未來地下城市的可行性分析報告

1、未來地下城市的可行性分析摘要：在地球上,陸地面積僅占地球表面積的29%,它是人類賴以生存的地方。但是,全世界土地的有效面積卻在逐年減少,并且接近了極限容許值。而地下卻給我們提供了巨大的空間資源，充分利用好地下空間，構(gòu)筑地下城市就成為現(xiàn)在的一個重大課題。將地下空間與地表空間有機地結(jié)合起來，將部分設(shè)施轉(zhuǎn)到地下去，減小地表的壓力，合理規(guī)劃布局，保持城市的完整性，不讓城市繼續(xù)擴張，將自然帶到城市來，構(gòu)筑可持續(xù)的，綠色的新型城市。以當(dāng)前的技術(shù)，構(gòu)筑地下城市存在許多問題如地下空間的開挖，支護，采光，還有聲環(huán)境，空氣環(huán)境的調(diào)節(jié)。關(guān)鍵詞：地下空間，可持續(xù)性一城市地下空間開發(fā)利用的現(xiàn)實動因節(jié)約資源，改善城市環(huán)境

2、，在城市建設(shè)上實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。這就是城市地下空間開發(fā)利用的現(xiàn)實動因。當(dāng)今世界，城市人口急劇增長，形成了嚴重的生存空間危機。城市發(fā)展和城市化水平的提高是人類文明的重要標志之一，然而城市發(fā)展和城市化水平的提高必然是城市人口的持續(xù)增長。而每增加一個人就需要為之提供一定的的生存空間，包括為之生產(chǎn)糧食等生活必需品的生態(tài)空間，以及提供居住和進行各種活動的生活空間。無論是生態(tài)空間還是生活空間都是以土地為依托。人口在不斷膨脹，而地球陸地面積不但不會增加，反而會由于人類的各種活動而日趨減少。這一增一減必然形成生存空間的危機。而城市地下空間正好是一個十分巨大而豐富的空間資源，對于解決城市土地資源匱乏，緩解城市

3、建筑高密度都是非常有效的。據(jù)清華大學(xué)童林旭教授的初步研究估計，若在北京市現(xiàn)有建筑用地483平方公里范圍內(nèi)，開發(fā)30米深，可獲得建筑面積19.3億平方米，這將大大超過北京市現(xiàn)有的建筑面積。大連市城市地下空間利用規(guī)劃綱要中，考慮開發(fā)深度30米，開發(fā)范圍為城市建設(shè)用地的30%，即道路與綠地用地的面積，再乘以0.4的可利用系數(shù)，可獲得建筑面積1.94億平方米，也大大超過了大連市現(xiàn)有房屋的建筑面積。由此可見，地下空間的可利用性。二多姿多彩的地下建筑地下空間是一個龐大而復(fù)雜的空間體系，我們可以通過分層分塊來了解它。地下空間按它們的功能不同而形成各類地下建筑，了解這些地下建筑以及它們組合而成的綜合體，就會對

4、未來的地下城市有個較清晰的輪廓。1. 地下交通系統(tǒng)地下交通系統(tǒng)，包括地鐵，地下步行道，過街地道，地下車庫等。他們對于緩解城市地面交通擁擠阻塞，消除交通對大氣的污染和噪聲污染，騰出地面用于綠化和美化都具有巨大的作用。依照設(shè)想，未來交通系統(tǒng)將全部轉(zhuǎn)入地下，地鐵，地下行車道等有機結(jié)合，持續(xù)有序，高度數(shù)據(jù)化，方便快捷。交通網(wǎng)絡(luò)簡單有序，遍布城市地底。2. 地下商業(yè)街隨著地下交通的發(fā)展，在地鐵車站的集散大廳或地下步行街兩側(cè)開設(shè)一些商店，逐漸形成地下商業(yè)街。其中有日用百貨店，餐飲店，事務(wù)所，停車場以及其他設(shè)施。在地下街購物方便，舒適，不受風(fēng)暴雨雪的影響，很受消費者的歡迎。3. 地下公共建筑地下公用建筑是指

5、關(guān)于行政，文體，教育，醫(yī)療等方面的地下建筑物。近年來，隨著城市的現(xiàn)代化改造，出現(xiàn)了一批地下的教學(xué)科研設(shè)施，會議展覽中心，圖書館，體育館，游泳池等公共建筑。這類建筑一般對天然光線要求不高，或即使在地面也多采用人工照明及空調(diào)，人們在其中的活動也不會很長，所以較適合于放在地下。如許多大學(xué)在擴建圖書館時都采用地下或半地下的方案。4. 地下公用設(shè)施公用設(shè)施是不斷輸送給城市所需的物流，能源流，信息流，同時排除雨水和人類生產(chǎn)生活中的廢物，維持城市正常運行的各種設(shè)施。通常包括給水管道，雨污水管理，電力電纜，煤氣管道，熱力管道等，及其配套設(shè)施。過去這些管線或直接埋設(shè)在土中，或架空，這樣做的結(jié)果是，生產(chǎn)處理設(shè)施大

