城市的地上空间已经接近饱和，于是工程师们将目光聚焦到地下空间，“隧道交通”应运而生。近年来，隧道交通的建设水平逐渐成为评判一座城市现代化的标准。人们享受着四通八达的地铁带来的便利，但大多数人不知道的是，中国的隧道交通建设起步要晚于其他大多数国家。

世界上最早的地铁——伦敦大都会地铁于1863年开始正式运营，而中国第一条地铁是北京地铁，于1969年正式投入运营。这100余年的差距，并没有成为中国轨道交通发展的瓶颈，目前我国已经是世界上建成和在建轨道交通城市最多的国家，国内的一二线城市大多拥有了完备的轨道交通体系。

那么，在数字智能化时代，隧道交通的建设方式有了哪些改变？测绘技术在其中的应用是怎样的？是否还存在需要解决的问题或隐患？

隧道交通建设对城市发展的重要意义

新中国成立之初，国内的科技、教育、经济等实力和水平均与英美有较大差距，于是国家在这些领域投入了很多精力及资源，以北京、上海、广州、深圳为代表的发展速度较快的城市迅速崛起，让中国在世界拥有了更多发言权。但随着社会不断发展，城市的空间资源也被不断地压缩。庞大的居民数量不仅需要足够的住房，还需要更多的社交场所以保障生活质量。

过去的二十年中，房地产行业经历了爆发期，大量的住房占领了大片的土地，严重压缩了交通运输、文娱、教育、医疗等场所的建设空间。在这些受影响的因素中，交通运输的效率会直接影响到城市的经济发展进程及人民生活的幸福程度，所以交通运输问题无疑是最需要我们重视的。隧道交通正是解决这一问题的良药。

“其实隧道交通的建设意义不仅仅是加快交通运输频率，还可以响应低碳的出行方式及保护人民的人身安全。”地铁是隧道交通的代表产物，其相较于地上交通的优势在于没有堵车的风险，通勤效率更高，能够满足人口密集城市的通勤需求，减少地面的通勤压力。也正因为这个特性，人口越密集的城市，下方的地铁线路就越多，逐渐连成了一张布满城市的“地铁网”，甚至实现了城市与城市之间的跨越。

除此之外，隧道交通还可以减少车辆二氧化碳等气体的排放，起到保护环境的积极作用。传统的地上交通场景中没有能够拦截有害气体的有效壁垒，我们很难在地上的开阔空间内收集车辆排放的尾气，而处于地下的隧道交通能够建起一道用于收集有害气体的严密壁垒，将车辆的尾气收集后，使用碳或其他过滤物质把气体过滤后，把气体压缩、冻结，最后注入地下或洞穴。但想要实现这个功能，仅靠一条疏通的地下交通隧道是远远不够的，还需要建设相配套的地下管网。

地下管网也是地下空间开发的重点项目，其能够避开地上建筑物的遮挡，畅通无阻地将各种资源输送到对应的接收地点。除了上述提到的隧道交通、地下管网，地下空间的使用场景还包括大型矿场的开挖，安全防汛管道的修建，地下停车场、地下商场、地下通道、物流通道的构建等。这些场所的建立都能有效增加或再造城市的“韧性”，给城市带来新的活力，起到提高通勤效率、加快物流速度、改善居民生活质量及增加就业机会等作用，对城市发展具有非常重要的意义。

测绘技术助力地下隧道施工作业

中铁隧道局是中国铁路集团的下属部分，主要从事隧道及地下工程建设。隧道工程又可以细分为地下交通、地下管网等。地下交通又可进一步细分为铁路隧道建设、城市轨道建设和地下快速通道建设，也是中铁隧道局的主营业务中最为人熟知的。

截至目前，中铁隧道局先后参与了国内二十余个城市的地铁建设，总里程超过10000千米。不仅是地铁隧道建设，中铁隧道局也成功打造了“万里长江第一隧”武汉长江隧道、国内首条海底隧道厦门翔安隧道、世界高海拔第一长隧关角隧道、中国“越海盾构第一隧”广东台山核电取水隧道、“一带一路”标杆项目乌兹别克斯坦安帕铁路卡姆奇克隧道等标志性工程，正在施工的深圳望海路快速化改造项目盾构直径16.28米，是国内在建最大直径盾构隧道工程。

