摘要：随着经济社会的发展，城市化进程加快，由此引发的交通拥堵、环境污染、土地稀缺和城市内涝等问题日益突出。在这些问题促使我国城市必须走出一条可持续发展道路，造成我们不断开发与利用地下空间的趋势。从城市各个功能方面来讲，地下空间的开发比地面空间有着更显著的可持续优越性，地下空间的开发与利用将为城市的发展带来新的机遇，地下空间的设计与可持续开发也不断为城市建设者们带来新的挑战。本文就城市地下空间开发与设计展开探讨。
关键词：城市地下空间；发展；合理设计
引言
城市地下空间开发利用是缓解城市资源匮乏、改善环境状况及提升居民生活品质的重要途径。不仅如此，地下结构由于受周围岩土体的约束，其抗震性能优于地面结构，且兼具人民防空作用，具有重要战略意义。城市地下空间开发包括地下人行通道、地铁、地下公路、地下商业街和地下物流等交通、商业设施，以及综合管廊、城市蓄洪等市政设施。
1 城市地下空间开发的社会效益
（1）节省城市土地效益。城市地下空间的立体开发对于土地的占用很少，对于土地日益稀少的城市来说极为重要。由于城市土地不断的增值，城市地下空间的节省城市土地效益从长远来看具有很高的收益，对于城市的发展具有很重大的意义。（2）地面建筑增值效益。地下步行街、地铁等城市地下空间的成功建设，使得许多城市地下空间建筑相互连接，不但能够连接因车行道而分割的城市用地，改善了交通条件，而且提高了土地多功能混合使用的可能以及城市居民和企业的可达性，造成附近周围地区的土地及房产的需求量增加，从而使地面建筑增值。（3）节省城市能源效益。城市地下空间的建设，不再是过去“一元化”的建设模式而是“多元化”的建设模式，地上地下合理规划，密集发展，混合使用，具有节约能源、污染小等特点。无论是从城市可持续发展的角度来说，还是从节能减排的政策来说，城市地下空间的建设作为“生态城市”建设的一大助力，其节约能源的效益都是地上建设所无法比拟的。（4）增加工作效率效益。地下步行街、地铁等城市地下交通的效率、舒适性都远大于地面交通。由于乘客在使用期间效率高、舒适性好,因此疲劳度下降，所以在工作的时候效率自然增加。前苏联“固定基金、基本建设投资和新技术经济效果研究会”与苏联科学院经济研究所的研究表明，出行过程中产生的疲劳度致使工作效率降低的数值为：地下交通为1.4%、公交车为7%。由此可见，地下步行街、地铁等城市地下空间的建设可以有效的增加工作效率。（5）提高交通安全效益。20世纪90年代伊始，我国经济快速发展、城市化进程飞速前进，从而导致城市人口数量迅速增大、公路的迅速增加、机动车辆的飞速增长，城市交通开始飞速发展，道路安全、拥堵等问题也就随之而来。地下步行街、地铁等地下空间的建设不仅可以改善城市交通面貌更为重要的是减少了城市交通事故发生率。如德国慕尼黑在使用地铁以后，车祸发生概率下降27.1%，死亡发生概率下降40.7%。
2 城市地下空间开发的问题与缺陷
（1）地质水文条件等限制地下空间建设类型、规模及投资，反过来说，地下空间的开发也会改变当地原有的水文地质条件，破坏当地原有的生态平衡：地下空间的开发与改造改变了地下水资源的分布形式与赋存状态，破坏了原有的生态环境，从而影响当地的地理气候条件，进而影响到地表动植物的生存，为了减小对生态平衡的破坏，我们必须采取适宜的防止措施并进行相关的研究、改造。（2）地下空间建设缺乏合理的统筹设计，与地面建设不够协调：从城市协调发展的观点出发，城市向上发展的高度越高，向下发展地下空间开发的强度越大。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是现有大部分建成的地下空间未考虑地面空间与地下空间的协调，缺乏一定的统筹规划，从而使原先节约的空间资源无法达到最大化的效率，导致整体空间功能布局不合理、空间利用效率低下，限制了地下空间的开发对城市发展的积极促进作用。