淺析城市地下道路設計特點

婁中波，王海燕，王曉華

（天津市政工程設計研究院道橋分院，天津市300051）

1 概述

隨著我國經濟持續快速發展，城市土地日益緊張，越是經濟發達的市中心，土地資源越寶貴。如何在城市現代化改造與建設中提高土地利用效率與節約土地資源，促進城市的集約化，如何解決日益增長的交通環境需求，建設生態型、節能型城市，是擺在廣大交通建設工作者面前的一大棘手問題。為此，各地紛紛修建地下道路，以及集城市隧道、地下立交、地鐵、地下街、地下車庫等設施為一體的地下綜合體，城市大規模開發城市地下交通設施的時代即將到來。

城市地下道路的開發建設，包括城市隧道、地下立交、地鐵、地下街、地下車庫等設施。本文結合天津站綜合交通樞紐改造、天津西站綜合交通樞紐改造、泰達（天津經濟技術開發區——TEDA，簡稱泰達）CBD地下交通空間工程、天津市的其它地下道路設計實例，對城市地下道路的設計特點和難點進行探討，以期最大限度地發揮地下道路的交通功能。

2 城市地下道路的特點

城市地下道路工程與地面立交工程相比，主要有以下幾個特點。

2.1 地下道路環境特點

城市地下道路多建在中心城區交通密集區域，具有交通量大、車輛組成繁雜、交通轉換頻繁、多出入口、安全度要求高等特點，同時地下道路內空間狹窄，通風困難，視線差、汽車尾氣污染，地下道路路面維修較地表道路困難。其交通條件較為脆弱，往往容易造成交通阻斷，相對更容易引發交通事故，影響正常通行。

2.2 地下道路工程特點

地下工程往往涉及大規模的管線切改。以天津西站綜合交通樞紐工程為例，受地下工程的影響，天津西站周邊約4 km2的管線均需進行切改，管網進行了大規模的更新升級。

地下工程除需大規模開挖外，支護、防水、安全設施等成本也相當可觀，根據相繼竣工的天津站交通樞紐等工程為例，地下結構的平均造價均在每平方米萬元左右，遠遠超過地面立交的工程造價。

地下工程建成后，日常維持除了需要照明、通風、環控外，雨季還需要排水。配套設施較多，建成后運營維護成本也較高。

2.3 充分體現以人為本

地下道路能夠提高土地的利用率，在寸土寸金的城市中心，將喧鬧嘲雜的汽車交通引入地下，使得城市的三維結構更緊密，對降低噪音影響，提升城市景觀，改善城市環境，促進社會和諧發展，具有很大的社會效益。

隨著以地鐵為骨架的現代化城市綜合交通體系的逐步建立，各種交通工具間的銜接與換乘變得越來越重要，若將地下道路與地鐵、地下金融街、地下停車場等相結合，充分發揮地下工程的優點，既能節約土地，又能與其它設施有機的進行結合，達到人車立體分流，各種交通工具之間實現“零距離”換乘，充分實現“以人為本”的目標。

地下道路若與地下商業街相結合，建立完善的地下步行設施，或與地下過街通道相結合，雨雪天氣將為行人創造出舒適的步行環境，尤其適合冬季的北方。

3 城市地下道路工程設計特點

地下道路設計要點和難點因工程而異，方案的確定需要考慮各種控制因素。

3.1 設計標準的確定

地下道路應首先確定其技術標準。技術標準應根據規劃，結合工程實際情況來確定，不能片面的追求高標準，導致工程浪費；也不能過分降低標準，達不到服務水平，使工程失去修建的意義。應在滿足交通功能和安全的條件下合理確定技術標準，并為遠期發展適當預留。地下道路設計標準的確定，包括道路、建筑、結構、消防、環控、電力、交通工程等多個專業的技術標準，每個專業都環環相扣，各技術標準相得益彰。

3.2 橫斷面布置

3.2.1 地下道路橫斷面布置

地下道路橫斷面布置的影響因素較多:

（1）車道數及車道寬度：地下道路的車道數及車道寬度需滿足通行能力的要求,根據交通量預測情況確定車道數，依據通行交通的種類合理選擇車道寬度。

（2）路緣帶：路緣帶指位于車行道兩側與車道相銜接的用標線或不同的路面顏色劃分的帶狀部分，其作用是保障行車安全。路緣帶需根據規范要求設置。

（3）側向凈寬及檢修帶：護輪帶的設置能有效避免汽車對地道內裝飾板材的刮蹭，同時，也能消除地下道路斷面較窄時的突兀感。護輪帶的寬度按規范設置。檢修帶通常結合地道內排水管道一并設置，檢修帶的寬度應至少滿足一個人通行時所需要的寬度，即0.75m，檢修帶外露高度需滿足人行安全和立蓖排水的需求。

（4）設備管廊空間：若地道兩側有消防、監控等設備管廊時，還應考慮設備管廊的空間。

以泰達CBD地下交通空間工程的地下環道為例，其斷面具體布置如下：

0.55 m（設備走廊）+0.25 m（護輪帶）+0.25 m（路緣帶）+3.5m（車行道）+3.5m（車行道）+0.25m（路緣帶）+0.75 m（檢修道）+0.55 m（設備走廊），全寬9.6m。

