地下空间作为一种宝贵的资源，在世界上许多工业发达国家和部分发展中国家都得到了广泛开发应用。现阶段，我国城镇化水平不断提高，在此过程中，城市建设用地紧张和城市人口不断增长这一矛盾所产生的城市空间问题日益突出，城市地下空间的开发利用成为解决这一问题的有效途径。在此背景下，我国城市地下空间开发利用进入快速发展阶段，与此同时，随着地下空间开发利用相关政策的陆续出台与城市轨道交通建设的全面展开，我国城市地下空间开发利用将进一步规范，城市也将逐步做到“表里兼备”，“地下空间，让城市生活更美好”的愿景也终将实现。

1、地下空间开发利用的典型模式及成功案例

1.地下轨道交通导向的开发利用模式。一直以来，地铁是一种既快捷又安全可靠的公共运输工具。中国香港于1979年开通地铁，香港地铁站点周边的地下公共空间主要由通行、商业及停车功能构成。香港地铁的独特之处在于采用“地铁＋物业”的发展模式，综合考虑了社会效益、商业利益、融资回报及市民出行的便利与舒适。

典型案例：香港地铁九龙站综合开发。九龙站的综合发展体现了“轨道＋物业”策略的独特作用，在站体规划建设期间就已经考虑了上部建筑空间的结构和设备空间，通过上部开发权的招标，协调了多个开发商，共建设完成了近168万㎡、共22栋超高层塔楼的超大型综合体。九龙站的联合广场，整个楼群建于地铁站上方地面，形成一个环形区域，地下为两层建筑，底层是地铁车站，车站上面为公交、巴士和出租车转乘站及商铺，方便乘客转乘和购物。

2.全功能、全深度的立体化开发利用模式。日本是当前城市地下空间开发利用立法最完善的国家之一，其在地下空间开发的整体性、系统性、设计、施工和综合协调等方面均处于世界领先水平。以东京为代表的众多城市，从设置简单商业设施的地下通道，发展成为建设规模逐步扩大、功能逐步完善、系统性和开放性更强的地下空间系统。截至目前，日本已经形成了由地铁、地下城市综合体、共同沟、地下输变电工程（包括地下变电站）、人工地下河（下水道系统）及大深度地下空间开发等组成的地下空间开发模式，结合地下空间规划设计形成的立体城市形象已经深入人心。随着道路等公共空间的浅层地下空间开发殆尽，日本开始探索深度超过50m公共空间与私人土地下大深度地下空间的开发利用，大深度地下空间利用开始得以发展。

典型案例：东京圈排水系统。东京圈排水系统主体是一条全长约6.4km、直径约10.6m的巨型隧道，连接东京市内的城市下水道。通过５个大型竖井，连通附近的江户川、仓松川、中川、古利川等河流，作为分洪入口。出现暴雨时，城市下水道系统将雨水排入中小河流，中小河流水位上涨后溢出，进入排水系统，最终流入东京湾。

3.城市功能设施置于地下的绿色环保型开发利用模式。为了改善人居环境、降低城市汽车尾气污染、减轻大城市病，美国波士顿市曾在这方面做了很有借鉴意义的工作。波士顿为了打造宜居城市，多留些绿地使城市更生态，减少些废气使城市更干净，通过利用地下空间以解决雾霾与空气污染、绿地不足与生态环境问题。

典型案例：波士顿中央干线／隧道改造。波士顿的中央交通干线经过市中心路段，原本是一条六车道的高架公路，随着汽车保有量增加，污染与拥堵问题逐渐凸显。当地政府利用既有道路正下方的空间，新建八至十车道地下高速公路取代原有公路，地下高速公路开通后，高架公路被改造为开放空间和绿地，美化了环境，同时大幅改善了交通状况。

4.紧凑型、集约化的改造模式。随着城市的快速发展，车流、人流压力不断增大，部分城市中心区大尺度街区的弊端开始显现。城市中心区道路尺度巨大、交通繁忙、步行区域不断压缩，现有城市空间承载力早已不足，亟需通过地下空间的完善与改造，实现既存建筑、城市绿地、可达交通三者的贯穿与联结。

典型案例：陆家嘴中心区地下空间改造。陆家嘴中心区地下空间工程通过建立过渡性的下沉式广场和设计连续的地下人行通道，将通道与建筑、绿地进行无缝衔接。该工程总建筑面积6400㎡，包括地下2层的交通疏散大厅、下沉式广场和2个地面出入口，并围绕交通疏散大厅，设立了4条通道，分别至金茂大厦、国金中心、上海中心及环球金融中心。地下空间的改造最大限度地缩短了交通距离，减少了城市急剧扩张对步行空间的压缩，改善了区域环境。

