中日地下空間防災(zāi)比較研究

許 杰

(西南交通大學(xué)，四川 成都 611730)

1 地下空間發(fā)展現(xiàn)狀

1863年英國修建了世界上第一條地鐵，拉開了人類利用地下空間的序幕[1]。經(jīng)過一百多年的實踐，地下空間得到了全面發(fā)展，類型主要包括地下交通、地下公共服務(wù)設(shè)施(包括地下商業(yè)、地下文體娛樂設(shè)施、地下科教設(shè)施、地下倉儲物流等)、地下市政工程(包括地下市政管線、綜合管廊等)及地下人防工程等。截至2020年年底，全球共有57個國家和地區(qū)的178座城市開通地鐵，總里程達(dá)17 584.77 km[2]。此外，以地下商業(yè)為引導(dǎo)，世界各地出現(xiàn)了大量涵蓋交通、商業(yè)、文娛、體育的多功能地下綜合體，如：加拿大蒙特利爾Eaton中心地下綜合體和法國巴黎列阿萊地下綜合體等。

我國地下空間利用起步較歐美、日本等發(fā)達(dá)國家(或地區(qū))晚，開始于20世紀(jì)50年代，當(dāng)時主要以地下人防工程為主。隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展，開始出現(xiàn)人口密集、交通堵塞等問題，而有限的地面空間難以適應(yīng)城市急速擴(kuò)展的需求，因此以地鐵為主導(dǎo)的地下軌道交通、以綜合管廊為主導(dǎo)的地下市政等快速崛起，地下空間開發(fā)利用逐漸呈現(xiàn)規(guī)模化、深層化、系統(tǒng)化的態(tài)勢[3,4]。地下綜合體、地下綜合樞紐、地下街區(qū)等新型地下設(shè)施不斷涌現(xiàn)，為我國城市地下空間的綜合利用掀開了新的篇章。2020年年底，我國地鐵運(yùn)營里程達(dá)7 108.49 km，排名世界第一。超過1萬m2的地下綜合體達(dá)200個以上，其中上海虹橋地下商業(yè)服務(wù)區(qū)地下空間開發(fā)面積達(dá)260萬m2，是目前中國最大的地下商業(yè)綜合體。全國已建設(shè)地下綜合管廊里程約1 700 km，在建約1 000 km。雖然我國地下空間開發(fā)利用起步較晚，但發(fā)展速度快，已成為地下空間開發(fā)利用大國。

隨著地下空間發(fā)展速度的不斷提高，各種地下空間災(zāi)害的發(fā)生頻率也顯著增加。根據(jù)2019年全國各地公布報道的數(shù)據(jù)整理統(tǒng)計，共發(fā)生地下空間災(zāi)害事故243起，較2018年增加50%[5]。其中災(zāi)害頻率較高的主要為施工事故、地質(zhì)災(zāi)害、火災(zāi)、水災(zāi)和中毒窒息等(見圖1)。

2 中日地下空間防災(zāi)策略對比

日本國土面積狹小且災(zāi)害頻發(fā)，地下空間開發(fā)利用較早，在地下空間防災(zāi)減災(zāi)研究方面投入巨大，如1990年起通過成立專門課題組對1970年—1990年日本地下空間發(fā)生的各類災(zāi)害進(jìn)行歸納、匯總和分析[9]。針對地下空間火災(zāi)、洪澇和地震等災(zāi)害，在災(zāi)害事故的基礎(chǔ)上總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，形成了一整套災(zāi)前預(yù)防、災(zāi)難應(yīng)對、災(zāi)后救助的防災(zāi)減災(zāi)策略，并出臺了《災(zāi)害救助法》《災(zāi)害對策基本法》《水防法》和一系列軌道抗震設(shè)計規(guī)范等文件[10]。中國關(guān)于地下空間防災(zāi)研究起步較晚，在借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗的同時，還結(jié)合中國地下空間發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了相關(guān)防災(zāi)研究，較好掌握了地下空間災(zāi)害特性和疏散設(shè)計等經(jīng)驗，形成了《地下工程抗震設(shè)計規(guī)范》和《城市地下空間開發(fā)利用管理規(guī)定》等規(guī)范文件(見表1)。

