中国网/中国发展门户网讯  向地球深部进军是必须解决的战略科技问题。地下空间作为国家战略性稀缺资源，是保障国土安全、拓展发展空间、优化资源配置的“压舱石”。当前，我国地下空间开发呈现鲜明的区域差异化特征：东部地区聚焦城市功能（如交通、商业、市政、城市储能）配套，以中浅层地下空间开发为主，核心目标是优化城市空间结构、提升民生服务能力；西部地区则聚焦国家重大战略（如能源储能、战略储库、国防保障）落地，以深部特殊地下空间开发为主，核心目标是保障能源安全、筑牢国土屏障、破解生态约束。这种差异化定位既是资源禀赋与发展需求的客观选择，更是国家层面优化国土空间格局的战略部署。

我国西部地区地域辽阔，占全国国土面积的72%，承载三重核心国家使命：国家能源安全战略基地，煤炭、石油、天然气储量分别占全国66%、47%、84%，水能资源技术可开发量占全国八成以上，是“西电东送”“西气东输”核心供给端；国土安全与生态安全屏障，青藏高原、黄土高原等区域是应对自然灾害、地缘风险的战略缓冲带；区域协调与共同富裕的关键“战场”，西部发展滞后直接影响国家整体发展质量。因此，突破西部地区复杂地质约束，高质量发展地下空间，是西部地区破解发展瓶颈的内在需要，更是国家层面优化国土空间格局、保障能源安全、强化生态屏障、促进区域协调的战略举措。

国家战略视角下西部地区地下空间开发的核心价值

国土安全的战略屏障

西部地区边境线漫长、地缘环境复杂，地下空间具有隐蔽性、抗打击性、稳定性强的天然优势。关键基础设施（如能源枢纽、交通干线、应急储备等）地下化，可提升国家关键设施抗毁能力与应急保障能力，应对地缘冲突与自然灾害双重风险；边境地区地下空间开发可构建“地下战略通道+隐蔽保障体系”，强化边境管控与国防安全。

能源安全的核心支撑

我国能源资源呈现“西富东贫”的禀赋特征，地下空间开发对西部地区能源发展有多重支撑作用。地下储能（压缩空气储能、储氢、抽水蓄能）可构建规模化储能体系，支撑“西电东送”稳定运行，提升全国电网韧性；保障战略能源储备，建设地下储库可扩大石油、天然气战略储备规模，降低对国际能源市场的依赖，应对能源地缘风险；助力“双碳”目标实现，通过地下空间为二氧化碳（CO₂）地质封存、绿氢储存提供核心载体，支撑能源结构转型与碳中和战略落地。

区域协调与共同富裕的关键抓手

西部地区地下空间开发可构建“战略赋能—产业升级—民生改善”的良性循环。依托地下空间培育智能建造等新兴产业，形成新质生产力，推动西部产业结构升级，缩小与东部地区发展差距；同时，地下空间开发还可与乡村振兴、兴边富民等战略衔接，助力欠发达地区跨越式发展，夯实共同富裕基础。

生态安全的重要保障

西部地区是我国生态保护核心区，长江、黄河的发源地与重要生态屏障均位于此，地下空间开发具有显著生态优势，通过减少地表扰动，避免大规模地表工程对生态脆弱区的破坏，保护高原草甸、河谷湿地等敏感生态系统；同时，实现生态保护与发展双赢，破解西部生态保护红线与发展空间不足的矛盾，为国家探索“生态产品价值实现”提供示范。

西部地区特殊地下空间开发利用现状与不足

西部地区特殊地下空间开发利用现状

西部地区特殊地下空间开发利用战略雏形初现，但尚未形成国家层面协同效应，而且主要集中在能源领域。在能源领域方面，西部地区的水电与抽水蓄能地下工程规模全球领先，为国家能源安全提供了基础支撑；但主要聚焦单一能源功能，未与国家储能网络、战略储备体系充分衔接。新型储能领域方面，压缩空气储能（CAES）、盐穴储氢等试点项目虽已起步，但布局分散、规模偏小，未纳入国家能源战略全局统筹，与“西电东送”及新能源基地布局协同不足。

