日本城市历史地区地下空间的适应性利用与借鉴

地下空间作为新的可利用空间资源，可以通过适应性的开发和复合利用缓和城市保护与发展间的矛盾，实现地区经济、社会和文化效益多元增长。我国保护与发展问题矛盾突出：城市历史地区建筑密度高，存在人员密集、交通易拥堵、环境与设施条件恶劣等问题，阻碍了城市现代化高质量发展；而大拆大建的开发模式虽在一定程度上适应了现代化发展需求，历史文化原真性却随之消逝。我国是世界上历史性城市最多的国家，城市历史深厚悠远，文化遗产丰富多样，历史承载深入生活，处理好城市化发展与历史文化传承之间的关系是历史地区完成“保护”和“发展”双重使命的关键。因此，以地上保护为核心，通过合理开发地下空间缓解保护与发展矛盾是未来的重要课题。  

日本的地下空间建设始于19世纪末，二战后日本城市文化遗产破坏严重，激发了人们对历史保护的高度重视，因此地下空间在后来的城市复兴中广泛应用于历史地区，为保留地上历史遗产、发展历史地区经济作出了积极贡献，在扩展城市空间、保护地面历史遗存、解决大城市病方面积累了丰富经验。目前我国地下空间整体开发呈大规模增长趋势，但历史街区及其周边的地下空间建设仍处于起步阶段，实践经验少、建设规模小，开发技术与统筹规划能力还需提高。为此，日本领先国际的地下空间建设实践值得我国学习与借鉴。  

根据《华盛顿宪章》，历史地区“不论大小，包括城市、镇、历史中心区和居住区，也包括其自然和人造环境。它们不仅可以作为历史的见证，也体现了城镇传统文化的价值”。日本教科文组织沿用了这一论述——历史地区指在历史上或建筑上具有较高价值的旧城区。在日本，具有法定意义的表达历史地区的概念有“重要传统建造物群保存地区” 【文部科学大臣根据市町村的申请，将位于与周围环境和谐一体的历史风致区中且具有较高价值的传统建筑物群选定为“重要传统的建筑物保存地区”】 （后称“保存地区”）、“历史风致地区” 【城市中具有历史传统活动和人文活动的历史街区与建筑环境】 、“景观地区”等，类似于我国《历史文化名城保护规划标准》中的“历史城区”“历史地段”“历史文化保护区”等概念 【参见GB/T50357-2018《历史文化名城保护规划标准》中华人民共和国住房和城乡建设部公告2018年第250号】 。  

日本地下空间主要包括地下铁、地下街、地下站点、地下停车场、地下变电所与共同沟等主要功能设施。日本的地下铁自1927年开始建设，近百年来在13座城市共建设了总长约852 km 的线路，最深线路可达地下42.3 m 【数据来源：作者根据公开资料测算整理】 ，这些城市中有12座具有400年以上历史。地下街伴随着地下铁的开发自1930年代开始建设，目前日本共登记了80处地下街，总面积达到120万 m2 ，其中近半数的地上空间与历史文化相关。地下街的建设会统筹考虑地上功能以及地下停车、步行通道等空间，形成完整的功能组织。日本面积最大的一体化地下空间位于东京站及其周边地区，连接面积达26.3万 m2 ，地下步行距离长达18 km ，地区历史可追溯至江户时期。地下变电站与共同沟建设应用成熟广泛，在东京400个变电站中有约160个位于地下，包括位于历史建筑高野山东京别院地下的超高压变电站；东京城市地下共同沟总长达126 km ，最深可达40 m 。  

