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下来吧,地下不堵车

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本文来自微信公众号:非凡油条(ID:ffyoutiao),作者:小笼包,题图来自:视觉中国


在《会飞的汽车,你敢坐吗?》里,我们提到马斯克支持城市交通向下发展。马斯克提出的“超级隧道计划”算得上是最为引人注目的规划之一了。


而这个有可能对人类未来出行方式产生重大变化影响的决定,却似乎仅仅是由于马斯克在2016年底遭受了洛杉矶严重的交通拥堵烦扰而提出的。


回顾马斯克该计划的提出与发展,2016年底其受扰于交通拥堵而提出建立隧道挖掘公司——The boring company,原以为是一句玩笑话,但近几年的操作已然表明,马斯克正在努力改变着美国一些地区的交通出行方式与状况。


自提出隧道挖掘计划,到完成第一条位于美国太空探索技术公司(SpaceX)总部与Space工厂间的隧道,马斯克花费了2年左右的时间。


首次的测试虽达不到最初立下的每小时240公里的速度目标,但也以近80公里的时速证明了其隧道计划的可行性,并为此吸引了一波又一波的投资。


2018年初,The boring公司已完成首轮1.25亿美金的融资,2019年5月,其又继续获得了1.2亿美元的战略融资,直到今年4月下旬,The boring公司再一次获得了6.75亿美元的C轮融资金额,这使得该公司的估值于4月底就达到了56.75亿美元。


在成果方面,目前The boring公司已经在拉斯维加斯会展中心建成了两条LVCC Loop地下隧道(LVCC,即拉斯维加斯会展中心,Loop为The boring公司对计划中城内地下隧道的统称),并且仍在不断争取其他区域的地下隧道开发项目。


提到LVCC Loop地下隧道,今年年初还引起了一些争议。


作为The boring公司重要的早期成果及该公司第一条对外开放运营的隧道,LVCC Loop地下隧道系统包括了两条隧道与三个车站,耗资达5250万美元,时长近1年。


按照规划,这个地下隧道系统将会将45分钟的步行时长缩短到2分钟的行驶时长,最高时速可达250公里。


但就在年初举办的位于拉斯维加斯的国际消费类电子产品展览会活动中,一些体验者在乘坐特斯拉汽车与会时,却出现了隧道堵车现象。且从拍摄视频来看,很显然,该隧道的直径较小,看起来较为狭窄,最高时速也并未能达到预期状态,引发了部分网友的吐槽以及对隧道行驶安全的担忧。


一些媒体或网友认为,如此的地下隧道系统,还不如可靠性与安全性更高的铁路系统或地铁系统。


不过,总体上,通过该隧道出行,即使有所堵车,但其出行时间也只是比原计划的2分多钟增加了1分钟而已,效率上还是可以的。


若按照马斯克最早的规划,其原打算通过在隧道内设置滑板轨道来直接运输汽车,而非让汽车行驶,而针对行人或自行车人群,则是在滑板上设置类似电影中透明的胶囊舱来运输人群,且可放置物品。


此外,马斯克还提出了“超级高铁Hyperloop”的想法,通过在地下隧道创造低压环境来实现时速近1126公里的出行。


但要实现这样的规划,还得积累更多的项目实操经验,同时也得明白其地下挖掘成本与难度要求也不会很低。


从地下到海底,国内地铁飞速发展


与马斯克的超级隧道计划相比,作为国内地下重要交通方式之一的地铁,在举世瞩目的同时,技术成熟度以及地域覆盖范围显然更广。


与英美法等发达国家相比,我国的地铁发展起步较晚,直至1961年,国内第一条地下铁道才在北京正式开工。


自上世纪50年代规划地铁发展以来,我国的地铁相当于从无到有。即使是1965年7月正式开工的北京地铁一期工程,最后也花费了4年的时间才开始通车,直至两年以后才开始了试运营。