水电与抽水蓄能领域

由于我国西部高山峡谷地区地面空间有限，水电站与抽水蓄能电站普遍采用地下式发电厂房，布置形式为地下洞室群。以水电工程为例，洞群以主厂房、主变室、尾水调压室三大洞室为主，还包含一些规模相对较小的洞室，如引水隧洞、母线洞、尾水隧洞等。

我国西部金沙江、雅砻江、大渡河等流域的大型水电站大多采用地下厂房洞室群的布置形式。历经几十年实践进步，大型地下洞室群的设计建造技术已得到长足的发展，在适应西部复杂地质条件、安全控制、高效施工等方面成效显著。水电地下洞室群的主要特点是规模巨大、埋深大、空间结构复杂，也是与交通隧道等其他行业地下空间的典型差异。表1为中国电建集团在我国西部地区已修建的典型水电站的地下厂房信息。这些水电站呈现出地下洞室群复杂、开挖跨度大、边墙高等特点，其中地下厂房的长度一般为200—450 m，顶拱跨度一般为25—34 m，高度一般为60—90 m，埋深一般为200—500 m。地下洞室群包含的洞室种类、数量众多，洞室之间平面相贯、立体交叉、纵横交错，洞群空间结构十分复杂（图1）。洞室尺寸大、数量多，使得洞群的开挖方量巨大。例如，溪洛渡水电站地下洞室群拥有342个洞室，总开挖量达17.6×10⁶ m³。

近年来，随着抽蓄电站的蓬勃发展，抽蓄地下洞室群也大量建造，结构与水电洞群类似，整体规模略小于水电洞群。

储能领域

在储能领域，以压缩空气储能（CAES）为典型。CAES对地下空间的利用形式为地下式储气库，主要有天然盐穴、废弃矿洞、人工开挖洞室等形式。地下储气库相较地上式储罐占地面积小、储气空间大，因此得到了广泛的利用。

天然盐穴主要利用在盐岩地层中开采形成的溶腔，因其密闭性、抗渗性较好，可满足地下储气的需求，但地域限制性强；废弃矿洞指利用采矿后废弃的巷道等洞室，经一定改造加固后进行储气。这2种属于已有地下空间的二次利用，减少了人工开挖工程量，造价相对较低，但可能面临稳定性和有害气体等问题。西部地区矿产资源丰富，矿洞再利用储气提供了一种地下空间高效利用形式。

人工开挖地下洞库虽相比上述2种形式开挖量较大，但具有建库适应性强、稳定性好等优势，在西部地区得到了一定应用。人工开挖地下洞库可满足靠近新能源基地的联合调配需求，储库的体型、空间结构可根据功能需要灵活调整，而且上覆岩体厚度可满足抗抬稳定性要求。但由于国内人工洞室型CAES研究起步较晚，实践经验较少，相关设计建造技术及工程示范等仍有待进一步深入。

战略储库领域

西部地区战略储库开发尚处于起步阶段，主要依托枯竭油气藏、盐穴等地质条件，开展石油、天然气储备试点，部分区域利用地下洞室群优势，布局应急物资储备设施。目前，西部地区战略储库整体呈现“布局分散、规模偏小、功能单一”的特点，尚未纳入国家战略储备体系统筹规划，与能源基地、交通通道协同方面也存在不足。

