日本地下空间的开发和利用

任 彧 刘 荣

(福建省建筑设计研究院 福建福州 350001)

日本地下空间的开发和利用

任 彧 刘 荣

(福建省建筑设计研究院 福建福州 350001)

介绍了2016年在日本进行地下空间开发考察成果。文章重点介绍了日本在地下综合管廊、地下步行街和首都圈外围排水道等方面的发展情况。解决城市交通矛盾是日本地下空间规划建设的主要原因和出发点。日本的地下空间采用分层开发模式，商业街设置于浅层，结合交通枢纽综合高效利用，具有舒适、安全、人性化等特点。排水系统的改造，对洪水调节取得实绩。

综合管廊 ；地下步行街；首都圈外围排水道

0 引言

推进海绵城市建设、综合利用地下空间资源，提高城市综合承载能力，建设地下综合管廊已经成为我国的国家战略，列入了《中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》。为了顺应建筑行业的发展趋势，提高地下空间设计水平，开阔设计人员视野，福建省建筑设计研究院于2016年1月组织专业人员重点考察了日本地下空间开发的情况，本文重点介绍了日本地下综合管廊、地下步行街和首都圈外围排水道等发展情况，旨在他山之石，可以攻玉。

1 日本的地下综合管廊

近年来，随着人民生活品质的提高，使得地下管线扩充需求日益迫切，传统的直埋敷设方式使得超量的地下管线未进行规划，布设情况错综复杂，容易造成施工期间的断水断电，对市民生活产生相当大的干扰。市政管线对道路依存程度极高，因此有必要考虑在重要路段设置综合管沟，供各管线单位使用，将原本各自单独埋设市政、电力、通讯、燃气、给排水等各种管线集中在一起，方便实施统一建设和管理，避免反复挖掘影响地面交通的麻烦和高昂费用。

综合管廊是现代市政管线建设的发展必然方向，对提升我国城市的基础建设水平起着至关重要的作用，是城市建设的重大决策行为，具有不可逆性。综合管廊在日本被称为“共同沟”，根据其所收容的管线不同，可分为干线综合管廊、支线综合管廊、缆线综合管廊(电缆沟)3种，如图1所示。

图1 综合管廊示意

法国巴黎在1833年首次系统规划城市排水网络时，就开始建造“共同沟”。随后这种先进的建造模式逐渐在世界主要城市中被应用：英国伦敦于1861年修造了宽3.66m、高2.32m的共同沟；德国汉堡于1890年开始建造共同沟。日本因人口密集度高、城市用地紧张，从1958年开始建造共同沟。随着应用经验的积累,日本国会于1963年制定了《关于建设共同沟的特别措施法》,从法律层面规定了日本城市管理部门需在交通量大及未来可能拥堵的主要干道地下建设共同沟。

日本共同沟初期进展缓慢，主要原因是设置共同沟牵涉到众多管线单位，难以达成共识。1991年开始，日本在国土交通省设立了管理共同沟的专门部门，负责推动共同沟的建设，并在数十年间对相关管理法规进行了多次修订。

图2和图3为1968年建成的东京银座共同沟的实景照片。该共同沟的主要特点在于：不仅将电力电缆、电信电缆、给排水管道以及燃气管道收容在内，而且收容了交通信号系统和路灯系统的电缆。东京最重要的地下管廊系统由日比谷、麻布和青山地下综合管廊构成。由于日比谷地区是日本中央政府各部门集中地,须确保电力、通信、供排水等公共服务不能中断,因此日比谷地下综合管廊的现代化程度非常高。采用盾构法施工的日比谷地下管廊设置于地面以下30m处,全长约1 550m,直径约7.5m,其截面尺寸接近双车道地下公路，可以承担该地区所有的市政公共服务功能。在东京的核心城区内，日本桥、银座、上北泽、三田等地也建有地下综合管廊。据不完全统计，目前在东京市区1 100km干线道路下修建的地下综合管廊总长约为126km。

