城市地下空間形態(tài)發(fā)展演變特征研究

◎ 邵繼中

一、引言

“形態(tài)”從詞語字面意思上解釋，是指事物在一定條件下的表現(xiàn)形式，簡單來說就是事物的樣子。就城市空間形態(tài)學(xué)研究而言，東南大學(xué)建筑學(xué)院教授劉先覺先生在其著作《現(xiàn)代建筑理論》提出：“形態(tài)學(xué)（Morphology）產(chǎn)生于古希臘，Morphology一詞由希臘語Morphe（形式）和Logos（科學(xué)）構(gòu)成。對于形式和結(jié)構(gòu)的綜合研究使形態(tài)學(xué)同時涉及藝術(shù)與科學(xué)兩個方面的內(nèi)容，在漫長的歷史發(fā)展過程中，通過對其他科學(xué)技術(shù)的借鑒和自我更新完善，形態(tài)學(xué)已成為一門獨(dú)立的、集數(shù)學(xué)（幾何）、生物、力學(xué)、材料和藝術(shù)造型為一體的交叉學(xué)科，它的研究對象是事物的形式和結(jié)構(gòu)的構(gòu)成規(guī)律”[1]。

但是，在現(xiàn)今城市設(shè)計研究實(shí)踐過程中，把“形態(tài)”僅僅局限在“形式”的范疇中，只強(qiáng)調(diào)城市物質(zhì)實(shí)體環(huán)境的“形體、外形、輪廓、構(gòu)圖”等純外在的形象類的方面，而忽視了其相互“關(guān)系、影響、變化”等方面。實(shí)際上地下空間形態(tài)是在高速城市化基礎(chǔ)之上，位于城市地表下空間物質(zhì)性的外在表現(xiàn)是城市功能的擴(kuò)展，從另一方面體現(xiàn)城市的空間結(jié)構(gòu)[2]。地下空間形態(tài)研究主要關(guān)注城市地表下空間的分布和演化規(guī)律以及各空間之間的科學(xué)性、合理性和關(guān)聯(lián)性。城市空間是一個包含了大量物質(zhì)構(gòu)成以及許多子系統(tǒng)的開放性系統(tǒng)，其本質(zhì)就是集聚與分散、聚合與重構(gòu)的多層面對立統(tǒng)一的辯證過程。而這一過程在許多層面上又表現(xiàn)城市的空間擴(kuò)展，功能組合，形態(tài)特征以及地上地下空間的相互共存關(guān)系[3]。對中國當(dāng)前城市化背景下城市地下空間形態(tài)演變及相應(yīng)特征進(jìn)行深入研究，是對城市復(fù)合空間發(fā)展，整體宜居環(huán)境構(gòu)建具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

二、地下空間形態(tài)構(gòu)成

空間要素除了具有各自的幾何特征和非幾何特征外，其相互之間所特定具有的相互關(guān)系、關(guān)聯(lián)更為重要，這些關(guān)系被稱為空間形態(tài)關(guān)系。城市整體環(huán)境具有的并不是單一而簡單的意象關(guān)系，應(yīng)該是復(fù)雜的相互重疊、相互關(guān)聯(lián)的關(guān)系序列。如節(jié)點(diǎn)、路徑、區(qū)域等城市地下空間要素是使用者處于地下活動行為的物質(zhì)環(huán)境條件，但是，孤立的要素對于城市空間是沒有本質(zhì)意義的。城市地下空間形態(tài)特征的研究就是在對地下空間總體輪廓的描述、概況、分類及比較基礎(chǔ)之上，尋找相關(guān)要素之間的聯(lián)系與組織。這種聯(lián)系與組織可以被看做無形的控制作用，在顯相上可以看成自然控制和意識控制相互作用，交替融合的過程。因此，也可以認(rèn)為城市地下空間設(shè)計的關(guān)鍵，也就是在于如何從空間安排上保證城市地下各種活動高效、合理的組織。