西部地区特殊地下空间发展存在的不足

尽管西部地区特殊地下空间开发已取得一定进展，但仍存在3个方面突出问题。

战略协同不足。能源领域地下空间开发多聚焦单一功能未与国家储能网络、战略储备体系充分衔接，布局分散、规模偏小，未能形成战略合力。

技术转化不充分。大型地下洞室群设计建造的丰富实践经验未充分转化为储能、储库等新兴领域的技术优势，深地储能、高压密封等关键技术仍需突破。

产业带动作用薄弱。特殊地下空间开发多以工程建设为主，未形成“建设—运营—装备制造”的完整产业链，对区域经济的带动作用有限，未能充分释放资源禀赋红利。

国家战略引领下西部特殊地下空间开发的核心方向

战略保障型地下空间开发

核心方向。聚焦国土安全、能源安全和应急保障，构建“深部战略储备+关键设施地下化+应急防护体系”三位一体格局，强化国家战略纵深。国家战略物资储库。在西南地区水电能源枢纽、西北地区枯竭油气田、盐穴改建等区域布局地下石油、天然气、稀有金属储库，采用“盐穴改建+人工洞室新建”模式，提升战略物资储备规模与安全等级，形成“西北-西南”双核心储备网络。关键基础设施地下化。在规划设计阶段，国家重大工程优先考虑核心设施转入地下——采用深埋洞室群布置，可提升抗毁能力与隐蔽性，强化国防安全与能源运输安全。应急防护体系建设。在地质灾害高发区、边境冲突敏感区，建设地下应急避难所、物资储备库与救援通道；同时，结合“天空地一体化”智能监测系统，构建“监测—预警—救援”一体化应急保障体系。

布局思路。坚持“战略导向、地质适配、区域协同”原则，构建“两极三区多点”布局。“两极”，以新疆（西北能源储备极）、成都（西南交通枢纽极）为核心，打造国家级战略储库枢纽；“三区”，指西北战略储备区（新疆、甘肃、宁夏）聚焦油气、稀有资源储备，西南应急保障区（四川、云南、贵州）侧重应急物资与救援通道，以及边境防护区（西藏、新疆边境地区）强化国防安全设施；“多点”，在区域中心城市、能源通道节点布局中小型储库，形成“核心枢纽—区域节点—边境保障”的分级储库网络。

能源保障型地下空间开发

西部地区能源储量丰富，可充分利用地下空间进行储能，以突破复杂山区地表空间狭窄的局限性，包括但不限于CAES、储氢、储油等。

核心方向。依托西部能源资源禀赋，构建“新建+改造+天然利用”三位一体的地下储能体系，支撑“西电东送”与“双碳”目标落地。人工洞室储能。在西部新能源富集区布局大规模人工洞室CAES电站，与风光电基地协同耦合。创新采用“水电站废弃洞室改建”模式，如将绰斯甲等水电站的退役施工支洞（长度数百米、断面直径10余米）改造为CAES储库，可显著降低开挖成本，实现“能源工程—储能设施”循环利用。废弃矿山巷道储能。在西部煤炭产区，将关闭煤矿的废弃巷道、井筒改造成为储能空间，配套通风、密封、监测系统，形成“煤矿转型—储能利用”产业升级路径。天然盐穴储能。在岩盐分布区（四川、新疆）开发盐穴储氢、储气项目，通过高压注浆加固、双井定向溶蚀等技术提升腔体利用率，构建“风光发电—绿电制氢—盐穴储氢—氢能利用”完整产业链。针对西部层状盐岩特点，创新采用“高位注气、低位排卤”技术，提高地下空间利用率。战略级储能储备。在深部地下空间预留大规模储氢、CO₂封存设施，支撑国家氢能产业发展与碳中和战略，打造“西部储能—全国调配”的能源保障体系。

布局思路。围绕国家能源战略大动脉，遵循“因地制宜、分层开发、多能互补”原则，构建“三层次、网络化”储能布局。浅层（埋深不超过30 m）：在城市周边、工业园区布局分布式储能设施，与分布式光伏、风电直接耦合，满足就近消纳需求；中深层（埋深30—100 m）：在新能源基地（河西走廊、黄河上游）、电网枢纽节点建设大规模CAES、储氢洞库等，形成“西电东送”稳定器；深层（埋深超过100 m）：在盐岩、枯竭油气藏富集区布局战略级储氢、CO₂封存设施，支撑长期能源安全与“双碳”目标实现。

西部地区地下空间拓展技术挑战与对策

围岩灾变挑战与安全控制对策

围岩灾变挑战

西部地区地质条件复杂，地下工程面临高地应力、复杂岩体结构等不利因素，在此环境下进行地下工程建设会遭遇诸多围岩灾变问题。对西部典型地下洞室群建设期间的围岩灾变现象进行统计可知，围岩劈裂剥落、大变形、岩爆、塌方、突涌水等是较为普遍的问题。例如，锦屏一级、白鹤滩、叶巴滩等水电站地下洞室群的多个洞室在开挖期间出现了围岩劈裂、剥落，猴子岩地下厂房围岩呈洋葱皮状层层剥落等。随着地下空间埋深及规模日益增大，深部高能地质环境（如高地应力、高外水压力、高地温、高地震烈度等）下围岩灾变问题将更加突出，对工程施工安全及长期运行稳定造成威胁，也对现有的建设与安全控制技术提出严峻挑战。

