城市地下空间开发助力可持续发展—从《东京宣言》到《上海宣言》

■ 范益群 李焕青

地下空间泛指地表以下的空间，是地表土地资源向下的延伸，是国家的战略资源。从城市建设的角度来说，地下空间多指以空间为载体的地下空间工程。随着时代与科技的飞速发展，地下空间的作用和功能为了适应城市和人类的发展也在随之改变。

图1 1991城市地下空间开发利用《东京宣言》

为适应地下空间开发利用现状，即将在上海召开的全球城市地下空间开发利用上海峰会（FUUS2019），拟在对1991年提出的地下空间建设《东京宣言》进行深度剖析的基础上，总结全球城市近三十年来的实践和经验，进一步回答城市地下空间开发利用亟需解答而《东京宣言》没有涉猎或详细阐述的内容，从而提出了融合时代特色的城市地下空间开发利用《上海宣言》。

从《东京宣言》到《上海宣言》，见证了全球城市地下空间开发利用的发展进程，也将进一步指导全球城市地下空间的可持续开发与利用。

一、《东京宣言》及全球地下空间开发进程

（一)《东京宣言》

“城市地下利用国际会议”于1991年12月5日在东京召开。来自10个国家、约350名与会者参加会议、提交研究论文，并讨论了有关城市地下空间利用和未来作用的广泛主题。

在此次国际大会上，国际专家研究了19世纪以来城市建设的发展规律和未来发展趋势。19世纪全球出现了100万个城市，20世纪全球出现了1000万个城市，许多城市规模越来越大，而这些特大城市在许多方面都呈现无边界的拓展。预计这种规模的特大城市将在21世纪的发展中国家出现。随着19世纪的桥梁和20世纪的高层建筑的不断积累，21世纪有望成为地下空间利用的时代。为了保护地球环境和城市景观，创造人性化的城市，人类社会需要有效、正确地利用地下空间，并将其作为重要的社会基础设施。

基于这一共识，会议提出并发表了 《东京宣言》 （见图1）。地下空间开发《东京宣言》提出了如下观点：

1.支持城市化建设，城市地下空间是人类遗产的一部分，也是城市基础设施，城市更新和未来城市化的新前沿。

2.地下空间利用的目标是改善地面土地利用，使城市生活更加便利和舒适。为了达到上述目的，应充分利用地下空间的特点。

3.就地下空间的自然资源性质而言，一旦开发或利用，地下空间很难改善或重建。因此，基于中长期综合城市规划实施地下空间的开发至关重要。同样重要的是有效利用地下空间，建立良好的地下条件和利用信息系统和覆盖公共和私人土地的综合规划。因此，最迫切的工作是建立一个综合的城市规划系统，处理公共和私人土地上的地上和地下空间。

4.在大城市，有必要利用地下空间开发各种基本的城市基础设施。为了维持高度发达的地面土地利用，为城市的可持续发展作出贡献，应对环境问题，并有效实现这一目标，需要制定优先使用私人土地的地下空间供公众使用的原则。

5.地下空间将以各种方式利用，不仅用于城市基础设施，还用作人类活动空间。因此，应努力进一步推进防灾措施，保证舒适、有吸引力的地下空间。

6.为了地下空间的安全高效发展，有必要改进各种施工技术，包括地质挖掘工程和岩土结构工程。

《东京宣言》是在上世纪的历史背景环境下提出的，至今对城市地下空间建设仍有参考意义。

（二）《东京宣言》后全球地下空间开发进程

《东京宣言》之后，世界各地地下空间开发利用活动得到极大发展，部分地区已经开始着力于提升城市地下空间品质及其利用效率的研究工作。在城市人口高度密集区地下空间开发利用的必然增长趋势下，优化地下空间规划，提高地下空间开发经济性，使地下空间为城市宜居性、可抗灾性与可持续性提升作出贡献是城市发展的必由之路。

