国内外城市地下空间资源开发利用的发展与问题——孙钧教授综述报告
本文由同济大学荣誉终身教授、中国科学院院士孙钧（Sun Jun）及其合作团队撰写，发表于《隧道建设(中英文)》2019年第5期。作为国际岩石力学学会前副主席及中国隧道工程领域的权威专家，孙钧院士系统梳理了全球城市地下空间开发的现状、技术进展与挑战，重点结合中国实践提出战略性思考。
文章首先对比了发达国家地下空间利用的成熟经验：
- 功能复合化：以日本大阪梅田地下综合体为例，其四层空间整合商业、交通、仓储功能，通过下沉式广场（sunken plaza）引入自然光，形成”地下城市”（案例数据：日均客流超50万人次）。
- 平战结合设计：欧洲国家将地铁网络作为战时人员掩蔽所（civil defense shelter），如巴黎地下综合管廊（utility tunnel）兼具市政与防灾功能。
- 浅层开发策略：加拿大多伦多地下步行系统（PATH）通过超浅埋设计（平均埋深＜10m）降低能耗，商业面积达40万㎡，年收益约12亿加元。
理论支撑：这些案例印证了”紧凑城市”（Compact City）理论，即三维空间集约化开发可提升土地效率30%-50%（引自OECD城市发展报告）。
作者以详实数据揭示中国进展：
- 轨道交通主导：截至2018年，中国大陆35个城市运营地铁线路5761.4公里（占全球总里程35%），其中上海地铁网络规模全球第一（784.6公里，日客流1017万人次）。
- 技术突破：
- 数字化技术：BIM（Building Information Modeling）技术应用于上海虹桥枢纽，实现结构健康监测数据实时上传，病害识别准确率达92%。
- 特殊工法：宁波地铁3号线类矩形盾构（rectangular shield）减少开挖断面20%；南京长江隧道采用φ15.5m泥水盾构，攻克高水压复合地层难题。
- 典型案例：
- 南京江北新区：7层地下空间（最深48m）集成综合管廊、商业、停车功能，通过数字孪生（digital twin）技术实现全生命周期管理。
- 重庆北城天街项目：社会资本投资的平战结合人防工程（战时掩蔽面积17万㎡），创新采用”代驾式智能停车系统”，车位利用率提升60%。
矛盾分析：作者指出当前中国存在”重规模轻质量”倾向，如部分地下综合体客流密度不足设计值的40%（调研数据来自北京、上海）。
文章系统论证了地下开发的综合价值：
- 交通治堵：上海”北横通道”地下道路使沿线车速提升45%，CO₂排放下降18%（2019年监测数据）。
- 防洪抗旱：东京”地下神庙”（G-Cans Project）泄洪系统使内涝面积从2784公顷降至65公顷，该模式已在广州深层隧道排水系统中试点。
- 低碳技术：LED诱导照明（inductive lighting）与太阳能光纤导光（solar fiber optics）技术在上海长江隧道应用，节电率达35%。
技术痛点：大深度开发面临初期投资高（如深层排水隧道成本达2亿元/公里）、运维安全风险（如火灾烟气控制需30s内启动应急系统）等挑战。
孙钧提出10项关键建议，核心包括：
1. 规划协同：建立”轨道交通-人防-市政”三位一体规划机制，避免重复开挖（案例：徐家汇地铁站改造因缺乏预留导致成本增加1.2亿元）。
2. 标准体系：亟需制定《城市地下空间开发技术导则》，明确权属管理（如重庆项目土地使用权与地下空间使用权分离引发的争议）。
3. 技术创新：推广VSM（Vertical Shaft Sinking Machine）竖井掘进技术建设智能车库（单车位成本可降低至8万元）。
前瞻观点：作者特别强调需发展”地下生态空间”（underground ecology），如上海中山公园项目通过暗挖技术保护200株古树，实现地上地下生态共生。
本文的突出贡献在于：
1. 系统性：首次将轨道交通、人防工程、市政设施纳入统一分析框架，提出”功能网络化”开发模型。
2. 实证性：基于南京、重庆等12个城市项目的实地调研数据，揭示投资回报率（ROI）与功能复合度的正相关性（R²=0.73）。
3. 战略视野：指出中国需从”规模驱动”转向”质量驱动”，建议将地下空间纳入城市韧性（urban resilience）评价体系。
该研究为《国家新型城镇化规划（2021-2035）》提供了关键技术支撑，其提出的”浅层优先”“平战结合”等原则已被多地立法采纳。未来需进一步探索地下空间权属立法、跨部门协同机制等深层次问题。