安全控制对策

虽然复杂地质条件下地下空间建设面临围岩灾变风险等挑战，但历经长期工程实践与科技攻关，在地下空间安全建造领域已形成成套关键技术，主要体现在理论方法、开挖支护、安全监测等方面，全面保障工程建设与运维安全。

理论方法。在基础理论方面，已针对深部高能地质环境构建了岩石本构模型，揭示了岩石在深部环境下的复杂力学行为与灾变机制，并建立了相应的数值计算方法，为工程的稳定性评估提供有利手段。在设计方法方面，针对深部高应力条件提出了洞室体型、轴线、间距优化设计方法，通过洞群空间结构的适应性调整，可降低灾变风险，确保工程的安全稳定。

开挖支护。在洞室开挖方面，建立了弱化卸荷、避免应力集中的爆破开挖方法，并针对洞室不同部位、结构提出了适应性开挖方法。在充分认识围岩灾变模式与机制的基础上，针对不同破坏模式建立了靶向支护技术，包括支护设计方法、新型锚杆锚索、新型注浆材料等，通过一系列新理念、新设备、新材料实现围岩灾变的有效防控。

安全监测。针对地下空间的大埋深、大跨度、复杂结构等特点，改进现有点线式监测模式，建立了地下空间全时、全域、全息监测感知技术体系。该技术不仅可以识别围岩表面的变形响应，还可通过穿透式监测，掌握围岩内部从损伤开裂至灾变的动态演化过程；以此破解深部“灰箱”或“黑箱”难题，实现超大地下空间全生命周期灾变风险的全域感知与监测预警。

深地空间智能建造关键技术

当前，智能建造体系正在通过数智协同方式突破地下空间施工建造难题，其关键技术体系是由以数据为核心生产要素、以智能感知为动态源头、以孪生平台为协同中枢、以人工智能为决策引擎、以智能装备为落地载体组成的有机整体，主要体现在智能化感知系统、数字孪生与人工智能、智能建造施工关键技术3个核心层面。

智能化感知系统。以“天（卫星遥感层）空（无人机巡查层）地（地面监测层）内（地下感知层）水（水文监测层）”智能感知系统为核心，打造适配西部深地复杂环境的智能建造技术体系，破解“深部地质未知、施工风险高、运维难度大”的行业痛点，实现深地工程全生命周期数字化、智能化管控。主要依托自主研发的3000 m级超深定向钻探与地层感知装备，以及多源数据融合超前地质预报技术等，可实现隧洞前方100 m内10类地质灾害高精度预报。

数字孪生与人工智能。打造“物理—虚拟”双向映射的管理中枢——接入实时数据流与感知系统，集成BIM（建筑信息模型）、CIM（城市信息模型）、GIS（地理信息系统）融合模型，实现设计协同、施工管控、运维优化的全流程闭环管理。在人工智能方面，需要聚焦工程场景的“数据抓取—分析—演化—决策”，涵盖计算机视觉（缺陷识别、行为监测）、时序预测（工期推演、设备故障预警）、强化学习（资源调度优化）等算法，将数据转化为可执行的决策建议。

智能建造施工关键技术。以“无人化、协同化、精准化”为核心理念，通过自主研发与升级改造，实现关键工序装备的绿色智能升级。围绕地下洞室开挖支护、爆破作业等典型高能耗、高风险工艺，系统开展绿色智能施工核心软、硬件及成套设备技术攻关，包括新一代三臂全电脑智能台车、长锚杆钻注锚一体化台车、新一代混装炸药台车等。

西部地区特殊地下空间产业布局与政策建议

构建“国家统筹、区域协同”的顶层治理体系

建立跨层级统筹机制。国家层面。成立由国家相关部委牵头的“西部地区特殊地下空间开发协调领导小组”，明确战略定位、空间布局、重大项目与实施路径，将其纳入国家国土空间规划与能源安全战略体系；建立“年度调度、中期评估、动态调整”机制，协调解决跨区域、跨部门重大问题，避免同质化竞争与重复建设。区域层面。建立西北（陕甘宁新青）、西南（云贵川渝藏）两大区域协同联盟，搭建省级联动平台，推动储能设施、战略储库与“西电东送”“西气东输”通道的跨区域衔接，实现资源优化配置与应急联动。项目层面。对战略储备、千万千瓦级储能基地等重大项目，实行“一会商、一审批、一监管”制度，开通用地、环评、安评“绿色通道”。