梳理并总结除中国大陆外其他国家与地区在地下空间开发利用研究方面的现状，主要聚焦在活跃于相关研究领域的国家地区。

在非洲-中亚地区，伊朗在地下空间规划方面有较强的研究投入，着力于利用地下空间为城市的土地预留与再生作出贡献；对传统的地下空间结构，从建筑设计优化方面进行了一定的研究。南非的地下基础设施工程开发项目较多，因此，其研究重点主要集中于非开挖技术，对于地下空间方面缺乏相关的研究投入。摩洛哥南部紧邻西撒哈拉，由于较为恶劣的自然条件，其对地下粮仓有浓厚的研究兴趣。

图2 Alaskan地下高速隧道

在大洋洲，澳大利亚的地下空间开发起步较早。1983年，首届国际地下空间研究中心（Associated Research Centers for Urban Underground Space，ACUUS）会议在澳大利亚召开。同年，沃伦中心（Warren Centre）成立，它是澳大利亚工程科技政策智囊团，总部位于悉尼。1996年，Sterling提出“向下——面向四维城市”的理论。

此外，澳大利亚还有一些国家级的针对隧道与非开挖技术的专业研究机构和地方的研究组织，比如位于布里斯班的研究团队。其中，莫纳什大学的赵坚教授及格里菲斯大学的Jenny Cui博士长期活跃于地下空间相关研究领域。

中南美洲对于地下空间开发利用的相关研究主要由巴西主导，其中，Andre Assiz博士和Tarcisio Celestino博士在该领域十分活跃。除了巴西之外，墨西哥与智利在地下空间建筑设计等方面对于地下空间开发利用研究也有一定的投入。颇具特点的墨西哥“倒金字塔”，是由来自BNKR建筑公司的建筑设计师设计的位于墨西哥城的地下综合大楼。

目前，北美洲并不存在专门针对地下空间的研究中心，且开展隧道或非开挖技术研究的相关学者较少，这同其较为广泛的地下空间工程应用情况有些不符。然而，北美洲对于地下矿业空间二次利用相关的研究投入力度却很大。这类空间的二次利用一般是工业或商业用途，比如明尼苏达州深度达715m的索单塔铁矿井，目前被用作开矿历史国家公园，同时在地下新建一些穴室，用作物理实验室。另外，堪萨斯城的矿井二次利用项目也十分成功。

美国一些大城市的地下隧道工程应用较多，比如波士顿的“大开挖”，以及西雅图Alaskan高速隧道（见图2），都是利用地下隧道进行城市景观改造的典型案例。在美国学界，近年来对于地下空间可持续发展与可抗灾性的重视程度逐渐增强。在商业、教育等用途方面，美国地下空间的应用实践有成有败。成功的案例比如波士顿邮局广场（见图3）、旧金山的莫斯康尼中心等。其中，加州的帕拉马兹酒厂作为一个整体全部位于地下的建筑，其生产线全靠自身重力流动，颇具特色。

图3 波士顿邮局广场

欧洲是最早系统性地提出地下空间资源划分概念的地区，其地下空间的重点研究领域在地下资源划分与特性分析方面。欧洲的研究学者将可再生与不可再生的地下资源进行梳理，将资源开发的正面效应与负面效应进行评估（例如地层震动隔绝与矿业开采效应的对比），并将资源利用的排他性进行深入分析。欧洲如今有许多的地下基础设施工程项目正在建设之中，同时对于已建隧道安全性的重新评估工作也在加紧进行。

瑞士的“深层城市（Deep City）”研究项目具有代表性。此外，Hagerbach实验设施曾作为火车的山体隧道，现在是各类科学、工程的实验场地。英国对于地下隧道的研究处于世界前列，英国年轻工程设计研究人员在ITACUS中表现活跃。除此之外，英国更是研发出了大跨度地下空间建设顶进技术，如图4所示。

