地下空间开发,雄安可以跟日本学什么

封面故事 王齐龙 徐方清
日本的地下空间开发利用 对雄安都有可供借鉴之处

日本东京,世界上最大的地下排水系统——“首都圈外围排水系统”。日本人将这个长177米、宽78米的蓄水池称作“地下神庙”。图/ CFP


从高速公路下来,汽车通过地下闸道可以直接停靠在东京火车站八重洲地下街路口,旅客可以在此搭乘新干线前往日本各地。


“不得了啊!”1988年,束昱借一个到日本进行学术交流的机会首次走进了八重洲地下街,四通八达的地下交通网络带来的震撼至今让他难忘。


出发前往日本时,束昱带上了一个关于“地下空间环境对人体生理和心理影响”的课题。他没想到,此前根据书面材料做出的许多假设,在八重洲地下街里都不成立。


在这条于1965年开始营业的地下街里,束昱看到了阳光和绿植都被引入了地下。街道的通风系统和运营管理完善,束昱没有闻到异味。从光、色、空气、风的感觉等多个因素来判断,束昱说,身处其中,与在地面上几乎没有差别。


如今身为同济大学教授的束昱是最早一批在中国高校开设地下空间利用课程的教师。而直到1981年,他才从到访的一个美国学术代表团处了解到“地下空间利用”的概念。此前,中国学界只知道搞的是“地下建筑”“人防工程”研究。


“在亚洲地区,若论城市地下空间利用开发,日本是最早的。”束昱曾挂着相机走访东京多条地下街,边拍照边体验。他向《中国新闻周刊》介绍说,尽管上世纪90年代“泡沫经济”破裂后,东京地下空间的开发已告别了“超常规的快速发展”,但在城市公共公益设施建设需求和城区更新再造两方面的驱动下,东京对地下空间的利用进入了综合利用阶段。


东京都政府2014年对外发布的数据显示,东京有约6.3万个已开发利用的地下区域,其中40%为地下道路、地铁系统和购物中心。其中8个最大的地下购物区域的空间规模达到21.4万立方米,相当于5个大型多功能体育场东京巨蛋被埋入地下。这些地下城,除了能够更充分地利用稀缺的城市土地资源,还已经俨然建造出了各具特色的畅通的城市网络系统,身处其中,能感觉到“它是会呼吸的”。


束昱告诉《中国新闻周刊》,日本的地下空间开发吸取了欧美的经验,特别是欧洲的经验,并结合自身城市发展的需求进行创新。而东京对地下空间的开发利用,伴随着城市化的进程不断演变。


从“共同沟”到地下街


1863年伦敦地铁开通,拉开了现代城市地下空间利用的序幕。而此时的东京,借助于“明治维新”的东风,人口和城市面积都快速增长。大约20年后,东京开始建设铁路与地铁,并进入土地资源立体化建设与利用的时代。而包含着地下交通系统、地下购物中心和地下基础设施等的地下综合体概念,被公认为由日本首先提出。


但伴随着人口大量积聚,城市供水出现了污染问题,导致19世纪末日本爆发了全国规模的霍乱。1890年,日本颁布了《水道条例》,开始在城市地下铺设上下水道。8年后,东京的神田和日本桥地区民众享受到了现代化的供水服务。不过,1923年,日本关东地区发生大地震,由此引发的火灾给东京造成了重创,超过10万人在此次地震中丧生。在灾后重建中,东京政府选择了九段坂、淀町和八重洲等三地进行“共同沟”试点建设,将原为单独埋设的电信、电话、电力、照明和供水、煤气管等各类市政管线集中放置在一条地下隧道里,同时隧道里留有供检修人员行走的通道,以减少市政管线损坏给民众造成的二次伤害,并减轻再改造的困难。


由银座至浅草的日本第一条地铁线路在东京中心城区的开通,被认为是东京地下空间走向大规模开发和利用的起点。1927年12月,日本实业家早川德次出资建设的这条地铁线路开通时,距离他1914年赴英国伦敦考察世界上第一条地铁线已过去了13年。结束欧美考察归国后,这位日本“地下铁之父”于1920年成立了东京地下铁道株式会社,几乎是穷尽所有去实现建设地铁的梦想。尽管开始之初只有2.2公里长的浅草-上野路段运行,但也奠定了东京地铁发展的基础。


