1 引 言
当前,中国各地根据城市地下车行道路长度或穿越形式的不同对其有不同的名称,如隧道、地下通道、地道、地下立交等,缺少统一、标准化的术语。本文提到的城市道路隧道指城市建成区范围内,克服城市中的高程及平面障碍的长度大于100 m的道路隧道,包括城市范围内下穿水体的隧道、下穿建筑的隧道、横穿山体的隧道等。
城市道路隧道是伴随着汽车工业的出现、发展而发展起来的,同时在城市化进程的推动下发展壮湖泊、海湾、山岭、道路、建筑群等自然及人工阻隔,扩展城市经济社会发展空间,中国上海、香港、广州、南京、杭州等许多大中城市开展了城市道路隧道的规划建设。
截至2021年末,全国661个城市中有82座城市建设了城市道路隧道,合计406座[2,3]。目前尚未有资料文献较为系统地梳理中国城市建成区的隧道建设情况。本文借助百度城市实景地图[3],对406座隧道进行多方面的信息搜集、统计,并根据各地新闻报道进行验证,核对数据,用图表的形式,从多个方面清晰直观地展示中国城市道路隧道的发展规模和建设特点,以期对中国城市道路隧道进一步发展提供基础支持。
2 中国城市道路隧道时空分布
2.1 按通车年份分析
截至2021年底,全国406座城市道路隧道建成通车。1970—2002 年,中国城市道路隧道发展缓慢。2003—2021 年,城市道路隧道数量迅速增多,中国城市道路隧道迎来快速发展时期,如图1所示。
2.2 按所在省市分析
截至2021年底,全国有28省(自治区、直辖市)建设了城市道路隧道。但是,全国城市道路隧道发展不均衡。华东地区的城市道路隧道数量达 183座,占全国比重45%,华南地区占比23%,华中占比10%,华北、西南、西北、东北地区的城市道路隧道较少。2003—2021年,每年建成通车的城市道路隧道中,40%~70%分布在上海、广东、江苏、浙江、福建等 5 省区,10%~33% 分布在上海、广州、南京、杭州、佛山等城市,如图2所示。尽管全国661个城市中,仅82个城市建设有城市道路隧道,但无论是城市道路隧道存量较多的城市,还是城市道路隧道存量较少的合肥、洛阳、成都、扬州、赣州等城市,均具有较好的增长趋势。
2.3 相关因素分析
从城镇发展因素(人均gdp、城镇人口、城区面积)、交通运输因素(城市道路面积、汽车拥有量、道路客运量)、水域禀赋因素(单位水面面积、单位水资源总量)等方面分析城市隧道的建设情况。
(1)城镇发展因素
中国城市道路隧道总数量与人均 gdp 具有高度正相关关系,相关系数为0.962。中国城市道路隧道分布与人均 gdp、城镇人口、建成区面积具有显著的正相关性,如图3和表1所示。预计随着城市化水平提高将进一步带动隧道规模增长。
(2)交通运输因素
中国城市道路隧道总数量与汽车拥有量高度相关,相关系数为0.935。中国城市道路隧道分布与城市道路面积、汽车拥有量呈现显著的正相关,如图4和表2所示。预计随着城市汽车数量增长,将进一步带动城市道路隧道的规模增长。
(3)水域禀赋因素
中国城市道路隧道分布与单位水面面积具有显著的正相关,如图5和表3所示。单位水面面积大于全国均值的汕头、岳阳、常州、镇江等城市的隧道数量小于均值5。预计上述城市道路隧道的数量将进一步增加。
3 中国城市道路隧道穿越类型
根据调研,中国城市道路隧道按照障碍物的类型可分为三大类:下穿水体的隧道、下穿建筑的隧道、横穿山体的隧道。城市道路隧道下穿水体的类型包括自然江河、人工运河、湖泊、海底等,下穿建筑的类型包括道路、火车站、汽车站、居民区、商业区、校园区、平地公园等。下穿道路的隧道占总数的33%,下穿河流和横穿山体的隧道均占总数的19%,如图6所示。
3.1 按下穿水体分析
