■ 范益群 李煥青

地下空間泛指地表以下的空間，是地表土地資源向下的延伸，是國家的戰(zhàn)略資源。從城市建設的角度來說，地下空間多指以空間為載體的地下空間工程。隨著時代與科技的飛速發(fā)展，地下空間的作用和功能為了適應城市和人類的發(fā)展也在隨之改變。

圖1 1991城市地下空間開發(fā)利用《東京宣言》

為適應地下空間開發(fā)利用現(xiàn)狀，即將在上海召開的全球城市地下空間開發(fā)利用上海峰會（FUUS2019），擬在對1991年提出的地下空間建設《東京宣言》進行深度剖析的基礎上，總結全球城市近三十年來的實踐和經驗，進一步回答城市地下空間開發(fā)利用亟需解答而《東京宣言》沒有涉獵或詳細闡述的內容，從而提出了融合時代特色的城市地下空間開發(fā)利用《上海宣言》。

從《東京宣言》到《上海宣言》，見證了全球城市地下空間開發(fā)利用的發(fā)展進程，也將進一步指導全球城市地下空間的可持續(xù)開發(fā)與利用。

一、《東京宣言》及全球地下空間開發(fā)進程

（一)《東京宣言》

“城市地下利用國際會議”于1991年12月5日在東京召開。來自10個國家、約350名與會者參加會議、提交研究論文，并討論了有關城市地下空間利用和未來作用的廣泛主題。

在此次國際大會上，國際專家研究了19世紀以來城市建設的發(fā)展規(guī)律和未來發(fā)展趨勢。19世紀全球出現(xiàn)了100萬個城市，20世紀全球出現(xiàn)了1000萬個城市，許多城市規(guī)模越來越大，而這些特大城市在許多方面都呈現(xiàn)無邊界的拓展。預計這種規(guī)模的特大城市將在21世紀的發(fā)展中國家出現(xiàn)。隨著19世紀的橋梁和20世紀的高層建筑的不斷積累，21世紀有望成為地下空間利用的時代。為了保護地球環(huán)境和城市景觀，創(chuàng)造人性化的城市，人類社會需要有效、正確地利用地下空間，并將其作為重要的社會基礎設施。

基于這一共識，會議提出并發(fā)表了 《東京宣言》 （見圖1）。地下空間開發(fā)《東京宣言》提出了如下觀點：

1.支持城市化建設，城市地下空間是人類遺產的一部分，也是城市基礎設施，城市更新和未來城市化的新前沿。

2.地下空間利用的目標是改善地面土地利用，使城市生活更加便利和舒適。為了達到上述目的，應充分利用地下空間的特點。

3.就地下空間的自然資源性質而言，一旦開發(fā)或利用，地下空間很難改善或重建。因此，基于中長期綜合城市規(guī)劃實施地下空間的開發(fā)至關重要。同樣重要的是有效利用地下空間，建立良好的地下條件和利用信息系統(tǒng)和覆蓋公共和私人土地的綜合規(guī)劃。因此，最迫切的工作是建立一個綜合的城市規(guī)劃系統(tǒng)，處理公共和私人土地上的地上和地下空間。

4.在大城市，有必要利用地下空間開發(fā)各種基本的城市基礎設施。為了維持高度發(fā)達的地面土地利用，為城市的可持續(xù)發(fā)展作出貢獻，應對環(huán)境問題，并有效實現(xiàn)這一目標，需要制定優(yōu)先使用私人土地的地下空間供公眾使用的原則。

5.地下空間將以各種方式利用，不僅用于城市基礎設施，還用作人類活動空間。因此，應努力進一步推進防災措施，保證舒適、有吸引力的地下空間。

6.為了地下空間的安全高效發(fā)展，有必要改進各種施工技術，包括地質挖掘工程和巖土結構工程。

《東京宣言》是在上世紀的歷史背景環(huán)境下提出的，至今對城市地下空間建設仍有參考意義。

（二）《東京宣言》后全球地下空間開發(fā)進程

《東京宣言》之后，世界各地地下空間開發(fā)利用活動得到極大發(fā)展，部分地區(qū)已經開始著力于提升城市地下空間品質及其利用效率的研究工作。在城市人口高度密集區(qū)地下空間開發(fā)利用的必然增長趨勢下，優(yōu)化地下空間規(guī)劃，提高地下空間開發(fā)經濟性，使地下空間為城市宜居性、可抗災性與可持續(xù)性提升作出貢獻是城市發(fā)展的必由之路。

