国内外城市地下空间资源开发利用的发展和问题

11国内外城市地下空间资源开发利用的发展和问题同济大学隧道与地下工程研究所城市地下空间研究中心上海市城建集团院士工作研究室孙钧2015年10月19日•苏州市讲演大纲•对合理开发利用城市地下空间的几点认识•轨交地铁在交通治堵、节能减排方面具有很大的效益空间•当前我国城市地下空间开发利用中存在的一些不足和若干浅见•国外城市地下空间：交通、休闲、养生、健身、游乐、工作、商购等建设方面的功能特色•利用大深度地下空间作为城市蓄水、排洪通道•以地下水源形成覆盖全市的应急供水/采灌网络•地下空间利用中的数字化和BIM技术•当前存在的问题和几点建议231.地下空间开发利用的历史回顾我国和西方古代的帝王陵寝、输水暗渠、过人过车隧洞等都是地下空间利用的先驱；近代的地下空间,则源自于19世纪中叶的西方（国外早年最著名的几处城市地下空间工程范例）：*1863年伦敦世界首条地铁通车；*巴黎利用废弃矿井改建地下水道和共同沟，以及其它城市防灾设施；*巴黎对雷亚诺中央广场和拉德芳斯新区，进行国际商务办公区、高架、地面和地下交通的立体化开发；4*美国波士顿中央大道地下城建设（当时工程量最大、工期最长、投入资金额也最高）；*日本大阪站前区梅田地下综合体（旧城区改造的典范之作。地下分四层，放置：商业区、停车库、储藏库，集交通、购物、娱乐多种综合功能,并与大楼地下室沟通为一体）；*日本大阪市地下商业城的几处地下休闲广场。（其它新建项目，另见后文和有关图照）。52.近年来国内地下综合体新颖独特、发展迅猛，例：珠海横琴口岸区（通澳门）地下综合体、交通系统；广州珠江新城地下环路与交通岛走廊，以及旅客地下自动输送系统（APM）；杭州市钱江新城超大型地下车库建设；6在上海市中心城区范围，则大体上有：上海市虹桥交通枢纽的地下换乘，与风、水、电等辅助设施；早年，上海市人民广场的大型地下车库、商业圈、香港街、地下变电站等地下综合体开发；上海铁路新客站北广场地下交通枢纽、出租车和私家车地下始发站点；利用早年人防地下工程，改造成地铁站的徐家汇地下交通枢纽和地下商圈；7五角场万达广场地下商城；世博会B片区、央企总部集聚区地下空间工程；临港新城滴水湖地下交通枢纽工程；已建的外滩隧道和正在建的市北区横贯长宁、闸北、虹口、杨浦四区由虹桥~周家嘴路过江，往返浦东新区的城市道路北横通道工程，等等，不一而足。883.几点认识：1）随着城市化水平的提高，交通拥堵、土地资源匮缺、环境污染和生态失衡等问题相伴而生；而机动车流量猛增，又带来了有关的碳排放、噪声和光污染。我国城市粗放式的快速发展，带来了不少负面的“城市病”问题。992）合理开发利用城市地下空间是推动城市经济与环境、资源相协调发展的重要一环，它在解决城市人流拥堵（指地铁）、疏解地面车流（指城市地下道路）、提高土地集约化利用、改善环境污染等方面都可以发挥巨大作用。10103）当前，制约地下空间开发的5个重要方面，是：初期投入大、效益空间不够理想、功能特色发挥不够、运营安全和防灾，以及节能减排与环保。“地下城”中的昼夜温差和季节性温差都比较小，在地下城中还可以免受各种气象灾害；但火灾、爆炸等人为灾害发生时，地下城中人们受到的伤害可能会更大。11114）今天，城市地下空间已经告别了感官不适、潮湿阴冷的时代，功能便捷、采光敞亮、环境宜人的地下空间已为市民所认可，但视觉美感的追求应可再上一个台阶。把自然阳光如何有效地导入到地下空间，而培育生机勃勃的植物和地下人造绿地等也可常年陪伴在地下城内。（1）城市轨道交通/地铁是城市地下空间的核心骨干，用地铁将各种类地下空间有机链接，形成地下空间的全覆盖网络；（2）围绕地铁诸主要地下车站的周圈，开发各种地下商业街、地下商场/超市，以及各种休闲步行街、供人们在地下健身锻炼的地下绿地、娱乐和活动中心，是受最多市民欢迎、容易形成地下人潮热点的去处；125）对城市地下空间资源开发和利用总体上的基本认识从国外许多发达国家的经验和先例，可以为国内参考与借鉴：（3）战时，地铁和各类地下空间设施的功能都可以方便有效地、自然地转变为“地下人员掩蔽”/防空洞使用以及地下救护所等人民防空处所。