泰達CBD地下環道效果見圖1。

3.2.2 出入口橫斷面布置

城市地下道路橫斷面的布置根據設計標準即可確定，而地下立交的出入口，除了應與預測交通量相匹配外，還應考慮緊急情況下救援車輛的進入，單車道出入口斷面必須設置為車行道加緊急停車帶的單車道出入口斷面,當出入口坡道處發生事故時，能夠保證其它車輛繼續從地下駛出。

例如，泰達CBD地下交通空間工程的出入口橫斷面布置為：0.5 m（路緣帶）+3.5 m（車行道）+1.5 m（停車帶），全寬5.5 m，見圖2。

3.2.3 地下道路與地面道路的相互協調

地下道路出入口與地面道路應相互協調，除了需做好與周邊道路的銜接之外，還應優化交通組織，避免地面車輛堵塞出入口，將汽車積壓在地下道路內。

城市地道一般會設置地面輔道，與周邊道路進行溝通。而地下立交出入口，多是單車道或者兩車道匝道接入區域主干道。出入口的設置形式一般有兩種：

（1）將出入口設置在斷面中央

若道路兩側商業設施密集，街坊出入口較多，地下道路出入口坡道與地面道路相接，會阻隔沿線車輛的出行；出入口考慮設置在中央分隔帶或者道路中央，進出口可以重疊設置，既能節約土建工程投資，又可節約道路斷面和減少對街坊交通的影響。此種設置方式的缺點為出入口設置于道路的快車道左側，對快車道的車輛通行有一定的干擾。

CBD第二大街出入口型式示意見圖3。

（2）將出入口設置于主干道的兩側

若道路兩側商業設施較少，不影響小區居民的出行，可將出入口設置于道路的兩側。在非機動車發達的區域，若出入口的設置影響非行機車的通行，可提前設置無障礙坡道，將非機動車引入人行道，與人行道同一斷面布設，并采取相應的分隔設施。

3.3 線形設計

城市地下道路位于建成區，受控因素很多，如何既滿足控制點要求，又能合理布設線形，是線形設計的難點。地下道路的線形技術指標應大小均衡，使線形在視覺上、心理上保持協調。同時，應在線形上能自然地誘導駕駛員的視線，并保持視線的連續性。同時，應嚴格避免不合理的線形組合。

以海河東路地下道路設計為例，工程主要影響因素有大沽橋地道凈空、赤峰橋地道、天津郵區中心局、海河護岸、龍門大廈、規劃主、副地下停車場、現狀的人防工事等。這些因素都直接制約著海河東路地下道路布設，經綜合比選，最終選定的方案是海河東路地道分為上、下行（南、北）兩個地道同一斷面布置，位于地下一層，直接與前廣場地下停車場連接。其中南側地道為進步道方向，是進口車道，車流方向為從西向東行駛；北側地道為建國道方向，是出口車道，車流方向為從東向西行駛。海河東路地下道路為單向三車道標準，機動車專用。上、下行道路在前廣場地下合并，與改造后的赤峰橋立交相連。

海河東路地下道路剖面示意見圖4。

海河東路地下道路能夠快速疏散過境交通，同時與地下其他交通連接，且相互轉換，使交通更加便利。同時，還保留了大沽橋地道的機、非混行功能，使之作為天津站、意式風情區與和平區聯系最快捷的通道。

3.4 安全設計

城市地下道路具有交通流量大、車輛類型多、出入口多、人流大、發生火災等事故的機率大，危險性高。因此，要進行必要的安全設計。安全設計除了設置必要的交通標志、監控設施以外，還需要高標準的安全設施及先進技術提高防災減災水平，充分體現“以人為本”的理念，最大限度地保證生命和財產的安全。

3.4.1 安全設施

交通安全設施是地下道路的重要組成部分，它在提高道路的通行能力和服務水平起著非常重要的作用。根據地下道路的特點和地理、氣候、環境，以及在“以人為本”的指導思想下，安全設施設計共包括以下內容：交通標志；路面標線及突起路標；防撞護欄；輪廓標；分隔設施及智能交通系統，來正確引導車輛順序、快速和安全行駛。

3.4.2 視距保證

安全視距標準是為了保證行車安全，使駕駛員能隨時看到汽車前方一定距離的道路，以便發現前方障礙物或來車，能及時采取措施。城市地下道路修建于地下，兩側均采用結構進行支撐，行車環境比一般的地面立交差，路線及匝道分流點必須進行視距驗算。

在地下道路的設計過程中，路段的視距標準是比較容易保證的，一般通過加寬車道即可滿足。匝道合流點是結構設計難點，合流點處除結構計算復雜、難模擬以外，跨徑往往比較大。因此，如何既減少合流點處的結構跨徑，保證結構安全、降低工程造價，同時又能滿足道路的視距標準，是工程設計難點。目前，天津市的地下道路，主要采取以下幾種處理方式：

