上海市城市地下空间发展现状与展望

刘 艺，朱良成

(上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司，上海 200092)

0 引言

自新中国成立以来，上海市城市地下空间发展经历了70年的光辉岁月。上海市城市地下空间建设起步较早，但在1990年以前一直处于缓慢发展阶段，以人防工程和市政管线为主，开发深度较浅、规模较小。1990年地铁1号线正式开工建设，标志着上海市城市地下空间进入以轨道交通为主导的新时期。2000年后，随着上海世界博览会的申办和筹办，轨道交通、道路隧道等基础设施建设和重点片区城市建设提速，地下空间综合开发水平不断提升。世界博览会后上海更加注重地下空间系统化、网络化、精细化的发展。目前在中心城区已基本形成网络化、多核心的地下空间发展结构。

《上海市城市总体规划(2017—2035年)》的实施，标志着上海城市发展进入新的时期，未来城市发展将坚守建设用地、人口规模、生态环境和城市安全4条发展底线，积极探索超大城市睿智发展的转型路径[1]，科学合理地开发利用地下空间资源仍将是优化城市空间、完善城市功能、改善城市环境以及增强城市安全的重要途径之一[2]。2019年，上海市住房和城乡建设管理委员会组织开展了“十四五”规划预研究工作，将地下空间资源利用作为其中一项重点课题。本文通过广泛的调研和研究，全面评估了上海市城市地下空间发展的现状、成就和问题，明确了发展的目标和任务，提出了未来发展的思路和实施策略，以期为上海市城市地下空间近期发展提供重要支撑。

1 地下空间发展现状

1.1 主要成就

1.1.1 发展规模

根据上海市地下空间管理联席会议办公室的统计数据可知，截至2017年底，全市已建成共约4.1万个地下工程，主要分布在中心城区(见图1)。地下空间总建筑面积约1.04 亿m2，其中，地下生产、生活服务设施面积约占88%，轨道交通及附属设施面积约占9%，地下公共基础设施面积约占3%。

图1 上海中心城区地下空间工程分布图Fig.1 Current underground space map of Shanghai (downtown area)

1.1.2 规划编制

上海于1999年首次将地下空间综合开发纳入城市总体规划，2005年编制完成的《上海市地下空间概念规划》为首个专项规划，2012年编制了《上海市城市地下空间开发利用和保护“十二五”规划》，2016年开展了新一轮全市地下空间专项规划编制。结合五角场、静安寺、世博园区、虹桥综合交通枢纽地区等重点地区开展地下空间详细规划设计，在控制性编制单元规划中加入地下空间开发利用控制要素。目前已经形成较为完善的地下空间规划编制和管理体系[3]，包括总体规划、详细规划、专项规划和城市设计等，建立了城市建设与地下空间开发同步规划、同步发展的机制。上海市历年地下空间规划编制项目见表1。

表1 上海市历年地下空间规划编制项目Table 1 Underground space planning projects in Shanghai over the years

1.1.3 轨道交通

截至2019年末，上海市轨道交通运营线路共有17条(含磁浮线和浦江线)(见图2)，运营总里程达到705 km，车站共有415座，换乘车站增至57座，网络规模继续位居世界第一。2019年上海轨道交通客运量达到38.8亿人次，全年日均客流上升至1 063万人次，最高日客流为1 329万人次，约占公共交通客运总量的59%，轨道交通成为市民出行方式的首选。

来源于上海地铁，网址http://service.shmetro.com/yxxlt/index.htm。图2 上海轨道交通网络运营图Fig.2 Map of Shanghai rail transit network

1.1.4 地下道路

截至2019年末，上海已建成黄浦江越江隧道17条，在建越江隧道4条，促进了浦江两岸一体化发展；建有下立交道路约50余处，系统型地下道路约24 km，包括已建成的外滩通道、在建的北横通道(隧道段全长14.7 km)(见图3)和东西通道，改善了中心城区骨干路网服务水平。目前上海地下道路隧道共约100多km，主要分布在主城区范围内，有效完善了城市交通路网体系。

图3 上海北横通道新建工程平面图Fig.3 Plan map of North Cross Passage project

1.1.5 地下市政设施

上海目前已建成地下综合管廊总长约56 km，在建综合管廊主要集中在松江南部新城、桃浦科技智慧城和临港新片区。2018年以来上海大规模开展架空线入地工作，计划到2020年实现内环架空线入地率从29%提升至62%。2017年6月，苏州河段深层排水调蓄管道系统工程试验段开工建设。上海还将多处变电站、污水处理厂、垃圾转运站等市政场站设施进行地下化建设，包括静安和虹杨2座500 kV地下变电站、40多座110/220 kV地下变电站以及虹桥、泰和、白龙港3座大型地下污水处理厂等。