战时的地铁，就是市内的“地下疏散主干道”(人防语)；对旧有人防工程作“平战结合”的改建和利用，已成为当前亟持续推进的一项任务；（4）故此，建议“城市规划部门”、“地铁部门”和“民防部门”，三为一体地进行总体统筹规划，使建设综合性的城市地下空间资源得到更好的开发和利用，是十分必要的、合理和有效的，也是当前我国各大城市追求组建三维空间城市（指：①地上高架、环线；②地面道路交通；③地铁与各类地下空间）的一项当务之急；13（5）在有必要和有条件的城市，为进一步缓解、分流地面拥堵的大量“车流”，可以再考虑修建地下道路系统，并使之与地铁（为缓解地面“人流”）两者相互结合，成为整体地下交通系统。（6）将市内一些高层大厦的办公楼，利用其多层地下室，改建、新建成全城分散设置的中小型地下停车库，并使大楼地下电梯井与周近的地铁车站用“地下联络通道”相互沟连，使之能更好方便人们上、下班，它是疏解早晚时间地面车流、人流拥堵的最佳方案（就人防言，也就是“连通搞活”）；14（7）要尽量将城市地铁和各类地下空间做成“浅埋”和“超浅埋”，以方便人流出入，并尽多利用“下沉式地下广场”以吸收天然日照/阳光。这样不仅节能环保，更能吸引大量客流乐于进出地下，去购物、乘车、休闲和娱乐；（8）从国外许多情况看，地下商场也就是“地面商场直接向其地下的延伸”，街路左右地下商场的中间部分都建成上覆玻璃/塑料能够透光和遮雨的步行街（见后文图照）。这是国外最为常见的地下空间范例，值得学习。1516164.城市轨交/地铁在交通治堵和节能减排方面都具有很大的效益空间1）地下建筑业(含：功能各异的隧道、轨交地铁与其它各类城市地下空间)的节能减排和环保问题是面向低碳经济的重要方面，应该、也可以有所作为。17172）地铁是城市用电大户——“电老虎”：昼夜运行的电气列车、地下车站通风、照明、空调和其它的耗电设备与设施等，它在交通治堵、节电和排污方面都有很大的效益空间。18183）在地面交通中，汽车尾气排放是城市空气的重要污染源；交通拥堵而汽车不歇火时，其C02和C0排放量更甚。改用轨交地铁电气列车后，地面交通的排污情况将可有很大程度地改观。19194）怎样看待城市地下空间、隧道和地铁在低碳经济社会中的节能？其中，除根据条件可能，逐步开发太阳能光伏发电外，采用室内人工生态光源的太阳光光纤导入照明系统和高智能型LED节能照明灯具等都是重要方面。其在城市地下空间（上海虹桥综合交通枢纽例）和公路与城市隧道（崇明长江隧道），及在上海世博会等其它各处的成功范例都是比较典型的。20205）降低建筑能耗：地下空间内的基本恒温和恒湿特点，产生的节能低碳效应。在降低交通能耗方面：因地铁载客量大，而运行速度快，耗时少，排污小，搭乘轨道交通代替地面交通产生的低碳效应；通行地铁电气列车以缓解地面道路交通的油耗和拥堵产生的低碳效应。6）推广智能型LED的新型诱导式节能灯具及其它新能源利用：在各类有条件可能的城市或局部地下空间内，争取利用太阳能或风能、地热等可再生能源以代替化石燃料以减少碳排放。碳汇新技术的应用：在地下利用吸碳装置汇碳。（当前，上述的后两项，可在国内有条件地试行，尚亟待进一步实施推广）225.国家政策法规是城市地下空间发展的方向标亟待逐步建立和规范、明确关于我国地下空间建设的土地管理模式（集约化综合开发利用）、所有权、使用权、管理权；以及开发战略、主管开发部门、方针政策、地下空间开发利用总体规划的编制、运营管理体制、建设标准、技术标准、设计施工规程，等各项重大决策性事宜。23《节约集约利用土地规定》内容解析6.