尽管城市的发展已经提出了开发地下空间的需求,但是能够在多大规模、多大范围内进行开发,还要视有关国家、城市的经济承受能力而定,因为开发城市地下空间要付出很高的代价。例如,欧洲一些城市修建地铁,造价平均为每公里1500~2000万美元;日本东京新建的深埋地铁,造价高达每公里1亿美元;我国上海开始兴建的地下铁道,造价预计每公里需人民币1.4亿元。如此高昂的建设费用,即使在经济高度发达的国家,建造地铁也不是轻而易举的。上海地铁是我国第一条以解决城市交通问题为主要任务的地下快速轨道交通线,从规划、设计,到试验、研究,准备已近10年,之所以迟至最近才正式开工,困难主要在于资金的筹措。
瑞典的人均国民生产总值在1953年时为981美元,联邦德国在1958年时为931美元,日本到1965年达到人均904美元。如果把以上情况与这些国家开发城市地下空间的情况相对照,这几个年代正是这三国开发利用城市地下空间的高潮,或者开始进入高潮的时期。这说明了经济发展、城市发展与开发利用城市地下空间之间的内在关系,简单地说,就是国情与国力,或需要与可能的关系。
我国是发展中国家,当前人均国民生产总值仅300多美元,然而一些大城市面临的矛盾很多,已经产生了开发城市地下空间以缓解城市矛盾的客观需求。这种需要与可能之间的不协调现象,说明我国城市基础设施过于落后,同时城市化速度相对于国民经济的发展,存在一定程度的超前现象。根据以上情况,可以预计,到2000年前后,即我国人均国民生产总值达到800~1000美元时,比较大规模地开发城市地下空间才可能具备较充实的物质基础。在此之前,选择最急需的项目,有重点地进行适当规模的开发,当然还是应该的,这样也有助于积累经验,迎接城市地下空间开发利用高潮的到来。
二、地下空间资源利用的内容与范围
地下空间的作用和价值被人们重新发现后,认为是一种人类仅有的少数尚未被充分开发的自然资源。地下空间资源的开发,从理论上说几乎是无限的,因为地壳(岩石圈)的厚度平均为33公里,但目前的岩石开挖施工技术所能达到的深度仅为1000米左右,而城市地下空间的开发,则一般尚未超过301米。瑞典曾有人估计,在30米深度范围内,开发相当于城市总面积1/3的地下空间,就等于全部城市地面建筑的容积,即不需扩大城市用地,就可使城市的环境容量增加一倍,说明城市地下空间资源有很大的潜力。
对于浅层地下空间的开发,特别是在原有城市,受到很多条件的限制,例如地质情况,已有的地下设施,已有的建筑物较深基础,土地的所有权和地价,施工技术及其对城市的影响,经济能力,开发后的综合效益等。从总体上看,在城市街道、广场和公共绿地下面开发地下空间的条件最为有利;从区域来看,则以城市中心区、商业区、居住区、文教区等处对地下空间的需求量最大。这两种情况综合的结果,就形成了由点与线组成的城市地下空间的基本格局。“点”是由单个或成片的地下建筑组成,“线”是指交通线、物流线等。
一个城市到底有多少地下空间可供开发,其中有多少可供有效利用,不能笼统地估计,必须经过深入的调查,科学的论证和综合的规划。以对北京前门商业区地下空间开发利用的可行性研究为例,该地区的划定范围约70公顷,地质条件有利,普遍具备开发的条件,地下公用设施和人防工程占用的空间有限,仅有少数有保留价值的建筑物的基础。这样,以开发深度15米计,该地区可供开发的地下空间资源约有1000万立方米。经综合规划,可供有效利用的约有200万立方米,即相当于可供开发量的20%。当然,在进行规划时,不能仅按当前的需要和条件考虑,而应预见到长时期以后的需求和技术的进步。地下空间一旦形成就很难改变或消除,具有一定的“不可逆性”,因而这种考虑就尤为重要。应当做出分阶段(时间)、分地区(位置)、分层次(深度)开发的全面规划,才不致使早期开发的地下空间成为进一步开发的障碍。图11为日本对于城市地下空间分层开发的设想(以横滨市为例)。