“现在各行各业都在推进智能化和数字化，中铁隧道局也推出了智能一体化的隧道内部结构预制智能拼装机，能够实现在地底自动掘进隧道，一次性成型。”隧道开发或地矿勘探的难点在于未知的地下结构，在正式施工之前，必须拿到精准可靠的地底数据，否则很容易引发重大安全事故。隧道内部结构预制智能拼装机由弧形件与中隔墙安装机组成，具有自动检测与感知、自动运算与分析处理、自动决策与动作执行、人机交互与信息存储等智能化施工功能及6个自由度姿态调整功能，可以根据用户的需求进行定制，适用于地矿勘探、隧道开发、古物挖掘等多个应用场景。

应用隧道内部结构预制智能拼装机后，提高了作业效率，降低了作业成本。过去需要一个月时间进行的浇筑作业现在只需要不到1小时，过去需要10多个人在现场进行的拼装作业现在只需要2个人，并且数据的精度也实现了质的提升。

在地铁隧道盾构面检测工作中，测绘技术早就大显身手。地铁隧道如同人的血管壁，需要定期“体检”。随着运营时间的推移，隧道盾构面可能出现洇湿、渗漏、裂缝等病害，极易威胁到乘客的生命财产安全。但这些病害极难被人眼察觉，于是业内开始尝试在地铁隧道盾构面检测中使用激光雷达扫描技术。激光的高分辨率特性能够精确捕捉地铁隧道盾构面的每一处病害，为隧道施工测量、竣工验收、检测、维护管理提供多种可视化分析手段，助力隧道及轨道等地下空间建设。

不管是地下交通建设，还是地下商场、停车场等场所的修建，地下空间的开发似乎正在向鼎盛期迈进。那么，地下空间的未来发展趋势又是怎样的呢？

隧道交通建设的数字智能化道路

“其实地下空间和地上空间的发展历程应该是接近的，两者都需要尽快整合资源，再从顶层设计入手，让资源得以高效利用。”周建军称这个发展趋势就是“数字地球”。

“数字地球”，即先通过测绘或地质勘察技术，从地面往下推进一千米，并把这一千米厚度以内的所有地底障碍物、不良地质体等都进行透明化测量或者处理。然后将这些数据和信息整合进一个系统，统一管理，有计划地利用每一块地下空间。等技术再成熟一些，也可以实现实时监测，预防事故的发生。

“这个系统建成后，我们做地下建筑的时候就不用再大费周章地去查这块地下空间的土质、构造等，从系统中调取数据即可直接用于工程作业，我们也能更清楚地知道不同的地段应该用于做什么事情，提高作业效率，降低成本。”

这一观点与近些年常提到的“数字中国”不谋而合，数字中国需要记录地上的建筑、道路等信息，最终形成一张完整、精密且可以实时更新的大网。两者也共同面临一个问题，相关法律及管理制度还有待完善。

信息安全问题

不管是地上的建筑、道路等信息，还是地下的构造、土质等信息，都涉及到国土的信息安全问题。高精度地图制作是数字中国建设的其中一个步骤，但考虑到信息安全性，国家的道路信息是不能轻易获得的，于是国家设置了多个地图资质来提高门槛。但地下空间的法律制度远远不及地上空间完备，不仅让国家不敢轻易放权，也限制了企业的商业布局，所以需要继续完善信息安全制度。

人身安全问题

如果大家都毫无节制地对地下空间进行开发，最终会导致地面塌陷等严重后果。相关部门需要明确合适的安全管理方法，尽快将地下空间信息建库，在保障居民人身安全的同时推进地下空间的建设进程。

范围划定及营收问题

“数字中国”和“数字地球”都是短期内没有可观收益的，很难调动地方及企业的积极性。地下空间的建设成本要高于地上，需要能够承担前期较大投入及长回款周期。