《三体》中,地下城市如同一片巨型森林,房子像叶子一样悬挂在“树枝”上,居民搭乘“树干”里的电梯可以直达地面,穹顶上的全息投影映射出蓝天白云;《地心游记》里,地下世界有着汹涌的大海、巨大的蘑菇林以及强悍的古猿人和远古巨兽……
《三体》中描绘的地下城 图源:三体艺术插画集
地下世界,历来是科幻作品的“常客”,充满神秘色彩。
现实中,有了“黑科技”的加持,越来越多的城市正加快“向下生长”,愈发具有科幻味、未来感。
地下空间,被誉为陆地、海洋、天空之外的 “第四国土”,是重要的战略性资源。人们为什么要向地下进发?如何才能走得更深、行得更远?
一
人类对地下空间的利用,古已有之。
《礼记·礼运》载:“昔者先王未有宫室,冬则居营窟,夏则居桧巢。”“营窟”就是一种地穴式的住所。洛阳东北郊发掘出的“含嘉仓”,是始建于隋朝的大型国家粮仓,有数百个仓窖,是中国古代最大粮仓。位于河北省永清县的永清古战道,是北宋抗拒辽国南侵的军事防御工程,如同地下长城,被历史和军事学家称为“沉睡千年的地下军事奇观”。欧洲第一次工业革命后,城市地下管道邮政系统、地下综合管廊、地铁等设施相继出现。
可以说,人类“挖地”的历史,也是不断拓展生存发展空间的历史。
如今,城市的地下空间更是“别有洞天”,许多地上常见的设施“钻”进了地下,堪称“乾坤大挪移”。
遁地而“行”。在北京,“地下东六环”建设正酣,曾经的土桥立交也将从地上“移”入地下,成为北京第一座地下立交桥。
“地下东六环”施工现场,工人用遥控器指挥大型设备拼装管片 图源:北京通州发布
在上海,首个沉井式停车场近日建成亮相,它深达地下19层,每层可停8辆车,在机械升降平台和自动搬运设备的帮助下,车主无需进入地库内部,通过自助操作屏就可以实现“一键存车、取车”。
上海首个沉井式停车场建成亮相 图源:上观新闻
在青岛,胶州湾第二隧道工程加快推进,建成后将成为世界上最长的海底道路隧道。位于青岛胶东国际机场航站楼地下的济青高铁青岛机场站,是山东省内首座地下高铁站,高铁、地铁、航空、公交等交通方式在这里“丝滑衔接”。
建设中的青岛胶州湾第二隧道 图源:国资小新
隐身潜“服”。在地下市政综合管廊中,各类管线整整齐齐,默默为千家万户提供服务。截至今年8月,青岛已建成各类管廊194公里;入廊管线涵盖给水、再生水、雨水、污水、热力、燃气、电力和通信等,线缆总长度超2000公里。地上建公园,地下治污水,最近,青岛市李村河北岸水质净化厂项目完成主体施工,这是一座全地下式水质净化厂,地下空间利用深度达到18米。
秘境深“探”。在四川锦屏山深处地下2400米处,世界最深、最大的中国锦屏地下实验室投入科学运行。那里的宇宙射线通量仅为地表的一亿分之一,“纯净”的实验环境将助力我国在暗物质和核天体物理研究领域进入全球第一方阵。
位于中国锦屏地下实验室(CJPL)二期的粒子和天体物理氙探测实验PandaX-4T实验装置 图源:新华社
向下“生长”。在南京,亚洲在建规模最大的单体地下空间初具雏形。其地下总建筑面积85.10万平方米,最深处为地下七层。按照规划,地下一层包括商业中心、文化场馆、地下公园等;地下二层是停车、交通大平层;地下三层为市政综合管廊层;地下四、五层设置金融保险库;地下六、七层为地铁通行层,未来4条地铁线交织贯穿……一座“地下城”呼之欲出。
南京地下空间工程 图源:中国能建葛洲坝一公司
二
在电影《流浪地球》中,由于地表环境极端恶化,人类被迫栖身于距地面5000米深的地下城中。现实中,我们的地球并未进入这种“危难时刻”,但是近些年,我国对地下空间开发利用愈发重视,截至2022年底,我国城市地下空间累计建设29.62亿平方米。我们不禁要问,为什么要向地下进发?