1.1.6 地下空间综合开发

依托发达的轨道交通系统，上海已构建起以枢纽为点、以隧道为线、以网络为面、联系各个重点片区的地下空间活动网络，在人民广场、五角场、徐家汇、静安寺、陆家嘴、虹桥商务区等区域形成以地铁车站为核心的地下人行连通网络，将周边的地下商业、地下停车、下沉广场等公共服务设施整合为一体。

同时，还在徐汇西岸传媒港、世博A/B片区等地区采取了基于多个地块地下空间一体化、地下地上一体化的高度集约化开发模式，最大化地利用了土地空间，提升了地下空间系统功能。

1.1.7 地下空间技术

近年来大量重点地下工程项目实施，在工程建设方面呈现出长距离、大直径、大深度、高精度、超大规模、环境紧约束等特点，推动了地下工程技术的创新发展，形成大量以深基坑、盾构隧道、预制装配为代表的技术成果。例如：徐家汇中心大厦基坑开挖最深达到37.2 m；苏州河段深层排水隧道试验段地下连续墙最深达到150 m；北横通道盾构完成了多项地下“急、难、险”极限穿越任务；诸光路隧道内部结构预制拼装率首次达到90%以上；国内首台超大截面矩形盾构成功服务于虹桥地下连接通道。

1.1.8 地下空间信息平台

上海自2004年4月启动三维城市地质调查工作，2005年开展上海地下空间信息基础平台建设。目前上海已建成地下空间信息基础平台、三维地下管线系统和三维城市地质基础信息平台共3个数据信息平台，服务于城市地下空间规划建设和管理工作，建立了轨道交通等地下生命线工程地质安全监测网，保障生命线运营安全。

1.1.9 地下空间综合管理

上海于2006年成立地下空间管理联席会议，开始探索地下空间综合管理体制改革方案；2013年由上海市人民代表大会常务委员会立法颁布《上海市地下空间规划建设条例》，2014年发布实施《上海市地下空间规划编制规范》，2018年修订颁布《上海市地下建设用地使用权出让规定》。目前上海已逐渐建立起覆盖规划、建设、安全、产权管理各环节，基本形成“综合法规+专项法规+配套法规+技术标准”的综合管理体系，为上海地下空间资源合理利用和有效管理提供了基本保障。

1.1.10 地下空间行业交流

在上海市地下空间行业主管部门、行业协会和相关企业院校单位的支持下，上海每年举办多种形式的地下空间行业展会或学术会议。自2013年开始连续举办了7届中国(上海)地下空间开发大会，搭建行业发展交流平台，提升了上海地下空间国际影响力。

1.2 地下空间发展的不足

1)规划成果缺乏有效管控，可操作性不强。城市总体规划层面的地下空间专项规划原则性偏强，竖向分层管控原则难以指导工程实践，规划成果缺乏三维表达，规划缺乏可操作性和可传导的管控内容；地下空间已建地区缺少整体性更新规划研究，部分重要站点地区地下空间连通的系统性有待提升。

2)中心城区中浅层地下空间趋于饱和，但部分建成区利用不足。①中心城区核心区和主次干路中浅层地下空间趋于饱和，地下交通廊道资源稀缺，新建设施与已有设施矛盾较多，近距离交叉穿越增加建设成本和风险；②老旧小区、历史建筑、公园绿地等地区地下空间利用基本空白，地下资源利用效率不高，部分道路、绿地、操场等公共用地地下空间潜力发挥不足。

3)部分地下商业经营困难，中心城区停车难问题突出。地下商业经营状态变化差异大，早期一批地下单建商业项目日益困难，事实证明地下商业能不能做好地铁站连通和业态特色是成功的关键。中心城区医院、学校、老旧小区刚性需求缺口较大，停车难问题十分突出，需通过地下空间或立体车库技术增加停车供应，提升社会企业对投资建设停车场的积极性。

4)地下空间精细化设计建设水平有待提高。轨道交通、地下道路、地下连接通道、地下市政设施等项目主要按照市政工程理念和标准建设，在环境舒适度、艺术性和空间品质等方面有待进一步改善。例如：五角场环岛下沉广场在建设之初便邀请艺术设计师参与方案设计，建成后逐渐成为五角场乃至杨浦区的标志性地点，取得了很好的使用效果和社会效益。

