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长江学者:对市中心地下空间风险评估、应急预案与防灾技术的独到见解

    文章来源:管廊建设 发布时间:2018年08月15日 点击数: 字号:

    “十二五”期间,城市地下空间开发年均增速达20%以上,约60%的现状地下空间在该时期建设完成,城市地下空间开发得到明显提升,形成了以城市市政、城市交通、城市环境为主导的地下空间开发利用格局。从最初以提供空间(无序化、孤立化)为主的地下空间1.0版本,到以服务交通(网络化,综合化)为主的地下空间2.0版本,到最后以人为本(全资源,全要素)为主的地下空间3.0版本,城市地下空间开发利用类型呈现多样化、深度化和复杂化的发展趋势。伴随着地下空间的进一步开发利用,问题也逐渐增多,表现为管理体制不完善、基本状况不明、地上地下一体化协调不足、规划及信息化滞后等方面。

 

      科学、合理、经济、有效的开发利用城市地下空间资源,是解决“城市病”,提高城市综合防御及安全性,建设生态健康、集约发展、可持续发展城市的重要途径。 

 

 一、管理 

 

      管理涉及管理依据、管理机制、管理体制、管理制度四方面。管理依据是指法律法规、技术标准、政策文件、规划纲要等,问题主要是法律体系不完善、规划滞后、技术标准不一致,导致未能解决地下空间权属问题,未能实现与城市整体规划的统一;管理体制是指政府部门、组织形式、责任体制等,问题主要是多头管理或无人管理、缺乏统一协调管理机构,致使地下空间管理部门割据,多头管理或无人管理现象严重;管理机制是指涉及审批、投融资、建设等的决策、监督、咨询机制等,问题主要是缺乏科学的运作模式与协调机制,投融资模式单一,导致政府投资比重大,城市轨道交通财政包袱较大;管理制度是指建设管理制度、安全运维制度、逃生救援制度等,问题主要是管理制度不系统、不协调、不全面。

 

      改进措施涉及五个方面,一是明确城市地下空间的权属问题,健全城市地下空间开发利用的法律体系,完善配套的技术标准体系,编制完善的城市地下空间开发利用规划,形成系统的管理依据;二是构建地下空间开发利用统一协调管理体制,建设完整的行政管理机构,明确各主管部门的职责,并做到依法行政;三是构建地下空间管理信息共享机制,完善地下空间管理的决策机制;四是探索和建设城市地下空间多元化投融资模式,积极引导民间资本参与地下空间的开发利用;五是健全涵盖城市地下空间全寿命周期的管理制度。

 

二、建造技术

 

      建造要从复杂地质、复杂环境、既有空间改造、深层空间利用、城市区域安全五方面来解析。复杂地质现主要问题是城市地质探测精度不足,地质数据与工程数据的结合性不高,不同城市面临着不同的典型地质问题;复杂环境现主要问题是大城市既有地上、地下空间开发密度高,新的地下施工扰动控制要求高,施工空间受限,亟需相关新设备研发;既有空间改造现主要问题是既有地下空间的探测与安全评估难,缺乏既有地下结构与新结构的协同作用机理和设计方法,缺少地下空间改扩建的施工工法和施工装备,缺失相应的国家、行业技术标准、指南等;深层空间利用现主要问题是深层地质信息缺失,持力层、隔水层等的选择缺乏依据,深层地下空间的资源评估、功能分层等方法不健全,设计计算理论体系缺失,缺乏标准手段和集成技术,深层地下工程建设的关键设备和施工工法缺乏,多灾害(火灾、水灾、地震等)作用下,深层地下空间的结构安全问题以及救援逃生难题;城市区域安全现主要问题是城市地下空间开发利用现状不明确,城市区域地质信息精度不够,不同类型地下空间(结构)在建设、运营以及退役阶段对地质体的扰动机理不清晰。

 

      改进措施涉及四个方面,一是城市地下透明化。探明城市100m以浅的地质体信息,包括地质结构、岩土体特性、地下水蕴藏、地质灾害体等;二是基础理论前沿化。建立系统的深层岩土体力学体系和方法,形成地下施工扰动和运营扰动分析方法,建立地质体-地下空间的一体化多尺度分析模型,进行城市区域安全评估;三是关键技术、设备自主化。研发新的装备,研制新的材料,以适用城市密集区地下空间建设、既有地下空间改扩建和深层地下空间开发,建立具有我国自主知识产权的技术体系;四是开发与保护标准化。建立完善的、基于全资源与全要素的技术开发利用和保护标准体系。

 

三、运维安全

 

      运维安全从结构安全、灾害逃生和智慧管理三方面来解析。结构安全现主要问题是地下结构存在性能演化难清、健康状态难知、结构损坏难修等问题,且考虑经济、安全平衡的维护和更新体系刚刚起步;灾害逃生现主要问题是地下空间密闭性强、空气流动差、出入口少、人员易有不良心理,灾害发生时逃生救援难度大,灾害防治及配套的应急救援体系尚不完善,缺少新的救援设备,国民的地下空间安全意识及逃生技能有待普及;智慧管理现主要问题是基本现状掌握不足,数据标准不一,共享不足、沟通不畅,地下空间信息化的管理主体和职责不明、目标和范围不一致,城市地下空间信息化建设处于先建设后协调的错误局面,缺乏对地质信息等的考虑,现有信息数据的应用不足。

 

      改进措施涉及五个方面,一是建立基于经济与安全平衡化的既有地下基础设计维护与更新成套技术体系以及配套标准、指南体系;二是建立多灾害作用下城市地下空间逃生救援安全管理体系,研发新的设备和预警体系,实现灾害提前预报,救援提前到位;三是建立城市地下空间建养一体化的信息化管理体系建设和智能决策服务系统,实现地下空间的可视化、智慧化;四是重视人防建设,做到平战结合;五是加强地下空间的全民安全意识教育,普及地下空间的逃生救援措施。

 

四、人才培养

 

      人才培养从学科建设、人才队伍两方面来解析。学科建设现主要问题是地下空间学科定位、培养体系不够完善,各高校设置的专业核心课程不统一,课程设置、实践培养环节侧重点存在着很大差异,不利于专业人才的培养,如何区分和联系地下空间学科与隧道工程、岩土工程、矿山工程、地下工程等学科还有待进一步探索和定位,缺乏专业性的教师队伍和教学资料;人才队伍现主要问题是从业人员缺乏综合能力,且缺口较大,规划专业人员虽能从宏观上对空间进行协调,但不能考虑岩土体等的特殊性,往往落地性不高,隧道、岩土、地质等工程专业人员,虽具较强的专业技能,但对城市地下空间的整体把控性不高,道路、桥梁、市政等工程专业人员在设计中多是以其工程技术目标为单一的价值取向,不能实现地下空间的优化配置。

 

      改进措施涉及四个方面,一是围绕培养高层次跨学科复合型人才的目标,建设兼具综合性、阶段性和实战性的地下空间学科培养体系;二是培养一批优秀的地下空间学科师资队伍,为中青年教师提供机会,鼓励教师开拓视野,用于创新,进行学科交叉探索;三是明确地下空间专业的职业定位,制定从业人员的执业标准和职位职责;四是促进产学研、国内外交流等形式的平台,进一步提升从业人员的专业技能和整体水平。

(作者:朱合华 同济大学教授、长江学者特聘教授、国家973项目首席科学家