城市地下空间利用严格说来仍属于城市建设工程的一部分，由于其位于“地下”的特殊性，专门对其进行叙述。
在20世纪60～70年代，地下空间开发利用模式开始占主导地位。70年代以来，随着城市的快速发展，越来越多的城市出现了交通阻塞、污染加剧、空间资源短缺、城市环境恶化等严重的“城市病”。80年代，国际隧道协会提出“大力开发利用地下空间，开始人类新的穴居时代”的口号。1982年，联合国自然资源委员会正式将地下空间列为“潜在而丰富的自然资源”，地下空间被认为是同宇宙、海洋并列最后留下来的未来开拓领域。城市地下空间国际学术会议1991年通过《东京宣言》，提出“21世纪是人类开发利用地下空间的世纪”。2002年，在意大利都灵举行的地下空间学术会议就将议题定为“城市地下空间———作为一种资源”。可见，城市地下空间作为一种自然资源，已经得到了日益广泛的重视，并将被逐步开发利用。
6.2.1 城市地下空间利用概况
城市空间发展日新月异，城市规模开始由中心向四周乡镇横向辐射。而在城市的核心区域，为了适应其城市商贸功能区的高度集中化发展的要求，城市地下空间的利用成为提高用地经济性的重要手段之一。
所谓“地下空间利用”就是对城市地质体的利用。城市地质体是城市向地下发展的空间，是地下空间资源的“载体”，它属于土地资源，是城市土地资源的延伸。一方面，由于城市地质体的岩性、岩相、成因、结构、构造等复杂多样，因而城市地质体自身岩(土)体强度或抗干扰能力差别较大，不仅地质环境条件复杂，也存在一些地质环境脆弱的敏感区或不宜开发的地区;另一方面，城市地质体的开发、利用，破坏了原有的生态环境地质平衡，也会对地面工程或已有的地下工程产生一定的影响，引发环境地质问题或地质灾害。
(1)发展过程
从1863年英国伦敦建成世界上第一条地铁开始，国外地下空间的发展已经历了相当长的一段时间。20世纪20年代以来，世界各国城市化进程加快，城市用地紧张、交通阻塞、基础设施落后、环境恶化等问题日渐突出。为解决这些问题，一些发达国家开始大规模利用地下空间，开发利用较早的是欧、美和日本等国家和地区。其中，欧洲国家对地下空间开发利用较好，充分利用地下空间具有恒温、恒湿、隔热、遮光、气密、隐蔽、安全等优点，广泛修建过街通道、地铁、商场、仓库等，近年来还修建了地下综合服务区、地下发电厂、核电厂、垃圾处理厂等。
与国外相比，我国起步较晚，但近年发展势头较好，不仅发展速度快，建设规模也大。我国地下空间利用最早始于西北黄土高原，至今还有4000多万人居住在延续数千年的窑洞建筑中，在黄土层中还修建过结构简单的圆筒拱形地下粮库。我国城市地下空间主要集中在地下交通、地下商场和人防等方面。北京、天津是我国地下铁道建设最早的城市，早在20世纪70年代就开始建设;上海、广州次之，均在20世纪建成运行;之后是南京、深圳，也在21世纪初建成投入运行;沈阳、成都、杭州、哈尔滨等城市正在建设;西安、苏州、厦门、青岛等城市已立项;宁波、南昌、济南、福州等市也在规划、筹备之中。全国掀起了修建地铁热，并由此引发了城市地下空间利用的新高潮。
(2)地下空间的特性和优越性
地下空间具备的某些特性和优越性，是地上空间不能比拟的，如良好的抗震性、稳定性、隐蔽性、防护性、隔音性等，能适合、满足城市的一些特殊需求。主要优点如下:
1)地下建筑抗震性能好，土体压强绝对高于空气压强，抗毁性强于地面建筑，能有效地防止各种自然灾害的侵袭，诸如台风、雷电、冰雹等自然灾害根本不会给地下建筑造成直接影响。如1976年唐山大地震时，唐山的地下工程在地震后绝大部分完好无损，身处人防工程中的人员无一伤亡，大大减轻了震害。
2)地铁、各种地下通道及地下停车场，能有效地缓解城市交通的紧张状况，分流地面的拥挤车流、人流;同时，地下交通安全、可靠、方便，减少了交通事故。
3)地下空间无自然噪声，把有“三废”、振动噪音大、有危险品、需恒温恒湿的项目以及更多的公共设施引入地下，可少占用土地，美化环境，保持城市生态平衡。
4)开发地下空间有利于减少城市污染，避免生产、生活间的相互干扰，使地面空间得到松动，增加绿地，改善环境质量。地下近似恒温，加热和冷冻负荷大为减小，夏天可抽出冷风用以地面降温，其能耗费用可减少60%以上，节省了能源。
5)地下储存食品不但费用低、损失小、使用周期长，且通过科学处理后可以长期保鲜而不破坏其内部营养结构，有利于人们的身体健康。