5)地下空间市场化运作机制不完善。轨道交通、地下道路、地下连接通道等地下设施作为市政类项目，以政府投资为主，市场化运作机制不够完善，地下空间综合性开发项目、连通项目建设运营受一些政策限制，缺少政府与企业的合作，难以吸引社会资本的积极参与，既给政府带来较大的财政负担，也难以保障项目的运营管理质量。

6)地下空间管理缺乏长效机制和基础信息支撑。地下空间开发利用总体上仍以多头管理为主，尤其在地下空间发展战略制定与实施、重大基础设施论证协调、地下空间连通协调、轨道站点地区综合开发等方面，缺乏相关管理部门间统筹协调的长效机制；地下空间基础数据信息缺乏整合与应用服务，对规划建设和管理的支撑不足。

2 未来地下空间发展的形势和目标

2.1 机遇与挑战

2.1.1 紧凑发展

根据总体规划，2035年上海市常住人口控制在2 500万左右，建设用地总规模不超过3 200 km2。坚持规划建设用地总规模负增长，牢牢守住人口规模、建设用地、生态环境、城市安全4条底线，着力治理“大城市病”。坚持节约和集约利用土地，严格控制新增建设用地，加大存量用地挖潜力度，合理开发利用城市地下空间资源，提高土地利用效率，为破解城市发展矛盾提供有效解决途径。

2.1.2 城市更新

总体规划提出内涵发展的要求，积极探索渐进式、可持续的有机更新模式，以存量用地的更新利用来满足城市未来发展的空间需求，促进空间利用向集约紧凑、功能复合、低碳高效转变。在高度密集的建成区，通过中浅层地下空间优化整合、有机更新促进上下互补、网络连通，并探索利用深层地下空间布置骨干基础设施和新型功能，使得城市功能和环境在城市更新中得到显著提升，增强城市发展综合承载能力。

2.1.3 韧性城市

随着全球气候变化问题的日益突出，如何提升城市的韧性已逐渐成为国内外关注的重要议题。上海作为一个滨江沿海发展的特大城市同样也面临着各类环境污染、极端天气、洪涝灾害等问题。在建设韧性城市的过程中，一方面，可以发挥地下空间的防灾优势，通过建设深层排水调蓄隧道等地下基础设施系统提高城市的安全韧性；另一方面，需要重视地下空间的灾害特点，例如：地下空间网络化防灾、地下空间防涝、地下空间消防、地下结构耐久性等，加强地下空间自身安全能力的提升。

2.1.4 技术创新

在过去几十年的大量地下空间项目实践中，上海克服了软土地质的不利条件，积累了丰富的技术经验，创造了大量的工程记录。随着上海地下空间开发利用的不断深入，网络化、密集化、深层化、一体化趋势日益显著，超大规模、超深基坑、超近距离、超小半径、超大直径、超高精度等工程挑战日益增多，预制装配式技术、BIM/CIM技术、智能化信息技术、低影响建造技术等新兴技术也是未来行业发展的趋势。

2.2 未来地下空间发展的目标

《上海市城市总体规划(2017—2035年)》[1]提出，未来地下空间应优先安排市政基础设施、民防工程、应急防灾设施，有序、适度开发公共活动项目。《上海市地下空间专项规划(2017—2035年)》提出：未来将地下空间开发利用的重点由中心城区扩展至主城片区、新城和新市镇中心区，中心城内重点关注已建成地下空间的再开发，提高地铁车站周边通道的连通性和覆盖范围，完善区域步行网络。

上海近期地下空间发展将以建设卓越的全球城市为愿景，落实总体规划目标和要求，重点聚焦城市更新和精细化管理，逐步完善以主城、新城为核心，以轨道交通换乘枢纽、公共活动中心等区域为重点的地下空间总体布局，促进地下空间资源化、系统化、复合化、生态化、韧性化、智慧化的高质量综合利用，到2035年全市地下空间开发利用达到国际先进水平。

3 未来地下空间发展的思路和策略

3.1 城市更新地区地下空间的再开发

在城市资源环境紧约束下，城市更新是盘活存量用地、实现内涵增长的重要方式，是上海未来城市开发的主要模式。根据城市更新的不同特点，地下空间开发利用相应地可分为3种类型：片区更新地区地下空间利用、局部更新地区地下空间利用、既有建筑地下空间改扩建。

