《三體》中,地下城市如同一片巨型森林,房子像葉子一樣懸掛在“樹枝”上,居民搭乘“樹榦”里的電梯可以直達地面,穹頂上的全息投影映射出藍天白雲;《地心遊記》里,地下世界有着洶湧的大海、巨大的蘑菇林以及強悍的古猿人和遠古巨獸……
《三體》中描繪的地下城 圖源:三體藝術插畫集
地下世界,歷來是科幻作品的“常客”,充滿神秘色彩。
現實中,有了“黑科技”的加持,越來越多的城市正加快“向下生長”,愈發具有科幻味、未來感。
地下空間,被譽為陸地、海洋、天空之外的 “第四國土”,是重要的戰略性資源。人們為什麼要向地下進發?如何才能走得更深、行得更遠?
一
人類對地下空間的利用,古已有之。
《禮記·禮運》載:“昔者先王未有宮室,冬則居營窟,夏則居檜巢。”“營窟”就是一種地穴式的住所。洛陽東北郊發掘出的“含嘉倉”,是始建於隋朝的大型國家糧倉,有數百個倉窖,是中國古代最大糧倉。位於河北省永清縣的永清古戰道,是北宋抗拒遼國南侵的軍事防禦工程,如同地下長城,被歷史和軍事學家稱為“沉睡千年的地下軍事奇觀”。歐洲第一次工業革命後,城市地下管道郵政系統、地下綜合管廊、地鐵等設施相繼出現。
可以說,人類“挖地”的歷史,也是不斷拓展生存發展空間的歷史。
如今,城市的地下空間更是“別有洞天”,許多地上常見的設施“鑽”進了地下,堪稱“乾坤大挪移”。
遁地而“行”。在北京,“地下東六環”建設正酣,曾經的土橋立交也將從地上“移”入地下,成為北京第一座地下立交橋。
“地下東六環”施工現場,工人用遙控器指揮大型設備拼裝管片 圖源:北京通州發布
在上海,首個沉井式停車場近日建成亮相,它深達地下19層,每層可停8輛車,在機械升降平台和自動搬運設備的幫助下,車主無需進入地庫內部,通過自助操作屏就可以實現“一鍵存車、取車”。
上海首個沉井式停車場建成亮相 圖源:上觀新聞
在青島,膠州灣第二隧道工程加快推進,建成後將成為世界上最長的海底道路隧道。位於青島膠東國際機場航站樓地下的濟青高鐵青島機場站,是山東省內首座地下高鐵站,高鐵、地鐵、航空、公交等交通方式在這裡“絲滑銜接”。
建設中的青島膠州灣第二隧道 圖源:國資小新
隱身潛“服”。在地下市政綜合管廊中,各類管線整整齊齊,默默為千家萬戶提供服務。截至今年8月,青島已建成各類管廊194公里;入廊管線涵蓋給水、再生水、雨水、污水、熱力、燃氣、電力和通信等,線纜總長度超2000公里。地上建公園,地下治污水,最近,青島市李村河北岸水質凈化廠項目完成主體施工,這是一座全地下式水質凈化廠,地下空間利用深度達到18米。
秘境深“探”。在四川錦屏山深處地下2400米處,世界最深、最大的中國錦屏地下實驗室投入科學運行。那裡的宇宙射線通量僅為地表的一億分之一,“純凈”的實驗環境將助力我國在暗物質和核天體物理研究領域進入全球第一方陣。
位於中國錦屏地下實驗室(CJPL)二期的粒子和天體物理氙探測實驗PandaX-4T實驗裝置 圖源:新華社
向下“生長”。在南京,亞洲在建規模最大的單體地下空間初具雛形。其地下總建築面積85.10萬平方米,最深處為地下七層。按照規劃,地下一層包括商業中心、文化場館、地下公園等;地下二層是停車、交通大平層;地下三層為市政綜合管廊層;地下四、五層設置金融保險庫;地下六、七層為地鐵通行層,未來4條地鐵線交織貫穿……一座“地下城”呼之欲出。
南京地下空間工程 圖源:中國能建葛洲壩一公司
二
在電影《流浪地球》中,由於地表環境極端惡化,人類被迫棲身於距地面5000米深的地下城中。現實中,我們的地球並未進入這種“危難時刻”,但是近些年,我國對地下空間開發利用愈發重視,截至2022年底,我國城市地下空間累計建設29.62億平方米。我們不禁要問,為什麼要向地下進發?