由此可見，地下空間防災(zāi)主要還是以地下空間內(nèi)部防災(zāi)為主，日本在防災(zāi)應(yīng)對上已經(jīng)達(dá)到較高水平，且形成了具體的設(shè)計規(guī)范來指導(dǎo)地下空間內(nèi)部防災(zāi)。中國在日本地下空間防災(zāi)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上也有了部分實踐，正在形成一套適用于國內(nèi)地下空間發(fā)展的防災(zāi)減災(zāi)規(guī)范。在城市發(fā)展緊湊程度不斷提高的同時，中日兩國在地下空間防災(zāi)減災(zāi)方面都還在積極探索，爭取取得更好的防災(zāi)減災(zāi)效果。

2.1 防火策略對比

日本地下空間防火策略具有高度完善的特點，主要體現(xiàn)在兩個方面。一方面，地下空間建設(shè)時采用難燃和無毒裝修材料，以及嚴(yán)格的防火防煙分區(qū)和防火隔斷，降低地下空間火災(zāi)發(fā)生的幾率。地下空間布局采用豎向分層和簡潔規(guī)整的平面布局，加強(qiáng)地下空間連通和設(shè)計緊急逃生通道等舉措，盡可能在火災(zāi)發(fā)生時減少人員和財產(chǎn)損失。另一方面，防火標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范方面，日本出臺了《基本方針》《地下街的基本方針》和《建筑基本法》等文件，對地下空間防火規(guī)定了若干限制性條款。目前日本在地下空間防火方面已經(jīng)形成了一套較為完整的策略，能夠很好的預(yù)防地下空間火災(zāi)。中國的地下空間防火從規(guī)劃設(shè)計到運(yùn)營維護(hù)也有一套較為完整策略，但在防火標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范方面還較為缺乏，并不像日本那樣有關(guān)于地下空間自己的標(biāo)準(zhǔn)，基本上還是沿用地上建筑標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃，較難指導(dǎo)地下空間大規(guī)模開發(fā)利用，這一問題亟待解決。

表1 中日地下空間防災(zāi)策略對比

2.2 防洪策略對比

日本地下空間防洪策略在暴雨和地震海嘯的經(jīng)驗上，使得區(qū)域洪水災(zāi)害風(fēng)險臺賬和等級圖、地下空間出入口和通風(fēng)口防洪、地下排水系統(tǒng)和地下雨水調(diào)節(jié)池等防洪策略逐漸在地下空間利用中被實施，較好的預(yù)防了地下空間洪澇災(zāi)害。相對比，中國地下空間經(jīng)歷了多次地下空間洪澇災(zāi)害，但目前還沒有較好的策略來預(yù)防，一方面是對于從源頭上控制雨水浸入地下空間還未形成有效對策，部分地下空間出入口被設(shè)定為比道路水平高出約40 cm～50 cm，但其設(shè)定值的妥當(dāng)性并沒有得到驗證。通風(fēng)口防洪策略還缺乏相應(yīng)的研究。另一方面，當(dāng)?shù)叵驴臻g浸水后，如何將雨水快速排走的問題也還未得到解決。地下排水系統(tǒng)還不能快速將浸入的雨水排走，地下雨水調(diào)節(jié)池的建設(shè)情況也不容樂觀。兩個方面的缺陷致使地下空間發(fā)生洪澇的情況時有發(fā)生。

2.3 抗震策略對比

日本位于環(huán)太平洋地震帶，在抗震方面的研究更早更深刻，對建筑層高和建筑材料有著嚴(yán)格的控制。地下空間抗震主要在地基加固、調(diào)整襯砌結(jié)構(gòu)剛度和設(shè)置減震裝置，在一定程度上提升了日本地下空間的普遍抗震能力。中國部分城市同樣處于地震帶上，但在抗震方面還有待提升。目前普遍的做法是地基加固和調(diào)整襯砌結(jié)構(gòu)剛度，在設(shè)置減震裝置方面還未普及。