图2 银座共同沟

图3 银座共同沟内景

在日本，共同沟被认为是城市公共设施的重要组成部分，其规划、建设和运营由各地市建设局统一负责，管廊的建设成本主要由地方政府承担。管线单位只承担管线直接布设费用。共同沟建成后，管理维护费用由政府和各加入共同沟管线单位分摊，通常政府承担比例大于50%。

日本都市化发展的经验证明，共同沟的建设可以适应城市高密度化发展的趋势。共同沟在安全性、经济性、改善城市交通、方便城市生命线工程公共管理以及环境保护等方面可以发挥显著的优势。

(1)充分发挥道路的交通功能

通过建设共同沟可以避免管线建设导致的道路多次挖填，减少道路的维护保养费用，延长路面的寿命，确保城市道路交通的效率。

(2)可以提高道路空间的利用率

由于在共同沟中集中敷设道路的附属设施, 可以优化管线的空间布局，提高空间利用率。

(3)保证生命线工程的安全

维护管理人员利用共同沟内设置的巡视、检修空间,可方便定期进行管线的巡视、检查和维修管理， 因此可以确保各种重要管线的正常工作。同时，为提高城市管理的信息化水平，在共同沟内可以设置进行管线监控的智能化信息系统。

(4)改善城市环境

随着电线、有线电话线路的地下化, 可以美化城市环境。

(5)增强城市的防灾能力

在遭受台风、地震等灾害时, 由于各种生命线设施设置在共同沟内,避免由于线杆折断、倾倒等原因而造成的二次灾害。由于不存在架空线路,在进行火灾救援时, 可以提高救援效率, 将火灾损失控制在最小范围内。

2 日本的地下空间设计

日建设计集团创业于1900年，业务涉及建筑、城市及环境领域等，拥有2 000多人来自不同领域的专家和技术人员，除了建筑设计、结构、设备等基本业务外，还积极从事项目管理和资产管理(Property Management)业务。提供国际水准的项目运营和专业技术，迄今为止已经在40多个国家拥有20 000多件的作品。

日建设计集团是福建省建筑设计研究院的技术合作单位，与其在福建建设银行总部大楼、福建兴业银行总部大楼等项目上有深度的交流和合作。双方具有良好的沟通渠道和合作氛围。调研组与日建设计方面的田中舍人工学博士、清田文雄主任等专家就城市地下空间设计等方面进行了深入的学习交流。

日本都市地下空间开发利用项目大致可以分为三类。第一类是在私人土地下与地面建筑物同步设计并建设的地下空间；第二类是在道路、公园或绿地等公共土地下，具有交通、商业等功能的地下街；第三类是特定功能的地下市政基础设施，如综合管沟、市政管道和蓄水池等建(构)筑物。

1927年在东京神田诞生了日本最早的地下街，至2010年日本全国的地下街已发展到65处(如包括建在私有土地下的，以商店为主的准地下街，则有83处)。这些地下街大都建造在城际交通的交通枢纽附近。为实现交通的立体交叉提高机动车与行人的通行效率，地下街均采用了人行通道与地下商店和交通换乘相结合的一体化综合开发模式。

地下街主要分布在东京都、大阪市、名古屋市、横滨市、神户市、京都市及福冈市等大城市。这些地下街的平均建筑面积约30 000m2左右，规模较大的地下街有：东京都的八重洲地下街总建筑面积为73 000m2，大阪市的水晶长堀地下街总建筑面积为82 000m2。

根据地下街的主要设施构成不同，可分为设停车场和不设停车场两类[1]。对于设置停车场的地下街，商店、公共通道、停车场、设备间的建筑面积构成平均比例为19%、23%、40%、18%；作为对比，不设停车场的地下街比例为45%、35%、0%、20%。地下街的商业以投资效果明显、集客能力强的业态为主，主要是服装杂货、餐饮、食品、便利店等4种，这4种业态所占比例分别为50%、35%、10%、5%。