截至2021年底,中国城市道路隧道中有79座下穿河流的隧道、35座下穿湖泊的隧道、14座下穿海底的隧道,如图7和表4所示。其中下穿黄浦江的隧道达19座,下穿长江的隧道有7座,下穿钱塘江有5座,下穿珠江有6座。
3.2 按下穿建筑分析
2003 年后下穿建筑的城市道路隧道数量开始出现增长。以下穿道路的隧道数量增长最为迅速,
占下穿建筑隧道总数67%,是2003年以来引起中国城市道路隧道数量快速增长的主要原因,如图8所示。
3.3 按横穿山体分析
中国城市道路隧道横穿的山体主要是山体公园。2005 年以后横穿山体的城市道路隧道有所增
多。截至2021年底,有76座横穿山体的城市道路隧道通车,以厦门、香港、烟台、济南、大连等城市的居多,如图9所示。
4 中国城市道路隧道洞体类型
中国城市道路隧道以60 km/h的双向四、六车道的长隧道最为常见。特长城市道路隧道以60 km/h、80 km/h的双向四、六车道的隧道为主。目前,尚未出现80 km/h的双向八车道特长隧道,仅两座70 km/h的双向八车道特长隧道。按隧道长度、运营速度、车道数量对中国城市道路隧道的建设情况进行分析。
4.1 按长度分析
中国城市道路隧道以长隧道、中隧道、短隧道为主,如图10 所示。长隧道占总数的38%,中隧道占比21%,短隧道占比26%。特长隧道占比15%,主要分布在上海、杭州、苏州、香港、南京、厦门、武汉、济南等城市。下穿水体的隧道主要是特长隧道、长隧道,下穿道路的隧道主要是中隧道、短隧道。
截至2021年底,全国有62座特长城市道路隧道通车,以紫之隧道最长,达14.4 km。超过5 km的隧道有18座,超过10 km的隧道有2座,如表5所示。
4.2 按运营速度分析
中国城市道路隧道的运营速度以60 km/h为主,占总数的53%,50 km/h隧道占比13%,40 km/h隧道占比16%,如图11所示。80 km/h隧道占比13%,主要分布在南京、苏州、上海、佛山、厦门等城市。70 km/h隧道占比5%,分布在香港和广州。
截至2021年底,全国共有51座80 km/h的城市道路隧道通车。其中,20 座隧道为80 km/h 的特长城市道路隧道,如表6所示。
4.3 按车道分析
中国城市道路隧道以双向四、六车道隧道为主,双向四车道隧道占总数的42%,双向六车道隧道占比 52%,如图 12 所示。双向八车道的隧道数量极少,占比5%,主要分布在上海、佛山、合肥、烟台等城市。双向二车道隧道仅分布在江西省、山西省。至2021年底,中国共有21座双向八车道的城市道路隧道通车。其中,7座为80 km/h的双向八车道城市道路隧道,4座为特长的双向八车道城市隧道,如表7所示。
5 中国城市道路隧道洞口类型
根据调研,中国城市道路隧道洞口具有四个特点:两洞口隧道与多洞口隧道共存、整体式洞口与分离式洞口共存、下沉式洞口与水平式洞口共存、直线段洞口与曲线段洞口共存。
5.1 多洞口统计
截至2021年底,中国共有48座多洞口的城市道路隧道通车,如图13所示。以南昌市红谷隧道的洞口最多,达到10个,八洞口的城市隧道有7个,如表8所示。但是,中国城市道路隧道以两洞口隧道为主,占比88.2%。
5.2 洞口分离统计
根据调研,中国城市道路隧道洞口分为整体式出入口、分离式入口、分离式出口,以整体式出入口为主,占总数量的80.6%。另有29座单体隧道同时存在整体式洞口和分离式洞口(图14)。
5.3 洞口下沉统计
中国城市道路隧道以水平式洞口横穿山体公园,以下沉式洞口下穿江河、湖泊、海底、道路、火车站、汽车站、居民区、商业区、平地公园等。中国城市道路隧道既有水平式洞口又有下沉式洞口,以下沉式出入口为主,占总数量的75.4%。另有27座单体隧道同时存在下沉式洞口和水平式洞口(图15)
5.4 洞口曲线统计
