城市地下道路综述报告

在城市的迅速发展中，城市建设规模不断扩大，人口急剧增长，许多城市都出现建设用地紧张、生活空间拥挤、交通阻塞、环境恶化等一系列问题，给城市居民的生活、居住、出行等日常活动带来了诸多不便；同时，上述这些问题已成为制约城市经济和社会的进一步发展，及现代城市可持续发展的瓶颈。

地下空间已被发达国家看作新型的国土资源而受到了越来越多的重视。

当今发达国家已经开始把对地下空间的开发利用作为解决城市人口、环境、资源三大危机的重要措施和治疗“城市综合症”、实施城市可持续发展的重要途径。

为了解决上述的“城市综合症”，发达国家各大城市普遍采取了开发利用地下空间，修建以地铁车站为枢纽，伴以辅助修建地下步行街、地下通道等将它们连接起来，形成各种功能相互兼容的及居住、办公、商业、娱乐与文化的综合体。

从而使得城市形成以地面、地上和地下相互协调发展的立体综合空间，在根本上改变了城市空间结构，加大了城市空间的利用率，对“城市综合症”的缓解，取得了一定的效果。

自1977 年在瑞典召开第一次地下空间国际学术会议（RockStore77）以来，已召开了多次以地下空间为主题的国际会议，通过了不少呼吁开发利用地下空间的决议和文件。

例如“RockStore80”国际学术会议产生了一个致世界各国政府开发利用地下空间资源为人类造福的建议书。

1983 年联合国经理事会通过了利用地下空间的决议，决定把地下空间的利用包括在该组织下属的自然资源委员会的工作计划之中。

1991 年在东京召开的城市地下空间利用国际学术会议上通过了《东京宣言》，提出了这样一个观点：二十一世纪是人类地下空间开发利用的世纪。

国际隧协提出了口号“为着更好的利用地下空间”，正在为联合国准备题为“开发地下空间，实现城市的可持续发展”的文件，其1996 年22 届年会的主题就是“隧道工程和地下空间在可持续发展中的地位”。

1997 年在加拿大蒙特利尔召开了第七届地下空间国际会议，其主题是“明天—室内的城市”，1998 年在莫斯科召开以“地下城市”为主题的地下空间国际会议。

在工程实践方面，瑞典、挪威、加拿大、日本、美国和芬兰等在城市地下空间利用领域已达到相当的规模和水平。

城市地下空间的开发利用，已成为世界性发展趋势，并以此作为衡量城市现代化的重要标志。

向地下要土地、要空间已成为城市历史发展的必然。

实践表明，它是提高土地利用效率与节省土地资源、缓解中心城区高密度、人车立体分流、疏导交通、扩充基础设施容量、增加城市绿地、保持城市历史文化景观、减少环境污染、改善城市生态的最有效途径。

城市地下空间是一个十分巨大而丰富的空间资源，如得到合理开发，其节省土地资源的效果是十分明显的。

因此，国际上不少学者提出“二十一世纪是地下空间开发利用的世纪”，并预测二十一世纪末将有三分之一的世界人口生活在地下空间中是并不夸张的。

一、城市交通隧道主要类型及其断面类型
目前城市交通隧道主要有地铁隧道、城市地下快速公路以及最近兴起的城市地下交通联系隧道。

（1）地铁交通体系具有运量大、速度快、安全可靠和对环境污染小等优点而得到了快速发展。

目前，全世界有44 个国家的100 多座城市修建了340 多条地铁，其运营线路总长度超过了6000km。

伦敦、纽约、巴黎、东京和莫斯科等城市，虽然已建成几百公里的地铁网络，但随着城市的发展，还在不断地扩建它们的地铁网络。

在我国，从1965 年在北京开始修建地铁发展到现在已经有40 多年历史，我国地铁的发展规模和修建技术水平大致可分为三个阶段：60~80 年代，仅北京、天津修建地铁，上海尚处于研究试验时期，车站和区间均采用明挖修筑的方法。

80~90 年代，上海、广州也陆续开始修建地铁。

在北京开始采用浅埋暗挖法修建区间隧道，用盖挖法、洞柱（梁）法修建车站，在上海、广州地铁区间隧道施工已使用盾构机。

进入新世纪以来，地铁建设步入快速发展时期，南京、深圳等城市地铁相继开工；北京、上海、广州、天津等城市地铁建设规模急速扩大；重庆、武汉、大连等城市轨道交通开始建设，还有许多城市也开展了城市轨道交通或地铁的前期工作。