完善法律法规与标准体系。健全法律保障。明确地下空间产权归属、开发权限、安全责任、生态保护、收益分配等核心内容，破解“地下空间产权模糊”难题；强化战略物资储备的安全监管与应急处置责任。构建标准体系。建立“设计—施工—运维—退役”全生命周期标准体系，制定专项标准，统一围岩分级、支护参数、储能效率、安全监测等关键指标，形成全国统一的地下空间技术标准体系。

实施“产业层级化”发展策略

核心产业——做强主导。聚焦地下工程建造、储能装备制造、战略储备运维三大领域，依托大型项目培育一批年产值超千亿元的龙头企业，提升产业集中度；支持企业参与国际竞争，输出深地开发技术与装备。

支撑产业——做优配套。发展地质勘察、智能装备研发、数字孪生技术服务、安全监测等配套产业，建设深地技术创新中心、地下工程装备产业园等，形成“建造—装备—服务”协同发展格局。

延伸产业——做高附加值。拓展氢能利用、CO₂封存利用、应急物流、地下城市空间利用（废弃矿洞改造）等延伸产业，打造“储能—制氢—用氢”“储备—物流—应急”一体化产业链。

推进“示范引领、平台支撑”的工程落地

建议以雅鲁藏布江下游水电工程与西部地区水风光储一体化基地为地下空间开发应用示范基地，将其打造为场景验证与价值展示枢纽，在真实、复杂的重大工程环境中，对技术攻关成果进行集成应用、规模化验证与示范展示，形成可观摩、可复制、可推广的标杆解决方案。

示范工程

雅鲁藏布江下游水电工程。雅鲁藏布江下游水电工程总投资约1.2万亿元。该工程地处西部地区，规模庞大，是优质的示范应用场景。可依托工程建设进程，超前谋划、重点开展一系列智能建造技术与装备的示范应用，如隧洞智能钻爆装备协同、多场景适配无人运输装备、砂浆锚杆钻注锚一体化台车、新一代三臂全电脑智能台车、混装炸药装药台车、智能综合加工厂等。

西部区域水风光储一体化基地。以雅砻江、金沙江、大渡河、澜沧江上游水风光储一体化基地为主体，推进地下工程示范基地建设，重点验证其地下储能、地下物资储备系统与水风光一体化基地的联动作用，增加基地新能源消纳，提高地下空间开发利用率等；同时，结合水电站移民工程，探索推进西部地区城市地下空间开发。

示范基地的经济社会效益

经济效益。通过能源调峰调频辅助服务、新能源消纳补贴等方式获取直接收益；显著提升西部新能源消纳率，解决西部能源基地的弃风、弃光、弃水问题，减少能源浪费；带动储能装备制造、地下工程建造、智慧运维等产业链发展，形成千亿元级产业集群，推动西部产业结构升级。

社会效益。保障“西电东送”工程稳定运行，优化全国能源资源配置，提升国家能源安全韧性；每个储能项目可创造数百个直接就业岗位及数千个间接就业岗位，助力乡村振兴、兴边富民；通过CO₂地质封存、新能源消纳等，每年可减少碳排放数千万吨，为“双碳”目标落地提供坚实支撑。

构建多元化、可持续的投融资机制

我国西部地区战略地位突出，特殊地下空间资源禀赋优越，作为保障国家战略储备安全、筑牢能源安全屏障的核心载体，兼具鲜明公共属性与潜在市场价值，是推动新时代西部大开发战略纵深实施、构建区域发展新增长极的重要支撑。为打通产业发展中投融资堵点，激活社会资本参与活力，加快形成政府引导、市场主导、多元协同的投融资格局，助力产业高质量规模化发展，提出4个方面的建议。