6、量占地，還可能對城市造成污染，架空的電纜電線不安全，而且影響城市景觀。在未來的城市中，公用設(shè)施將盡量地下化，而且系統(tǒng)有序整潔，不混亂。5. 地下存儲空間很多物資在地下存儲比地面存儲具有巨大的優(yōu)越性。地下存儲占地少，安全，儲存條件易于滿足，便于管理，節(jié)省勞力和資源。因此地下儲庫是開發(fā)地下空間中很值得重視的項目。比如地下糧庫，地下冷庫，地下液體燃料庫等。6. 未來地下城的大致輪廓 當(dāng)我們了解了各種各樣的地下空間后，我們有了一個未來地下城的大致輪廓。將來一切可以轉(zhuǎn)入地下的設(shè)施都將轉(zhuǎn)入地下。城市的快速交通將主要依賴地下交通，包括地鐵，輕軌，地下機動車道，越江軌道，跨海隧道，甚至城市間的地下磁懸浮列車等

7、。地下交通的換乘車間有地下步行道相連，且附近就有地下停車場。放眼望去，城市街道上人車都顯得稀少，不再有人車混雜，車輛阻塞的現(xiàn)象。尤其在嚴寒，酷暑，風(fēng)雪，暴雨等惡劣氣候情況下，出行的人們都在地下，不受氣候的影響。 將來大量的市政公用設(shè)施不僅轉(zhuǎn)入地下，而且有計劃地進入共同溝。沿街不再有架空的電力線和通信線影響城市景觀和造成不安全隱患。共同溝內(nèi)的各種管線便于檢修，增建和擴建。再也不會出現(xiàn)因檢修或增擴各種管線而將道路挖了又填，填了又挖的現(xiàn)象了。 大型的地下污水處理廠高效地處理城市生活及工業(yè)污水，保護了城市水源，污水不再允許直接排入江河湖海。城市周圍的水體不再被污染，臭水溝，龍須溝都將消失，清澈的河水，

8、碧綠的湖面又回到我們身邊。地下的垃圾清運系統(tǒng)在全封閉的狀態(tài)下進行，垃圾被無害化處理和最大限度地回收利用。房前屋后不再有垃圾桶，街道上不再有沿途散發(fā)著惡臭的垃圾車，城市不再被周圍的垃圾山所包圍。相當(dāng)多的大型公共建筑轉(zhuǎn)入地下，圖書館，博物館，會議展覽中心，體育館，音樂廳等地下文化娛樂設(shè)施方便了居民，提高了城市生活質(zhì)量，同時又不會大量占用土地，使城市地面建筑保持適當(dāng)?shù)拿芏?，一些有文化價值的古建筑也得以保存。更多的的土地用于城市美化和綠化，整個城市到處綠草茵茵，花團錦簇，湖光山色，林木枝繁葉茂，天空碧藍如洗。城市居民生活在園林之中，山水之中。各種儲庫都轉(zhuǎn)入地下，糧庫，食品庫，冷庫，液體燃燒庫，熱儲能庫

9、，以及放射性核廢料庫，還有部分水庫都在地下，管理更方便，更安全，供應(yīng)更便捷，資源和能源使用更合理，生態(tài)系統(tǒng)的管理更有效，從而保證了城市的生活質(zhì)量繁榮和發(fā)展。一切可以轉(zhuǎn)入地下的地面設(shè)施和建筑轉(zhuǎn)入地下后，建成緊湊型城市成了可能，這樣的城市規(guī)模變小了，音樂中心，藝術(shù)宮，大劇院，購物中心等，離市民近了，交通的迫切需求降低了，步行街增多了，生活更有味兒了。三地下城市建造的可行性我們的設(shè)想特別美好，可是會實現(xiàn)嗎？這樣的一天離我們還會很遠嗎？答案是，我們會很快實現(xiàn)的。因為人類在跨入21世紀的時候，處在了這樣一種狀況：一方面因城市發(fā)展帶來一系列的問題，這使人類不得不開發(fā)利用地下空間；另一方面現(xiàn)代科技和經(jīng)濟的發(fā)

10、展，使人類有了大規(guī)模開發(fā)地下空間的能力和技術(shù)。既有需要，又有能力，那么，未來城市立體大開發(fā)就不是夢，而是可以兌現(xiàn)的諾言?，F(xiàn)代意義的城市地下空間開發(fā)已有了一百多年的歷史。這一百多年來，隨著城市地下空間開發(fā)的實踐活動，發(fā)展了相關(guān)的理論，技術(shù)和裝備，這一切為21世紀大規(guī)模開發(fā)城市地下空間做出了理論和技術(shù)上的準備。下面我們就介紹這些有關(guān)的理論和技術(shù)以及問題，對地下城市建設(shè)的可行性進行分析。1. 地下空間所處的地質(zhì)環(huán)境 開發(fā)地下空間，實際上是在距地表非常淺的地殼中進行的。通常是在1030米的深度上，3050米就被認為較深了。目前日本正在研究的大深度地下空間的開發(fā)，也僅僅是在50100米的巖土里，與30多