梳理并總結除中國大陸外其他國家與地區(qū)在地下空間開發(fā)利用研究方面的現(xiàn)狀，主要聚焦在活躍于相關研究領域的國家地區(qū)。

在非洲-中亞地區(qū)，伊朗在地下空間規(guī)劃方面有較強的研究投入，著力于利用地下空間為城市的土地預留與再生作出貢獻；對傳統(tǒng)的地下空間結構，從建筑設計優(yōu)化方面進行了一定的研究。南非的地下基礎設施工程開發(fā)項目較多，因此，其研究重點主要集中于非開挖技術，對于地下空間方面缺乏相關的研究投入。摩洛哥南部緊鄰西撒哈拉，由于較為惡劣的自然條件，其對地下糧倉有濃厚的研究興趣。

圖2 Alaskan地下高速隧道

在大洋洲，澳大利亞的地下空間開發(fā)起步較早。1983年，首屆國際地下空間研究中心（Associated Research Centers for Urban Underground Space，ACUUS）會議在澳大利亞召開。同年，沃倫中心（Warren Centre）成立，它是澳大利亞工程科技政策智囊團，總部位于悉尼。1996年，Sterling提出“向下——面向四維城市”的理論。

此外，澳大利亞還有一些國家級的針對隧道與非開挖技術的專業(yè)研究機構和地方的研究組織，比如位于布里斯班的研究團隊。其中，莫納什大學的趙堅教授及格里菲斯大學的Jenny Cui博士長期活躍于地下空間相關研究領域。

中南美洲對于地下空間開發(fā)利用的相關研究主要由巴西主導，其中，Andre Assiz博士和Tarcisio Celestino博士在該領域十分活躍。除了巴西之外，墨西哥與智利在地下空間建筑設計等方面對于地下空間開發(fā)利用研究也有一定的投入。頗具特點的墨西哥“倒金字塔”，是由來自BNKR建筑公司的建筑設計師設計的位于墨西哥城的地下綜合大樓。

目前，北美洲并不存在專門針對地下空間的研究中心，且開展隧道或非開挖技術研究的相關學者較少，這同其較為廣泛的地下空間工程應用情況有些不符。然而，北美洲對于地下礦業(yè)空間二次利用相關的研究投入力度卻很大。這類空間的二次利用一般是工業(yè)或商業(yè)用途，比如明尼蘇達州深度達715m的索單塔鐵礦井，目前被用作開礦歷史國家公園，同時在地下新建一些穴室，用作物理實驗室。另外，堪薩斯城的礦井二次利用項目也十分成功。

美國一些大城市的地下隧道工程應用較多，比如波士頓的“大開挖”，以及西雅圖Alaskan高速隧道（見圖2），都是利用地下隧道進行城市景觀改造的典型案例。在美國學界，近年來對于地下空間可持續(xù)發(fā)展與可抗災性的重視程度逐漸增強。在商業(yè)、教育等用途方面，美國地下空間的應用實踐有成有敗。成功的案例比如波士頓郵局廣場（見圖3）、舊金山的莫斯康尼中心等。其中，加州的帕拉馬茲酒廠作為一個整體全部位于地下的建筑，其生產線全靠自身重力流動，頗具特色。

圖3 波士頓郵局廣場

歐洲是最早系統(tǒng)性地提出地下空間資源劃分概念的地區(qū)，其地下空間的重點研究領域在地下資源劃分與特性分析方面。歐洲的研究學者將可再生與不可再生的地下資源進行梳理，將資源開發(fā)的正面效應與負面效應進行評估（例如地層震動隔絕與礦業(yè)開采效應的對比），并將資源利用的排他性進行深入分析。歐洲如今有許多的地下基礎設施工程項目正在建設之中，同時對于已建隧道安全性的重新評估工作也在加緊進行。

瑞士的“深層城市（Deep City）”研究項目具有代表性。此外，Hagerbach實驗設施曾作為火車的山體隧道，現(xiàn)在是各類科學、工程的實驗場地。英國對于地下隧道的研究處于世界前列，英國年輕工程設計研究人員在ITACUS中表現(xiàn)活躍。除此之外，英國更是研發(fā)出了大跨度地下空間建設頂進技術，如圖4所示。