在城市發(fā)展理論中研究地下空間形態(tài)特征，可以使城市地下空間組織達(dá)到科學(xué)性、經(jīng)濟(jì)性、藝術(shù)性的完美結(jié)合，與地面空間巧妙耦合形成有特色、有個性的城市整體空間系統(tǒng)。城市合理的利用地下空間，不僅僅要求對空間的巧妙組織，更需要研究空間的維度、形態(tài)的序列，整體和局部之間的協(xié)調(diào)，從而在功能和審美上達(dá)到高度協(xié)調(diào)和統(tǒng)一。解放軍理工大學(xué)陳志龍教授認(rèn)為：“城市地下空間形態(tài)是城市地下空間功能的體現(xiàn)，與城市地面空間形態(tài)不同的是，城市地下空間是一種非連續(xù)的人工空間結(jié)構(gòu)，需要經(jīng)過系統(tǒng)的規(guī)劃和長期的發(fā)展才能逐步形成連續(xù)的空間形態(tài)[4]”。因而，地下空間的形態(tài)關(guān)系將是一種建立于地下空間要素之上的復(fù)雜模式，相互連續(xù)完整，卻又復(fù)雜易變。

1.地下空間形態(tài)認(rèn)知。對于空間形態(tài)與功能關(guān)系的認(rèn)知需要建立在一個基礎(chǔ)上，城市的地面空間是可以不以人的活動創(chuàng)造而自然存在的，人類的城市社會活動只是對即存空間的再改造，是通過圍合等手法對空間進(jìn)行限定。然而，城市地下空間的形成必須以人類建設(shè)活動為基礎(chǔ)，沒有人類功能性活動，自然沒有地下空間存在，因而空間為之地下必然具有強(qiáng)烈的功能指向性質(zhì)。因此，地下空間形成之始，就以人的行為或功能特征為其形態(tài)依據(jù)，從這點(diǎn)上理解，這也就是與城市地面形態(tài)特征完全不同的地方。

對于地下空間的形態(tài)與其功能的關(guān)系，部分學(xué)者認(rèn)為：“功能是城市地下空間發(fā)展的動力因素，是地下空間存在的本質(zhì)特征。而形態(tài)是表象的，是功能與結(jié)構(gòu)的高度概括，它映射地下城市發(fā)展的持續(xù)和繼承，體現(xiàn)鮮明的城市個性和環(huán)境特色[4]。”因而，對于地下空間形態(tài)的深入研究將有力地改變現(xiàn)有不合理整體空間結(jié)構(gòu)，影響城市整體空間的發(fā)展。地下空間就空間形態(tài)而言與地面空間是類似的，其空間表現(xiàn)形式千變?nèi)f化，但歸納而言可分為兩大類：即地下空間單一形態(tài)和地下空間復(fù)合形態(tài)。

2.地下空間單一形態(tài)。簡單來說，地下空間單一形態(tài)的概念就是由單個形體構(gòu)成的空間形態(tài)，是構(gòu)成地下空間形態(tài)的最小單位。單一空間形態(tài)的地下空間功能也相對較為單一，相互之間的連通性較弱，適合于地下人防、靜態(tài)交通、地下市政設(shè)施、地下工業(yè)倉儲功能等設(shè)施。所以，單一形態(tài)的地下空間普遍上是具有形體單一、功能簡單、空間均質(zhì)、主體突出、信息明晰的統(tǒng)一特性。單一形態(tài)的地下空間在表現(xiàn)形式上又可分為幾何原形和原形變異兩大類。

幾何原形一般都可以簡單地歸納為基本元素點(diǎn)、線、面的組合，原形是最基本的平面或空間形態(tài)。方形、圓形、三角形，它們是地下空間大量運(yùn)用的幾何形態(tài)，也被看成是基礎(chǔ)性形態(tài)的元素，可以變幻出所有可能的類型。這些規(guī)則的基本幾何體是以一種“有序”的方法來組織各個局部以及局部與整體之間的關(guān)系，在視覺的感受上多以對稱式構(gòu)圖。不規(guī)則的幾何體則以“無常”的方法來組織各個方面的關(guān)系，在視覺感受上則呈現(xiàn)出動態(tài)。原形變異是地下空間在基本的幾何原形基礎(chǔ)之上，通過某種規(guī)律性的動作，如拉伸、旋轉(zhuǎn)、扭曲等，對其空間本體產(chǎn)生形變作用，從而形成具有明顯空間特征，但空間仍然保持均質(zhì)和單一的地下形態(tài)。但是，如果從幾何學(xué)角度上解釋，比如橢圓就是由圓形的某一方向相對擠壓而形成的，以其離心率的大小來控制橢圓的圓扁度，圓形的變異也明顯表現(xiàn)出空間形態(tài)的一種軸向性。