地下街的通行利用率非常高，人流量巨大，具有极高的商业价值。在设有地下街的街区，地下、地上的步行交通量比例可达2∶3。日本地下街以除停车场面积外的单位建筑面积统计，日平均利用率为10.6人次/ m2。名古屋市的特如米娜地下街竟高达81.63人次/ m2。

日本人口密度大、都市化水平高，兼具交通与商业功能的地下街建设得到了政府的大力支持，发展水平高，已成为全球地下空间综合利用最发达的国家，可以为其他国家城市的发展提供有益的借鉴。

3 日本的城市空间开发的管理制度

调研组拜访了位于札幌的北海道厅建设部都市计划科，与日本方面的有关政府官员进行了座谈，重点了解了日本政府对于城市地下空间开发的管理制度。

随着20世纪20～30年代日本第一条地下街的诞生和实际运营，针对地下设施内发生的事故，日本政府开始采取对应的措施，其标志是修改《道路法》，准许在道路的地下空间建设地下街。20世纪50年代后期，日本逐步增加地下街建设规模，然而在防灾、卫生、交通等方面开始出现诸多问题，迫使政府采取更多的应对措施及完善相应的法律体系，并加强道路地下空间开发利用的研究。1984年建设省设立了“道路地下空间活用研究会”，重点开展道路地下空间的规划与管理、改革与立法、新技术开发等课题研究。

日本已在《宪法》《民法》《建筑基准法》《城市规划法》《城市公园法》《道路法》《轨道法》《地方铁道法》《共同沟特别措施法》《驻车场法》《河川法》以及《下水道法》等法律、法规中分别对地下空间的规划、建设作出了详细的规定。2000年颁布实施的《大深度地下公共使用特别措施法》进一步规范了深层地下空间开发的规划、建设与管理。道路地下空间(地下街)作为城市中可供公益事业设施优先建设，重要空间资源正在被有序地开发利用。此外，在道路地下空间占用的管理主体申请许可、占用费和补偿费的核计与收取等方面进行了相关的详细规定。

目前，由日本建设省、消防厅、警察厅、运输省于1973年和1980年共同修订的《地下街的使用》和《关于地下街的基本方针》以及由国土交通省制定的《大深度地下公共使用特别措施法》成为规范地下街建设的基本法律文件。

《地下街的使用》的主要内容包括：关于控制地下街的新建、扩建；关于既有地下街的防灾改进措施；关于地下街的基本方针的制定；关于地下街联络协会的建立；各都、道、府、县、大城市的地下街安全措施的调整及监督机构的设置等。

《关于地下街的基本方针》的主要内容包括：关于地下街的新建、扩建；关于既有地下街的修缮(涉及调研现场、修缮指导以及资金筹措等)；要求地下街的店铺规模尽可能控制在最小规模；要求地下街的地下道路单纯化(减少商业活动的影响)；要求尽量取消饮食店等使用烟火的用途；关于防范火灾的结构、设备及管理等。

《大深度地下公共使用特别措施法》是为了合理开发大深度地下空间，调整相关机构职能，以顺利实施公共事业而制定的。主要内容包括：关于“大深度地下”的定义——从地面向下40m(非地下室建设利用的通常深度)在承载地基最浅部分加上10m的深度；关于适用的地区；关于适用的建设事业；关于基本方针；关于审批的行政机构与事项；关于必要条件与手续等。

日本是当前城市地下空间开发利用立法最为完善的国家。其在地下空间开发的整体性、系统性、设计、施工和综合协调等方面均处于世界领先水平。日本对城市地下空间的开发正在由浅入深，构成由较为单一的道路市政设施逐步转向包括道路两侧和城市商务交通枢纽等综合化和集约化设施。