圖4 英國大跨度地下空間建設頂進技術示意圖

北歐各國主要城市的地下空間規(guī)劃應用廣泛，提升了城市整體功能，是世界范圍參照的典范。北歐諸國由于優(yōu)異的地質條件，曾一度是地下空間開發(fā)利用的引領者之一，各地廣泛存在著各種巖層洞室、巖體隧道與水下隧道，但近期地下空間領域的研究投入有所減弱。由于氣候原因，北歐也大力發(fā)展了地下倉儲，包括種子倉庫、煤炭倉庫等。除此之外，北歐各國更是將水力發(fā)電站設置于地下。北歐關于地下空間開發(fā)的經典案例不勝枚舉。

圖5 地下生態(tài)住宅

亞洲是目前研究地下空間最活躍的地區(qū)，研究主力是在新加坡、日本和中國。近年來，東南亞各地對地下空間的需求急劇增高，為研究工作帶來新的動力。在前沿開挖技術方面，日本擁有較長的研究與應用歷史。日本作為傳統(tǒng)的地下空間開發(fā)利用大國，近年來，其研究仍在繼續(xù)，但由于經濟原因，勢頭已經大不如前。

日本在地下空間對于景觀改造作用方面的研究具有代表性。通過建立相關基礎理念，各地得以一定程度上對城市景觀加以建立和保護。同時，通過賦予政府一定程度的權力，加上對應的資金投入，日本城市景觀的維護工作得以有效進行。日本地下空間利用歷史可追溯至近100年前——1920年起開始地鐵的建設，并在之后逐漸開始地下商場、地下鐵路及地下高鐵的建設，在汽車普及后，地下道路與地下高速路又逐漸興起。日本大力發(fā)展地下空間主要是因為缺乏可用的城市空間。由于土地私有化等歷史原因，城市中心地塊細小而分散，因此，難以建設交通與其他基礎設施。上世紀八九十年代，日本對地下空間開發(fā)利用的研究最為活躍。本世紀初，土地所有權法正式立法，對地表土地資源的需求迫切度略有降低，同時因為經濟發(fā)展停滯，對于該領域的研究逐漸趨冷。

在前沿的開挖技術方面，日本擁有較長的研究與應用歷史，一部分技術還處于概念設計或試驗階段，一部分技術已經成功應用于工程實踐。日本主要的研究機構包括日本隧道協(xié)會、日本土木工程協(xié)會與日本城市地下空間研究中心。如今，日本開展地下空間相關研究的主要驅動力來自于以下幾點：1. 通過振興地下空間開發(fā)利用，為提升中心城區(qū)的城市功能與宜居性作出貢獻。2. 利用地下空間提高城市可持續(xù)性與可抗災性。3. 發(fā)展公共與私人的協(xié)同合作模式，提升地下空間開發(fā)利用的規(guī)劃與管理水平。4. 建設超高速鐵路實驗性隧道。5. 建設特殊地下空間實驗設施。

圖6 日本城市地下空間法律條例數量（1971-2003）

“花園城市”新加坡，雖土地資源有限，但新加坡對于環(huán)境條件的改善與居民生活質量的提高十分重視。在城市建設過程中，新加坡注重地下空間開發(fā)利用同其他城建模式（高層建筑、填海造地）的協(xié)同，以期達到地下空間協(xié)同發(fā)展與效益最大化。

新加坡將地下空間開發(fā)利用確立為國家重大事項，并將地下空間資源確定為國家戰(zhàn)略資源。現(xiàn)階段，新加坡學界的主要研究領域包括：空間協(xié)同開發(fā)、土地利用優(yōu)化、高宜居社區(qū)建設、智慧城市與綜合信息化平臺等。針對地下空間，有特色的研究課題有：大型地下空間設施中防火與生命安全研究、地下空間對人類心理與生理方面影響研究、爆炸震動研究等。

香港特別行政區(qū)面積1110平方公里，其中，24%的土地已完成開發(fā)，40%設計用于公園用地。香港人口密度高，大部分地形陡峭，目前對于既有建筑的保護需求又在逐漸增大，因此，未來城市發(fā)展面臨較為嚴重的土地短缺問題，開發(fā)地下空間成為必要手段。香港從上世紀80年代開始，針對地下空間進行了一系列研究。近期，香港有關地下巖洞空間的研究體現(xiàn)了地上地下一體化建設、公眾參與等特色。

二、《東京宣言》的歷史使命與《上海宣言》的提出

（一）《東京宣言》的歷史使命

《東京宣言》在上世紀的歷史背景環(huán)境下，提出“21世紀應是地下空間的世紀”，促進了全球城市有效、正確地利用地下空間，保護地球環(huán)境和城市景觀，創(chuàng)造人性化的城市，使城市生活更加便利和舒適。