片区更新地区开发规模较大，规划定位和建设标准较高，有条件的情况下有必要对地下空间进行统一规划，研究构建区域地下空间功能系统，鼓励采用多地块地下空间整体开发模式，提高地下空间功能效率和环境品质。未来上海重点推动的成片转型更新地区主要包括吴泾、南大、吴淞、桃浦、高桥5大工业用地地区和黄浦江、苏州河两岸地区。

局部更新地区地下空间大多功能单一、分散独立，缺乏连通和系统整合。应把握地铁车站新建和地块更新开发的契机，以地铁建设带动区域更新、带动地下空间综合开发，积极促进轨道交通站点上盖开发、站点地区地块地下空间综合开发、区域地下空间一体化开发，同时还要考虑已建地铁车站及地下空间的更新改造，重点强化在换乘枢纽地区、商业商务核心区实现地下空间网络化连通[4]。

城市中心早期建设的建筑物，如外滩地区、南京路、淮海路、衡复地区等老城核心区和老旧居住小区，普遍缺少地下空间开发。但现在对停车或者空间扩容的需求较强，地下建筑改扩建涉及既有建筑保护和周边建筑保护，对工程技术的要求比较高[5]，可利用暗挖新技术或结合建筑更新改造，增建地下停车库、地下连通道及其他地下功能空间，如南京西路张园地区规划结合历史建筑保护新建地铁2、12、13号线地下换乘通道(见图4)。

图4 南京西路张园地区地下换乘通道Fig.4 Underground interchange passage in Zhangyuan area of West Nanjing Road

3.2 地下交通基础设施的持续升级

未来上海轨道交通规划构建城际线、市区线、局域线3个层次的网络，总里程超过3 000 km。新增规划轨道快线服务重点功能区深入中心城内部，通过枢纽转换和跨站运行，实现重要交通枢纽、市中心之间30～45 min互通可达。未来还需开展中心城区线网加密优化工作，研究新增地下轨道交通快线的可行性，加强既有轨道交通线路站点提升改造工作；重点加强机场联络线等市域轨道交通主要站点地区地下空间综合开发规划研究，结合站点地区更新加强既有车站周边地下人行通道系统拓展。

城市地下道路呈现规模长大化、类型多样化、功能复合化、地下网络化的发展趋势[6]。未来上海路网交通压力仍然较大，一方面需要进一步完善骨干路网；另一方面需要加强次支道路建设，打通断头路，提高局部路网的连通性。按照重点疏通东西、连通南北的思路，规划新增东西通道，分流延安路高架；新增2条南北向通道，分流南北高架(见图5)；通过节点下立交改造，提升部分主次干路通行能力。研究应用大数据、物联网等新技术，建设具有全息感知、深度融合、优化决策、协同控制、高效管理的智慧隧道系统。

图5 上海系统性地下道路规划研究Fig.5 Research of systematic underground road planning in Shanghai

3.3 市政基础设施的地下化

《上海市地下空间专项规划》提出：主城区、新城中心区的各类市政场站在技术可行的情况下宜采用地下形式设置，在重点地区内的已有市政场站宜结合老旧站点改造逐步地下化；主城区、新城中心地区的架空线应逐步地下化。

未来结合副中心、新城中心区建设和老城区更新，进一步促进市政设施地下化建设，有序推动高压架空线、普通架空线地下工程，新建市政管线和场站设施优先采用地下形式建设，对环境影响较大的既有市政场站设施开展地下化研究工作，开展中心城区地下垃圾处理设施和地下垃圾运送系统研究，鼓励地下市政设施与公园绿地、地面建筑复合化建设。开展市政设施地下化建设机制创新研究，探索将市政设施地下化与土地资源再开发相结合的方案，推动解决市政设施地下化投资渠道单一、协调难度大的问题。

3.4 深层地下空间的开发利用

目前上海中心城区中浅层地下空间利用已日趋饱和，深层地下空间开发利用成为一个日益现实的研究课题。深层地下空间开发利用的主要目的是保障城市安全，提高城市韧性，为上海未来发展创造更多战略空间资源。目前已有部分基础设施的深度达到地下40～60 m。

未来适宜利用深层地下空间发展的功能主要有：1)地下骨干市政基础设施，如以苏州河深层排水调蓄管道系统工程为代表的排水防涝设施(见图6)、深层地下能源输送管廊、能源储存基地；2)中心城区新建地下交通设施，包括地下快速轨道交通、地下快速道路和地下货运物流系统等；3)地下防灾避难设施、地下科学实验室、地下数据中心等其他类特殊设施。