11、公里厚的地殼相比，還是很淺的。所以說地下空間開發(fā)的潛力非常巨大。人類科學(xué)技術(shù)的進一步發(fā)展，會使這種潛力逐步被人類利用。地下空間的開發(fā)利用首先受到地質(zhì)條件的制約，地下工程的規(guī)劃選址，設(shè)計施工，運營維護等無不依賴于對地質(zhì)狀況的正確認識。為此，人類利用工程地質(zhì)測繪，遙感的判斷，地球物理勘測，鉆孔勘探，巖土取樣等各種手段獲取準確，全面的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)信息，以滿足地下空間開發(fā)利用過程中對地質(zhì)資料和參數(shù)的需要。2. 地下空間的開挖地下空間開挖時選擇何種方法，主要取決于所在地域的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，同時要考慮到對地面及附近建筑物的影響。經(jīng)過詳盡的技術(shù)經(jīng)濟分析后，選擇合適的方法。開挖方法大致可以歸納為

12、明挖，暗挖，蓋挖，盾構(gòu)法，沉管法，凍結(jié)法等。3. 地下空間的支護 處于應(yīng)力平衡狀態(tài)的巖體，當(dāng)在其中開挖洞穴后，原來的應(yīng)力平衡遭到破壞，在洞穴圍巖中產(chǎn)生了盈利的重新分布，同時出現(xiàn)可恢復(fù)和不可恢復(fù)的變形。如果圍巖強度較高，應(yīng)力重新分布后，洞壁圍巖在新的應(yīng)力狀態(tài)下達到新的平衡，圍巖也就穩(wěn)定了；如果圍巖本身的強度不夠高，隨著應(yīng)力的重新分布，在洞壁周圍一定深度的圍巖不斷地松弛變形，被削弱的區(qū)域不斷隨之?dāng)U大。這種情況下若不及時對洞壁進行支護和加固，洞壁圍巖就會失去穩(wěn)定而破壞。這就是為什么在巖土開挖過程中，有的可以不加支護，有時必須支護的道理。支護一般有這幾種方法：鋼筋混凝土襯砌，新奧法與柔性支護，噴射混凝

13、土支護，錨桿支護等。4. 地下空間的防水地下空間開挖出來以后，要適合人們在其中活動，工作和生活，首先遇到的一個問題就是要防水。因為大多數(shù)地下空間都不可避免地處于地下水的包圍之中，如果地下水滲入結(jié)構(gòu)內(nèi)部，甚至淹沒地下空間，整個地下空間就失去了利用價值，即使少量滲入也會嚴重影響地下空間內(nèi)部的環(huán)境質(zhì)量，給工程內(nèi)部的防潮防濕工作帶來巨大困難。為了防止地下水侵蝕地下工程結(jié)構(gòu)，滲入地下空間內(nèi)部，淹沒地下空間，就必須采取周密的防水措施。必須從工程選址，防水設(shè)計，防水材料和防水施工等多方面周密考慮，綜合治理。可采取結(jié)構(gòu)自防水，附加防水層，注漿堵漏防水等方法。5. 地下空間的采光地下空間大多無窗，缺少自然光線，

14、易使人產(chǎn)生昏暗，封閉，方向不明等感覺，因此地下空間的采光設(shè)計是創(chuàng)造舒適地下空間環(huán)境的基本措施。在地下建筑中，應(yīng)盡可能透過側(cè)窗與天窗為建筑物提供自然光線。天然采光不僅是為了滿足照度和節(jié)約采光能耗的要求，更重要的是為了滿足人們對自然陽光，空間方向感，晝夜交替，陰晴變化，季節(jié)氣候等自然信息感知的心理需求；在視覺心理上大大減少地下空間的封閉，壓抑，方向不明，與世隔絕等不良心理感受和負面影響。此外，太陽光紫外線的適度照射，對人體健康也是有益的。因此可以說，地下建筑天然采光對于改善地下空間環(huán)境具有多方面的作用。但地下建筑中很難完全依靠天然采光，因此，在自然光不能完全到達的地下空間中，人工照明作為自然光的補充是必不可少的。6. 地下空間內(nèi)部的空氣質(zhì)量 高質(zhì)量的空氣是室內(nèi)人員健康的保證。熱濕環(huán)境（即溫度，溫度環(huán)境）不佳可以靠人的機體調(diào)節(jié)作用達到某種程度的適應(yīng)，而對于室內(nèi)長期低濃度的污染，人的機體沒有抵御手段，往往不知不覺地，被動地吸入眾多污染物而損害健康。所以地下空間內(nèi)部的空氣質(zhì)量的高低尤為重要。我們必須通過技術(shù)平衡空氣中氧氣，二氧化碳，懸浮顆粒物等各成分，使之對人體沒有傷害，健康舒適。參考文