作为当时稀有的出行方式,当时的北京地铁一期工程路线只能通过单位的介绍信参观乘坐,并不对外开放,直到1981年,才开始对外运营。


而随着我国在基础设施建设方面的大力投资与发展、各地城镇化的快速推进以及广大的出行需求,国内的地铁交通网络开始迅猛发展。


截至2020年12月,我国各城市的地铁总里程已经超过了5000公里,已然位居世界第一。


发展至2021年底,国内内地共有50个城市投运城市交通线路9192.62公里,其中地铁以7253.73公里占据了78.9%的比例,市域快轨、轻轨才分别占据了10.36%、2.39%。


在国内的各大城市中,上海的城轨交通运营线路公里数是最大的,其次是北京、成都、广州等地;按照规划,未来佛山、青岛、无锡城市也还有数百公里的地下轨道需要建设。


而随着地铁修建技术的愈发成熟以及借助国内海底隧道的挖掘经验,目前国内一些城市已经出现了跨海地铁的通车。


最早在2010年4月之际,国内大陆的第一条海底隧道——厦门翔安海底隧道就已经建成通车,从开工到建成的近5年时间里,国内开始积累了海底隧道建造技术经验。


又经过2011年3月国内第一条海底高铁隧道——广深港狮子洋隧道、2017年世界建设规模最大的沉管隧道——港珠澳大桥海底隧道、2021年华南地区最长海底隧道——厦门海沧海底隧道等海底隧道的贯通,国内的海底隧道建造技术更进一步。


在海底隧道、地铁建设等经验基础上,国内基建团队也成功打造了过海的地铁交通路线。


2020年底,青岛8号线地铁5.4公里过海隧道顺利贯通,并因快速的过海挖掘速度而在中国地铁建设领域创造出了“青岛速度”的佳话,这一隧道也成为了当时中国穿越海底距离最长的地铁隧道。


当然,技术是不断突破的,2021年底,随着青岛地铁1号线南段的开通,这条跨海地铁正式全线通车,成为了国内最长的跨海地铁。


从地面到海底,凭借运量大,速度快,能耗低、综合运力好等优点,国内的地铁线路发展将城市内的区域更加紧密地联系在了一起,快速地实现了人员的流通,促进了各类要素的流动以及经济的发展。


显然,从无到有,我国仅用了几十年的时间就达到并超过了发达国家百年来的发展成绩,若仅从地铁这一地下交通运输方式来看,可以说目前全球没有哪一个国家的发展能够超越中国。


地下道路与地下管廊结合


从地面到地下,除马斯克地下隧道计划及我国地铁出行外,更常见的还有“地下公路”。


建设地下公路的好处在于能为拥堵的城市出行增多便捷通道,且与城市中不断建设的高架路相比,地下公路大大弱化了震动、噪声、污染等问题。


之前美国波士顿为解决高速公路带来的弊端,曾花费大量人力物力及149亿美元的工程造价将一条高架公路改造成了“大隧道”中的地下道路。


隧道建成后,不仅弱化了噪声、污染、震动等问题,还将穿越波士顿的平均时长从近20分钟缩短到了不到3分钟的时间。


再如日本,近年来也在高速公路的“地下化”计划中花费了不少心血。


2018年之际,日本开启了日本桥正上方的高架通行的首都高速道路的地下化计划,工程预算将近3200亿日元。


若按照1日元=0.049人民币的汇率转换,那就是近157亿元了。


再回到我国,随着全国公路里程的日益增多,我国的公路隧道、地下公路也在不断建设与增长。


2016年至2021年间,国内的公路里程从469.52万公里增加至528.07万公里。2021年年底,全国的公路隧道也增加到了23268处、2469.89万延米(延米,一种用于统计或描述不规则的条状或线状工程的工程量),其中特长隧道达到了1599处、717.08万延米。


数据来源:2021年交通运输行业发展统计公报


同样在2021年,在国产最大直径盾构机“京华号”盾构机的助力下,北京9.2公里东六环地下隧道开始掘进。


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在克服一次性长距离穿越稳定性极差的高密实、强透水砂层等各大挑战之后,北京当地将会迎来一条三上三下的宽阔道路,大大方便居民的出行,有利缓解高速公路分割城市、交通拥堵等问题。