随后，调研组对札幌市站前大道地下步行街进行了实地访问。北海道冬季室外天寒地冻，于是便有了这种在温暖地下行走购物的地下街。札幌的地下街四通八达，吃喝玩乐购物一应俱全。地下步行街位于札幌市主干道札幌站前大道正下方、连接地铁南北线札幌站和大通站之间约520m距离的地下空间，如图4所示。步行通过时间约10min。2011年开通后，在地下即可由JR札幌站直通至地铁南北线薄野站以及举办众多文娱活动的大通公园。通道两侧的“休憩空间”设置有桌椅和无线Wifi服务。在“休憩空间”和“路口广场”有北海道各地的观光宣传资料，除了可以买到特产品和杂货，还会举行艺术品展览等众多文娱活动，通道已经成为观光、文化、艺术、体育等魅力信息的发布源。

图4 札幌站前地下街实景

4 日本的“首都圈外围排水道”

受台风的影响，日本多数地区经常遭遇强降雨。因此，以东京为代表的首都圈和以大阪为代表的近畿地区等核心都市对防涝问题十分重视。在城市规划方面，首先重点发挥城市水系的防洪功能，同时通过城市绿地和透水地面的设置来吸收雨水；除此之外，通过长期、大量的财政投入，日本建设完成了比较完备的城市排水设施。其中位于琦玉县春日部市的“首都圈外围排水道”是当前世界上规模最大的地下排水设施。

春日部市从地形上看被多条河流所包围，形成了容易积水的下凹地形。此外，由于河流坡度平缓，水流缓慢，因此该区域自古以来就频发内涝灾害。城市排水系统经过多次修缮之后依然效果有限，于是东京都政府下决心修建大型地下排水系统，以彻底治理水患。

“首都圈外围排水道”是将该区域的中川、仓松川、大落古利根川等中小河流的洪水导入地下[2]，通过贯穿于地底50m、全长6.3km的隧道，汇入江户川的地下排水工程，如图5所示。通过在各条河流设置的5个直径30m、深60m的立坑，将城市洪水导入内径约10m的人工地下河流；再将水流汇集到长177m、宽78m的巨型调压水槽中。最后根据水量汇集情况，由控制台将水排入到最低的江户川里，从而避免了城市的内涝。

图5 首都圈外围排水道系统图

当暴雨袭来，从小河里溢出来的水通过下水道流向地下的立坑中，如图6所示。

当立坑中存储的雨水达到一定高度后，通过地下人工河，流入调压水槽中，如图7所示。

当调压水槽内储存达到预设水量后，排水系统启动将积水排入江户川，如图8所示。调压水槽内部实景如图9所示。

图6 排水系统工作图a

图7 排水系统工作图b

图8 排水系统工作图c

排水系统的动力装置为14 000马力的燃气轮机，排水泵的排水量达到惊人的200m3/s。作为对比，著名的二滩水电站的排水量是4500m3/h，不到80m3/s。“首都圈外围排水道”的实际排水能力可以比得上一个中型的水电站。

图9 调压水槽内部实景

图10 排水系统横剖示意图

排水系统横剖示意图如图10所示。这套排水系统从1993年3月开始施工，2006年6月实现了大落古利根川至江户川的通水。首都圈外围排水道自2002年进行部分通水以来，到2014年2月共有85次洪水调节实绩。试通水带来的治水效果显著，大幅度减轻了中川、绫濑川流域的浸水灾害。

从迄今为止的治水效果来看，中川、绫濑川流域洪涝灾害时被淹户数由约7 000户(1975～1984年的平均数)减少到约500户(2005～2014年的平均数)。由于浸水灾害的减少，约28家企业得以重新进驻到春日部市。而且，新企业选址于此，增加了约3 000个员工就业岗位。春日部市内公寓楼的施工数量与1994年相比，增至1994年时的2.8倍左右。