3 日本地下空間防災(zāi)經(jīng)驗對中國的啟示

以軌道交通、綜合管廊和地下停車場為主的中國城市地下空間利用正以每年超過1.5萬億元的規(guī)模增長[5]，已成為領(lǐng)軍世界的地下空間開發(fā)利用大國，但地下空間防災(zāi)減災(zāi)任務(wù)還十分艱巨。盡管在近十幾年的研究中取得了不少成功經(jīng)驗，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)當(dāng)前規(guī)模化、系統(tǒng)化的大深度地下空間開發(fā)利用新形勢，在災(zāi)前預(yù)防、災(zāi)難應(yīng)對、災(zāi)后救助等方面仍有較大提升空間，日本豐富的地下空間防災(zāi)經(jīng)驗具有十分重要的借鑒意義。

3.1 完善地下空間防災(zāi)減災(zāi)法規(guī)體系和技術(shù)規(guī)范

完善地下空間防災(zāi)減災(zāi)法律，既能夠為以后地下空間開發(fā)利用過程中預(yù)防地下空間災(zāi)害發(fā)生提供法律依據(jù)，也有利于維護(hù)好地下空間相關(guān)權(quán)益人的利益。盡管我國部分城市已經(jīng)出臺了城市地下空間開發(fā)利用管理規(guī)定和防災(zāi)減災(zāi)的相關(guān)文件，但是專門針對地下空間防災(zāi)減災(zāi)部分仍有欠缺。因此，我國應(yīng)盡快研究制定地下空間防災(zāi)減災(zāi)基本法，圍繞基本法逐步完善各類地下空間災(zāi)害相應(yīng)的法律法規(guī)和技術(shù)規(guī)范，形成系統(tǒng)化的災(zāi)害應(yīng)對機(jī)制。除此之外，在重大地下空間災(zāi)害發(fā)生后對相應(yīng)的法律法規(guī)進(jìn)行修訂、補(bǔ)充、完善。

3.2 構(gòu)建精細(xì)化地下空間防災(zāi)減災(zāi)策略

目前，我國在地下空間防災(zāi)減災(zāi)策略方面還存在著精細(xì)化程度不足的問題，導(dǎo)致在防災(zāi)減災(zāi)上缺乏可操作性，嚴(yán)重影響了地下空間防災(zāi)減災(zāi)的效果。因此，可借鑒日本在應(yīng)對災(zāi)害方面的精細(xì)化理念，構(gòu)建精細(xì)化的地下空間防災(zāi)減災(zāi)策略。一是要精細(xì)化歸納匯總分析歷年地下空間災(zāi)害發(fā)生情況，制定“地下空間災(zāi)害記錄圖”，總結(jié)災(zāi)害發(fā)生原因及防災(zāi)減災(zāi)措施不完善的地方，為后續(xù)地下空間防災(zāi)減災(zāi)提供經(jīng)驗。二是要進(jìn)行精細(xì)化地質(zhì)勘察，制定“地下空間災(zāi)害風(fēng)險區(qū)劃等級圖”，這將更有利于掌握地下空間災(zāi)害風(fēng)險的空間分布格局，為防災(zāi)減災(zāi)決策提供科學(xué)依據(jù)。三是要充分預(yù)估災(zāi)害發(fā)生可能性，并設(shè)想造成人員傷亡和財產(chǎn)損失的各種場景，如地下空間浸水部位、人員疏散困難造成踩踏等，以此作為制定地下空間防災(zāi)減災(zāi)策略的基本依據(jù)。

3.3 強(qiáng)化地下空間防災(zāi)減災(zāi)宣傳教育

我國防災(zāi)減災(zāi)宣傳教育起步較晚，雖然取得了一些成果，但總體而言還較為薄弱，很多災(zāi)害類型尚未被關(guān)注或是關(guān)注度較低，市民缺乏危機(jī)意識和有效的實際演練，在災(zāi)害來臨時就表現(xiàn)得手足失措，造成大面積的人員傷亡。針對這類問題，可以借鑒日本在防災(zāi)減災(zāi)宣傳教育方面的經(jīng)驗，推動我國防災(zāi)減災(zāi)教育系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化、常態(tài)化。盡快將防災(zāi)減災(zāi)教育納入學(xué)校日常教學(xué)，定期開展災(zāi)害演練、災(zāi)害風(fēng)險預(yù)防知識講座等，建立防災(zāi)減災(zāi)教育長效機(jī)制；積極開展地下空間防災(zāi)減災(zāi)教育，向市民普及地下空間災(zāi)害應(yīng)對知識，提升市民防災(zāi)減災(zāi)意識和應(yīng)對能力。