2、地下空间开发的总体趋势

1.智慧化。随着物联网、云计算、大数据和人工智能等新兴科技的发展，智慧的感知、互联、处理和协调功能将使城市地下空间更加智慧化，并体现在设计、建造和运维各个环节。例如，依托云计算的分布式处理、分布式数据库、云存储和虚拟化技术，对城市居民生活、工作和企业经营等海量数据进行挖掘，以规划设计适应居民、企业需求的城市地下空间工程；利用BIM、3S等技术，建立综合管理平台，可实现进度可视化管理、安全隐患管理、质量管理、劳务管理、物资管理和成本管理等功能，以用于城市地下工程的建设施工；运用物联网、人工智能等技术，打造环境与设备监控、通信、安全防范和预警预报等系统，建立数据驱动的集管理、服务和运营为一体的综合性智慧管理平台，用于城市地下空间工程的运营维护。智慧化的地下空间将是智慧城市的重要组成部分，有助于解决城市化进程中的问题，提升百姓幸福感，不断推动城市向高端发展。智慧化的地下空间将为公众提供多渠道、多方式的服务功能，例如，智慧地下停车将为公众提供在线查询预约、快速通行、停车向导、反向寻车、电子支付及自动停取车服务等，将解决公众停车难的问题，方便大众出行。

2.绿色化。绿色化的城市地下空间体现在建造和运维两方面。一方面，在地下空间建造过程中，采用经济环保的绿色建筑材料和绿色施工技术。绿色建筑材料包括透水混凝土、再生混凝土、高性能混凝土、高强度钢筋和多功能一体化墙体材料等。绿色施工技术包括封闭降水及水收集综合利用、新型支护桩、柔性复合基坑支护、可回收式锚杆、临时结构优化替代、综合管廊智能化移动模架和预制装配式等技术。其中，地下结构预制装配式技术尤其符合工业化建造发展的趋势，包括明挖结构中节段预制装配、分块预制装配和叠合预制装配等技术；暗挖结构中初期支护、二次衬砌、临时支护的预制装配技术；内部二次结构中轨顶风道、站台板、中隔墙和楼梯等的预制装配技术。另一方面，建成后的地下空间在温度、湿度、空气和光照等环境控制方面做到低碳环保，包括浅层低温能利用、节约型水环境利用、复合通风节能、阳光采集导入和环境友好型降噪等环境控制技术。

3.深层化。随着大城市人口膨胀、土地资源紧张，可供利用的地面空间严重不足，浅中层(0-40m)地下空间开发也日趋饱和。城市深层地下空间(40-100m)的开发利用，能够扩大城市容量，改善城市环境，建设更完善的城市功能，提升城市居民生活水平，已成为现代化城市建设的主要课题，具有重要现实意义。地下空间是一种宝贵的不可再生资源，为保证其集约高效的利用，深层地下空间的开发正朝着分层化趋势发展。在浅、中、中深、深各分层区域，地下空间的开发利用各具特色。

同时，深层地下空间开发并非浅中层地下空间的简单延伸，其孕育了许多新的挑战，主要表现在三个方面。其一，深层地下空间埋深大，巨大的工程量直接导致建设成本成倍增加。其二，众多大城市的地铁、地下仓库和地下变电站等地下工程规模、数量已相当庞大，但由于建设缺乏统一规划，已建地下工程相互干扰，难以确保地下空间利用的充分性和联通性。其三，深层地下空间的开发利用对工程规划设计、建造施工技术提出了更高要求，这需要对城市深层地下空间的设计施工关键技术展开系统的研究。

4.综合化。地下空间的综合化主要是指建设大型公共地下空间工程，集商业、娱乐、储存、轨道交通和市政等多功能于一体，统筹地面和地下协调发展，合理利用地下空间。地下空间的综合化可提高土地集约化利用水平，解决城市交通和环境等问题，将城市土地资源最高效能化利用，将是未来地下空间开发的重要模式。一方面，地下空间综合化极大地改善和拓展了城市空间形态，做到生态环境协调，还可一站式满足居民出行、用餐、购物、学习和娱乐等多项需求，极大地便捷了居民生活。另一方面，地下空间综合化开发利用带来了新的经济增长点，实现了社会效益和新增经济效益最大化。例如，轨道交通通过沿线物业开发、上盖物业以及周边地下空间互联互通获得经营收入。实现地下空间的综合化，城市立体空间协同发展，其前提条件是建立地上地下一体化的城市总体规划，将地上地下空间作为一个整体，综合考虑城市功能布局，充分发挥地上地下空间各自的优势。同时，还需保证轨道交通、商业娱乐和市政消防等统一设计、有序建设和协同运营。