3.地下空間復(fù)合形態(tài)。地下空間復(fù)合形態(tài)是由兩個或兩個以上的單一地下空間單元通過一定的結(jié)構(gòu)方式和聯(lián)系關(guān)系組合而成的復(fù)合體。地下空間復(fù)合形態(tài)研究討論的關(guān)鍵是針對兩個以上空間單元在幾何壓縮、拉伸外的變異以及組合關(guān)系從而形成的復(fù)雜的不規(guī)則的空間系統(tǒng)。當(dāng)然，這里的不規(guī)則空間形態(tài)并非就是所謂的堆砌、凌亂放置，給人造成不舒服、不暢快、混亂無章感，相反它應(yīng)該以一種潛在的邏輯和內(nèi)在的規(guī)律以多變的形態(tài)給人活潑多樣、輕快而富有變化的感覺展示出更多的形態(tài)美和多樣性。

三、復(fù)合形態(tài)結(jié)構(gòu)特征

從系統(tǒng)論的角度理解結(jié)構(gòu)的內(nèi)涵是指系統(tǒng)內(nèi)部各個組成要素之間的相對穩(wěn)定的聯(lián)系方式，組織秩序及其時空關(guān)系的內(nèi)在表現(xiàn)形式。系統(tǒng)中各要素所具有的一種必然性的關(guān)系及其表現(xiàn)形式的綜合導(dǎo)致了系統(tǒng)的一種繁體規(guī)定性[5]。地下空間復(fù)合結(jié)構(gòu)是在一定的發(fā)展時期和條件下區(qū)域內(nèi)各種行為活動依據(jù)功能發(fā)展進(jìn)行空間分布與組合的結(jié)果。隨著時間的推移，其形態(tài)特征也在不斷地發(fā)生進(jìn)化和演變[6]。城市地下空間擺脫單一空間形態(tài)，由多種要素互相聯(lián)系而形成系統(tǒng)性的空間組合是城市地下空間形態(tài)趨于成熟的重要標(biāo)志之一，是城市整體空間發(fā)展到一定階段的必然結(jié)果。多個較大規(guī)模的地下空間相互連通形成空間結(jié)構(gòu)性系統(tǒng)化的發(fā)展形態(tài)，較多的發(fā)生在城市中心區(qū)等地面開發(fā)強(qiáng)度相對較大的區(qū)域。其在功能上也展現(xiàn)出復(fù)雜性和綜合性，一般由交通空間、商業(yè)空間、休閑空間以及儲藏空間等共同組成。因此，科學(xué)合理的復(fù)雜地下空間空間結(jié)構(gòu)形態(tài)需要經(jīng)過深入研究的基礎(chǔ)上結(jié)合城市實(shí)際建設(shè)條件逐步發(fā)展形成。

城市地下空間的復(fù)雜結(jié)構(gòu)特征從概念上表述，是根據(jù)各不相同的空間功能，在豎向和平面進(jìn)行多樣的組合和聯(lián)系，并通過不同的方式為空間使用者提供良好的空間感受，構(gòu)建地下通透、流動、自然的城市地下空間體系。當(dāng)然地下空間因其復(fù)雜性，組合和聯(lián)系不單是一個技術(shù)問題也表現(xiàn)出空間藝術(shù)處理問題，恰當(dāng)?shù)男螒B(tài)結(jié)構(gòu)必然是以少勝多、虛實(shí)得宜、構(gòu)成有序、自成體系，而對整個地下空間設(shè)計效果有著重要的意義，反映出所在城市的風(fēng)格和氣質(zhì)。

地下空間的組合形式有很多種，根據(jù)不同空間組合的特征，經(jīng)過深入分析概括起來主要分為：軸心結(jié)構(gòu)、放射結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)三類主要結(jié)構(gòu)形態(tài)。

1.軸心結(jié)構(gòu)。呈軸心結(jié)構(gòu)分布的地下空間形態(tài)，主要指的是以地下空間意象中的路徑要素如地下軌道、地下道路、地下商業(yè)街等為發(fā)展核心軸空間同時向周邊輻射發(fā)展，在平面及豎向空間上連通路徑要素周邊多個相鄰且獨(dú)立的地下空間節(jié)點(diǎn)，如地下商業(yè)空間或停車庫等，從而形成地下空間串聯(lián)空間結(jié)構(gòu)形態(tài)（見圖1）。

