城市地下空间规划基本原理

地下空间规划与设计第3章城市地下空间规划基本原理姚华彦3.1地下空间资源评估3.1.1城市地下空间资源1981年5月联合国自然资源委员会正式将地下空间列为“自然资源”。1991年，《东京宣言》指出：地下空间是城市建设的新型国土资源，它是自然资源之一，是土地资源向下的延伸，与其它国土资源（如矿产资源和水资源）一样，是人类赖以生存和发展的基础。地下空间资源实际上是指可利用的已开发和未开发的地层空间范围内，实在的和潜在的空间场所的总称。地下空间资源可包括3个方面的含义：1.天然存在的地下空间资源的总量；2.在一定的技术条件下可供合理开发的地下空间资源总量；3.在一定的历史时期内可供有效利用的地下空间资源总量。3.1.2地下空间资源的容量地下空间资源容量概念有几个不同的层次。（1）地下空间资源的天然蕴藏量。即在指定地下区域的全部空间总体积，包括可开发领域与不可开发领域的体积总和。（2）可合理开发的资源容量。即在指定区域内，不受各种自然和建筑因素制约技术条件下可进行开发活动的空间领域总体积，在这个岩土体的空间范围内，开发活动不可侵犯周围受法律保护的领域，不威胁城市地质环境和已有建成物的安全。（3）可供有效利用的资源容量。即在可供合理开发的资源分布区域内，符合城市生态和地质环境安全需要，保持合理的地下空间距离、密度和形态，在一定技术条件下能够进行实际开发，并实现使用价值的潜在建设容量。在数值上，可供有效利用的资源容量应为占有可供合理开发资源容量的一定比例。（4）地下空间的实际开发容量。这是根据城市发展需求、生态与环境控制和城市规划和建设方案，实际确定或开发的地下空间容量。3.1.4城市地下空间资源评估方法1.评估依据。评估采用的原始资料应包括:（1）地面空间现状资料（2）地下空间现状资料（3）城市总体规划资料（4）工程地质条件与水文地质条件资料等。2.评估范围主要包括平面范围和深度范围两方面。其中平面范围包括对规划区划定边界范围的面积。深度范围一般指从地表至地下100m。地下空间资源的深度范围划分4层。1）浅层。地表至地下10m，开敞空间和低层建筑基础影响深度。2）次浅层。地下10-30m，中层建筑基础影响深度。3）次深层。地下30m-50m，特殊地块和高层建筑基础影响深度。4）深层。地下50-100m。3.评估的基本要素评估的基本要素是评估模型和指标体系建立的依据。评估指标体系是将评估要素规范化、同量纲化、系统化等构造而成的可写成计算或判别的数学因子表达式。其评价基本要素包括：1）基本地质和工程地质条件。2）水文地质条件。3）地下埋藏物和已经开发利用的地下空间。4）地面建筑物及基础。5）地面开敞空间。6）区位分布。7）竖向分布。4.评估的指标体系地下空间开发利用影响因素地形地貌工程地质水文地质环境地质地震地质地下空间开发现状地面标高地面坡度地基土均匀性地基承载力潜水埋深承压水水头绝对标高承压水层顶板埋深地下水腐蚀性地面沉降滑坡崩塌活动断裂砂土液化基础及其影响范围既有地下建筑物5.地下空间资源调查评价方法设：V为评估范围内地下空间的总蕴藏空间，V1为不良地质条件和水文地质条件制约的空间，V2为受地下埋藏物制约的空间，V3为受已开发利用的地下空间制约的空间，V4为开敞空间和建筑物基础制约的空间，V5为可供合理开发利用的空间。则可供合理开发的地下空间资源为：V5=V-（V1+V2+V3+V4）（1）V1与V2的空间位置可能重叠，即地下埋藏物所在区域可能也是工程地质条件不良的地区。（2）V1、V2与V4位置可能重叠，如城市保护绿地区域下部10m以上区域可能也是工程地质条件和水文地质条件不良区或地下埋藏物影响区域。（3）V3与V4空间位置可能会重叠，如保护、保留建筑物下部可能建有地下室。