地铁断面一般为圆形断面和马蹄形断面。

（2）城市地下快速公路和地面公路部是同一种道路，使用车主们自己的汽车，不需要专用车辆。

因此城市地下快速公路是地面公路的延伸。

又由于地下是一个空间，在需要交汇的地方可以很方便地形成立交，完全消除红绿灯的指挥，确切地说是地面道路的提升。

地下公路和地面建筑没有直接的联系，它可以根据线路的效益来布置出入口，停车场或者转入到其他快速地下公路。

这一系统的建立把地下快速公路和地面公路融为一体，相当于铁路上的快车和慢车，地下公路相当于快车系统，地面公路相当于慢车系统，车辆在地下以快速运行长距离的区间后又可以转入慢车系统，可以到每个小区、每栋建筑物门前停车，即不需要换乘，可以从始发点直达目的地，更用不着为进站、出站和等车花费时间，同时也改善了尚未进入地下快速公路网的车辆运行状况。

国外已经成功修建大量城市地下公路，在东京都城铁环线“山手线"地下约40m处，已建成一条双向4车道的高速公路，这是日本首条地下高速路，它从东京的板桥区熊野町到目黑区青叶台，经过池袋、新宿和涩谷三个重要商业中心。

在美国，建于1990年位于西雅图市中心商业区的全长3．4krn的地下公交专用道是目前世界上第一条投入运营的全封闭地下快速公交系统，该线路共有5个车站。

建造该系统的投资额高达4亿5千万美元。

针对国内一些城市交通堵塞现象日趋严重、道路供给能力不足，中国工程院院士、解放军总参谋部科技委员会副主任钱七虎2003年11月9日在上海一个会议建议，在中国的特大城市建设“地下高速公路”。

但在2004年北京举行的关于城市地下空间开发的有关论坛上，他又提出解决北京城市交通拥挤时提出修建“地下快速公路"。

城市快速公路横断面是指公路中心线的法线方向断面, 它由车行道、人行道、分隔带等组合而成。

除个别人行地下通道之外，由于地下道路建设的费用较地面道路高得多，我国城市地下道路一般是机动车通行道。

由于地下道路的封闭性, 为处理车辆抛锚及其它紧急救护等，必须设置紧急停车道。

为保证地下道路的正常运作，必须设置检修道，检修道可设置在路侧带内。

保证车辆横向安全行使不至于碰撞到路缘石等安全边界，避免破坏路侧带上的一些设施，设置路缘带。

同时，地下公路一般双向分孔行驶，在单孔内不设分隔带。

因此，城市地下道路与地面道路不一样，一般是由机动车车行道、路侧带、路缘带、紧急停车带等组成。

从国外地下道路规划和设计来看，车道宽度介于3.25m-3.75m。

具体情况见如表1所示。

表1 各国（组织）车道宽度取值表
国外地下道路边缘带宽度取值见表2
表2 国外地下道路路缘宽度取值
国外一些国家或者项目的路缘石高度见表3
表3 国外地下道路路缘石高度取值
标志牌、交通信号、灯停车米表、自行车道等，国外路权边界线相当于我国的红线。

地下道路路侧带是指路缘带靠检修道侧边界与建筑结构实体之间的空间，主要用来设置检修道、标志牌、交通信号灯等。

各国地下道路路侧带宽度取值如表4所示。

表4 各国地下道路路侧带宽度取值
英国隧道设计标准中提出，地面道路在超高不大的情况下，道路采用2.5%横坡来排除地面积水，地下道路的横坡采用2.5%来排除墙体洗涤用水和意外的地下水渗出。

国外紧急停车带设置有两种方式，即间断设置方式和全线设置方式。

间断设置方式是每隔一定的间距设置停车带，娜威规定间距一般在250-500m左右，过渡段长6m，中间停车段长度因车辆装载的类型不同而异，供小汽车车辆停车的为12m，供重型铰接车车辆停车的为32m，宽度一般为3m。

日本在长隧道中采用500-1500m不等的间距。

间断设置方式，每隔一定的间距横断面变化，加大施工难度。

全线设置方式是沿道路方向全长设置紧急停车带，一些发达国家在全长设置紧急停车道，经常采用的方式是结合硬路肩设置，将硬路肩加宽到可供车辆停靠的宽度，如美国，瑞典等。

一般地，地下道路双向分孔，单向分孔。

其典型横断面形式可分为单车道形式和多车道形式，见图1、图2。

单车道横断面由路侧带、路缘带、机动车车行道、紧急车道组成。

多车道横断面由路侧带、路缘带、机动车车行道、紧急停车带组成。

图1 单车道横断面
图2 多车道横断面
图中，Wsh为路侧带宽度( m )，Wmc为路缘带宽度(m )，Wc 为机动车车行道宽度( m )，We 为单车道横断面型式紧急车道宽度( m )，Wet为多车道横断面型式紧急停车带宽度( m ) ，h 为路缘石高度( m)。