軸心結(jié)構(gòu)地下空間是構(gòu)成城市地下空間形態(tài)最為常見也是最為基本的復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)形式，其優(yōu)點(diǎn)在于有良好的層級結(jié)構(gòu)，空間連續(xù)、主次分明、分布均衡。軸心結(jié)構(gòu)空間形態(tài)把地下各個分散的，相對獨(dú)立的單一空間形態(tài)通過軸線連成一個系統(tǒng)、形成一個復(fù)雜結(jié)構(gòu)極大地提高了單一空間的利用效益和功能拓展。由于軸心結(jié)構(gòu)地下空間導(dǎo)向明確，對于地下人流疏散非常有利。但是，也正是由于軸心空間的簡單結(jié)構(gòu)需要注重地下空間內(nèi)部的對比與變化、節(jié)奏與韻律，從而避免軸心結(jié)構(gòu)地下空間潛在的單調(diào)和乏味。

城市商業(yè)、商務(wù)中心區(qū)步行系統(tǒng)較為發(fā)達(dá)適合于軸心結(jié)構(gòu)空間開發(fā)模式，整體貫通的地下商業(yè)步行街結(jié)合地下軌道線路作為區(qū)域空間線性的發(fā)展軸，同時沿軸線在城市的重要節(jié)點(diǎn)形成若干點(diǎn)狀地下空間。此類地下空間復(fù)合形態(tài)模式適合與帶狀集中型或帶狀群組型的城市地面空間形態(tài)相協(xié)調(diào)。

圖1右 軸心結(jié)構(gòu)地下空間示意圖（圖片來源：作者繪制）

圖2左 放射結(jié)構(gòu)地下空間形態(tài)示意圖（圖片來源：作者繪制）

2.放射結(jié)構(gòu)。在城市中除了軸線以外，還有一類空間在具有一定規(guī)模同時也集聚了地下各種主要功能活動的區(qū)域，在此地下區(qū)域內(nèi)，形成地下空間人流、交通流、資金流等的高度集中。通過這類地下空間，城市區(qū)域以自身為核心對周邊地下空間形成聚集和吸引的同時也將功能、商業(yè)、人流向周邊輻射（見圖2）。這種由中心向外輻射射的空間組合形態(tài)即為放射結(jié)構(gòu)地下空間形態(tài)，其形成和發(fā)展顯現(xiàn)出一座城市整體空間發(fā)展后地下空間形態(tài)趨于成熟的標(biāo)志，也是地下空間發(fā)展必然經(jīng)歷的一個過程。地下空間放射結(jié)構(gòu)形態(tài)的特點(diǎn)是在交叉的核心點(diǎn)上導(dǎo)向各處的路徑非常便捷，即從一點(diǎn)可以到達(dá)多方向，而交叉點(diǎn)以外各點(diǎn)到其余各處都需要經(jīng)過中心節(jié)點(diǎn)。因此放射結(jié)構(gòu)形態(tài)的中心節(jié)點(diǎn)必然人流壓力巨大，為緩解此問題隨著地下空間發(fā)展的不斷擴(kuò)大可以將一個中心改為分散為幾個次中心。

放射結(jié)構(gòu)地下空間形態(tài)的核心空間主要表現(xiàn)為大型地下商業(yè)綜合體、地鐵的區(qū)域換乘站或城市中心綠地廣場等與周邊地下空間有著嚴(yán)格的相互關(guān)聯(lián)和滲透性的層次結(jié)構(gòu)關(guān)系。放射結(jié)構(gòu)的地下空間形態(tài)發(fā)展呈現(xiàn)復(fù)雜聯(lián)系的趨勢，相比軸心型結(jié)構(gòu)更加緊密的結(jié)合了周邊眾多次要空間。放射結(jié)構(gòu)的發(fā)展和利用也使地下空間形態(tài)形成相對完整的體系對城市整體空間起到非常重要的作用，一方面連接著各個商業(yè)區(qū)，另一個方面緩解地面的交通壓力。因而，地下空間的輻射狀結(jié)構(gòu)形態(tài)的開發(fā)利用極大地鼓勵了地下空間的規(guī)?；ㄔO(shè)，帶動周圍地塊地下空間的開發(fā)利用，使城市區(qū)域地下空間設(shè)施形成相對完整的體系。