V2V1V4V3V5VV5V4V3V5VVV2V1V4V3V1+V2+V3+V4V2V1需求预测目的1）改变城市发展模式，拓展城市空间容量，完善城市功能，改善城市环境，提升城市活力与品质。2）对城市地下空间需求规模和理论规划量做出一个科学合理的估算与预测，引导城市地下空间资源在一个较为科学合理的限度和范围内有序开发。3.2城市地下空间的需求预测需求预测方法：地下空间规划中最重要的基础理论就是城市地下空间的需求预测。从已经编制出台的城市地下空间规划的城市来看，不同规模、类型的城市需求预测的方法不一样，规划的对象不同，其需求预测的方法也有所不同。主要的几种方法：（1）功能需求预测法（2）建设强度预测法（3）人均需求预测法（4）综合需求预测法（1）功能需求预测法根据地下空间使用的功能类型进行分类，然后根据不同类型地下空间功能分别进行量的确定和预测，汇总得出地下空间需求规模，再根据城市发展需要确定其地下空间总的规划量。通过地面规划强度来计算城市地下空间需求量。即上位规划和建设要素影响和制约地下空间开发规模。将用地区位、地面容积率、规划容量等规划指标归纳为主要影响因素，在此基础上，将城市规划范围内建设用地划分为若干地下空间开发层次进行需求规模预测，剔除规划期保留用地，确定各层次范围的新增地下空间容量，汇总得到城市总体地下空间需求量。（2）建设强度预测法一般从两个指标着手预测，一是地下空间开发的人均指标，一个是人均规划用地指标。人均用地指标分为：人均居住用地；人均公建用地；人均绿化用地；人均道路广场用地等。在此基础上相加得到人均生活居住用地面积。根据城市总体规划中城市生活居住用地占城市总用地面积的比例，推算用力总量。结合人口规模，估算城市规划人口生活用地总需求量。（3）人均需求预测法主要从三方面综合计算得出城市地下空间需求规模。（1）区位性需求。包括城市中心区、居住区、旧城改造区、城市广场和大型绿地、历史文化保护区、工业区和仓储区，以及各种特殊功能区。（2）系统性需求。有地下动态和静态交通系统、物流系统、市政公用系统、防空防灾系统、物资与能源储备系统。（3）设施性需求。包括各种公用设施，如商业、办公、文娱、体育、医疗、教育、科研等大型建筑，以及各种类型的地下贮库。（4）综合需求预测法（4）综合需求预测法城市的总体布局是通过城市主要用地组成的不同形态表现出来的。城市地下空间的总体布局是在城市性质和规模大体定位，城市总体布局形成后，在城市地下空间可利用资源、城市地下空间需求量和城市地下空间合理开发量的研究基础上，结合城市总体规划中的各项方针、策略和对地面建设的功能形态规模等要求，对城市地下空间的各组成部分进行统一安排、合理布局，将各部分有机联系后形成的。城市地下空间布局是城市地下空间开发利用的发展方向，用以指导城市地下空间的开发工作，并为下阶段的详细规划和规划管理提供依据。3.3城市地下空间总体布局与形态（1）城市地下空间总体布局城市地下空间的主要功能：交通、商业、文娱、居住、仓储、防灾。三个层次：1）简单功能功能相对单一，相互之间的连通不做强制性要求。如地下民防、静态交通、地下市政设施、地下工业仓储。3.3城市地下空间总体布局与形态（2）城市地下空间功能2）混合功能不同地块地下空间的功能会因不同用地性质、不同区位、不同发展要求呈现出多种功能相混合，表现：为地下商业+地下停车+交通集散空间+其他功能3）综合功能在地下空间开发利用的重点地区和主要节点，地下空间不仅表现为混合功能，而且表现出与地铁、交通枢纽以及与其它地下空间相互连通，形成功能更综合、联系更为紧密的综合功能。表现为：地下商业+地下停车+交通集散空间+其它+公共通道网络综合功能的地下空间主要强调其连通性。城市地下空间发展阶段分析1）可持续发展原则以人为本，保护地下空间资源，改善生态环境，有序开发，地上地下空间协调发展。