《流浪地球》地下城劇照
打開城市生長“新維度”。國際上有研究將21世紀稱為“開發利用地下空間的世紀”,一些國家將地下空間確定為“新型國土資源”,我國也有專家將其歸為領陸、領水、領空之外的“第四國土”。地下空間是國家的重要戰略資源,特別對城市而言,面對用地緊張、交通擁堵、環境污染等“城市病”,地下空間打開了生長“新維度”,有助於城市完善空間結構、擴大空間容量、實現可持續發展。
就地下空間的開發利用深度而言,意大利、法國、加拿大、新加坡、日本等國已達到地下100至150米;我國一般地級市集中在地下15米以內的淺層,一些省會城市拓展到地下15至30米的次淺層,北京、上海、深圳等超大城市開始向地下50米以下的深層拓展,可以說,未來開發空間巨大。
被稱為“深圳之眼”的深圳地鐵崗廈北樞紐 圖源:i逛深圳
打通城市運轉“生命線”。市政管網是城市運轉的生命線,是不折不扣的“里子工程”。地下綜合管廊對市政工程管線實施統一規劃、統一設計、統一建設和統一管理,鋪設新線和維修管道變得更方便、更安全,能夠有效解決“馬路拉鏈”問題,讓“生命線”更加暢通。
在青島,工作人員通過人工巡檢和智能檢測的方式保障管廊安全 梁超 攝
打開生態環保“新路徑”。在低碳、零碳城市建設的大背景下,不少城市啟動了用地下空間“換”地面生態的工作。比如,北京“地下東六環”通車後,原東六環路段將被改造為“高線公園”,供市民休閑、騎行、跑步。
地上建公園,地下治污水,李村河北岸水質凈化廠項目效果圖
打造恆溫恆濕“第五季”。地下空間封閉性好,溫度相對恆定,能夠抵禦外部惡劣氣候,有人將這種穩定的環境比作四季之外的“第五季”。當前,全球氣候危機日益嚴峻,科學合理地開發地下空間,不但可以提升城市韌性,也增加了應對極端天氣的手段。比如,加拿大蒙特利爾位於嚴寒地帶,其地下城的範圍相當於市區總面積的十分之一,涵蓋了出行、購物、娛樂、學習等日常生活所需的各個方面,讓市民嗨皮“貓冬”。
三
地下空間開發潛力巨大,未來的地下城市,如何建得更好?
“地上+地下”,要達到1+1>2的效果。地下空間由水、土、氣、岩等地質要素構成,其資源具有不可再生的稀缺性。城市“向下生長”,還需下好“繡花功夫”,不僅要充分考慮地下空間的資源稟賦、地質環境,也要做到地上地下協調發展,科學統籌、總體規劃、整體推進。
力促1+1>2。比如,青島嶗山金家嶺立交橋工程利用匝道地下空間建設停車場及服務設施,打造綜合交通中心。空間內有互聯互通的車行環路,車輛在地下停車的同時可以實現各個方向的通行。該空間與醫院聯通,大大緩解了醫院周邊堵車、就醫停車難等問題。未來,這個空間還將與地鐵站相連,更加便利市民出行。
金家嶺立交橋地下綜合交通中心
力避1+1<2。比如,有的城市地上地下規劃不同步,導致道路被反覆挖掘。“地上+地下”的算術如何算好,是擺在每座城市面前的必答題。
實現更多從0到1、從1到100的突破。“入地”是個技術活,沒點黑科技,還真“下不去”。
“上天有神舟,下海有蛟龍,入地有盾構”,就拿盾構機的研發製造來說,我國經過多年探索,終於突破了核心技術封鎖,實現了從0到1的跨越。目前,全球三分之二的盾構機都是中國製造。未來,我們還需掌握更多黑科技,讓“入地”更“給力”、更“透明”、更“智慧”。
“開拓號”盾構機刀盤吊裝入井,助力青島地鐵5號線掘進
地球半徑為6000多千米,目前人類直接鑽探的深度只有12千米。如果把地球比作一個雞蛋,那麼我們的探測仍停留在蛋殼上。如今,我們在蛋殼上“精雕細琢”;未來,地下城市必將打開更多想象。
作者:王沐源