（3）进行地下空间开发时的施工过程具有一定的危险性，容易对地面原有建筑物的安全及围岩的稳定性将产生影响：地下岩体工程的开挖将破坏原有地层的应力分布，导致应力的集中与重分布，影响地层的稳定性，对地面原有的建筑物的安全造成威胁；在高地应力地区易产生岩爆、岩芯饼化现象以及岩质基坑底部隆起、剥离、回弹错动等现象，因此，我们应不断完善施工方法、改善围岩的性质及应力条件、采取一定的防护措施、加固围岩，确保施工的安全性，并减少地下工程的建设对地面的影响。
3 城市地下空间开发与设计
3.1城市地下空间绿色化
绿色化的城市地下空间体现在建造和运维2方面。一方面，在地下空间建造过程中，采用经济环保的绿色建筑材料和绿色施工技术。绿色建筑材料包括透水混凝土、再生混凝土、高性能混凝土、高强度钢筋和多功能一体化墙体材料等。绿色施工技术包括封闭降水及水收集综合利用、新型支护桩、柔性复合基坑支护、可回收式锚杆、临时结构优化替代、综合管廊智能化移动模架和预制装配式等技术。其中，地下结构预制装配式技术尤其符合工业化建造发展的趋势，包括明挖结构中节段预制装配、分块预制装配和叠合预制装配等技术;暗挖结构中初期支护、二次衬砌、临时支护的预制装配技术;内部二次结构中轨顶风道、站台板、中隔墙和楼梯等的预制装配技术。另一方面，建成后的地下空间在温度、湿度、空气和光照等环境控制方面做到低碳环保，包括浅层低温能利用、节约型水环境利用、复合通风节能、阳光采集导入和环境友好型降噪等环境控制技术。
3.2在热湿环境方面
热湿环境包括温度、湿度、空气流动速度、换气次数等。地下空间在热湿环境上有许多弊端阻碍地下空间环境的良性循环，因此在热湿环境控制上，应根据不同地区的环境条件，系统评估地下热湿状况，因地制宜地采取防潮除湿技术，从而建立有良好舒适感的地下综合环境，避免地上地下过渡时强烈的温湿变化。
3.3地下空间综合化
地下空间的综合化主要是指建设大型公共地下空间工程，集商业、娱乐、储存、轨道交通和市政等多功能于一体，统筹地面和地下协调发展，合理利用地下空间。地下空间的综合化可提高土地集约化利用水平，解决城市交通和环境等问题，将城市土地资源最高效能化利用，将是未来地下空间开发的重要模式。一方面，地下空间综合化极大地改善和拓展了城市空间形态，做到生态环境协调，还可一站式满足居民出行、用餐、购物、学习和娱乐等多项需求，极大地便捷了居民生活。另一方面，地下空间综合化开发利用带来了新的经济增长点，实现了社会效益和新增经济效益最大化。例如，轨道交通通过沿线物业开发、上盖物业以及周边地下空间互联互通获得经营收入。实现地下空间的综合化，城市立体空间协同发展，其前提条件是建立地上地下一体化的城市总体规划，将地上地下空间作为一个整体，综合考虑城市功能布局，充分发挥地上地下空间各自的优势。同时，还需保证轨道交通、商业娱乐和市政消防等统一设计、有序建设和协同运营。
结语
随着城市资源环境问题的日益加剧，为了缓解城市容量的扩张需求与土地资源供给不足的矛盾，各国除了利用综合的政治、经济措施外，也开启对地下空间的立体化开发，以扩大城市容量。但城市地下空间有效开发及合理设计的问题仍然需要城市建设者不断探索、解决。
参考文献
[1]邵继中.城市地下空间设计[M].东南大学出版社,2016(09):94-114.
[2]杨鸿勋.仰韶文化居住建筑发展问题的探讨[J].考古学报,2015(01):39-72.
论文作者:杨起
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年9期
论文发表时间:2019/8/27
标签：地下论文; 城市论文; 空间论文; 地面论文; 环境论文; 土地论文; 效益论文; 《建筑学研究前沿》2019年9期论文;