表5 横断面各组成部分推荐值
其中：N—车行道数；W—单车道宽
一条道路宜采用相同型式的横断面。

当道路横断面型式或横断面各组成部分的宽度变化时，应设过渡段。

断面形式的结构类型
●圆形隧道：受力性能好，盾构法施工的隧道，其断面多为圆形，管片制作简单，拼装方便。

缺点是内空利用率低，空间浪费较大。

目前也已发展有双圆搭接形、三圆搭接形。

目前，国内外地下道路系统主体隧道形式的首选。

●拱形断面：采用封闭的复合式衬砌。

其优点是空间利用率较高，缺点是施工复杂，难度大。

矿山法施工隧道多采用此形式，适用于短距离施工，在主体隧道转弯半径较小、埋深较深的情况下，多采用此种断面形式。

●矩形断面：整体性能好，内空利用率高，受力性能较差。

明挖法施工隧道多采用此形式，适用于短距离施工，在主体隧道转弯半径较小、埋深较浅的情况下，多采用此种断面形式。

考虑隧道功能需要，地质条件、施工方法等因素，国内外多推荐采用圆形隧道断面。

出人口、风道等附属设施根据条件采用矿山法或明挖法施工。

根据隧道交通功能的需要，圆形隧道断面有单孔双层、双孔单层、双孔双层，两圆或三圆隧道等，由于双圆隧道、三圆隧道在施工过程中的应用不是太多，仅在日本应用较成功，在上海由于扭矩等问题使用效果不好，且费用较高，国内并没有大范围推广。

至于双孔双层隧道，其与单孔双层的断面形式基本类似，是根据具体工程的交通需求而定。

因此，在国内外地下道路系统的断面形式上，区间段横断面的形状一般有矩形断面和圆形断面。

单层矩形断面一般包括：单层单矩形、单层双矩形、双层单矩形；圆形断面包括单层双园形和双层单圆形。

（3）城市地下交通联系隧道(UTLT)是一种新型的城市地下交通系统，由环形的主隧道及多条连接隧道组成，并且通常位于城市繁华地带。

目前北京在一些重要地区以及建筑密集
区修建和拟建了4条城市地下交通联系隧道，分别为中关村科技园西区UTLT、金融街UTLT、
奥林匹克公园UTLT以及CBD(中央商务区)核心区UTLT。

北京奥林匹克公园中心区地下交通联系隧道（如图3）是“2008”北京奥运会期间地下
快捷地通往中心区国家体育场、国家体育馆、国家游泳中心和国家会议中心等大型比赛场馆
以及各商业网点的交通要道，该工程埋深达25m，最浅的为15m，其最大宽度35m,最小宽
度为16m，净高6m，总长度9.8km。

城市地下交通联系隧道的道路设计重点在处理好与城市主要干道的交通联系，做为城市公共
道路设施，其出入口应与城市道路成为有机整体，必要时应考虑立交。

其次处理好与地下车库的
关系，主隧道内应有进出车库的道路计划，并与车库之间最好留有一定的距离(支隧道)。

地下通
道设计参照了《城市道路设计规范》、《公路隧道设计规范》以及《地下车库设计规范》, 设计标
准见以下表6：Array
表6：设计标准和主要技术指标表
防火、防震、
人防要求。

根据车辆交通流量断面要求, 不超过3车道(也与道路宽度匹配)可以选择钢筋砼
单跨矩形断面。

设计重点是合理的结构埋深, 主要考虑的是与地下车库顺接的功能需要, 因
此车行道面层标高一般在地面下5- 6 m (如果在地下二层联系各个地块车库, 埋深应为地面
下9 m 左右, 可以考虑拱形断面, 也是我们建议的方案)。

图4：奥林匹克公园地下通道标准断面
二、城市交通隧道的埋置深度及其影响因素
1、地铁隧道
通过翻阅相关资料和各种新闻网络资料的搜集,对国内外部分城市的地铁埋深进行了统计，如表2、表3所示。

