城市地下空间开发过程中的若干重要问题及未来发展
发布时间：2026-01-13
来源：施工企业管理
作者：彭芳乐 乔永康
我国城市地下空间开发过程中亟待关注的重要问题及未来发展方向至少包括：国土空间；城市更新；绿色低碳；防灾韧性；轨交引领；智慧赋能；深层拓展。
地下空间开发利用是根据相关法律法规，对城市地下空间基础设施进行战略研究、空间规划和建筑设计，根据规划设计方案进行建造施工，并对完成后的工程项目进行使用、维护和管理的各类活动与过程的总称。该领域涉及法学、经济学、地质学、测绘学、国土空间规划、建筑学、设计学、土木工程、大数据分析、人工智能等多个领域的学科交叉与融合。
地下空间开发与利用是城市发展到一定阶段的必然产物。从国家和城市发展的宏观战略需求和意义上看，地下空间开发利用是增强空间承载能力、拉动经济发展、促进产业升级和技术创新、化解城市病、改善城市生态环境、优化城市空间结构、提高城市韧性、提升城市发展品质、实施可持续城镇化发展战略的必由之路。鉴于此，在2024年《工业和信息化部等七部门关于推动未来产业创新发展的实施意见》中，“城市地下空间开发利用”作为“未来空间”的新赛道之一被部署为全球科技创新和发展的未来产业。
相较于欧美日等发达国家，我国城市地下空间开发虽起步较晚，但发展迅速，已开发的地下空间设施类型齐全，总体规模及轨道交通、地下道路、地下综合体等多类基础设施的开发量居世界领先水平。以上海市为例，截至2023年，其地下空间开发利用规模已超1.5亿㎡。就开发功能而言，我国城市地下空间开发以地下交通设施（如地下停车设施、地下轨道交通设施、地下道路等）和地下市政设施（如电力隧道、综合管廊等）为主。在一线城市及新一线城市中，结合轨道交通设施建设的大型地下综合体是利用的重点，并建成了相当数量的大型地下公共建筑，如地下商场、图书馆、会议中心、展览中心、体育馆，音乐厅以及大型实验室等。近年来，越来越多的交通站场、市政站场设施被置于地下，主要包括地下铁路枢纽、地下能源设施、地下水利设施、地下废弃物处理设施、地下物流系统、地下变电设施等。根据《上海市城市总体规划（2017-2035）》，至2035年，主城区与新城新建市政公用设施（含变电站、排水泵站、垃圾中转站等）地下化比例达到100%。从以上现状看出，我国城市地下空间开发愈加注重“从量到质”的智慧工程系统内涵升华。
当下，工程建设行业下行压力较大，城市地下空间开发作为工程建设行业的重要部分，在新的发展形势下机遇与挑战并存，应积极探索新的增长点，实现行业的可持续发展。经过多年的研究与实践，我们发现我国城市地下空间开发过程中亟待关注的重要问题及未来发展方向至少包括以下几点。
国土空间。
为解决我国规划体系中存在的空间管制分区重叠冲突及生态空间管控失效等问题，优化国土空间资源要素配置，并构建国土空间开发保护秩序，我国于2019年起逐步建立、健全国土空间治理体系和规划体系。针对城市地下空间，根据《市级国土空间总体规划编制指南（试行）》提出的相关的开发与规划要求，城市地下空间规划作为市级国土空间总体规划的专项规划，要同时兼顾地下空间资源的保护与开发。
2024年7月，为进一步促进城市地下空间资源优化配置和高效利用，自然资源部印发了《关于探索推进城市地下空间开发利用的指导意见》（以下简称《指导意见》），旨在全方位“强化规划引领、优化供应体系、加强产权保护、改进监测监管，建立健全城市地下空间开发利用政策体系”。在全新的国土空间资源保护与开发视域下，城市地下空间开发利用的发展重心除了应该继续健全和完善地下空间使用权的法律法规和管理体制等保障体系，还应在规划、设计和建造运维等全过程理论方法和技术体系中强化对广义地下空间资源全要素的利用与保护，积极探索相关基础理论和实践方法。
城市更新。
《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中明确指出：“实施城市更新行动”将是新时代“以人为核心的新型城镇化”建设的重点内容。顺应新时代需求，湖北等省份已于2024年5月开始陆续将地市的住房和城乡建设局重组为“住房和城市更新局”。这意味着，新时代我国城镇化已逐步进入以城市更新为主题的“下半场”