《流浪地球》地下城剧照
打开城市生长“新维度”。国际上有研究将21世纪称为“开发利用地下空间的世纪”,一些国家将地下空间确定为“新型国土资源”,我国也有专家将其归为领陆、领水、领空之外的“第四国土”。地下空间是国家的重要战略资源,特别对城市而言,面对用地紧张、交通拥堵、环境污染等“城市病”,地下空间打开了生长“新维度”,有助于城市完善空间结构、扩大空间容量、实现可持续发展。
就地下空间的开发利用深度而言,意大利、法国、加拿大、新加坡、日本等国已达到地下100至150米;我国一般地级市集中在地下15米以内的浅层,一些省会城市拓展到地下15至30米的次浅层,北京、上海、深圳等超大城市开始向地下50米以下的深层拓展,可以说,未来开发空间巨大。
被称为“深圳之眼”的深圳地铁岗厦北枢纽 图源:i逛深圳
打通城市运转“生命线”。市政管网是城市运转的生命线,是不折不扣的“里子工程”。地下综合管廊对市政工程管线实施统一规划、统一设计、统一建设和统一管理,铺设新线和维修管道变得更方便、更安全,能够有效解决“马路拉链”问题,让“生命线”更加畅通。
在青岛,工作人员通过人工巡检和智能检测的方式保障管廊安全 梁超 摄
打开生态环保“新路径”。在低碳、零碳城市建设的大背景下,不少城市启动了用地下空间“换”地面生态的工作。比如,北京“地下东六环”通车后,原东六环路段将被改造为“高线公园”,供市民休闲、骑行、跑步。
地上建公园,地下治污水,李村河北岸水质净化厂项目效果图
打造恒温恒湿“第五季”。地下空间封闭性好,温度相对恒定,能够抵御外部恶劣气候,有人将这种稳定的环境比作四季之外的“第五季”。当前,全球气候危机日益严峻,科学合理地开发地下空间,不但可以提升城市韧性,也增加了应对极端天气的手段。比如,加拿大蒙特利尔位于严寒地带,其地下城的范围相当于市区总面积的十分之一,涵盖了出行、购物、娱乐、学习等日常生活所需的各个方面,让市民嗨皮“猫冬”。
三
地下空间开发潜力巨大,未来的地下城市,如何建得更好?
“地上+地下”,要达到1+1>2的效果。地下空间由水、土、气、岩等地质要素构成,其资源具有不可再生的稀缺性。城市“向下生长”,还需下好“绣花功夫”,不仅要充分考虑地下空间的资源禀赋、地质环境,也要做到地上地下协调发展,科学统筹、总体规划、整体推进。
力促1+1>2。比如,青岛崂山金家岭立交桥工程利用匝道地下空间建设停车场及服务设施,打造综合交通中心。空间内有互联互通的车行环路,车辆在地下停车的同时可以实现各个方向的通行。该空间与医院联通,大大缓解了医院周边堵车、就医停车难等问题。未来,这个空间还将与地铁站相连,更加便利市民出行。
金家岭立交桥地下综合交通中心
力避1+1<2。比如,有的城市地上地下规划不同步,导致道路被反复挖掘。“地上+地下”的算术如何算好,是摆在每座城市面前的必答题。
实现更多从0到1、从1到100的突破。“入地”是个技术活,没点黑科技,还真“下不去”。
“上天有神舟,下海有蛟龙,入地有盾构”,就拿盾构机的研发制造来说,我国经过多年探索,终于突破了核心技术封锁,实现了从0到1的跨越。目前,全球三分之二的盾构机都是中国制造。未来,我们还需掌握更多黑科技,让“入地”更“给力”、更“透明”、更“智慧”。
“开拓号”盾构机刀盘吊装入井,助力青岛地铁5号线掘进
地球半径为6000多千米,目前人类直接钻探的深度只有12千米。如果把地球比作一个鸡蛋,那么我们的探测仍停留在蛋壳上。如今,我们在蛋壳上“精雕细琢”;未来,地下城市必将打开更多想象。
作者:王沐源
责任编辑:王亚楠