表2 国外部分城市地铁隧道埋深统计表
表3 国内部分城市地铁隧道埋深统计表
确定地铁隧道埋深的考虑的因素有压力拱位置、地层沉降、安全系数、工程造价、地下空间利用情况等。

2、城市地下快速公路
国外对城市道路地下空间的利用和开发较早，日本、美国等国家基本形成了较为完整的有效的开发地下空间的体制和法律法规。

如日本早在1963年就制定了《有关修建共同沟的特别措施法》，1989年9月发布了《关于制定地下公共利用基本规划》的通告。

1）美国纽约
美国纽约的地下空间分层典型应用如图5所示，在0～-9m基本为市政管线设施，-9～
-60m范围内集中了地下街、地铁区间段、城市大型污水管等设施。

图5 纽约地下空间利用示意图
2) 日本东京
日本东京的地下空间开发较早．1927年(昭和2年)就出现了地下街。

现在东京不但地铁形成网络，共同沟、地下街设施等也遍布地下．此外，还有地下河川、调节池等设施。

日本东京地下空间大的框架分为深层和浅层，浅层还迸一步细分。

图6 东京地下空间利用示意图
东京地下设施在道路地下空间的配置原则如表7所示：
表7 东京地下设施在道路地下空间的配置原则
注：●—标准配置、○—代替配置
3)、国内对地下空间开发较晚．虽然80年代以前就对人防等工程进行了建设，但还没有形成较为完整的法律、法规和规划方法，近些年来我国杭州、深圳等城市在地下空间的规划开发上进行了有益和有效的探讨。

①杭州
杭州近几年为了缓解西湖附近的交通压力．同时为了保护西湖的自然景观，在西湖下修建了越湖隧道。

2003年，为了配合钱江新城的建设，对新城的地下空间进行了定位和规划。

钱江新城核心地块占地4 02 km2，东靠钱塘江。

南至清江路，西临秋涛路，北至规划中的庆春东路，是杭州未来的市中心。

按照规划，即将兴建的地下城范围将广及整个钱江新城。

根据地下城的定位，地下城的范围和功能基本如下：
浅层(地下3—10m)将构筑大型商场、文化娱乐、旅游观光、商业步行街、停车场、高层建筑的附属设施、防空地下室、城市水电气通讯等市政公用设施：
中层(地下10—30m)将构建地下轨道交道、地下公路隧道、变电站、仓储等；
深层(30m以下)将建地铁快速交通线路、特殊危险品仓库、水库及城市设施更新等。

②深圳
深圳市特区为了对地下空间进行科学的规划和建设，由深圳市规划国土局、深圳市城市规划设计研究院、同济大学地下空间研究中心三家单位合作进行了《深圳市特区城市地下空间发展规划》的课题研究。

根据此课题的研究成果，将指导深圳市特区近期(2000--'--2010年)和远期(2011年以后)。

规划不但对地下交通系统、地下街、共同沟、地下市政设施、大型居住区地下空间开发利用的发展战略、人防工程进行广泛的资料收集工作，对美国、日本及欧洲的一些国家现有的先进地下空间利用情况进行了对比说明，还对以上各方面的内容进行了科学的定义和分析。

从而确定了近期制定了地铁、地下街、地下商场的具体规划。

主要的规划内容包括：
(1)地下空间开发的方式：
(2)地下空间开发的范围；
(3)地下空间竖向分层；
(4)地下空间近期实施的具体规划
其中竖向层次包括：
(1)-6m以内为市政设施层(管线与共同沟)
(2)-6m～-15m以内为地下交通层(轨道交通和地下快速路)
(3)-15m以下作为资源加以保护
③上海
通过对市政行业管理部门上海市市政工程管理处、地下工程专业设计单位、上海隧道工程设计研究院、管线办等单位提供的资料进行统计分析总结，上海市各类地下设施的埋深范围如表8
表8 类设施埋深范围
注：（1）轨道交通主体结构埋深范围中结构顶埋深是由统计资料得出，结构底埋深是由设计院提供的资料得出的结论。

（2）立交、地道设施的主体结构埋深是根据市管处和设计院提供的图纸、资料得出的结论。

需要在此关注的一点是，轨道交通的投资较大，不同埋深对轨道交通造价会产生一定的影响，车站和区间与埋深的相关性又不同。

但在浅层这种影响相对较小，轨道交通车站埋深和造价的大致相关关系如表9所示。

表9 车站埋深与造价的大致相关关系
地铁车站的造价和埋深关系相当密切，一般标准地下二层车站，若不考虑通风制式，单就车站埋深增加1m，车站土建造价约需增加500万元，折合每米造价增加2.3万元。