强化财税金融激励，夯实投融资政策支撑体系。以精准政策激励撬动资本要素集聚，构建多层次财税金融支持体系。优化税收激励政策，将西部特殊地下空间产业纳入《西部地区鼓励类产业目录》重点支持范畴，对新型储能、废洞资源化利用、深层空间开发等重点项目，落实企业所得税减免优惠、研发费用加计扣除政策，降低项目前期投入成本。完善财政支持机制，对战略储备洞库、应急保障型地下设施等公共属性强、收益回报周期长的项目，建立分级财政补贴机制，合理划定补贴范围与标准，规范收益兜底模式。创新金融工具应用，支持金融机构发行西部特殊地下空间产业专项债券，聚焦核心技术攻关、重点项目建设等领域精准投放。

创新合作模式路径，激活市场主体参与积极性。依托政策框架规范推进合作模式创新，畅通社会资本进入渠道。在特殊地下空间领域规范有序推进政府和社会资本合作模式（PPP）项目，明确特许经营期限与权责边界，优先鼓励民营企业参与。可将部分地下空间项目纳入基础设施不动产投资信托基金（REITs）试点范围，通过盘活存量资产形成“投资—建设—运营—退出”的良性循环，破解产业投资大、周期长、流动性不足的困局。拓宽市场准入空间，构建技术成果转化交易平台，破除行业壁垒与区域分割，对具备市场化运营条件的地下空间项目，全面实行公平竞争审查，鼓励社会资本按规定参与高端技术研发与运营服务，推动资源配置市场化。

建立风险保障机制，降低社会资本投融资顾虑。针对西部地下空间开发常面临复杂地质条件的特点，构建全链条风险保障机制。设立专项风险补偿资金池，重点对战略保障型项目因地质风险、政策调整等不可抗力产生的损失给予补偿，提升风险抵御能力。完善政策性担保体系，支持政府性融资担保机构为社会资本参与的重点项目提供担保服务，探索建立风险共担机制。强化风险预判与管控，构建地下空间开发技术标准体系，对项目规划选址、勘察设计、建设施工、运营管理全流程开展风险评估；依托数字孪生技术搭建风险监测平台，实现风险动态预警与精准处置，稳定社会资本投资预期。

提升产业投资价值，构建稳定可持续发展生态。以产业链协同与提质增效为抓手，增强产业对社会资本的吸引力。深化产业链协同整合，由能源、建筑领域头部央企牵头，联合勘察设计、建设施工、运营管理等细分领域骨干企业成立合资平台，实现资源共享、优势互补，分散单一主体的资金压力与运营风险。强化技术创新驱动，聚焦地下空间开发、智慧化运维等关键技术攻关，加大研发投入力度，推广标准化建设与智慧化运营模式，降低开发运营成本，提升项目投资回报率。加快完善地下空间产权登记制度，明确资产权属，保障社会资本合法权益，增强投资信心。

综上，构建多元协同、安全可控、可持续的投融资机制，需坚持系统观念，统筹政策引导与市场运作，通过财税金融赋能、合作模式创新、风险防控兜底、产业价值提升四维发力，充分释放西部特殊地下空间产业发展潜力，为新时代西部大开发战略实施与国家安全屏障建设提供坚实支撑。

结论

在新时代西部大开发战略纵深推进与“双碳”目标刚性约束的双重指引下，我国西部地区正迎来资源禀赋转化为新发展动能的战略机遇期。作为国家能源安全战略的核心承载区，西部地区不仅在传统能源储备上根基深厚，更在水风光一体化新能源基地布局中占据先天优势，而广袤山区的地下空间资源更成为承接储能、储库等产业的稀缺载体，发展潜力亟待释放。

立足“政策端引导+市场端驱动”的双轮动力机制，西部地区发展地下空间相关产业需坚持“顶层设计先行、示范引领突破”的发展路径。其中，产业发展的核心在于生态构建。因此，需以示范项目为支点，创新完善地下空间投融资与市场化机制，持续积累工程建设、运营管理经验，培育地下空间全产业链与技术平台，推动技术路线迭代优化与市场策略精准适配；进而，带动设计建造、装备制造、运维服务等全产业链条协同升级，构建自主可控、高效协同的产业生态，形成可复制、可推广的西部方案。

（作者：张世殊，王猛、单诗涵、冉从彦、陈炜韬、赵小平、李思韵，中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司；刘新建，中国电力建设集团有限公司。《中国科学院院刊》供稿）