■ Raymond L. Sterling演講 楊可 黃瑞達(dá)整理 范益群 李煥青校核

國(guó)際地下空間開發(fā)利用研究現(xiàn)狀（一）

■ Raymond L. Sterling演講 楊可 黃瑞達(dá)整理 范益群 李煥青校核

現(xiàn)如今世界各地地下空間開發(fā)利用活動(dòng)愈發(fā)頻繁，部分地區(qū)已經(jīng)開始著力于提升城市地下空間品質(zhì)及其利用效率的研究工作。在國(guó)際上，中國(guó)大陸的地下空間開發(fā)利用活躍程度首屈一指，各城市的地下交通、地下商業(yè)、地下市政的工程開發(fā)如火如荼，對(duì)于地下空間開發(fā)利用的相關(guān)研究工作也在加速進(jìn)行。地下空間開發(fā)利用研究的主要目的是：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(zhǎng)趨勢(shì)下，優(yōu)化地下空間規(guī)劃、提高地下空間開發(fā)經(jīng)濟(jì)性、使地下空間為城市宜居性、可抗災(zāi)性與可持續(xù)性提升做出貢獻(xiàn)。

本文梳理并總結(jié)除中國(guó)大陸外其他國(guó)家與地區(qū)在地下空間開發(fā)利用研究方面的現(xiàn)狀，主要聚焦于活躍在相關(guān)研究領(lǐng)域的國(guó)家地區(qū)并著重加以介紹。

各大洲地下空間開發(fā)利用研究現(xiàn)狀

目前，針對(duì)地下空間開發(fā)利用的研究機(jī)構(gòu)與組織坐落在世界各大洲，然而他們的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀都存在著或多或少的差異。非洲-中亞國(guó)家中，埃及、伊朗、摩洛哥和南非對(duì)于地下空間開發(fā)利用都有過(guò)研究熱潮，現(xiàn)如今仍舊保持一定研究投入的國(guó)家就只有伊朗；大洋洲國(guó)家中，澳大利亞對(duì)于城市地下空間的應(yīng)用方面極其活躍，并進(jìn)行了一些研究，而新西蘭最近對(duì)于地下空間的重視剛剛開始；中南美洲國(guó)家主要將地下空間聚焦于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域，現(xiàn)如今研究力度較弱；北美洲國(guó)家對(duì)于地下空間的開發(fā)利用不斷增加，過(guò)去曾經(jīng)有過(guò)研究熱潮，現(xiàn)如今略有消退；歐洲各國(guó)擁有對(duì)地下隧道及地下空間的巨大應(yīng)用需求，一些研究方向在短期將興起熱潮，遠(yuǎn)期將趨于平穩(wěn)；亞洲國(guó)家在世界范圍內(nèi)對(duì)于地下空間開發(fā)利用需求與研究熱度為世界最高。

非洲-中亞

伊朗在地下空間規(guī)劃方面有較大的研究投入，著力于利用地下空間為城市的土地預(yù)留與再生做出貢獻(xiàn)。除此之外，伊朗針對(duì)傳統(tǒng)的地下空間結(jié)構(gòu)，從建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化方面進(jìn)行了一定的研究。

南非的地下基礎(chǔ)設(shè)施工程開發(fā)項(xiàng)目較多，因此其研究重點(diǎn)主要集中于非開挖技術(shù)。對(duì)于地下空間方面，南非缺乏相關(guān)的研究投入。

摩洛哥南部緊鄰西撒哈拉，鑒于較為惡劣的自然條件，其對(duì)于地下糧倉(cāng)擁有較強(qiáng)的研究興趣。圖1所示即為摩洛哥的Matmora地下谷類儲(chǔ)藏設(shè)施。

圖1 摩洛哥地下糧倉(cāng)

大洋洲

1983年，首屆的ACUUS（Associated Research Centers for Urban Underground Space，國(guó)際地下空間研究中心）會(huì)議就是在澳大利亞召開的。

沃倫中心（Warren Centre）于1983年成立，是澳大利亞工程科技政策智囊團(tuán)，該組織總部位于悉尼。1996年的一篇關(guān)于地下空間開發(fā)利用的報(bào)告“向下—面向四維城市”，就是筆者在沃倫中心發(fā)表的，如圖2所示。

此外，澳大利亞還有一些國(guó)家級(jí)的針對(duì)隧道與非開挖技術(shù)的專業(yè)研究機(jī)構(gòu)，也有一些地方的研究組織，比如位于布里斯班的研究團(tuán)隊(duì)。其中，莫納什大學(xué)的趙堅(jiān)教授以及格里菲斯大學(xué)的Jenny Cui博士長(zhǎng)期活躍于地下空間相關(guān)研究領(lǐng)域。

圖2 向下—面向四維城市

中南美洲

中南美洲對(duì)于地下空間開發(fā)利用的相關(guān)研究主要由巴西主導(dǎo)，其中Andre Assiz博士和Tarcisio Celestino博士在該領(lǐng)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(shè)計(jì)等方面對(duì)于地下空間開發(fā)利用研究也有一定的投入。如圖3所示的頗具特點(diǎn)的墨西哥“倒金字塔”，是由來(lái)自BNKR建筑公司的建筑設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)的位于墨西哥城的地下綜合大樓。