二战后,尤其是上世纪60年代受东京奥运会的刺激之后,东京人口突破1000万,城市半径也较之战前扩大了一倍,达到25至30公里,东京地铁也进入大规模建设和发展的阶段。目前东京拥有的13条地铁线中,有6条就是在这一时期启用或开建的。地铁的建设也带动了地下商业街、地下停车场的发展。有统计数据显示,东京都7.5万栋4层以上建筑中,约有40%附建地下室,地下空间平均利用深度为15米。这一时期也基本形成了地下人行网络。


不过,这一时期地下空间的粗放开发利用,也考验着地下空间设施的安全性。1980年,日本静冈县一条地下街偶发了一起燃气泄漏引发的爆炸事故,最终导致200多人伤亡。这条由地下室改造而成的地下街,通风系统欠佳,也缺乏监测预警系统,被认为是导致严重伤亡的重要因素。


束昱告诉《中国新闻周刊》,这起恶性事件发生后,日本地下街的建设陷入了长达6年的暂停期。日本在全国范围内,对新建地下街进行防灾的专门研究,制定相应的标准和管理的规章。直到1986年川崎市的Azalea地下街试点示范项目完成后,日本地下街的建设才根据这一试点的技术、设计标准建造新的地下街。


束昱认为,日本人善于在错误和事故中吸取教训,一次事故往往就能让他们建立起一套新的标准和管理规则。静冈地下街爆炸事故后,日本从中央政府到每个城市的地方政府,都定期召开地下街联席会议,协调相关的工作,政府则对规划、建设和运营管理进行把关。


经历多年大规模的开发利用后,东京地下浅层空间已显得拥挤。为了避开其他线路,后建的地铁线路只能往地下更深的地方开挖。位于东京港区的都营地铁大江户线六本木车站,是东京最深的车站。从地面往下要经过楼梯和手扶电梯7次转换,才能到达地铁列车站台,距离地面的深度为42.3米。大江户线也是东京所有地铁里深度最深的地铁线路,当中的饭田桥站-春日站线路还深达49米。


在地铁发展的带动下,被称为“被动的配套设施”的地下购物中心也应运而生,很多车站及其附近的连体建筑就慢慢成为一个个购物中心。如今,结束了一天工作,东京的不少上班族会选择在办公室附近的地下街与同事或友人享用晚饭后,从地下街转入地铁站搭乘轨道交通回家。在这些便利的地下街里,人们还能够享受到不同商铺提供的门类齐全的服务。似乎除了居住,民众的一切需求都能在地下空间里得到满足。而且,这些与地面街道同长同宽的地下街还因为全部实行“步行街模式”,少了汽车的干扰,整体体验的舒适感更强。


车库、车行环廊、共同沟,以及管理用房、变配电站等附属设施,则被放置在地下街的下方。在束昱看来,由此形成的地上、地下一体化的综合体,是一种很好的地下空间开发利用模式,也适合亚洲城市人流大、建筑密度高、建设用地比较少、城市人口大量积聚的特点和需求。


“泡沫经济”破灭后的坚持


8月7日,2017年第5号台风“奥鹿”正面袭击了日本九州的鹿儿岛县,并继续向东北方向移动。受此影响,相隔近1000公里的东京当天也降下暴雨。许多行经东京的快速列车也因灾情被迫停运,东京火车站广播里反复播放着紧急的交通信息,甚至有中文播报提醒来自中国的旅客。尽管雨势迅猛,但湍急的雨水朝着低处排水道流去,路面上也少有积水。


对临江而行的东京及周边地区来说,水灾并不是什么新鲜事。明治天皇迁都至此前,东京又被称为“江户”。因从北到南,有江户川、荒川和多摩川等三大河流穿过,最终流入东京湾,后人多将其旧称解读为“江之入口”。