5 结语

通过调研交流，日本地下空间开发利用规划的思路方法有以下5个特点：

(1)解决城市交通矛盾是地下空间规划建设的主要动因和出发点。

日本在都市核心区大规模进行地下街开发，主要考虑改善城市交通。在交通负荷大的地区或交通瓶颈区，通过在地下街设置换乘、通行、购物等功能，可将大量人流吸引到地下活动，使得地面交通中人车混流、通行缓慢的情况得以缓解。根据实地调研统计，设置在地下街中的人行通道的分流效率可以达到40%～50%。

(2)主干地下商业街规模不大、结构简单，但引导形成区域地下网络。

基于地下街的防灾要求以及法律法规的严格限制，日本地下街规模不大，目前日本最大的地下街面积为8.2万m2。(作为对比，欧洲最大的Les Halles地下综合体的总面积却达到了40万m2。)同时，日本地下街的功能分区强调布局简单、动线直接，提高了灾害发生时人流疏散的效率。

(3)地下空间分层开发，商业街设置于浅层地下空间

2001年日本国会通过《大深度地下公共使用特别措施法》，这项法律把私人产权限制在地表以下30m～40m内，从而将深度地下空间控制为公共用途，预留设置城市市政基础设施和共同沟。地下商业开发和交通设施，则以浅层和次浅层，即地表以下10m～30m的地下空间为宜，因为这部分地下空间的使用价值最高，开发最容易，人员上下交通相对便捷，运营时也较容易进行安全管控；同时，在这样的深度实现部分自然采光还不太困难。

(4)地下空间结合交通枢纽综合高效利用

日本城市十分强化轨道站及公交中心等交通枢纽功能。交通枢纽是地下空间开发的主要对象，大多兼具交通转换、公共中心、商业、停车等综合功能，开发形态多为地下商业街与商店、轨道站大厅相结合的一体化综合开发项目，福冈博多站、东京涩谷站均采取了交通商业综合体跨轨道线、边施工边运营的建设方案，容积率均达10以上，交通枢纽复杂精密、运转高效。

(5)舒适、安全、人性化的内部环境是地下空间取得成效的保证

日本法律和技术规范对地下街的防灾具有严格要求。地下街设有专门的地下街防灾办公室，内设监视系统和灾害指挥系统。新旧两段地下街交汇处设有透明玻璃天棚，除了引进日光，还设置于城市道路中央，为消防车进入地下空间灭火进行了专门设计。

日本地下街设计非常舒适，强调自然光线的引入。地下街除了公共通道交叉口设置华丽的铁艺玻璃天窗，还特别在地下街和辅助地下街和一些大楼地下空间的交汇处，设置一些尺度适宜、地上地下通透的小广场，引进自然光线，并通过电梯、自动扶梯和公共台阶，与地面层进行无障碍衔接，使地上地下街道和公共空间相互延伸融合，在有限的空间内容纳更灵活的功能，创造更舒适开放的环境。

[1] Life Cycle Design 日建设计[Z].2015.

[2] 日本国土交通省关东地方整备局.江户川河川事务所.首都圈外围排水道[Z].2014.

A Brief Review on Development and Utilization of the Underground Space in Japan

RENYuLIURong

(Fujian Provincial Institute of Architectural Design and Research,Fuzhou 350300)

The paper introduces the results of the underground space exploration survey conducted in Japan in 2016. The development of Japan in the underground pipe gallery, the underground pedestrian street and the mole channel around the Capital Circle Area are highlighted. The main motivation of the planning and construction of underground space in Japan is to solve the urban traffic contradiction. By the investigation, comfort, safety and humanization have become the main characteristics of the underground space in Japan through layering exploitation, upper-layer-pedestrian-street and efficient utilization of comprehensive transportation terminal. And the drainage system transformation achieves success on flood regulation.

Underground comprehensive pipe gallery; Underground pedestrian street; Peripheral sewer of the metropolitan area

任彧(1974.10- ),男，教授级高工。

E-mail:fzrenyu@qq.com

2017-02-22

TU28

A

1004-6135(2017)05-0031-06