3.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。合理的地下空間復(fù)合結(jié)構(gòu)形態(tài)關(guān)系影響空間資源優(yōu)配置，影響地下空間網(wǎng)絡(luò)關(guān)系發(fā)展。受城市經(jīng)濟(jì)活動集中化的影響，城市地下空間組織結(jié)構(gòu)在發(fā)展到一定程度后往往呈現(xiàn)大范圍集中、小范圍擴(kuò)散的發(fā)展趨勢，即在城市地域內(nèi)從城市中心向城市邊緣擴(kuò)散和再集中。因?yàn)槌鞘械叵驴臻g之間存在的通信、功能和交通等各種關(guān)聯(lián)性，同時空間與空間之間相互承載各種要素的流動，這類關(guān)聯(lián)性和要素流在城市商業(yè)密集，交通復(fù)雜的中心區(qū)被急劇放大和集中化，使得城市地下空間之間需要一種更為密切，更為高效的空間結(jié)構(gòu)形態(tài)。城市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)中心區(qū)或交通密集區(qū)的樞紐區(qū)，地下空間最佳選擇應(yīng)該采取網(wǎng)絡(luò)化的空間結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)形態(tài)的地下空間就是一個以具備一定規(guī)模多空間多節(jié)點(diǎn)為支撐，具備網(wǎng)絡(luò)型空間組織特征，超越空間臨近而的建立功能聯(lián)系，是一個功能整合的地下空間網(wǎng)絡(luò)。地下各個空間或節(jié)點(diǎn)之間相互依賴協(xié)調(diào)發(fā)展，彼此具有密切的既競爭又合作的聯(lián)系（見圖3、圖4）。

城市地下空間整體形態(tài)網(wǎng)絡(luò)狀空間模式，就是充分發(fā)揮“網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)效應(yīng)”作用。所謂“網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)效應(yīng)”就是指處于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)、連接線和網(wǎng)絡(luò)整體對地下空間各要素實(shí)施的作用力，也就是說地下空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對空間的影響狀況。地下空間的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)發(fā)展效應(yīng)主要體現(xiàn)在空間與空的相互依賴性以及互補(bǔ)性這兩種特性上。依賴性可以被理解為外部性，它使單一空間直接增加另一單一空間的效用。比如，地下軌道交通可以帶來大量人流，從而繁榮地下商業(yè)。而互補(bǔ)性可以被理解為內(nèi)部性，即地下空間之間互為補(bǔ)充，單一空間彌補(bǔ)另一空間功能、性質(zhì)等方面不足。比如，地下停車可以有效解決地下商業(yè)配建問題；地下商業(yè)空間為地下交通步行空間豐富體驗(yàn)。所以，城市中心區(qū)發(fā)展地下網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)為城市空間高效合理利用提供了科學(xué)的途徑，為規(guī)劃布局的空間設(shè)計提供了強(qiáng)有力的基礎(chǔ)。

地下空間網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)形態(tài)是一個多中心的空間實(shí)體，其建構(gòu)不僅需要實(shí)體空間上的規(guī)劃設(shè)計，更需要對不同區(qū)域主體之間利益進(jìn)行協(xié)調(diào)，需要搭建區(qū)域地下空間之間的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，并促進(jìn)相互之間的合作。網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)的地下空間形態(tài)不僅僅是一個新的概念，更重要的是代表了未來城市的一種高效空間發(fā)展理念。城市中心區(qū)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的地下空間模式，就是在空間組織上摒棄傳統(tǒng)的單一而獨(dú)立的發(fā)展，倡導(dǎo)城市地下空間的互聯(lián)互通規(guī)?；l(fā)展，強(qiáng)調(diào)構(gòu)建面向區(qū)域的開放的多中心城市地下空間格局。在功能整合上，強(qiáng)調(diào)分工與合作，促進(jìn)區(qū)域城市地下空間網(wǎng)絡(luò)的形成；在協(xié)調(diào)管理上，強(qiáng)調(diào)通過對話、協(xié)調(diào)與合作實(shí)現(xiàn)權(quán)利平衡和利益分配，通過網(wǎng)絡(luò)化空間結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)公平與效率并重的地下空間管理體系。

圖3左 商業(yè)性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)地下空間形態(tài)示意圖（圖片來源：作者繪制）

圖4右 交通性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)地下空間形態(tài)示意圖（圖片來源：作者繪制）