自20世纪中叶以来急速发展的城市化,水患变得更为严重。1991年9月东京遭遇了30年以来最强台风“密瑞儿”的袭击,引发的洪水导致100平方公里土地被淹,超过3万户居民无家可归。


如此大规模的损失,让日本政府痛定思痛,决定在原有的地下水库基础上,在与东京都北部相连的埼玉县春日部市的国道16号下方修筑一座“首都圈外围排水系统”。


历时15年修建,这一超大型排水工程于2006年向世人亮相时,让不少人惊讶不已。首都圈外围排水系统主要由排水隧道、5座竖井、调压水槽等设施组成。其中,全长6.3公里、内径10米的排水隧道深埋在地下50米,通过盾构法修筑。


5座竖井通过排水隧道相连接。除了第一竖井与调压水槽相连通外,余下的第二至第五竖井则分别与第18号水路、中川和仓松川、幸松川、大落古利根川等水道连通。每当洪水到来时,这5座深约70米、容量足以容纳自由女神像或航空飞机的竖井就会发挥巨大的蓄洪调节能力,河水会通过后四座竖井流入这一排水系统,并最终通过第一竖井流入到调压水槽。


水槽由59根重500吨的混凝土柱支撑,借助4台水泵,水槽内的水便可以排向江户川,排水速度达每秒200立方米。第一次走进调压水槽时,巨大的地下空间让矢部隆幸感到极为震撼,“感觉就像身处科幻小说描写的场景”。


而这一有着浓厚庄严氛围的地下空间也吸引着世界各地的不少旅客前往参观,还成为了影视作品、音乐影片、时尚杂志的“特摄圣地”。


尽管整个工程造价高约2400亿日元,但首都圈外围排水系统管理分所管理第一股股长矢部隆幸则认为,这笔投入显然是值得的。在接受媒体采访时,矢部隆幸谈到,2015年9月18号和19号台风袭来时,他们共应对了1900万立方米的洪水,这一系统发挥着重要的抗洪作用。


长期跟踪研究日本地下空间开发利用的束昱还认为,1992年首都圈外围排水系统建设启动时,日本正在忍受“泡沫经济”破裂之苦。日本政府能清楚地认识到防灾的需求,投入大量资金推动项目上马,实属不易。


束昱还表示,包括首都圈外围排水系统在内的多个大深度地下空间利用项目,都是上世纪80年代日本政府组织业界开展相关研究时得出的规划。那时的日本正处于地下空间大规模利用的阶段。


1991年12月“泡沫经济”破裂前夕,第四届地下空间利用国际会议在东京召开,日本与会代表仍憧憬着未来地下空间开发的前景。正如会议上一致通过的1991年《东京宣言》所述:“21世纪是人类地下空间开发利用的世纪”。


“大家讨论得热火朝天,显得信心百倍,要谋划21世纪。”束昱向《中国新闻周刊》回忆说。


这次在东京召开的会议,中国派出的代表团仅有束昱等两人。而1988年在上海召开的第三届地下空间和掩土建筑国际学术研讨会,来访的日本代表团有60多人。


日本彼时经济发展到了顶峰。束昱说,日本认为自身有引领建设21世纪新型城市的责任。同时,日本企业有扩张的需求,除了国家有需求外,推动地下空间开发“走出去”,还能带动相关装备制造、深度建设企业、规划设计企业走向海外。


参与这届会议的日本代表以学者为主,也有企业家、土木研究所和防灾研究所等日本政府部门下属的研究机构人员。而日本当时已经成立了都市地下空间活用研究会,寄希望于这个官民共同平台来研究如何更科学、更有效率地使用日本都市地下空间。


由日本、中国、美国、英国、法国、芬兰、瑞典和荷兰等8国代表共同签名的会议宣言还指出,“地下空间是城市建设的新型国土资源,是造福于子孙后代的重要空间”。20多年后回看,束昱认为,这份宣言仍有现实价值。