图4 英国大跨度地下空间建设顶进技术示意图

北欧各国主要城市的地下空间规划应用广泛，提升了城市整体功能，是世界范围参照的典范。北欧诸国由于优异的地质条件，曾一度是地下空间开发利用的引领者之一，各地广泛存在着各种岩层洞室、岩体隧道与水下隧道，但近期地下空间领域的研究投入有所减弱。由于气候原因，北欧也大力发展了地下仓储，包括种子仓库、煤炭仓库等。除此之外，北欧各国更是将水力发电站设置于地下。北欧关于地下空间开发的经典案例不胜枚举。

图5 地下生态住宅

亚洲是目前研究地下空间最活跃的地区，研究主力是在新加坡、日本和中国。近年来，东南亚各地对地下空间的需求急剧增高，为研究工作带来新的动力。在前沿开挖技术方面，日本拥有较长的研究与应用历史。日本作为传统的地下空间开发利用大国，近年来，其研究仍在继续，但由于经济原因，势头已经大不如前。

日本在地下空间对于景观改造作用方面的研究具有代表性。通过建立相关基础理念，各地得以一定程度上对城市景观加以建立和保护。同时，通过赋予政府一定程度的权力，加上对应的资金投入，日本城市景观的维护工作得以有效进行。日本地下空间利用历史可追溯至近100年前——1920年起开始地铁的建设，并在之后逐渐开始地下商场、地下铁路及地下高铁的建设，在汽车普及后，地下道路与地下高速路又逐渐兴起。日本大力发展地下空间主要是因为缺乏可用的城市空间。由于土地私有化等历史原因，城市中心地块细小而分散，因此，难以建设交通与其他基础设施。上世纪八九十年代，日本对地下空间开发利用的研究最为活跃。本世纪初，土地所有权法正式立法，对地表土地资源的需求迫切度略有降低，同时因为经济发展停滞，对于该领域的研究逐渐趋冷。

在前沿的开挖技术方面，日本拥有较长的研究与应用历史，一部分技术还处于概念设计或试验阶段，一部分技术已经成功应用于工程实践。日本主要的研究机构包括日本隧道协会、日本土木工程协会与日本城市地下空间研究中心。如今，日本开展地下空间相关研究的主要驱动力来自于以下几点：1. 通过振兴地下空间开发利用，为提升中心城区的城市功能与宜居性作出贡献。2. 利用地下空间提高城市可持续性与可抗灾性。3. 发展公共与私人的协同合作模式，提升地下空间开发利用的规划与管理水平。4. 建设超高速铁路实验性隧道。5. 建设特殊地下空间实验设施。

图6 日本城市地下空间法律条例数量（1971-2003）

“花园城市”新加坡，虽土地资源有限，但新加坡对于环境条件的改善与居民生活质量的提高十分重视。在城市建设过程中，新加坡注重地下空间开发利用同其他城建模式（高层建筑、填海造地）的协同，以期达到地下空间协同发展与效益最大化。

新加坡将地下空间开发利用确立为国家重大事项，并将地下空间资源确定为国家战略资源。现阶段，新加坡学界的主要研究领域包括：空间协同开发、土地利用优化、高宜居社区建设、智慧城市与综合信息化平台等。针对地下空间，有特色的研究课题有：大型地下空间设施中防火与生命安全研究、地下空间对人类心理与生理方面影响研究、爆炸震动研究等。

香港特别行政区面积1110平方公里，其中，24%的土地已完成开发，40%设计用于公园用地。香港人口密度高，大部分地形陡峭，目前对于既有建筑的保护需求又在逐渐增大，因此，未来城市发展面临较为严重的土地短缺问题，开发地下空间成为必要手段。香港从上世纪80年代开始，针对地下空间进行了一系列研究。近期，香港有关地下岩洞空间的研究体现了地上地下一体化建设、公众参与等特色。