基于國內外城市地下空間的調研，通過功能、形態(tài)和效益等方面的分析，并結合21世紀信息化革命的浪潮，朱合華團隊將地下空間的發(fā)展歷程及趨勢可劃分成四個階段。其一，是以市政功能需求為導向的地下空間1.0階段；其二，是以地下交通建設為主體的地下空間2.0階段；其三，是旨在形成立體網絡布局的地下空間3.0階段；其四，是以立體化綜合利用、人與自然和諧發(fā)展為目標的智慧型地下空間4.0階段。 隨著中國“深地戰(zhàn)略”的實施和美好城市的建設，城市地下空間勢必會邁入具有韌性、綠色、智能、人文特性的4.0時代。

《東京宣言》對城市地下空間建設至今仍有指導意義，但由于時代背景和實踐經驗的限制，其在促進城市可持續(xù)發(fā)展、提高城市韌性，如何開發(fā)利用地下空間等方面未作足夠的表述。

隨著城市的發(fā)展演變，全球城市的地下空間開發(fā)背景已經發(fā)生了變化。中國作為目前世界上最大的發(fā)展中國家，中國地下空間的建設規(guī)模和速度已經位居世界首位，但中國城市地下空間的開發(fā)利用仍存在著一系列亟須解決的問題和挑戰(zhàn)。在管理方面，缺少管理依據，缺失綜合管理機構，管理機制和管理制度仍不健全，亟須建立中國特色的地下空間管理體系；在技術方面，復雜地質、復雜環(huán)境下的擾動施工控制技術仍需進一步提高，缺少新型的裝備和技術，深層地下空間的開發(fā)利用尚處于起步階段，亟須建立基于開發(fā)與保護的全深度、全資源開發(fā)利用技術體系；在運維方面，缺少地下基礎設施維護與更新的成套技術體系，缺乏對運維信息的管理和應用，災害下的地下空間逃生救援體制不完善，亟須建立數字化、智慧化的安全運維體系；在人才方面，尚未建立完善的地下空間學科體系，缺乏跨學科、復合型人才，亟須建立健全地下空間人才培育體系。

（二）地下空間開發(fā)《上海宣言》的提出

全球城市的發(fā)展進程不同，但其發(fā)展規(guī)律卻具有相似性。目前中國城市地下空間建設中所遇到的問題，是一些發(fā)達國家城市建設中曾經遇到的問題，也是未來其他發(fā)展中國家即將面臨的問題。因此，為了進一步促進城市地下空間的科學安全開發(fā)利用，并全面落實“創(chuàng)新、協(xié)調、綠色、開放、共享”的發(fā)展理念，擬提出《上海宣言》作為對《東京宣言》的補充?！渡虾Ｐ浴芬彩轻槍π聲r期全球城市發(fā)展問題的解決提出的綱領性文件。

《上海宣言》將側重從城市可持續(xù)發(fā)展、提高城市韌性的角度提出開發(fā)利用地下空間的舉措，旨在總結全球地下空間開發(fā)利用優(yōu)秀實踐和經驗，搭建“一帶一路”重要城市地下空間開發(fā)利用與投資方、建設方的橋梁。同時，匯聚全球資源，構建國際交流平臺，促進上海在地下空間開發(fā)利用方面的精細化管理，并開展前瞻性關鍵技術的先行先試。

（三）《上海宣言》的主要內容

1.“綠色發(fā)展、創(chuàng)新驅動、鏈接全球”三大核心理念

城市注重高層建筑、大廣場、寬馬路城市“面子”建設的粗放發(fā)展模式導致了地下基礎設施等城市“里子”建設的短板，導致了城市可持續(xù)發(fā)展、韌性和生態(tài)安全問題叢生。聯(lián)合國于2016年在《新城市議程》中提出城市的包容性、安全性、韌性、可持續(xù)性等戰(zhàn)略目標，并正式把地下市政管廊、地下公共步行網絡、地下廢物儲存以及地下交通設施四種地下空間發(fā)展形式作為實現(xiàn)城市發(fā)展戰(zhàn)略目標的重要解決方案。開發(fā)利用城市地下空間是“轉變城市發(fā)展方式”，治理“城市可持續(xù)發(fā)展、韌性和生態(tài)安全問題”的主要著力點，應以地下市政管廊、地下公共步行網絡、地下廢物儲存以及地下交通設施為重要抓手，提供全球城市在土地緊缺、環(huán)境污染、交通擁堵、城市停車難、能耗攀升、災害頻發(fā)等方面的解決方案。