四、地下空間豎向布局

雖然城市地下空間在平面布局上逐步發(fā)展成熟，但如果缺乏對城市地下空間豎向布局等相關(guān)問題的深入研究，還是會導(dǎo)致地下設(shè)施和空間之間相互沖突的矛盾。目前地下空間在豎向形態(tài)設(shè)計思路還比較匱乏，由于地下的不可見性和不可逆性，無計劃的建設(shè)勢必導(dǎo)致重復(fù)施工，影響空間運(yùn)營效率，造成空間資源浪費(fèi)。比如，在南京新街口地區(qū)的地下空間前期建設(shè)中，由于缺乏在城市層面整體考慮和合理空間豎向整體設(shè)計和布局，前期許多建設(shè)獨(dú)自為陣、各自為營造成地下豎向的混亂無章，在地鐵建設(shè)作為貫穿地下網(wǎng)絡(luò)發(fā)展介入后發(fā)現(xiàn)一些先建的地下設(shè)施隨意占用了地下空間資源，使得后建的地鐵空間與之發(fā)生沖突，只能往更深的方向發(fā)展，造成不必要的資金浪費(fèi)以及巨大的開發(fā)困難。因此，在進(jìn)行地下空間開發(fā)利用的同時，有必要對其豎向布局進(jìn)行分析研究，從整體城市層面進(jìn)行地下空間城市豎向設(shè)計，使地下空間的開發(fā)能夠按照相應(yīng)設(shè)施的功能以及所處的地域進(jìn)行有層次的開發(fā)，充分保護(hù)地下空間資源。

1.地下空間資源。地下空間是當(dāng)代大、中城市城市空間發(fā)展的重要自然資源。城市地下空間資源容量的大小與地下空間開發(fā)技術(shù)有密切的關(guān)系。早期城市地下空間開發(fā)利用由于受技術(shù)的限制只能開發(fā)淺層地下空間。因此，由于開發(fā)深度的限制城市地下空間資源容量只能計算淺層空間容量，但是當(dāng)今隨著深層巖土開發(fā)技術(shù)的發(fā)展，城市深層地下空間也逐步走進(jìn)城市發(fā)展的視野。比如，俄羅斯圣彼得堡地鐵站大多超過100m，朝鮮平壤地鐵最深站甚至達(dá)地下200m。另外，由于原先技術(shù)的限制對于城市高密度發(fā)展地區(qū)地下空間不利于開發(fā)，因而城市地下空間資源容量就無法計入該地區(qū)的地下空間。隨著地下工程施工方法的創(chuàng)新，逆作法、淺埋暗挖、微型隧道等技術(shù)逐步成熟。在城市高密地區(qū)開發(fā)地下空間成為現(xiàn)實(shí)的同時也無形的為城市地下空間資源增加了容量[7]。

地下空間資源的數(shù)量是呈現(xiàn)出動態(tài)發(fā)展的數(shù)據(jù)，城市地下空間資源容量的大小與對城市地下空間資源的認(rèn)識、開發(fā)技術(shù)、地面狀況等有著直接的關(guān)系。盡管城市潛在地下空間資源較為豐富，但由于早期城市的認(rèn)識忽略了它的存在，對其利用存在著很大的局限性。如早期的城市建設(shè)只注重市政基礎(chǔ)設(shè)施納入地下，當(dāng)時對城市地下空間資源的容量可能只停留在城市道路下的地下空間。后期為了解決城市地面交通擁堵問題，地下軌道系統(tǒng)的發(fā)展使得城市地下空間資源容量大大增加。

所以，城市地下空間資源是城市空間資源的重要組成部分，它是城市集約化發(fā)展，實(shí)施城市立體化開發(fā)的重要保障。要對城市地下空間資源有一個明確的認(rèn)識，就必須對城市地下空間資源進(jìn)行評估，明確城市地下空間資源的分布和資源質(zhì)量，明確城市地下空間資源量、可開發(fā)量，為地下空間規(guī)劃提供重要的依據(jù)。城市地下空間資源的科學(xué)評估對城市地下空間開發(fā)的整體性和效益十分重要，因此有必要對城市地下空間資源進(jìn)行合理的評估，來指導(dǎo)城市地下空間的合理設(shè)計。另外，在明確地下空間資源概念的同時還需要了解城市地下空間資源質(zhì)量的概念才能更科學(xué)地進(jìn)行地下空間豎向布局的研究。地下空間資源質(zhì)量通常指城市地下空間可開發(fā)利用程度的綜合評價指數(shù)，可用綜合指標(biāo)評價后的相對分?jǐn)?shù)或分級來表示。對城市地下空間資源質(zhì)量進(jìn)行評價，是制定資源開發(fā)利用規(guī)劃、采取合理的開發(fā)方式與措施的科學(xué)依據(jù)。