二、《东京宣言》的历史使命与《上海宣言》的提出

（一）《东京宣言》的历史使命

《东京宣言》在上世纪的历史背景环境下，提出“21世纪应是地下空间的世纪”，促进了全球城市有效、正确地利用地下空间，保护地球环境和城市景观，创造人性化的城市，使城市生活更加便利和舒适。

基于国内外城市地下空间的调研，通过功能、形态和效益等方面的分析，并结合21世纪信息化革命的浪潮，朱合华团队将地下空间的发展历程及趋势可划分成四个阶段。其一，是以市政功能需求为导向的地下空间1.0阶段；其二，是以地下交通建设为主体的地下空间2.0阶段；其三，是旨在形成立体网络布局的地下空间3.0阶段；其四，是以立体化综合利用、人与自然和谐发展为目标的智慧型地下空间4.0阶段。 随着中国“深地战略”的实施和美好城市的建设，城市地下空间势必会迈入具有韧性、绿色、智能、人文特性的4.0时代。

《东京宣言》对城市地下空间建设至今仍有指导意义，但由于时代背景和实践经验的限制，其在促进城市可持续发展、提高城市韧性，如何开发利用地下空间等方面未作足够的表述。

随着城市的发展演变，全球城市的地下空间开发背景已经发生了变化。中国作为目前世界上最大的发展中国家，中国地下空间的建设规模和速度已经位居世界首位，但中国城市地下空间的开发利用仍存在着一系列亟须解决的问题和挑战。在管理方面，缺少管理依据，缺失综合管理机构，管理机制和管理制度仍不健全，亟须建立中国特色的地下空间管理体系；在技术方面，复杂地质、复杂环境下的扰动施工控制技术仍需进一步提高，缺少新型的装备和技术，深层地下空间的开发利用尚处于起步阶段，亟须建立基于开发与保护的全深度、全资源开发利用技术体系；在运维方面，缺少地下基础设施维护与更新的成套技术体系，缺乏对运维信息的管理和应用，灾害下的地下空间逃生救援体制不完善，亟须建立数字化、智慧化的安全运维体系；在人才方面，尚未建立完善的地下空间学科体系，缺乏跨学科、复合型人才，亟须建立健全地下空间人才培育体系。

（二）地下空间开发《上海宣言》的提出

全球城市的发展进程不同，但其发展规律却具有相似性。目前中国城市地下空间建设中所遇到的问题，是一些发达国家城市建设中曾经遇到的问题，也是未来其他发展中国家即将面临的问题。因此，为了进一步促进城市地下空间的科学安全开发利用，并全面落实“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念，拟提出《上海宣言》作为对《东京宣言》的补充。《上海宣言》也是针对新时期全球城市发展问题的解决提出的纲领性文件。

《上海宣言》将侧重从城市可持续发展、提高城市韧性的角度提出开发利用地下空间的举措，旨在总结全球地下空间开发利用优秀实践和经验，搭建“一带一路”重要城市地下空间开发利用与投资方、建设方的桥梁。同时，汇聚全球资源，构建国际交流平台，促进上海在地下空间开发利用方面的精细化管理，并开展前瞻性关键技术的先行先试。

（三）《上海宣言》的主要内容

1.“绿色发展、创新驱动、链接全球”三大核心理念

城市注重高层建筑、大广场、宽马路城市“面子”建设的粗放发展模式导致了地下基础设施等城市“里子”建设的短板，导致了城市可持续发展、韧性和生态安全问题丛生。联合国于2016年在《新城市议程》中提出城市的包容性、安全性、韧性、可持续性等战略目标，并正式把地下市政管廊、地下公共步行网络、地下废物储存以及地下交通设施四种地下空间发展形式作为实现城市发展战略目标的重要解决方案。开发利用城市地下空间是“转变城市发展方式”，治理“城市可持续发展、韧性和生态安全问题”的主要着力点，应以地下市政管廊、地下公共步行网络、地下废物储存以及地下交通设施为重要抓手，提供全球城市在土地紧缺、环境污染、交通拥堵、城市停车难、能耗攀升、灾害频发等方面的解决方案。