除了单独打造地下公路解决交通问题外,河北雄安新区还将地下管廊与地下通道结合起来,既解决了地上蜘蛛网式线缆问题,又方便了物流运输与出行。


要知道,以往国内管线的混乱给路面交通以及管线功能发挥与治理带来了很大的阻碍。


2022年,《“十四五”全国城市基础设施建设规划》中,就明确了要“因地制宜推进地下综合管廊系统建设,提高管线建设体系化水平和安全运行保障能力,在城市老旧管网改造等工作中协同推进综合管廊建设”的目标。


在这样的目标驱动下,各城市纷纷进行地下综合管廊的建设,以期改善城市的功能运营、保障其安全运行,整治好路面状况。


而雄安新区容东片区地下综合管廊干线的全线贯通,无疑给予了各地管网改造以及地下公路改造更多的经验与启示。


通过打造双层结构的管廊,将下层留给了原本的电力、通信、供水、能源等管线,上层打造成了宽14.4米,高7.8米的物流运输通道,中间夹层还预留了人员疏散与通风设备安装的夹层,看起来比马斯克的地下隧道考虑得还要周全。


不久的未来,物流货运系统、无人驾驶车等都可以在上层通道中通行。


显然,按照这种设计,不仅能解决传统综合管廊问题,也能减少地面上物流的运输压力,给予居民更多的出行空间。


地下交通与城市协同发展


除却我国与英美法等发达国家,一些发展中国家也在不断挖掘利用地下空间来发展交通网络。


如以“开挂”闻名的印度,提到其火车出行,就能想象到一大堆印度人蜂拥挂在火车上的情形。


但其实,印度早在上世纪末就有了第一条地铁。今年,印度的第一条水下地铁也已经在紧密地筹办建设当中了,很有可能在2023年3月就会投入使用。


当然,虽然其工程质量保障问题让人生疑,但如今的操作也能看出,印度正在不断开发利用着现有的地下空间。


同样,在我国的帮助下,越南等东南亚国家的地铁建设也在不断推进。


而未来,伴随着各国地下交通的发展,地下交通规划更完善、建设更成熟的新加坡的地下交通空间立体构造或许能成为大多数国家的一个学习方向。


作为一个人口密度高、国土面积小的国家,新加坡不得不利用起其地下空间来舒缓交通压力。


以地铁站点为中心,通过在繁忙商业区域的浅层地下空间打造地下步行系统,在更深层次的空间建造地下快速路及轨道系统,新加坡的地下空间由上往下进行了有层次的开发。


而在横向上,则通过地铁站加强了周围商业中心、写字楼、居民区的联系。从上到下,从左到右形成了立体的发展模式。


总体从新加坡的地下空间规划来看,其浅层区域用来建设地下步行街,再往下可以设置地下管廊,继续往下为铁路网络系统,再下则为深埋隧道排污系统,已然综合考虑了商区、行人、交通出行、管网系统等多重因素。


成果显示,虽然新加坡这样立体的地下空间建设费用要比地面高,但其带来的经济效益也是更大的。


首先在环线地铁站的建设下,一购物中心可以与周围的的购物场所联动构成商业群,大大增强了区域的消费吸引力;其次,通过地铁等地下交通工具也带动了各区域人员的流动,使得商区的购买力大大增强,促进了经济的增长。


除了推动经济发展外,新加坡这样的地下空间构建也优化了管网的放置,这对于正在优化地下管廊的我国无疑是个很好的借鉴样本。


当然,这种自上往下、从左往右的地下立体空间布局,在我国的一些大城市的地铁站点也能看到。


但由于地广人多,我国并不是所有城市以及地铁站点都能打造成这样的立体空间,而且虽说我国地铁、高铁等发展遥遥领先,但在地下交通建设领域,我国也存在因地制宜而需要克服的问题。