注：“—”表示不涉及。  

图1  部分日本城市的城下町地区街道肌理与地下空间图底关系

笔者对日本历史地区地下空间的发展演变进行了梳理研究，将其发展历程分为以下三个阶段。  

（1）第一阶段（19世纪末—20世纪初）：被动式基础开发  

19世纪末明治维新运动兴起，受西方文化思潮冲击，日本进入高速城市化阶段，并伴随生活环境污染、空间拥挤、交通堵塞等大城市病。地下空间建设是城市经济发展的必然趋势。日本地下空间从上下水道建设起步，围绕隧道、公路、发电站等基础设施开始完善。这一时期城市历史保护还未出现区域划分，地下空间建设以缓解地区发展基础性难题为目的的被动式开发为主，但已有保护建筑、名胜古迹、国宝等的法律政策出台以应对西方文化的冲击，如《史迹名胜天然纪念物保护法》（1919年）、《国宝保存法》（1929年）等。  

（2）第二阶段（20世纪中期）：主动式规模开发  

这一时期日本历史地区地下空间利用迎来发展的关键转折点。一是1920年代—1960年代的战争对许多历史城市造成严重破坏，市民对复兴城市文化、保护历史遗迹的情绪高涨，催生了1950年《文化财保护法》的颁布，该法明确规定地下开发要以保护地下埋藏物优先，自此日本的文化保护进入法制化阶段。二是1960年代—1980年代，以战损城市大规模复建、东京奥运会等重大事件为契机，地下空间被整体纳入新一轮的城市规划建设中，并在这一过程中充分考虑了文化保护的因素。如名古屋《都市计划法》中规定地下空间开发要考虑文化保护的需求 【参见名古屋城市规划史编撰工作委员会编写的《名古屋城市规划史》】 ；东京首都高速在皇居、迎宾馆、东京站等多处历史建筑周边采用下穿的方式保护地上景观。1935—1980年间历史地区地下空间顺应整体地下空间建设趋势呈大规模主动开发，日本地下街从无到有增加了80万㎡，开通地铁的城市增至6座且均是历史性城市。  

（3）第三阶段（20世纪末至今）：主动式深度开发  

 

图2  东京大手町·丸之内·有乐町地区网络化地下步行交通组织

图3  大阪都心中央部地区网络化地下公共交通组织

图4  京都历史中心区周边围合式地下空间布局

在位于城市中心的重点历史保护地区，地下空间建设的范围和深度均受严格控制，以减少对地下埋藏物和周边高密度历史遗迹的影响，功能上要满足地区发展所急需的2~3种类型为主，并辅以通畅简单的组织流线。  

图7  名古屋名城变电站地下剖面图

对于部分经济发展要求较高的特殊历史地区，保护与发展都受到空间限制，地上历史遗迹要进行选择性的保护，地下空间则采用高度复合的开发形式，通过布置多种功能设施、增加建设深度、优化空间布局、整合功能流线，形成地上地下一体化模式。代表性案例包括：东京站、名古屋荣地区、札幌站及其周边地区、大阪难波站、神户三宫站及其周边地区等的地下空间。它们多以交通枢纽为核心，集商业娱乐、文化旅游、公共服务、市政设施等于一体，以竖向多层立体分布为主，结合各平层的功能优化，实现土地溢价、物业增值，容积率提高和经济效益提升，平衡历史地区文化保护与经济发展。  

以东京站为例，丸之内站楼已有106年的历史，建筑面积18万 m2 ，地上有3层，地下则进行了5层复合开发。地上1层是车站中央大厅，以交通枢纽和商业功能为主；地上2层是中高架站台，共10面（站台面）20线，面积约8万 m2 ；地下1层是以商业功能为主导的车站中央大厅，其中八重洲地下街是日本最大地下商业街，面积6.4万 m2 ；地下2~5层以交通功能为主，包括地下铁和JR铁路线共5面10线；地下5层以下是整备线性货运站、物流基地、地下物流网络和首都高速公路；未来在更深层的地下还将建设筑波快线、都心直结（达）线（表4）。  