（1）延長交通劃線

天津站海河東路地道設計為雙向六車道的城市主干道。圖5中C線設計路中線即為海河東路設計路中線，PA線匝道與C線合流，利用北 側拓寬的車道，通過延長交通劃線，以滿足合流處的視距要求。

（2）結構挖“洞”

若地下主道與出入口橫斷面均較寬時，拓寬車道后，合流點斷面較寬，跨徑較大。過多的增大跨徑，不但不經濟，也會增大結構的設計難度。通過在結構合流處墻體挖“洞”，以保證會車視距，是工程上滿足視距要求的新思路，見圖6。

（3）交通工程輔助法

部分地下工程設計中，受規劃紅線及其它因素影響，結合拓寬車道或結構挖洞等方法滿足視距要求時，仍應采用交通工程輔助增長視距，以保證地下行車安全。

地下道路透視鏡見圖7。

3.4.3 合理設置救災、逃生通道

城市地下道路除按照隧道標準禁止通行危險化學品等機動車，地下道路內承重結構體的耐火極限不低于相應標準外，還需進行專項的防災設計，如防淹、防火設計等。

城市地下道路設計時，需結合防災設計統一考慮。尤其是單車道斷面情況下，需考慮車輛臨時熄火，與前車碰撞等特殊情況下救援車輛、拖車的駛入等問題。

海河東路地道是天津站前廣場的交通要道，在天津站前設“海河東路”地下公交車站，避免了乘客地面站換乘的風吹雨淋，體現了“以人為本”的設計思路。公交專用車道為單向兩車道，可滿足公交車一停一走，提高公交站臺的使用效率。在公交車停靠車道與海河東路主線之間的側墻設置斷口，正常情況下斷口采用移動隔離護欄隔開，若兩輛公交車發生交通事故或其他緊急情況時，移除隔離護欄，后面的公交車可從斷口處匯入主線，從而提高了公交車道的抗風險能力，也方便救援車輛從主線進入，見圖8。

3.4.4 合理設置三角形匯流區域

泰達CBD地下交通空間工程中，地下道路西起巢湖路東至北海西路；南起第一大街北至第二大街，通過設置地下環形道路，并設置與地下環形道路相連通的出入口，將進入地下停車場（即中央公共停車庫、地標大廈、C、D街區、媒體中心、大劇院、博物館等地下停車場）的主要車流交通進行組織，實現若干個大規模地下停車場的有效利用，以減輕地面交通的壓力，確保與城市景觀相協調的順暢的交通環境，并最大限度的利用地下空間。

進入地下環形道路的第一大街入口的設置情況如下：入口與地下環形道路相接時，將入口匯流區域設置為三角形區域，緊急情況下可將活動隔離護欄移除,將入口變為出口,方便車輛快速從地下疏散，見圖9。

3.5 地道的排水設計

地下道路排水系統主要由雨水系統、廢水系統組成，主要排除雨水、消防廢水、沖洗廢水及結構滲漏水。

一般情況下，在地道的出入口附近及最低點設置橫截溝，雨水泵房設在最低點橫截溝的一側。出入口的雨水在橫截溝匯合后，排入雨水集水池，經潛水泵提升后排入地面壓力窨井，再通過管道系統排入附近市政雨水管網。

地下結構排水不及時，將嚴重危急地下空間內車輛及司乘人員的安全。地下結構設計時，地道出入口處的縱斷面均需設置反向縱坡，工程上俗稱“排水駝峰”，以防止工程外的客水流入地道。泰達CBD地下交通空間的地道出入口位于城市主干道上，設計時采用主干道縱斷維持不變，而在匝道出入口處局部抬高措施，實現了“排水駝峰”，有效地避免了主干道上的客水侵入。

4 結語

（1）隨著城市基礎設施建設進入快速發展階段，為了提高土地利用效率與節約土地資源，促進城市的集約化，解決日益增長的交通環境需求，地下空間的開發利用發揮了積極的作用。

（2）城市地下道路總體設計要抓住要點和難點。根據規劃和工程實際情況來確定主要技術標準，在條件允許的情況下，為遠期發展適當預留。要處理好地道與地面道路的關系；

安全設計應是地下道路的重點，減災防災是重中之重，合理設置救災、逃生通道，如上海新建的外灘地下隧道設有專門的救災設備；同時，保證行車視距和地道排水的暢通等，輔以必要的安全設施，才能最大限度地發揮地下道路的交通功能。

（3）經過多年的工程積累，我國已基本具備開發淺層地下空間的勘察、設計、施工和防災的技術基礎。但是，地下道路所涉及專業眾多，目前，此領域基本參照隧道及建筑的相關規范實施，無專門的規范可循。地下空間開發利用的同時，相關的地下規劃、地下設計規范等保障系統應逐漸建立健全。

（4）地下道路的修建應盡量與地鐵、地下商業街的開發相結合。例如天津站、天津西站等大型交通樞紐設施的改造，根據地下道路的規模，結合地鐵、輕軌、高鐵等的交通特點，配套建設相應的商業設施，人行步道系統、景觀等，并與與周邊高樓的地下停車場等相結合，使地下道路形成了具有高度復合價值的空間利用系統。