如在隧道挖掘方面,无论是地铁还是地下公路建设,得视情况解决道路埋深(即进入地下的深度)、防灾通风、与地面交通对接等问题,而对于水下隧道,要克服的钻孔、断面等问题的难度或许更大。


不过,在地下交通问题上,马斯克的超级隧道计划要克服的难题肯定更多,诸如隧道挖掘成本、动力的大幅度提升、其与现有交通系统的打通、地下土地确权、技术攻克难关都要花费不少的解决时间,说不定他的火星移民计划还要实现得更快些。


参考资料:

拿下赌场新客户,但马斯克"超级隧道"何时才能颠覆地面交通?-36氪

https://36kr.com/p/762050640571139

马斯克的“反堵车”地下高速隧道遇堵车_科学湃_澎湃新闻-The Paper

https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_16286413

马斯克隧道公司Boring融资6.75亿美元,估值近57亿美元_新浪财经_新浪网 https://finance.sina.com.cn/stock/usstock/c/2022-04-21/doc-imcwiwst3166790.shtml

马斯克隧道公司Boring忙不停:在美国得州提出8个项目|马斯克|隧道|得克萨斯州_新浪科技_新浪网

https://finance.sina.com.cn/tech/2022-06-01/doc-imizmscu4622903.shtml

马斯克“反堵车”隧道“翻车”,国外网友称效率低下 https://tech.huanqiu.com/article/46oSmcmgmbI

【快报】2021年中国内地城轨交通线路概况_中国城市轨道交通协会

https://www.camet.org.cn/xxfb/9283

百年瞬间丨新中国第一条地铁正式交付运营_新闻_央视网

http://m.news.cctv.com/2021/09/14/ARTIJ7l456BYqiLlhXnnh0hM210914.shtml

我国首条海底隧道——厦门翔安海底隧道建成通车-国务院国有资产监督管理委员会

http://www.sasac.gov.cn/n2588025/n2588124/c4224646/content.html

《2021中国城市地下空间发展蓝皮书》正式发布-中国岩石力学与工程学会

http://www.csrme.com/Home/Content/show/id/3034.do

深度解析山东首条跨海地铁全线通车:“黄海明珠”的光荣和梦想 - 青岛新闻网 https://news.qingdaonews.com/qingdao/2022-01/02/content_23033459.htm

印度第一条水下地铁即将投运_私家地理_澎湃新闻-The Paper

https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_19165234

北京:9.2公里东六环地下隧道开始掘进-新华网

http://www.xinhuanet.com/local/2021-07/10/c_1127640665.htm

地下管廊,未来之城“大动脉”——“地下雄安”建设探访(二)-中国雄安官网

http://www.xiongan.gov.cn/2020-11/10/c_1210880046.htm

波士顿:把道路埋在地下

https://news.sina.com.cn/w/2007-12-27/050113151379s.shtml

日本桥首都高速公路地下化  工程预算3200亿日元

http://japan.people.com.cn/n1/2018/0723/c35421-30163812.html

住房和城乡建设部 国家发展改革委关于印发“十四五”全国城市基础设施建设规划的通知

https://www.mohurd.gov.cn/gongkai/fdzdgknr/zfhcxjsbwj/202207/20220729_767388.html

2021年交通运输行业发展统计公报_中华人民共和国交通运输部

https://xxgk.mot.gov.cn/2020/jigou/zhghs/202205/t20220524_3656659.html

中国工程院院士钱七虎:城市“双碳”建设需深挖地下空间潜力

https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_19886945

国内最长过海地铁隧道贯通

http://sn.people.com.cn/n2/2020/0121/c378287-33734080.html

孙苗苗,蒋丞武,虞梦菲,周联英,莫思颖.伴随城市生长的地下交通空间布局与开发[J].地下空间与工程学报,2019,15(04):980-989.


本文来自微信公众号:非凡油条(ID:ffyoutiao),作者:小笼包

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