4）建于道路地下空间的地下快速路埋深
基于前述的道路地下空间竖向利用分层，按照设施主体使用范围的不同，进一步可以将道路地下空间简单分成三层，见表10：
表10 道路地下空间竖向分层利用模式
在实际的工程规划和建设过程中，往往很难严格按照分层原则进行建设，尤其是对现有设施很难严格规范，设施建设容易出现重叠现象。

地下快速路在道路地下空间中最容易产生矛盾的是市政干管、轨道交通车站及区间。

因此，各种设施的埋设要有一定使用权限和必要的避让原则：
1)在-3m～-8m范围内，市政干管线建设具有优先权，地下快速路和轨道交通车站主体结构可以埋设在此层；
2)在-8m～-15m范围内，轨道交通、地下快速路设施具有优先使用权，原则上对特别重要的市政管线的干管应予以照顾；
3)在-15m一-30m的范围内，轨道交通建设具有优先权，其他设施(包括地下快速路)与轨道交通建设发生矛盾时应予以避让；
4)-30m以下空间可作为地下快速路、地下河川的建设空间使用，地下快速路在此层具有优先使用权。

5）建于非道路地下空间的地下快速路埋深
地下快速路如果建于或经过非道路区域，埋深的影响因素与道路下是有较大差异的。

目前非道路地下空间中埋设的主要设施包括：建筑物基础、附建式停车库和地下商业设施。

1)建筑物基础
在上海软土土质地区，建筑物桩基一般埋设较深。

对于层数较少的建筑，基础埋深较浅。

上海世博会浦江镇定向安置基地中的建筑物，5层的砌体结构多层住宅采用沉降控制复合桩基，桩截面200×200，桩长20m；11层以及13层的剪力墙结构小高层住宅(带一层地下室)，以及地下车等公建配套设施，采用桩基础，桩截面300×300，桩长29m。

2)附建式停车库
附建式停车库一般为建筑物的配套建设设施，受到建筑物自身设计的影响，附建式停车库有一层、二层或者三层。

附件式停车库上方有的也自带一层地下室。

我国规定小型汽车停车间净高不小于2．2m，按照停车库有关的设计规范和国内外建设的情况，一层地下停车库的结构底埋深一般在．5m以上。

3)地下商业设施
日本地下商业设施的净高一般在2.6m左右，借鉴日本的设计要求和建设经验，地下商业设施设置两层的埋深一般在．10m以上。

总结上述非道路地下空间的需求，地下二层设施一般埋设深度在．10m左右，而在日本东京，7.5万幢4层以上建筑物中，约有40％附建有地下室，地下空间的利用深度平均为15m，最深的在地下建5层，深25m-28m。

随着我国对空间资源的利用更加深入，大城市地下停车设施、地下商业设施的增加，新的地下建筑层数将主要集中在三层以内，利用地下的深度一般在．15m的地下空间。

根据不同设施对非道路地下空间的需求，配合城市道路地下空间的分层使用模式，非道路地下空间竖向分层使用模式大致如下表：
表11 非道路地下空间竖向分层利用模式
地下快速路与非道路地下设施的基本协调避让原则为：
1)在-15m以上范围内，商业设施和停车设施建设具有优先权，地下快速路主体结构可以埋设在此层：
2)在-30m以下地下快速路建设具有优先权，但应协调避让已建的建筑物基础，对新建的建筑物可以统筹考虑，进行地下快速路和建筑物基础一体化建设。

总体而言，非道路地块的地下空间较难利用，尤其是商业和居住地块，高层建筑物较多，修建地下快速路时难以避让桩基，而且非道路地块地下空间使用权限尚未明确，修建地下快速路容易产生不必要的纠纷。

因此，地下快速路原则上应修建在城市道路地下空间内。

在穿越某些特殊区域、上部条件限制、地质条件限制等情况下，可以修建在非道路地下空间内。

就线路埋深而言，地下快速路埋设深度的变化对建设成本影响不大，因此原则上应充分利用-30m以下空间，将-30m以上的地下空间留出来供其它地下设施使用。

在某些特殊区域、上部条件条件允许、进出匝道衔接等情况下，可以使用-30m以上的道路地下空间。

为了能够与其它埋设设施协调，在-30m以下的道路地下空间，地下快速路具有优先建设权，而在-30m以上的道路地下空间，应该避让市政管线和轨道交通设施。