2.注重“里子”建設的六大著手點

建設城市地下空間是“轉變城市發(fā)展方式”、治理“城市病”的主要著力點，著重于注意“里子”的集約綠色可持續(xù)發(fā)展模式的實施，《上海宣言》中城市地下空間的開發(fā)利用主要從以下六個方面入手：

（1）節(jié)省土地資源、提高土地利用效率。即應鼓勵配套式地下空間開發(fā)，預留珍貴且不可逆的城市地下空間資源，充分利用綠地、空地下的地下空間；利用地下空間實現(xiàn)混合用地模式，促進功能融合，提高設施利用效率；促使多專業(yè)規(guī)劃設計協(xié)同一體化，加大地下空間綜合結建力度。

（2）緩解城市交通壓力，改善城市慢行交通。即應加大力度構建以軌道交通（地鐵）為骨架的城市交通體系，科學合理建設地下車行道路，促進城市車行交通健康發(fā)展，改善城市慢行交通環(huán)境；優(yōu)化重點區(qū)域的立體交通樞紐規(guī)劃設計方案，形成高效的交通網絡分級體系；推進中心城區(qū)地下專用物流系統(tǒng)的應用，平衡港城矛盾，并應對新興互聯(lián)網商業(yè)在貨運交通方面給城市帶來的巨大壓力。

（3）提高地塊連通性，增強（商業(yè)等）城市活力和改善城市環(huán)境。即應加大重點區(qū)域地下步行系統(tǒng)建設，鼓勵設施間的互聯(lián)互通；并改善核心商業(yè)區(qū)地下空間建筑環(huán)境條件，構建具有吸引力的地下人行、商業(yè)和休憩空間。

（4）提高城市承載力，增強城市綜合抗災能力。即應擴充地下基礎設施容量，利用地下專用及綜合管廊，促進市政生命線系統(tǒng)的維護效率，提升安全性；開展城市地下倉儲建設，提升城市韌性，完善戰(zhàn)略災備能力；統(tǒng)一科學利用地下人防設施，開展地下避難場所建設，提高城市綜合防災能力。

（5）保護城市生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)綠色發(fā)展。在城市局部核心商務區(qū)或大型集中居住區(qū)，宜以地下快速路取代地面及高架快速路，改善中心城區(qū)地面景觀及步行環(huán)境；促進市政設施地下化，提升土地價值，增加城市綠地面積。

（6）減少環(huán)境污染，節(jié)約能源。即應增大地下交通比重，減少汽車尾氣排放并為汽車尾氣的收集處理提供條件；鼓勵地源熱泵對于地溫能的利用，降低能源消耗，緩解空氣污染與城市熱島效應。

ACUUS的長期合作伙伴城市，包括巴黎、蒙特利爾、紐約、東京和上海，代表著歐亞美三大洲歷史最久遠的地下空間發(fā)展城市，這些特大城市的發(fā)展需求、最佳實踐、策略制定、體制驅動、規(guī)劃設計、合作互通，成為國際地下空間聯(lián)合研究中心ACUUS成立25年以來聯(lián)動全球的核心網絡。地下空間可持續(xù)利用意識提高的戰(zhàn)略合作，由聯(lián)合國人居署與國際地下空間聯(lián)合研究中心在2014年于聯(lián)合國紐約總部簽訂的合作備忘錄正式啟動。今年此合作升級為以培訓與平臺共建為主題的合作備忘錄，將正式啟動地下空間國際白皮書的研究與起草工作，為全世界的城市地下空間發(fā)展規(guī)劃與政策制定提供首個指南性的戰(zhàn)略性導則。2019年世界城市日的全球城市論壇，為地下空間發(fā)展白皮書工作的發(fā)布提供了歷史性的契機。《上海宣言》作為白皮書的第一章，將對全球城市地下空間發(fā)展的導則編寫，奠定重要的策略綱領性基礎。

《上海宣言》是編制《聯(lián)合國人居署城市地下空間開發(fā)利用白皮書》的第一步，白皮書總結了全球地下空間開發(fā)利用優(yōu)秀實踐經驗，有利于推動城市地下空間開發(fā)利用的深入研究和持續(xù)發(fā)展，促進聯(lián)合國于2016年在《新城市議程》中提出城市的包容性、安全性、韌性、可持續(xù)性等戰(zhàn)略目標的實現(xiàn)。同時，為地下空間開發(fā)利用戰(zhàn)略性規(guī)劃的制定提供參考價值，幫助解決城市日益嚴重的“城市病”等問題，為人類創(chuàng)造宜人的人居環(huán)境。