淺析我國地下空間工程的發展現狀

牛美紅

摘 要：隨著城市規模的不斷擴大，向地下要空間的需求也在不斷增長，這對地下空間工程的建設提出了更高的要求。本文介紹了地下空間工程在城市發展中的重要作用，總結了現階段地下空間工程建設中存在的問題。

關鍵詞：城市；地下空間；現狀

一、地下空間的內涵

（一）地下空間的定義

當前，有關地下空間的定義不盡相同，主要從兩個角度進行表述。廣義上來講，地下空間是指地面以下由巖土和地下水等介質構成的空間。狹義上來講，習慣將地表以下天然形成或人工構筑的基礎設施所形成的空間稱之為地下空間。由此可知，所謂的地下空間工程，其實就是在地下空間里修建的交通工程、工業與民用工程，例如地鐵、地下停車場、地下商場等。

（二）地下空間的布局

現如今，地下空間布局往往呈現出點、線、網三位一體的形態特征，其具體表現形式如下。

1.點狀布局

城市節點、城市街區及其他城市用地中均包含點狀地下空間設施，點狀地下空間設施主要建于城市節點，如各種廣場等聚合地。點狀地下空間布局與城市節點相協調，能有效緩解該地區交通擁擠、人流集中等問題。功能較多的綜合體也是點狀地下空間布局，綜合體具有整體的空間結構、綜合的工程設施、有序的系統組織、多重的功能，作為一個網絡中心將地上與地下聯系起來，也標志著城市的現代化。點狀地下空間布局還可以是分布在城市各中心及繁華地區的過街道、地下室、商場、停車場等，由于城市中心位置土地資源緊張，點狀地下空間布局的開發尤為必要。

2.線狀布局

地下空間的線狀布局作為地下空間形態的基本構成要素，主要在城市地下管線、地下交通線等基礎設施中得以體現。正是這些線型的地下空間設施將各個孤立的點狀設施聯系起來，并與地上空間設施相呼應，形成了有機、合理的整體架構，進而提升了城市運轉的速度和效率，充分發揮了地下空間的服務優勢。

3.網狀布局

由線狀地下空間設施將點狀地下空間設施連接起來，形成的一組地下空間設施群就是網狀地下空間。網狀地下空間也協調了城市地上與地下的關系，延伸和拓展城市的各種功能。網狀地下空間設施的規模取決于線狀地下空間設施是否發達，當形成全市性的地下軌道交通時就意味著形成了全市性的地下空間網絡。[ 1 ]

（三）地下空間的利用形式

起初，我國的地下空間開發一半以上是以人防為主的地下建筑，隨著城市發展對空間、容量的需要，人們逐漸認識到地下空間資源的重要性。根據地下空間開發的功能環境適用性原則，地下空間主要承擔的城市功能有：貯藏功能、市政基礎設施、防護防災、交通功能等。地下空間的功能和形式日益多樣化，按功能的不同可分為以下幾類：公共空間、交通空間、工業空間、防災空間、公用設施空間、地下儲庫。[ 2 ]

二、地下空間開發的意義

在城市化發展過程中，城市數量不斷增多，城市規模不斷擴大，伴隨而來的是城市用地不足、建筑密度大、道路結構滿足不了需求等矛盾。城市發展所帶來的土地問題、人口問題、水資源問題、生態問題、社會問題等制約著城市的進一步發展。有效開發地下空間，緩解城市發展中的矛盾，促進城市協調發展，對現代化城市具有極其重要的意義。

（一）集約土地資源

耕地資源是一個國家的重要戰略資源，我國的可持續發展需要以土地資源的可持續利用為基礎，我國面臨的現狀是耕地資源極為有限并持續減少。為保護我國的耕地資源，國務院下發了《切實保護耕地的通知》，規定不準占用人均耕地面積降低到臨界點的地區的耕地。[ 3 ]我國城市的發展過程中無限制得擴展城市范圍，采用粗放式的發展模式。我國城市土地集約化利用程度低，單位城市用地的經濟產值較低，城市規模擴大過程中不斷占用耕地資源。我國城市發展面臨著人口的急劇發展與城市規模相矛盾的問題，為解決矛盾，必須走土地資源集約化的發展模式。實施城市土地集約化使用，開發地下空間緩解城市用地資源緊張和環境危機等矛盾，實現城市可持續發展。地下空間資源量主要包括開發深度和開發面積，地下空間的開發程度成為城市現代化的標志，也成為世界性的發展趨勢。

地下空間的開發利用是否合理標志著城市的發展是否合理，國際上開發地下空間主要采用將部分設施轉入地下。可轉入地下的設施主要包括防災設施、市政基礎設施、交通設施、文化和商業設施、生產和貯存設施等[ 33 ]。世界各國對地下空間的開發利用改善了城市環境，完善了城市功能，擴大了城市空間，為我國開發城市地下空間提供了借鑒。