在城市更新中，地下空间设施既是实现用地潜力挖掘和城市更新的重要空间承载体，也是城市存量更新的重要对象，应基于存量城市空间的实际问题和需求，采用“留、改、建、弃”的多维地下空间发展策略，提出具体的地下空间解决方案。例如，为解决城市中心区交通拥堵问题，包括北京、上海、香港、深圳、南京、杭州、武汉、无锡、苏州、青岛等10个城市已建成或正在规划建设大型的多点进出系统性城市地下道路，部分工程的建设规模和施工技术达到了世界先进水平。面对老旧小区夜间停车和市区医院日间停车缺口大的问题，上海、南京等城市已试点地下智能机械立体停车库。我国大城市中大量存在的早期人防工程（如上海市中心约有70万㎡）为社区及区域补充公共服务设施、弥补老城区基础设施发展欠账，提供了经济、有效的可利用空间。消除架空线的安全隐患、改善地面景观环境，同样也可以采用电力管廊或综合管廊的方式实现架空线入地。站城融合背景下，城市中心区的铁路设施造成的区域交通恶化，城市中心区用地紧张、环境景观不协调等问题，可以通过铁路设施地下化的方式解决，此类案例已在国内外广泛实践。
但从实践中不难发现，在城市更新地区开发地下空间并非易事。尤其对地下空间开发量本就巨大的大城市而言，地上地下建成环境极为复杂，城市更新地区地下空间开发涉及地下空间增量扩展、地面设施地下化重置、地下设施空间重组、老旧功能再利用改造等多种开发模式，不仅需要前期更加合理、经济的规划设计和安全风险评估鉴定，还需要在深大基坑整体开发技术、异性断面盾构隧道互连互通技术、顶管技术、垂直停车库预制装配技术、改建扩建技术（既有建筑物的基础托换技术、顶升技术、整体平移技术）等方面加强技术积累和突破。
绿色低碳。
“双碳”目标对于我国城市地下空间开发而言，既是机遇也是挑战。方面，地下空间具有相对恒定的地温状态和高效的三维空间组织等特性，城市地下空间开发有助于优化交通组织、土地集约利用、建筑节能减排、增加碳汇面积、提供可再生地热能源，进而有效降低城市发展对生态环境的负面影响。因此，在“双碳”目标驱动下，地下空间产业将迎来更多发展机会。但另一方面，城市地下空间设施本身作为建筑业中重要的碳排放源，碳密集程度较高。除了大规模建设阶段的碳排放，地下空间设施在运营期间的资源消耗与碳排放量同样值得重视。据统计，每公里隧道的碳排放量通常是开放路段的4~5倍。
因此，如何推动地下空间开发绿色转型，实现低碳、零碳发展，是未来地下空间开发的重要议题。面向这一目标，需要建立城市地下空间开发规划、建造、运维等全生命周期的低碳评价方法和发展路径。尤其是在存量发展阶段，应着重加强既有地下空间设施采光、通风、除湿、消防等环节的低碳化改造技术研发。此外，利用废弃深层地下空间和深层地质构造实现能源储存、碳封存等方面的潜能也尚待挖掘。
防灾韧性。
在全球气候变化的大背景下极端灾害频发，城市地下空间基础设施的防灾减灾重要性和必要性日益凸显。从积极的角度看，围绕地下空间设施的岩土体介质在很大程度上减少了由地震和爆炸等引起的地层振动，从而赋予了城市地下空间的韧性潜能，使得城市地下空间可以在空袭、飓风、洪水、外部火灾和外部辐射等灾难性事件发生时成为人员和物品的理想的避难所，在建设韧性城市中发挥重要作用。此外，地下隧道还可以作为洪水泛滥时的调蓄和泄洪渠道，降低区域洪涝灾害风险。
同时，城市地下空间设施在防灾韧性的消极方面同样不容忽视。城市地下空间的公共属性决定了地铁车站、地下停车场等地下空间设施一般密集分布在人员活动比较集中的重要商圈或者交通枢纽周边，且与地面、周边建筑连通的出入口设置较多。然而，一旦地下空间设施内部发生水灾、火灾或爆炸等灾难，其混乱程度及疏散、救援难度将会大大增加，加重人员伤亡。日本地下街、地铁车站、地下步行道等各种地下设施和建筑物地下室中发生的事故次数占总事故数的40%之多，导致日本在80~90年代立法限制地下街的连通规模。
面对城市地下空间设施的潜在安全风险，应以“大概率”思维应对“小概率”事件。例如，城市地下空间的水灾防控不能仅局限于地下空间设施本身，而更应该着眼于优化城市整体防洪体系，如做好海绵城市建设、疏通河道、加固堤防、增加蓄洪容量等。就地下空间设施本身而言，首先要在规划设计阶段结合气象条件、地面高程、流域分析等充分做好灾害风险评估，对于风险较高地区的地下空间项目要充分论证可行性和风险管理水平，审慎项目选址；对于确有建设必要性但受灾风险较高的地区，应提出相应的配套措施及应急机制（如地下河川等）来缓解灾时损失。对于已建地下空间设施，应将火灾和水灾风险评估结果等作为地下空间设施更新改造的重要依据。科学设置沙袋、止水板、防水门、防火分区等防灾设施，对出入口、通风井、采光井等易受灾口部作地面高差和建筑处理。日常管理中应做好应急处置的智慧化、精细化管理工作。