2.注重“里子”建设的六大着手点

建设城市地下空间是“转变城市发展方式”、治理“城市病”的主要着力点，着重于注意“里子”的集约绿色可持续发展模式的实施，《上海宣言》中城市地下空间的开发利用主要从以下六个方面入手：

（1）节省土地资源、提高土地利用效率。即应鼓励配套式地下空间开发，预留珍贵且不可逆的城市地下空间资源，充分利用绿地、空地下的地下空间；利用地下空间实现混合用地模式，促进功能融合，提高设施利用效率；促使多专业规划设计协同一体化，加大地下空间综合结建力度。

（2）缓解城市交通压力，改善城市慢行交通。即应加大力度构建以轨道交通（地铁）为骨架的城市交通体系，科学合理建设地下车行道路，促进城市车行交通健康发展，改善城市慢行交通环境；优化重点区域的立体交通枢纽规划设计方案，形成高效的交通网络分级体系；推进中心城区地下专用物流系统的应用，平衡港城矛盾，并应对新兴互联网商业在货运交通方面给城市带来的巨大压力。

（3）提高地块连通性，增强（商业等）城市活力和改善城市环境。即应加大重点区域地下步行系统建设，鼓励设施间的互联互通；并改善核心商业区地下空间建筑环境条件，构建具有吸引力的地下人行、商业和休憩空间。

（4）提高城市承载力，增强城市综合抗灾能力。即应扩充地下基础设施容量，利用地下专用及综合管廊，促进市政生命线系统的维护效率，提升安全性；开展城市地下仓储建设，提升城市韧性，完善战略灾备能力；统一科学利用地下人防设施，开展地下避难场所建设，提高城市综合防灾能力。

（5）保护城市生态环境，实现绿色发展。在城市局部核心商务区或大型集中居住区，宜以地下快速路取代地面及高架快速路，改善中心城区地面景观及步行环境；促进市政设施地下化，提升土地价值，增加城市绿地面积。

（6）减少环境污染，节约能源。即应增大地下交通比重，减少汽车尾气排放并为汽车尾气的收集处理提供条件；鼓励地源热泵对于地温能的利用，降低能源消耗，缓解空气污染与城市热岛效应。

ACUUS的长期合作伙伴城市，包括巴黎、蒙特利尔、纽约、东京和上海，代表着欧亚美三大洲历史最久远的地下空间发展城市，这些特大城市的发展需求、最佳实践、策略制定、体制驱动、规划设计、合作互通，成为国际地下空间联合研究中心ACUUS成立25年以来联动全球的核心网络。地下空间可持续利用意识提高的战略合作，由联合国人居署与国际地下空间联合研究中心在2014年于联合国纽约总部签订的合作备忘录正式启动。今年此合作升级为以培训与平台共建为主题的合作备忘录，将正式启动地下空间国际白皮书的研究与起草工作，为全世界的城市地下空间发展规划与政策制定提供首个指南性的战略性导则。2019年世界城市日的全球城市论坛，为地下空间发展白皮书工作的发布提供了历史性的契机。《上海宣言》作为白皮书的第一章，将对全球城市地下空间发展的导则编写，奠定重要的策略纲领性基础。

《上海宣言》是编制《联合国人居署城市地下空间开发利用白皮书》的第一步，白皮书总结了全球地下空间开发利用优秀实践经验，有利于推动城市地下空间开发利用的深入研究和持续发展，促进联合国于2016年在《新城市议程》中提出城市的包容性、安全性、韧性、可持续性等战略目标的实现。同时，为地下空间开发利用战略性规划的制定提供参考价值，帮助解决城市日益严重的“城市病”等问题，为人类创造宜人的人居环境。