图6 苏州河段深层排水调蓄管道系统工程Fig.6 Suzhou River Deep Drainage and Storage Pipeline System Project

在目前已有相关研究的基础上，未来需要进一步深化深层地下空间资源储量、质量、地质适宜性、功能布局、建造形式和社会经济影响等规划研究，预留重要设施发展廊道和空间，推动软土深层地下工程试验场研究建设，组织相关企业、院校单位联合开展深层地下工程关键技术研究。

3.5 地下工程技术的创新

未来中心城区地下工程建设条件越来越严苛，经常遇到“拆不了”、“放不下”、“碰不得”的难题。为了最大程度节约施工场地面积、减少建筑物拆迁和管线搬迁、降低城市交通影响、控制施工噪声和尘土污染、提高技术经济性和安全性，应积极研究和推广应用节约集约、环境友好的低影响建造技术，做到“少占地、少开挖、少污染”。

未来结合新建地下轨道交通、地下道路等地下基础设施重大工程及地块更新开发项目，重点研究探索异形盾构技术、地铁车站非开挖、地下道路匝道非开挖、综合管廊非开挖、地下通道非开挖、既有建筑地下空间增建非开挖、地下管线修复更新非开挖等技术，集中技术力量攻克技术瓶颈，形成一批开创性科技成果并推广应用。

“十三五”期间，预制装配技术在上海地下工程建设中得到了广泛试点应用，包括越江隧道、地下通道、地铁车站、综合管廊、地下车库等[7]，逐渐建立起完整的设计建造技术体系。未来应进一步探索预制装配技术在大空间地下结构、大型市政地下工程中的创新应用，同时考虑地下建筑构件可维护、可更替的需求，更好地发挥预制装配技术的优势。

3.6 地下空间管理机制不断完善

目前与轨道交通或地下道路工程相结合的经营类地下空间项目日益增多，但由于两者具有不同的项目属性、运营特点和管理流程，在工程设计、项目验收、招商运营中遇到诸多困难，经营情况多不理想，例如：人民广场站地下商业、宜山路站地下商业、中山东二路地下商业，迫切需要突破职能部门的政策障碍，进一步完善市政类项目周边地下空间资源综合开发的政策机制，对项目立项、开发主体、审批机制、收益分配、运营模式进行创新探索，充分调动各方参与的积极性，实现开发项目的良性运作。

城市精细化管理水平是衡量城市治理效能的重要标志。随着上海地下空间的快速发展，地下空间不仅密布着各类管线和隧道，而且已成为人员活动高度密集的公共空间场所，地下空间的安全使用已成为城市精细化管理的重点领域。在传统地下空间安全管理工作中，经验决策占据主导地位，在安全隐患识别、评估、预警和安全事故联动处理方面，需要加强人工智能和大数据的信息化支撑。首先，针对高峰客流密集的地下车站开展智慧车站建设，破解传统安检模式下难以兼顾的效率和安全问题[8]；其次，要促进智慧地下基础设施技术的发展，通过全方位感知数据形成智能化风险预警技术。

城市地下空间信息平台是城市精细化管理决策的重要支撑，也是破解地下空间管理缺乏长效机制的关键技术手段，能够有效解决当前面临的“有基础、无集成，有数据、无共享，有需求、无平台”的局面。依托上海城市空间基础信息平台，整合集成地下空间普查信息平台、三维地下管线系统和三维城市地质信息系统数据资源，建成面向政府管理的三维可视化决策支持平台、面向专业研究的基础工作平台、面向社会公众的信息共享服务平台[9]。

4 展望

2019年10月28—29日，由联合国人居署、国际地下空间联合研究中心等联合主办的“2019年全球城市地下空间开发利用上海峰会暨2019第七届中国(上海)地下空间开发大会”上签署发布了城市地下空间资源开发利用的“上海宣言”，提出了未来地下空间开发利用的6大发展方向，其是对1991年“东京宣言”后全球城市地下空间开发利用实践的总结，为新时期全球城市地下空间的创新发展贡献了“中国智慧”[10]。

未来上海将全力践行“上海宣言”，继续坚持“发展城市地下空间，让生活更美好”的初心，建设与卓越的全球城市相匹配的城市地下空间规划建设运营管理体系，形成城市地下空间系统高效、安全可靠、绿色智慧、合理有序、可持续发展的“上海模式”。