表4  东京站地上地下一体化开发  

因此，可以将历史地区高度复合化利用的地下空间分为地上、浅层地下、中层地下和深层地下空间。地上空间以保护历史建筑、景观和开敞空间为优先，控制建筑高度和容积率；浅层地下加强横向步行的连通性与可达性，构建以商业、交通为功能核心的集约高效空间；中层地下以中长距离公共交通为主，布置区域性市政设施廊道，提高安全性；深层地下以高速公路、大深度地下物流、隧道、科研、储藏为主，以避免对地上空间造成不良影响（图8）。  

图8  历史地区地下空间功能复合利用分层模式图

日本地下空间开发技术的迭代进步对历史地区的发展有着重要作用，主要体现在开发技术和保护技术两个方面。  

开发技术方面，日本对实施工法、掘进技术、覆土技术等均有先进成熟的研究。较为常用的有传统的开挖隧道与盾构技术，在东京历史河道日本桥川地下高速道路建设中便采用了隧道开挖与盾构技术相结合的方法； URUP 工法是进行地下立交施工的盾构隧道技术，它的特点是建设周期短、震动噪音影响小，对既有结构影响不大，在日本首都高速品川线山手隧道建设中有所应用； R-SWING 工法是构建城市立体交叉隧道的盾构技术，即便是浅层开发也可将对周边的影响降到最低，东京日比谷地下铁联络通路即采用此法 【参见https://www.kajima.co.jp/tech/c_shield_tunnel/excavation/index.html#!body_02】 ； EX-MAC 工法是一种密闭型矩形发掘，是针对地下步行通道类矩形环境空间的特殊工法，银座、上野等地区的周边地下通路采用了此法 【参见https://www.kajima.co.jp/news/press/201712/21c1-j.htm】 。利用先进的开发技术可以在有限的土地面积内高效建设更为复杂、一体化的地下空间，大大提高土地利用效率、降低开发成本，平衡历史地区的经济发展与文化保护。  

保护技术方面，日本有着先进的减震加固技术：在历史建筑地下原位建设加固结构体，并在结构体与历史建筑中间增加减震层，利用隔离器、液压缓冲器、弹性橡胶等减震装置，提升抗震级别，保障历史建筑安全稳固，延长其使用寿命。最具有代表性的是2007—2012年东京站丸之内站楼地下减震加固工程——面积约18万 m2 的历史建筑完全采用原位地下建设开发，并以关东大地震的级别考虑建筑百年的稳定性与安全性，在历史建筑和地下结构之间安装了352台隔离器和158台液压缓冲器以形成减震层（图9），使之成为日本最大规模的历史建筑减震工程，完美展现了先进的地下空间技术对历史建筑维护的重大意义。  

图9  东京站丸之内站楼地下减震装置配置图

地下空间作为新型的国土资源，在我国正进入高速开发、规模增长时期。“十三五”期间（2016—2019年）新增地下空间建筑面积达10.7亿 m2 ，37个城市开通轨道交通，总里程达5799 km ，发展速度领军世界。1997年我国颁布《城市地下空间开发利用管理规定》，2016年住房和城乡建设部编制《城市地下空间开发利用“十三五”规划》，对合理开发城市地下空间、增强地上地下的有机联系、改善城市环境有重要意义。截至2019年，上海、北京、南京、广州、杭州、武汉等城市在中国城市地下空间发展综合实力排名中名列前茅；根据《2020中国城市地下空间发展蓝皮书》，地下综合管廊建设已遍布全国31个省区，总计1.2万 km 以上。此外，片区地下空间开发技术进步，杭州滨江区、广州万博商务区、天津于家堡金融区等发达地区地下空间开发强度均超过100万 m2 / km2 。实践证明，地下空间的合理开发是缓解与协调城市发展诸多由于人口、空间集聚所引发问题的有效途径，特别是在我国城市中迫切需要协调保护与发展、交通与环境等矛盾的历史街区，通过对地下空间进行科学规划和适应利用，可为历史街区保护与更新提供节约空间、完善功能、改善条件、提升环境品质等更有效的解决方案。  