轨交引领。
地铁建设不仅是城市发展的重要里程碑和现代城市文明的标识之一，也是城市地下空间发展的重要转折点。当下，地铁域地下空间发展的根本逻辑已经大大超越了交通属性，逐步转向功能要素高度集成的综合化、规模化利用模式。以地铁车站为核心组织融合交通、人防、公服、商业、文娱、办公、市政、医疗、物流等功能要素，形成了四通八达、功能整合、形式多元的城市地下综合体。立足于新时代城市高质量发展的建设背景，地铁域地下空间不仅串联起了城市中心、副中心区域及其地下空间综合体，更已成为兼具功能属性、文化属性与生活属性的高资产价值城市空间。
可以预见的是，在未来的城市更新和相关开发建设中，以轨道交通为导向的TOD发展模式仍将是我国城市建设和地下空间开发的主流模式，应充分发挥轨道交通对地下空间开发利用的引导和支撑作用，加强对地铁区域地下空间高价值资源的规划管控，依托轨道交通线网布局地下空间重点开发区域，围绕轨道站点逐步拓展地下空间网络，形成统筹发展、重点建设的地下空间开发利用格局。
智慧赋能。
长期以来，城市地下空间底数不清是制约其良性发展的关键因素之一，各部门掌握的基础数据差异较大，且存在数据壁垒，导致城市地下空间的规划、建设、运营维护与防灾安全管理难以达到效率和效果最优。随着城市大数据环境的日趋完善和地下空间的大规模开发利用，相关的海量数据迅速积累，亟需采取新的技术手段，推进全寿命周期数据采集、处理、表达、分析、服务等一体化的地下空间基础设施智慧服务系统（infrastructureSmartServiceSystem，iS3）建设，为城市地下空间开发的全过程赋能。
2024年，《中共中央关于进一步全面深化改革、推进中国式现代化的决定》明确提出，要“加快推进新型基础设施建设和应用，大力发展新质生产力”。其中，融合基础设施主要是指“传统基础设施应用新一代信息技术进行智能化改造后所形成的基础设施形态”。也就是说，未来的城市地下空间开发应积极深化大数据、人工智能、移动互联网、云计算、物联网、区块链等前沿技术在地下空间开发和管理中的融合应用，将传统的城市地下空间基础设施改造为融合基础设施，构建地下空间“感-联-智-用-融”的智慧管理体系，提高工程全寿命设计、施工和日常运维管理效率，进一步挖掘和提升既有地下空间基础设施的资产价值，提升项目的可持续性。为此，《上海市住房和城乡建设管理行业数字化转型实施方案（2024—2026年）》也指明了“物联+数联+智联”技术在工程建设项目全生命周期管理、智慧工地、建筑低碳化、历史建筑保护、城市体检和更新行动、生命线工程系统建设等相关领域的发展方向。
从更深层次上讲，“智慧赋能”的城市地下空间开发还应在规划设计、施工建造、运营管理、项目评价等全生命周期践行“韧性、智能、绿色、人文”的智慧工程系统发展理念，全面提升基础设施等工程系统的服务质量。
深层拓展。
随着城市进入存量更新时代，我国大城市可有效利用的优质浅层地下空间几近饱和，但城市发展对于交通、市政、防灾、战备等基础设施空间的需求依然强烈。然而在复杂高密度的地上地下建成环境下，浅层地下空间开发利用面临技术难度大、经济性差、易诱发区域城市灾害等问题。因此，深层地下空间（在我国通常指50m以深）基础设施系统将是未来城市地下空间重点发展任务之一。通过研发深层地下空间基础设施系统的规划、设计、建造、运维及全过程信息化等理论与技术体系，建设深层地下空间基础设施系统将有效拓展城市空间承载能力，提高城市整体运行效率、防灾韧性和生态环境品质。
为更加安全有效地开拓城市深层地下空间，需要从以下方面进行理论和技术创新：健全城市深层地下空间建设用地供应法律保障和政策体系；提出深层地下空间设施系统的选址布局、功能定位、影响评价等空间规划理论和技术方法；建设深层地下空间开发利用实验室，解决因工程经验不足而产生复杂工程不确定性问题；确定深层地下空间开发与利用所涉及的基本力学参数、加卸载响应、力学结构模型、设计荷载模式、环境影响分析方法等；提出深层地下空间结构的设计方法，并研发施工工艺和智能机械装备等。
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