三十多年后,中国政府才首次做出要将城市地下空间纳入土地利用规划的表态。在2017年9月6日举行的《关于加强城市地质工作的指导意见》发布会上,中国国土资源部新闻发言人、规划司司长庄少勤表示,“要统筹地上地下空间资源开发利用并纳入土地利用规划,与相关空间性规划做好衔接”。


而东京的地下空间开发在这30多年里也遇到过重重挑战。“泡沫经济”破裂后,日本房价、地价开始下跌,经济也开始走下坡,公共公益事业建设的预算大幅缩水,东京等地的地下空间建设一度暂停。但值得庆幸的是,日本政府逐渐认识到,扩大内需也是经济“自救”的选择之一,寄希望于通过扩大公共投资的方式来拉动内需,一大批曾由日本政府各省提出的地下空间项目,也由此得以重见天日,如今也带来了巨大的社会和经济价值。


走向更深处


日本地下空间开发利用的历史,也伴随着相关法律体系的建立和完善,并从单项法律向综合法律发展。其中,2000年5月日本国会颁布的《大深度地下公共使用特别措施法》标志着日本地下空间开发进入了综合利用阶段。而这份法律的立法工作,就花了10年之久。


束昱告诉《中国新闻周刊》,上世纪80年代末,“泡沫经济”不断推动着日本土地价格上涨,这给政府购买私有土地推动市政建设带来了巨大的困难。


有统计数据显示,1990年东京中央区商业楼及土地价格,按当年汇率折算相当于每平方米22万美元,东京土地价格位居全球首位。


当年的日本执政自民党在研究如何推进国有土地再开发利用的时候,提出能否把私有土地中的部分地面和地下的一定深度空间提供给公共公益事业的提议,后经政府内阁被送往了国会讨论。


随后,涉及国土规划的建设省、负责下水道建设的厚生省和运输省等多个日本政府职能部门结合自身职能,就如何以创造性的思维来寻找开发空间、未来城市发展等提出规划构想。


“日本自民党从国家发展战略的角度去思考如何利用地下空间。”当年在日本访学的束昱对这一开创性的举动十分关注。他留意到日本政府还组织了一个研究会,邀请相关专家、企业家都参与到这个研究会中集思广益。


束昱回忆说,日本政府职能部门、学界和企业界先后提出了近40个关于大深度地下空间的方案,这一过程花了七八年时间。而相关方案此后再被送交国会审议。


同时,日本政府还专门委托了一个专家智囊团队,来研究大深度开发议题,着重围绕了规划设计、技术安全、法规等方面进行专题研究。3年后,这一国家级的咨询团队向日本政府提交了相关法规的建议稿。这也奠定了《大深度地下公共使用特别措施法》的基础。


这部地下空间开发利用的综合法律明确规定,“地下40米以下空间属于国有,公共建设活动可不必补偿土地所有人,也无需土地所有人同意”。


束昱表示,这部法律也由此明确划出了大深度线。私人土地的所有权仍属于私有者,但国家事业、公共公益事业要利用时,原则上需无偿提供,使用权在国家。


信息公开是《大深度地下公共使用特别措施法》的重要精神之一。《大深度法》第8条规定:“为了本法目的的实现,国家以及都道府县必须致力于有关对象地域地壳状况、地下利用状况等信息的收集与提供,以及其他必要措施的实施。”相关方在申请使用认可之前,必须制作、提交事业概要书,除了要上报国土交通省外,并在需要的时候在各自的政府公报上公布,以及将相关图纸提供给公众阅览。


在土地被征用时,民间往往会产生不悦情绪。但总体上,尽管《大深度地下公共使用特别措施法》涉及私人土地权益问题,其出台过程却比较顺利。束昱说,这得益于日本国民渐渐意识到减轻公共公益事业负担的重要性。东京此前在推动一条地铁线路建设时,曾因一块私有土地进行了长期交涉,导致建设工期较计划延长了10年之久。另外,日本政府征用私人土地后,也会用一些配套政策,给业主予以补偿,让民众“不吃亏”。


从上世纪90年代至今,日本对地下空间开发利用虽然不及上世纪六七十年代来得迅猛,但进入综合利用阶段后,通过对大深度地下空间的开发利用来满足城市公共公益设施需求,交通、市政、防灾等公共功能设施都实现了地下化。