3、启示

1.以科学人本理念引领地下空间未来发展。一是人本化，地下空间建设应当实现人与自然和谐共处，从功能布局、互联互通、环境营造、安全管理等方面更加体现以人为本原则，实现城市可持续发展。二是安全化，对于地质条件复杂的地区，地下空间开发利用中地质安全风险较大，且随着开发深度的不断加大，风险也大大增加；另外，发生火灾、化学污染事故概率也很大。今后需要以更高标准建设管理地下空间，更智能手段监测地下空间运营安全，提升城市韧性。三是集约化，地下空间开发利用具有永续性、不可逆性的特点，工程改造难度大。必须坚持节约集约利用，减少空间资源浪费。过往因缺乏规划引导和政策支持，存在浅层地下空间随意敷设管线、利用粗放，中、深层地下空间开发程度较低，协调性不足，经营性地下设施可达性差、利用效益不高，公益性地下设施用途单一、功能兼容性不强等一系列问题，需要通过规划引导地下空间分层分类布局与联通建设，通过政策支持地下空间集聚开发、深度利用与功能复合，提升地下空间集约利用水平。四是网络化，当前结建地下工程开放性差、使用率不高，单建地下设施联通性差，辐射效应不足。中心城区地下空间林立，但呈现“群岛式”布局，新城地下空间主要结合轨道交通网络以及大型居住、办公、商业中心建设，尚未形成规模效应。未来应当结合轨道交通网络及其周边地下公共通道建设等，逐步疏通地下空间关节和筋脉，实现一体化布局。五是智能化，当前地下空间管理信息化、智能化水平有待进一步提升，应当在规划建设管理与安全运营等领域更广泛地运用各类信息技术、监测预警技术，实现地下空间全周期、智能化管理。六是法制化，地下空间开发利用需要通过健全法规政策体系，从规划建设、空间使用、安全运营、权属管理、人防与应急管理等方面予以系统规范和有序引导。

2.以底线思维保障地下空间地质、生态安全。一是填补深层地下空间地质安全实践短板。尽管很多城市在浅中层地下空间保护开发利用中积累了大量经验，但地下深层空间地质结构相对浅中层复杂许多，开发利用面临如地下水、饱和砂土、地质结构变化、浅层气害等地质安全问题，地下工程建设运营地质风险大。建议对于地下空间，推进规划阶段地质安全评估与承载力评价，明确适建、限建、禁建三维空间分区引导；在项目立项阶段，规范地质安全评估与空间准入审核；在工程建设阶段，加强地质环境监测与灾害防治，防范地面塌陷、建（构）筑物变形、地面裂缝等事故风险；在后期运营阶段，加强工程安全与周边地质环境监测，定期开展安全风险评估并针对性制定防治措施。二是关注地下空间水土环境与生态安全问题。随着地下空间开发强度、深度不断增加，需要密切跟踪工程建设、资源利用对地下生态环境尤其是地下水质的影响，建议强化地下建设项目环境影响评估、空间准入审核，革新施工器材工艺，从源头上控制工程建设污染风险；探索划定地下空间安全保护红线，切实保护地下空间利用安全。

3.以持续发展理念推进深层地下空间适度建设与战略预留并举。当前我国地下空间建设主要集中在40米以浅（浅中层），仅部分深基坑、轨道交通、隧道工程开发深度超出了 40米，例如：苏州河深隧工程、北横通道等。未来应基于地质安全评估探索深度地下空间开发利用，近期利用宜以轨道交通、市政管道等线性工程建设为主，远期作为城市快速交通、物流调配、雨水调蓄、能源输送等功能系统建设的战略空间予以预留控制。

参考文献：

[1]王国平.城市学总论[M].人民出版社,2013.

[2]张彬,徐能雄,戴春森.国际城市地下空间开发利用现状、趋势与启示[J].地学前缘,2019,26(03).

[3]程光华,王睿,赵牧华,苏晶文,杨洋,张晓波.国内城市地下空间开发利用现状与发展趋势[J].地学前缘,2019,26(03).

[4]张瑞.陆家嘴中心区地下空间更新改造实践[J].住宅科技,2020,40(06).

[5]孟宇.城市中心区交通设施更新实例——波士顿中央干道/隧道工程[J].国外城市规划,2006(02).

供稿：卢江波

审核：接栋正