国外城市地下空间开发和利用：休闲、游乐、商购的功能特色宽敞明亮的地下空间出入口（尽量多设）24地下步行街区布设的游人广场25在地下步行街区布设的游人活动、健身空间26以保护城市环境、增添城市景观而兴建的地下空间—具有“金字塔风情”的巴黎卢浮宫博物馆地下展览空间（广场中央和两侧设置有3个形态各异的锥形特大玻璃天窗）272829敞亮便捷的地下步行街系统多伦多市额具规模和特色的大型地下综合商业区——地下商城/商圈3031317.当前国内城市地下空间建设和利用简况1）与国外比，我国城市地下空间开发的规模和范围仍然有限，功能效益上的理念也各异。目前发展已比较成熟的是：轨交地铁、地下停车库、地下商场/商业街、地下步行街特别是过街地道，各种地下管线（管道）——非开挖技术（trenchnesstechnology）和地下共同沟，等等。32322）科学规划和合理开发利用城市地下空间，今后将不只是接待过往游客，它将吸引越来越多的人到地下去休闲、养生、健身、购物、工作和学习。33333）功能复杂的地下商业综合体，它与地下快速轨道交通系统相结合的地下商业街系统将构成规模宏大的地下商城，是当前国内不少大城市追求发展的主要对象。34344）地下建筑内部空间的环境质量、防灾救援措施以及运营管理等重要方面，近年来在国内也都达到了较高水平。35355）各种地下市政设施，从传统的浅层地下供排水（上、下水）、煤气、电缆、光缆管网等地下综合管线廊道（共同沟），发展到位处深部地层内的地下大型蓄洪、供排水系统、地下大型旱季供水及污水处理系统、地下大型能源（煤气、石油天然气）供应系统、地下生活垃圾的填埋和处置与回收系统，等等，都有了长足的进步（其中，深处地下的能源贮存和城市排洪防涝、蓄供水抗旱系统尚待建设）。36366）从各种地下市政管网发展到不同的政府信息缆线、地下信息网络等等，均有长足的发展。总之，城市地下空间的开发现已呈现出空间上的多层次化和功能上多样化的特征。地下综合交通环廊37城市地下空间开发，呈现：空间上的多层立体化和功能上的多样化3839城市地上与地下的协同持续发展—立体巴黎40408.城市地下商城的发展1）把城市地铁交通和地下商业圈有机链接，把地下人行通道和各种商业、文化娱乐等设施都设置在地下，并相互连通，成为城市地下商城。为了最大化利用土地和空间资源，城市中央商务区进入地下，通过整合城市的地面和地下空间为一体，形成集约而又紧凑的城市地下商业城/商圈。412）地下商场与地铁站无缝对接，乘客由大楼地下室电梯井进出地铁站厅层时就可直接进入商场购物，形成“地铁+物业”对接模式。城市地下空间涵盖了商务、文化、娱乐、交通、购物、健身、市政等功能于一体，拥有浓厚的商业和文化氛围，成为市民喜爱的休闲、逛街的好去处。42423）典型案例：·法国巴黎西部——拉·德方斯新区·美国曼哈顿区（纽约市一地块）——洛克菲勒中心地下步行道·日本大阪地下市民游乐中心·加拿大多伦多地下综合商业服务区·上海虹桥交通枢纽和徐汇区、五角场地下商务核心区·杭州钱江新城地下停车场43439.其它城市市政设施的地下空间利用图例44市政公用设施的集约化与地下化—综合管廊45城市地下低温地热能的开发利用：充分利用可再生能源实现城市低碳化发展的优选能源（1）（2）46平战结合、平灾结合的国外地下防空防灾设施民防工程（1）（2）47仓储物流设施—地下仓储物流（1）48仓储物流设施—地下仓储物流（2）49加拿大蒙特利尔和多伦多—地铁+公共服务设施505010.防汛、排涝、抗旱，地下市政设施大有可为利用大深度地下空间修建城市蓄水、排洪通道并兼及其它功能于一体，应该在有条件的城市先做试点，这是开拓地下空间功能的、应该优先早日考虑的新渠道。1）每年春夏之交，我国南方的连续暴雨成为许多城市的不堪承受之重；内涝严重，更又给城市管理和市政、防灾部门提出了严峻挑战。2008—2010年间，我全国62%的城市发生过城市内涝，内涝灾害年超过3次以上的城市有137座，最大积水深度超过50㎝的占74.6%，积水时间超过半小时的城市占78.9%，而其中的57座城市的最大积水时间达12小时以上。512）所谓地下蓄水排洪的防汛体系，是指修建于大深度地下空间内（地下40m以下