根据调研,中国城市道路隧道包括直线路段的洞口、大曲线路段的洞口、小曲线路段的洞口。以直线路段的洞口为主,占总数量的 71.8%。曲线洞口以大曲线洞口为主,小曲线路段的洞口全部为下沉式洞口。另外有115座单体隧道同时存在直线洞口和曲线洞口(图16)。5.4 洞口曲线统计根据调研,中国城市道路隧道包括直线路段的洞口、大曲线路段的洞口、小曲线路段的洞口。以直线路段的洞口为主,占总数量的 71.8%。曲线洞口以大曲线洞口为主,小曲线路段的洞口全部为下沉式洞口。另外有115座单体隧道同时存在直线洞口和曲线洞口(图16)。
6 结 论
本文借助百度城市实景地图,对 406 座城市道路隧道资料进行搜集,并通过各地新闻报道进行验证,核对数据。采用图表形式,从多个方面清晰直观地展示中国城市道路隧道的发展规模和建设特点。
(1)中国城市道路隧道总数量变化特征:2003年至今,城市道路隧道的建设规模迅速扩大。1970—2002 年,城市道路隧道年均增加 1.5 座;2003—2021年,年均增加19座。预计随着中国社会经济的快速增长,中国城市道路隧道规模仍将进一步扩大。
(2)中国城市道路隧道地区分布特征:分布极不均衡,受人均 gdp、城镇人口、城区面积、城市道路面积、汽车拥有量、单位水面面积等因素影响,主要分布在经济社会较为发达的华东地区和华南地区的少量大型城市中。2003—2021年,全国每年通车的城市道路隧道中,15%~33%出现在上海市、广州市、南京市、杭州市、佛山市等地,其余城市的隧道数量仅出现小幅增长。预计未来一段时间,中国城市道路隧道仍将主要分布在上述区域。
(3)中国城市道路隧道穿越的障碍物特征:城市道路隧道穿越的障碍物类型较多,以穿越江河、湖泊、道路、山体的隧道为主。下穿道路的隧道占比33%,是2003年以来中国城市道路隧道快速增长的主要原因。近5年来,下穿江河和下穿道路的城市道路隧道保持着高速增长,是未来中国城市隧道发展的主要方面。
(4)中国城市道路隧道的洞体参数特征:以60km/h的双向四、六车道的长隧道最为常见。特长隧道、快速(80 km/h)隧道或多车道(双向八车道)隧道均较少。未来 60~80 km/h 城市道路隧道和双向八车道城市道路隧道的比重将进一步增长。
(5)中国城市道路隧道的洞口参数特征:两洞口隧道与多洞口隧道共存,以双洞口隧道为主,占比88.2%。整体式洞口与分离式洞口共存,以整体式洞口为主,占比 80.6%。下沉式洞口与水平式洞口共存,以下沉式出入口为主,占比75.4%。直线段洞口与曲线段洞口共存,以直线路段的洞口为主,占比71.8%。调研中国城市道路隧道的基本特征是做好城市道路隧道规划管理和安全管理的必要前提。本研究从通车年份、分布省市、穿越类型、洞体类型、洞口类型等方面清晰直观地展示中国城市道路隧道的发展规模和建设特点。下一步可结合中国城市道路隧道的交通事故特征、光环境特征、交通安全设施现状及区域社会经济发展演变状况,进一步分析不同类型
的城市道路隧道的交通安全问题和规划选址问题。
参考文献
[1] 俞明健. 城市地下道路设计理论与实践[m].
[2] 陈建芹, 冯晓燕, 魏 怀, 等. 中国水下隧道数据统计[j].
[3] 百度实景地图[z/ol]. [2022-02-18].
[4] 国家统计局. 国家数据[db/ol]. https://data.stats.gov.cn/index.htm.
[5] 国家统计局城市社会经济调查司. 中国城市统计年鉴-2020[m]. 北京: 中国统计出版社, 2021: 13-41.
[6] 中华人民共和国住房和城乡建设部. 中国城市建设统计年鉴-2020[m]. 北京: 中国统计出版社, 2021: 21-50.