效率、统筹基础设施高效建设、实现人们方便快捷生活的有效途径。本文对西安西咸新区能源金贸区地下综合空间实践过程进行总结，尤其是地下空间共构设计和特殊节点处理、环隧通风方案和疏散方式、借助智慧管理平台进行运营管理等关键技术，可为国内大量已规划的地下综合空间项目提供参考经验。

但目前仍存在一些问题有待解决： 1)部分专业，如环隧，缺少有针对性的国家标准、地方标准，应尽快形成统一标准，填补空白，规范设计； 2)周边地块与地下空间的建设进度不一致，需加强施工组织管理和接口处技术处理； 3)鉴于管理部门不同，环隧、综合管廊和地铁车站地下空间当前各自切块管理，应建立各部门之间的协调机制，保证运营安全。