除了有公共设施建设的需求外,束昱认为,城市部分区域的更新再造,也为东京地下空间开发带来了驱动力。


涩谷目黑的高架环线路段的一个下匝道改造工程就让束昱推崇备至。东京市政部门规划要在这一路段修建从下匝道转入地下道路的系统,从高架到地下相差70米。而规划设计人员就利用这部分地上地下的空间,对这一原用于仓储物流的片区进行综合开发。


在规划阶段,政府和当地业主组成了一个联合开发委员会,并请来第三方机构来做具体的规划、设计和咨询工作。委员会最终选定了建造一个圆筒状构筑物的设计,让汽车从高速环线经下匝道进入构筑物后盘旋行走到地下道路。构筑物的顶部用作绿化,中间部分用作体育场等体育活动设施。


而周边的仓储地,如今已建起了高档住宅、商务办公楼和宾馆。当地居民已回迁,形成了新型的小区。束昱说,新项目建成,首先保障了原业主的权益,也因高层建筑建成后,建筑面积增加了,容积率也提高了,业主可以选择通过购买的方式获取增加的部分。


束昱告诉《中国新闻周刊》,东京在地下空间开发利用方面有许多经验值得借鉴,而这一下匝道改造工程,则是“联合开发、共同协商、利益分享”的城市更新再造经典案例。


不过,日本研究者认为东京地下空间开发现状仍有许多可以改进之处。日本都市地下空间活用研究会主任粕谷太郎曾指出,“我们能够在地上建东京晴空塔,但却没有利用50米以下的地下空间。”


在粕谷太郎看来,东京还有相当大的地下空间可以扩张。但他也多次呼吁,有必要对地下空间的利用进行细分,譬如不必建在地下空间表层的交通系统应该被移到更深的空间,从而留出更多的浅层区域用于再开发。


走向更深处,是东京地下空间下一步开发的重点之一。由日本鹿岛建设公司负责修建的神流川发电站,最深处达到地下500米,建成后将是世界上最大的地下发电站。该公司还表示,一旦将来技术成熟,可以开展梦幻般的地下城建设,能修在东京地下3000米左右的地方。


日本学者渡部与四郎还根据不同地下设施的适应性提出了分层开发地下空间的设想。在他看来,从浅层发展到深层,可利用的地下空间分为四层:第一层为办公室、商业设施和娱乐空间等,可供大量人员日常使用;第二层为人员活动时间较短的交通空间,如地铁、地下快速道路等;第三层为仅供受过专业训练的人员使用的设施,比如动力设备、变电所等;第四层也就是最深的一层布置污水管道、煤气管道和电缆等公共管线。


而且,由于地下空间资源的不可再生性特点,在开发地下空间尤其是深度空间时,其前期的科学论证显得更为重要,因为一旦在建造过程中出现比较严重的问题,不仅修复、拆除的难度比地面上要大得多,而且很有可能影响后续地下空间的进一步开发利用。另一方面,还要充分考虑已经存在的地上设施,进行统一规划、协调开发。


“(日本)地下空间都是单项的公共设施,类似于全市性的地下空间的开发利用规划和控制性规划,目前在日本还没有。”束昱告诉《中国新闻周刊》。


多次参与雄安新区地下空间和综合管廊开发设计评审工作的束昱说,在地下空间开发利用的综合规划编制上,中国近几年已经走在世界前列,超过了日本。


目前雄安新区地质调查第一阶段成果已经完成。区内场地稳定性和工程建设适宜性总体较好,稳定场地和基本稳定场地占89.5%。束昱说,探明地质后,还有很多工作要做,需要对地质资源进行分类、分级、分区管控和引导,接下来才可以做地下空间的规划。


束昱还认为,地下空间的利用开发,需要对城市未来的开发做出科学预判,对哪些功能性设施需要转入地下,或者转入地下去比较经济、安全,都需要有所判断,唯有如此,才能充分地开发利用地下空间资源。