2.豎向分層布局。地下空間的豎向分層開發(fā)研究需要在充分了解不同城市地下空間資源的基礎(chǔ)上，綜合分析地下空間資源質(zhì)量的情況，根據(jù)不同發(fā)展時期對地下空間設(shè)計的不同需求統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、合理布局。為了確保地下空間發(fā)展的充分性和科學(xué)性，地下空間豎向布局設(shè)計的重點(diǎn)控制解決城市發(fā)展的各個不同階段、不同建設(shè)時期，各類原有設(shè)施與新建設(shè)施的避讓和統(tǒng)一。根據(jù)地下空間開發(fā)的層次性和時序性，按照豎向深度的不同，可以把地下空間豎向劃分為淺層地下空間、次淺層地下空間、次深層地下空間、深層地下空間四個層次（見表1）。

所謂淺層地下空間，即地表相對高程±0m～-15m。位于地表-15m以上，是地下空間使用者的行為活動最為頻繁的地下空間。軌道站點(diǎn)作為地面、地下聯(lián)系的出口，從安全及經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)應(yīng)盡量布置該層。同時結(jié)合安排停車、商業(yè)服務(wù)、公共步行通道、交通集散等地下步行交通為主功能。在各重點(diǎn)地區(qū)道路下的淺層空間還需考慮安排市政管線、綜合管廊等功能。由于該層為首層地下空間，因此在進(jìn)行地下空間豎向設(shè)計時應(yīng)盡可能的預(yù)留一定的覆土深度，盡量減少對地面景觀生態(tài)的破壞。其中市政管線的布置應(yīng)盡量處于人行道或非機(jī)動車道的下方，地下綜合管廊可以布設(shè)在車行道下。次淺層地下空間為地表相對高程-15m～-30m。相對而言，次淺層地下空間對于使用者的可達(dá)性稍差，在表層空間被步行空間占用的情況下，地下軌道的隧道類空間應(yīng)盡量安排在這一層同時兼顧地下停車、地下快速路，另外也可根據(jù)實(shí)際情況布置地下垃圾收集系統(tǒng)等較為深層要求的市政公用設(shè)施功能。次深地下空間，則為地表相對高程-30m～-50m。在淺層空間發(fā)展飽和的情況下，主要以發(fā)展軌道樞紐換乘站的站廳、深層軌道線路、地下變電站、地下水處理，地下物流系統(tǒng)等埋深要求較深的地下設(shè)施。這一層次也是當(dāng)前地下巖土技術(shù)和人的心理可以接受的最深層次，比如深圳福田中心CBD以及成都地下空間已經(jīng)將地下深層軌道線路開發(fā)至地下-38m。而深層地下空間為地表相對高程-50m以下空間。這一層次并不是現(xiàn)今地下空間開發(fā)涉及的層面，其作用主要為未來技術(shù)成熟時的深層地下空間開發(fā)做遠(yuǎn)景預(yù)留，為遠(yuǎn)期地下空間資源規(guī)劃和城市設(shè)計留有余地。

因此，依據(jù)中國大部分城市現(xiàn)階段的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展水平以及地下空間開發(fā)利用的時序和階段，短期內(nèi)應(yīng)該主要以發(fā)展淺層及次淺層次的地下空間資源（即地表相對高程-50m內(nèi)）為主。由于技術(shù)及對于地下空間利用群體意識的欠缺，目前深層的地下空間資源很少被重視。但是，深層巖土技術(shù)、施工方法和挖掘設(shè)備的逐步進(jìn)步革新將會把心理空間引入更深層的地下，城市地下空間的設(shè)計也勢必逐步向深層發(fā)展，這也就使得對深層地下空間資源的研究和實(shí)踐是未來城市立體化建設(shè)的主要課題。