2）系统综合原则综合考虑地上空间和地下空间的合理利用，增强城市立体化、集约化发展的观念，促进城市整体发展。3）集聚原则在城市中心区发展与地面对应的地下空间，用于相应的用途功能与地面上部空间产生更大集聚效应，创造更多综合效益。（3）城市地下空间布局的基本原则4）等高线原则根据城市土地价值的高低可以绘出城市土地价值等高线。根据土地价值等高线图，找到地下空间开发的起始点以及以后的发展方向。土地价值高的点，城市问题最容易出现，地下空间一旦开发，经济、社会和防灾效益最高。地下空间沿等高线方向发展，这一方向上土地价值衰减慢，发展潜力大，沿此方向发展，可以避免地上空间发展过于集中、孤立，有利于有效发挥滚动效应。（3）城市地下空间布局的基本原则根据城市地下空间的特点，一般有几种基本形态1）点状点状地下空间是城市地下空间形态的基本构成要素，是城市功能延伸至地下的物质载体。点状地下空间设施是城市内部空间结构的重要组成部分。点状地下空间是线状地下空间与城市上部结构的连接点和集散点，如地铁车站伴随着综合开发，形成集商业、文娱、人流集散、停车位一体的多功能地下综合体。城市功能也具体体现在点状中，各种点状地下空间成为上部功能延伸后的最直接承担者。（4）城市地下空间的基本形态2）辐射状以一个大型城市地下空间为核心，通过与周围其他地下空间的连通，形成辐射状。这种形态出现在城市地下空间开发利用初期，通过大型地下空间的开发，带动周围地块地下空间的开发利用，使局部地区地下空间形成相对完整的体系。这种形态以地铁站、中心广场地下空间为多。（4）城市地下空间的基本形态3）脊状以一定规模的线状地下空间为轴线，向两侧辐射，与两侧的地下空间连通，形成脊状。主要是没有地铁车站的区域，或以解决静态交通为前提的地下停车系统中，其中的线状地下空间可能是地下商业街或地下停车系统中的地下车道，与两侧建筑下的地下室连通，或与两侧各个停车库连通。（4）城市地下空间的基本形态4）网格状以多个较大规模地下空间为基础，并将它们连通，形成网格状。这种形态主要出现在城市中心区等地面开发强度相对较大的地区，以大型建筑地下室、地铁（换乘）站、地下商业街以及其他地下公共空间组成。（4）城市地下空间的基本形态4）网络状以城市地下交通为骨架，将整个城市的地下空间采用各种形式进行连通，使整个城市形成地下空间的网络系统。这种形态主要用于城市地下空间的总体布局，一般以地铁线路为骨架，以地铁（换乘）站位节点，将各种地下空间按功能、地狱、建设时序等有机组合起来，形成系统完整的地下空间系统。（4）城市地下空间的基本形态6）立体型将城市地上、地下空间作为一个整体，根据城市性质、规模和建设目标，将地上、地下空间综合考虑，形成地上地下一体的完整的空间系统，从而充分发挥地上地下空间各自的特点，为改善城市环境、增强城市功能发挥作用。（4）城市地下空间的基本形态1）以城市形态为发展方向与城市形态相协调是城市地下空间形态的基本要求。2）以城市地下空间功能为基础城市地下空间与城市空间在功能和形态方面有着密不可分的关系，城市地下空间的形态与功能同样存在相互影响、相互制约的关系。3）以城市轨道交通网络为骨架城市轨道交通对城市交通发挥作用的同时，也成为城市规划和形态演变的重要部分。地铁网络是城市结构的综合反映，城市地下空间以地铁为骨架，可以充分反映城市各方面的关系。（4）城市地下空间布局方法4）以大型地下空间为节点在城市中心区，有地铁经过的地区，在城市地下空间规划布局时，都应充分考虑地铁车站在城市地下空间体系中的重要作用，尽量以地铁站位节点，以地铁车站的综合开发作为城市地下空间局部形态。在没有地铁经过的地区，在城市地下空间规划布局时，应将地下商业街、大型中心广场地下空间作为节点，通过地下商业街或中心广场将周围地下空间连成一体。（4）城市地下空间布局方法