（二）能源、資源的節約利用

我國的能源人均水平和資源人均水平都達不到世界平均水平，實現各種能源、資源的可持續利用在我國有著深遠的意義。地下空間的周圍介質是巖體，具有很高的隔熱性，可以隔絕地面溫度的變化，保證地下建筑環境維持較為穩定的溫度。地下建筑物還可以隔絕地面的日曬雨淋，減少地下空間建筑的能耗，節約了資源。

巖石具有自承能力，有較好的熱穩定性和密閉性。地下建筑的熱量損失小，不需要保溫材料，且構造簡單，維護費用低，因此地下空間是理想的熱能貯存空間。例如利用地下空間的特點對太陽能進行季節性的貯存和利用，將其熱量貯存在地下水、巖石、土壤中；將工業余熱和多余電能以特定形式貯存在地下空間中。這些可再生能源的利用在國外都得到了一定程度上的實現。

地下空間具有熱穩定性和封閉性，成為貯存物資和生產極為有利的環境。地下空間有較為穩定的溫度環境，不受地面大氣環境影響，可以避免油料的揮發和變質，降低管理費用，因此地下空間經常作為油庫的理想空間。地下空間的熱穩定性，不需要使用保溫材料，溫度調節系統較為簡單，運行和維護費用也較低，地下空間也是冷藏庫的理想空間[ 3，4 ]。另外，地下空間溫度穩定，能有效防潮防蟲，也是建造地下糧庫的理想空間。一些產品的生產環境條件較為苛刻，對溫度、濕度、清潔度、防微震的要求較高，在地面環境建立生產環境需要巨大的投資。利用地下空間的熱穩定性和密閉性可以為這些產品提供一個更加適宜的生產環境，并減少投資。

（三）緩解城市矛盾

由于人均道路面積少、城市道路面積占城市面積比例低、汽車擁有量大、道路擴展速度低于汽車增長速度等問題，城市中普遍存在行車速度低、交通阻塞的問題。交通是城市的重要功能，交通問題是城市發展的重要問題，利用地下空間緩解地上交通擁擠問題成為解決矛盾的關鍵。發達國家普遍擁有發達的地下交通網絡，將地鐵交通網絡與地下停車庫、地下通道等聯系起來建立地下交通網，從而緩解城市中心的交通壓力，減少城市的大氣污染。城市中心普遍存在“停車難”問題，地下停車庫具有容量大、用地少、布局方便等特點，在地下綜合體、地下商場等建設地下停車場能有效緩解地面交通擁擠，解決停車難問題。

經濟的發展和房地產的開發大量占用城市用地，加之城市道路的大規模建設，使得城市的綠化面積日益減少。城市綠化能消除空氣中的有害物質、改善空氣質量，城市綠化的減少惡化了城市的生存環境。為增加城市綠化面積，可將部分能轉入地下的城市設施轉移，利用地下空間改善地面環境。

通過發展地鐵、輕軌等公共交通網，減少尾氣污染。推廣使用清潔能源，改變燃料能源結構，敷設地下管網，騰出地面空間，從而增加城市綠化面積。一些城市還建立了地下污水收集、輸送、處理系統，建設了統一設施進行城市垃圾、廢棄物的分類、收集、輸送、處理。這些設施節約了城市用地的同時還減少了城市污染[ 3 ]。

三、我國地下空間開發中存在的問題

隨著我國地下空間開發利用的發展，暴露出我國地下空間開發過程中缺乏整體規劃和全面發展戰略問題。地下空間開發是需要進行資源和需求的調查，綜合籌資情況，協調地上與地下的關系的一項系統工程。我國目前的地下空間規劃沒有獨立的分系統，缺乏各分系統之間的結合，地上和地下的關系不協調，缺少對深層開發的提前規劃。地下空間建設項目功能單一、分布零散，如大量高層建筑的建設嚴重影響了地鐵的規劃和建設。地下空間的開發沒有明確的整體目標，難以總體解決城市的交通、環境等問題，帶來了不可再生的地下空間資源的浪費甚至破壞。

參考文獻：

[1] 陳志龍，劉宏.城市地下空間總體規劃[M].南京：東南大學出版，2011.

[2] 小泉淳.地下空間開發與利用[M].北京：中國建筑工業出版社，2012.

[3] 付磊.城市地下空間規劃指標體系研究[D].成都：西南交通大學，2008.

[4] 柴家遠. 大型復雜地下空間總體設計研究[J].鐵道工程學報，2012（07）：77-81.

[5] 姚雪梅.地下工程施工安全風險管理系統研究[D].武漢：武漢理工大學，2010.

[6] 杜莉莉.重慶市主城區地下空間開發利用研究[D].重慶：重慶大學，2013.