圖3 墨西哥“倒金字塔”

北美洲

目前北美洲并不存在專門針對(duì)地下空間的研究中心，同時(shí)開展隧道或非開挖技術(shù)研究的相關(guān)學(xué)者數(shù)量又很少，這同其較為廣泛的地下空間工程應(yīng)用有些不符。然而北美洲對(duì)于地下礦業(yè)空間的二次利用相關(guān)的研究投入力度卻很高。這類空間的二次利用一般面向于工業(yè)或商業(yè)用途，比如明尼蘇達(dá)州的索單塔礦井，以前是一個(gè)鐵礦井，深度達(dá)715m，目前被用作開礦歷史國(guó)家公園，同時(shí)在地下新建一些穴室，用作物理實(shí)驗(yàn)室。另外，堪薩斯城的礦井二次利用項(xiàng)目也十分成功，如圖4所示。

圖4 堪薩斯城礦井二次利用

美國(guó)一些大城市的地下隧道工程應(yīng)用校多，比如波士頓的“大開挖”（如圖5所示），以及西雅圖Alaskan高速隧道（如圖6所示），都是利用地下隧道進(jìn)行城市景觀改造的典型案例。

圖5 波士頓“大開挖”

在商業(yè)、教育等用途方面，美國(guó)地下空間的應(yīng)用實(shí)踐有成有敗。成功的比如波士頓郵局廣場(chǎng)，舊金山的莫斯康尼中心等（如圖7、圖8所示）。其中加州的帕拉馬茲酒廠作為一個(gè)整體全部位于地下的建筑，其生產(chǎn)線全靠自身重力流動(dòng)，特點(diǎn)鮮明，如圖9所示。

圖6 Alaskan地下高速隧道

圖7 波士頓郵局廣場(chǎng)

圖8 舊金山莫斯康尼中心

圖9 加州帕拉馬茲酒廠

地下空間實(shí)踐失敗的案例如明尼阿波利斯的沃克圖書館（見圖10、圖11），鑒于其功用的特性，以及圖書館這一形式的沒(méi)落趨勢(shì)，這個(gè)工程看起來(lái)并不成功。

圖10 Walker圖書館

圖11 明尼阿波里斯市沃克圖書館地下空間規(guī)劃

在美國(guó)學(xué)界，近年來(lái)對(duì)于地下空間可持續(xù)性與可抗災(zāi)性的重視程度逐漸增強(qiáng)。

歐洲

歐洲現(xiàn)如今有許多的地下基礎(chǔ)設(shè)施工程項(xiàng)目正在建設(shè)之中，同時(shí)對(duì)于已建的隧道的安全性的重新評(píng)估工作也在加大開展力度。值得一提的是，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)。

● 瑞士

瑞士的“Deep City深層城市”研究項(xiàng)目具有代表性。此外，Hagerbach實(shí)驗(yàn)設(shè)施如圖12所示，它曾作為火車的山體隧道，現(xiàn)如今作為各類科學(xué)、工程的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地。

圖12 瑞士Hagerbach實(shí)驗(yàn)設(shè)施

● 北歐各國(guó)

北歐諸國(guó)由于優(yōu)異的地質(zhì)條件，曾經(jīng)一度是地下空間開發(fā)利用的引領(lǐng)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，但近期在地下空間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(cāng)儲(chǔ)，包括種子倉(cāng)庫(kù)、煤炭倉(cāng)庫(kù)等。除此之外，北歐各國(guó)更是將水力發(fā)電站設(shè)置于地下。芬蘭的赫爾辛基將一些公共活動(dòng)空間設(shè)置在巖洞中，這些設(shè)施使得其城市中心區(qū)域更加宜居，如圖13所示。

圖13 芬蘭赫爾辛基地下公共空間

北歐各國(guó)主要城市的地下空間規(guī)劃應(yīng)用廣泛，提升了城市整體功能，是世界范圍參照的典范，如圖14所示。

圖14 芬蘭赫爾辛基地下公共空間

● 英國(guó)

英國(guó)對(duì)于地下隧道的研究處于世界前列，更是研發(fā)出了大跨度地下空間建設(shè)頂進(jìn)技術(shù)，如圖15所示。

圖15 英國(guó)大跨度地下空間建設(shè)頂進(jìn)技術(shù)示意圖

具有代表性的Crossrail地下鐵路項(xiàng)目是一個(gè)118公里長(zhǎng)的隧道工程，它將倫敦與周圍各郡相連，如圖16所示。

圖16 CrossRail項(xiàng)目

此外，巨石陣下部的公路隧道工程也是利用地下空間進(jìn)行歷史文物保護(hù)、景觀改良與交通治理綜合應(yīng)用的典型案例，如圖17所示。

圖17 巨石陣地下隧道

一種令人印象深刻的生態(tài)建筑，如圖18所示。

圖18 地下生態(tài)住宅

除此之外，英國(guó)年輕工程設(shè)計(jì)研究人員在ITACUS中也表現(xiàn)活躍。

（未完待續(xù)）