6)地下储库是理想的安全场所，特别是金库、油库以及剧毒危险品仓库设在地下更为理想，万一发生意外，便于控制，不易扩散，可做到万无一失。
7)地下建筑易于维护，不易受到自然灾害和气候灾害的干扰，使用周期长，开发潜力大，是生态城市建设必不可少的开发利用新方向。
(3)开发意义
1)进行城市地下空间的开发利用，将基础设施及相关建筑物放入地下，在节约地面空间的同时，地下空间开发本身也带来了巨大的商机，形成相应的经济效益。
2)走城市空间立体化发展的道路，有效地提高了城市空间的理论容量，解决了城市用地不足的矛盾，并调整了城市空间组织结构和形式，将城市空间的粗放型开发转变为集约型开发，提高了城市空间的运行效率，保障了城市功能的良好运转。
3)开发利用地下空间将有利于保护城市环境、净化空气、保护水源、降低噪音、提高城市卫生清洁质量、增加绿化和公共空间、减少容积率、减少建筑总量等。
4)地下空间开发将不断完善城市的防灾、抗灾能力。建设地下街道可以疏散大量人群，建设地下仓库可以储藏粮食、物资、能源等。
5)地下建筑不仅在防自然灾害中起到重要作用，即使是战争时期，也是防核、防常规武器的重要手段之一。
(4)利用方式
通过对上海、武汉、广州、长沙、南京、石家庄以及蒙特利尔、堪萨斯、圣彼得堡等城市的比较研究可以发现，城市对地下空间资源的利用是多方面的，归纳起来主要有以下方面(表6.1):
表6.1 地下空间资源的利用方式
1)建设城市基础设施的各类地下管线，包括上水、雨水、污水、燃气、电力、电信等。
2)建设地下交通、商业设施，修建地下道路、地下过街通道、地铁、地下商场等是城市地下空间开发利用的首选之举，并且开发较早，一直发展较快。
3)建设能源设施，如发电厂、战略储备能源(气、油)、利用深层地下热干岩石进行发电等。
4)开发建设地下水库、人工河道、大型调节池等水利设施。
5)建设地下文化馆、体育设施、地下研究(实验)设施、地下娱乐设施、地下工厂、地下防灾设施、应急给水池、蓄水池、避难(人防)场所、消防通道等其他设施。
(5)规划原则
地下空间是不可再生资源，既不能增加、也无法创造，会随着人类的利用而不断减少。因此，在利用地下空间资源时，应合理规划、有序开发。地下空间资源利用规划应对地下空间进行综合布局和开发，协调地下与地上、地下与地下的建设活动，为城市地下空间开发建设提供技术依据。在规划时需要遵循以下原则:
1)开发与保护相结合的原则:开发地下空间资源时，注重资源的保护并考虑城市未来发展的需要。
2)上、下结合原则:充分考虑地上与地下的关系，发挥地下空间的优势和特点，使地下空间与地上空间形成一个整体，共同为城市服务。
3)长远考虑、近期着手、分期实施原则:既要从战略角度出发，面向未来，又要从解决城市现有的突出矛盾入手，分期、分步地使目标实现与经济实力的现状相适应。
4)综合效益原则:确定地下空间的功能以及其布局，并对地下空间开发实行鼓励、优惠政策。
5)地下建筑合理设计原则:地下空间地面化，让人们在地下也能充分接触自然，感受阳光、植物和空气，消除人们对地下空间陌生和压抑的心理，同时增强地下空间的导向感。
6)防灾设计作为重中之重的原则。
6.2.2 环胶州湾地下空间利用
(1)地下空间利用的经济条件
地下空间的开发利用与城市的经济发展水平有关。发达国家的实践证明，只有在经济发展到一定程度时(一般认为人均国内生产总值为500美元)，才具有开发利用地下空间的条件:人均GDP在500美元以上时，地下轨道交通成为城市发展的需要;当人均GDP进入500～2000美元阶段时，地铁将得到较为广泛的利用;当人均GDP在2000美元以上时，城市地铁开发利用将向高水平发展。
环胶州湾地区人均GDP早已超过500美元，具备开发地下空间的经济条件，但是，地下空间的开发利用还应该根据发展的实际需要和自身的经济实力，合理规划、有序开发。
(2)统一规划管理
加强环胶州湾地区地下空间开发利用的统一规划和管理，做到城市地下空间开发利用规划与城市防灾减灾建设的有机结合。
(3)立体综合开发观
确定立体的综合开发利用观，把地下设施建成一物多用、一物多能、多功能的综合体。对现有地下设施进行改造，凡是能够改造的单体工程，都应增加其功能与用途，如防空洞可改造成平时收益的设施等;新建的地下设施应建成多功能综合体。