五、地下空間形體發(fā)展案例

蒙特利爾地下城（Montreal Under-ground City）是指加拿大魁北克省（Quebec）蒙特利爾市（Downtown Montreal）中心附近地下的交通及綜合性商業(yè)區(qū)，是目前世界范圍內(nèi)開發(fā)體量最大的城市地下空間。地下城大約12km2的建設(shè)區(qū)域，位處兩個重要的地理景觀中間，北抵皇家山脈，南達(dá)圣勞倫斯河。除發(fā)達(dá)商業(yè)之外，也是城市居民重要的社會文化活動之地。在地質(zhì)條件優(yōu)良的巖石層中的蒙特利爾地下軌道系統(tǒng)如同蛛網(wǎng)般致密、豐富，且功能強(qiáng)大。蒙特利爾地下城的全面發(fā)展是幾輪城市空間結(jié)構(gòu)變化的產(chǎn)物，借機(jī)于地下軌道系統(tǒng)，始于20世紀(jì)60年代，經(jīng)過70年代的擴(kuò)張、80年代的鞏固和90年代的大型項(xiàng)目，形成了目前擁有面積達(dá)360萬m2、兩條地鐵線10個車站的地下空間。總長度為32km的地下步行系統(tǒng)，將地下高速公路、中央火車站、大型停車場、室內(nèi)公共廣場、大型商業(yè)中心、辦公樓等相連接的地下網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，形成當(dāng)之無虞的“地下城市”[8]（見圖5）。

地下空間能夠有效抵御惡劣天氣，鼓勵居民使用公共交通，對城市中心商業(yè)和旅游活動具有吸引力。自1962年開始建設(shè)，蒙特利爾地下城從最初的軸心結(jié)構(gòu)發(fā)展至放射結(jié)構(gòu)及當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，逐步形成一個包含多種城市功能的大尺度步行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（見圖6）。對于蒙特利爾的整個城市空間而言，網(wǎng)絡(luò)化的地下空間有助于減輕主要交叉路段汽車與行人的交通沖突，緩解了停車需求，減少了空氣污染。通過地下空間和商業(yè)零售之間的積極合作關(guān)系，商業(yè)區(qū)的核心一直保留著獨(dú)特的活力。促成了一個對于商業(yè)街、公共空間和私人項(xiàng)目都有益的，繁忙且充滿生機(jī)的地區(qū)。

蒙特利爾的地下城的開發(fā)體現(xiàn)了人性關(guān)懷的思想。發(fā)達(dá)的地下步行道系統(tǒng)，以其龐大的規(guī)模，方便的交通，綜合的服務(wù)設(shè)施和優(yōu)美的環(huán)境，保證了在漫長的嚴(yán)冬氣候下各種商業(yè)、文化及其他事務(wù)交流活動的進(jìn)行。以人的需求作為出發(fā)點(diǎn)，通過科學(xué)的行為研究，了解人在地下空間的行為內(nèi)涵，從而設(shè)計完善的地下空間設(shè)施。利用地下空間的特點(diǎn)，將餐飲、娛樂、休閑、購物為一體；積極采用自然采光系統(tǒng)，減少地下的壓抑；設(shè)置清晰統(tǒng)一標(biāo)識系統(tǒng)，緩解地下方向感的缺失；布置豐富多彩藝術(shù)作品，增加城市文化氣息；廣泛采用地下綠化植物，排除污染，凈化空氣。

圖6 蒙特利爾地下空間的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展（吳錚. 城市中心區(qū)交通節(jié)點(diǎn)地上地下一體化設(shè)計研究）

通過把握和突出城市自身特色，以文化來增添城市的魅力。蒙特利爾是法國海外最大的法裔城市，有著鮮明的法國特色，其城市景觀別具風(fēng)格。大規(guī)模的地下空間系統(tǒng)開發(fā)使得老城區(qū)保存了地面歐陸風(fēng)格建筑。無論是規(guī)劃還是建設(shè)，每一個細(xì)節(jié)都注重體現(xiàn)人與自然的和諧。地下空間使得城市保留著大片綠地，綠樹成蔭，鳥語花香，渾然一體，人與自然的和諧共處。蒙特利爾的地下空間開發(fā)之成功的關(guān)鍵因素，是當(dāng)?shù)卣J(rèn)真落實(shí)規(guī)劃、長期提供政策引導(dǎo)和服務(wù)的結(jié)果。政府通過反復(fù)論證，使地下空間規(guī)劃設(shè)計方案得以實(shí)現(xiàn)；制定優(yōu)惠性政策給予鼓勵，給予土地價格優(yōu)惠；從而通過地下空間促進(jìn)了城市層面布局的立體開發(fā)模式。

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