3.2.1  因地制宜地选择地下空间开发模式

历史街区地下空间开发强度要充分考虑地区发展诉求和文化遗产情况。在地下埋藏物丰富的城市中，地下开发要提前进行地下文物勘测，合理规划地下空间布局、谨慎建设，如日本京都和我国的西安；对于位于北京、上海等大城市中心繁华地段的历史街区，则要充分利用地下空间资源，缓解地区发展矛盾；对于城市中一些文化遗产集中连片的地区，要针对交通、基础设施等功能需求合理适度开发地下空间。  

历史街区地下空间功能设置与地面现有功能的使用情况地区发展需求密切相关，应针对性地选择功能类型与组织方式。借鉴日本的经验，可以将我国历史街区地下空间功能组织利用分为单一功能、多种功能与高复合功能三种类型。  

单一功能目前在我国应用较多，早期以地下室、储藏室、人防工程、市政管道等为主。在现代城市中除了上述基本功能外，还应提高技术水平，主动开发更多适合置于地下的功能，如在大面积地下文物考古挖掘地点可就地建设地下博物馆，典型案例包括我国的汉阳陵地下博物馆、北京地铁6号线地下博物馆等；同时，部分重点单一地下功能应整体统一规划，如对于西安、洛阳等古老城市在地下铁路交通规划过程中，应统一对线路地上、地下的历史遗迹进行考察与勘测，整体控制线路走向。  

多种功能的地下空间建设我国已应用较为成熟，在历史街区也有少量开发。未来随着地下铁的普及和历史城市核心地区的发展，以交通、商业为主体功能的地下空间利用将越发广泛。在人流量较大的文化商业地区，以地下交通站点为基础辅以地下步行通道、停车等功能，结合地上空间形成商业与旅游文化核心。在以大规模或高密度文化遗迹为中心的历史地区，以地下商业、公共服务为基础，辅以地下交通、停车等功能，补充地面商业与服务的功能缺失，如西安钟鼓楼广场地下空间就以地下商业为核心，统筹规划了交通、仓储等功能。  

历史城市由于建设时期较早，面临着严重的设施老化、灾害隐患、韧性不足等问题。日本自20世纪就有计划地从电线杆开始进行地下化改造，并随时代发展不断完善，逐步更新地下建设技术、提高地下化设施的安全性，聚焦历史街道的安全通行与风貌控制。近年来，日本对于影响历史风貌的大型老旧基础设施也开始了地下更新的计划，如日本桥川上空高架地下化工程，将老旧的高架改建到河道地下，完工后可还原地面日本桥川历史河道与日本桥历史建筑的景观风貌。  

目前我国常用的历史地区地下空间开发方法包括原位地下、相邻地下开发：原位地下开发指在不平移建筑的情况下，对建筑进行基础托换，即将历史建筑原位抬起转移负荷到临时桩基上，再进行地下空间的开发，如上海爱马仕项目对1912年法租界历史建筑进行的地下室加建；相邻地下开发指对历史建筑及其周边地区进行地下建设，如上海外滩源33号工程项目对紧邻原英领馆的历史建筑进行地下室建设，运用的技术包括基础托换、逆作法、复杂环境深基坑信息化控制等。目前考虑到对历史建筑的影响，技术方法上还无法支撑更大尺度的历史建筑移动、原位地下开发以及保护加固工程。  

我国重要的历史城市如北京、上海、西安、南京等的经济文化正走向高质量发展，文化复兴与城市发展将齐头并进，地下空间是新时期必须紧抓的空间资源，是我国各大历史城市经济发展的必然诉求。本文选取日本近20个历史城市作为样本，系统分析了城市中历史地区地下空间的类型、特征、历史沿革和发展的阶段性特征，梳理了“集中式、网络式、围合式”三种具有代表性的空间组织模式；总结出历史地区地下空间功能“单一功能系统化利用、多功能适宜性利用、一体化高复合利用”三种利用模式；并深入研究了日本历史地区地下空间开发与保护技术的先进实践经验，形成了一套可利用、可推广的历史地区地下空间适应性利用的方法与规律。