未來地下城市可行性分析

未來地下城市的可行性分析建環(huán)21田維明14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。可是,全世界土地的有效面積卻在逐年減少,而且接近了極限允許值。而地下卻給咱們提供了龐大的空間資源，充分利用好地下空間，構筑地下城市就成為此刻的一個重大課題。將地下空間與地表空間有機地結合起來，將部份設施轉到地下去，減小地表的壓力，合理計劃布局，維持城市的完整性，不讓城市繼續(xù)擴張，將自然帶到城市來，構筑可持續(xù)的，綠色的新型城市。以當前的技術，構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)境的調節(jié)。關鍵詞：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，在城市建設上實施可持續(xù)進展戰(zhàn)略。這就是城市地下空間開發(fā)利用的現(xiàn)實動因?，F(xiàn)今世界，城市人口急劇增加，形成了嚴峻的生存空間危機。城市進展和城市化水平的提高是人類文明的重要標志之一，但是城市進展和城市化水平的提高必然是城市人口的持續(xù)增加。而每增加一個人就需要為之提供必然的的生存空間，包括為之生產糧食等生活必需品的生態(tài)空間，和提供居住和進行各類活動的生活空間。無論是生態(tài)空間仍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類活動而日趨減少。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龐大而豐碩的空間資源，對于解決城市土地資源匱乏，減緩城市建筑高密度都是超級有效的。據(jù)清華大學童林旭教授的初步研究估量，若在北京市現(xiàn)有建筑用地483平方千米范圍內，開發(fā)30米深，可取得建筑面積億平方米，這將大大超過北京市現(xiàn)有的建筑面積?！洞筮B市城市地下空間利用計劃綱要》中，考慮開發(fā)深度30米，開發(fā)范圍為城市建設用地的30%，即道路與綠地用地的面積，再乘以的可利用系數(shù)，可取得建筑面積億平方米，也大大超過了大連市現(xiàn)有衡宇的建筑面積。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雜的空間體系，咱們能夠通過度層分塊來了解它。地下空間按它們的功能不同而形成各類地下建筑，了解這些地下建筑和它們組合而成的綜合體，就會對未來的地下城市有個較清楚的輪廓。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。他們對于減緩城市地面交通擁堵阻塞，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龐大的作用。依照假想，未來交通系統(tǒng)將全數(shù)轉入地下，地鐵，地下行車道等有機結合，持續(xù)有序，高度數(shù)據(jù)化，方便快捷。交通網(wǎng)絡簡單有序，遍及城市地底。地下商業(yè)街隨著地下交通的進展，在地鐵車站的集散大廳或地下步行街雙側開設一些商店，逐漸形成地下商業(yè)街。其中有日用百貨店，餐飲店，事務所，停車場和其他設施。在地下街購物方便，舒適，不受風暴雨雪的影響，很受消費者的歡迎。地下公共建筑地下公用建筑是指關于行政，文體，教育，醫(yī)療等方面的地下建筑物。最近幾年來，隨著城市的現(xiàn)代化改造，出現(xiàn)了一批地下的教學科研設施，會議展覽中心，圖書館，體育館，游泳池等公共建筑。這種建筑一般對天然光線要求不高，或即便在地面也多采用人工照明及空調，人們在其中的活動也不會很長，所以較適合于放在地下。如許多大學在擴建圖書館時都采用地下或半地下的方案。地下公用設施公用設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生活中的廢物，維持城市正常運行的各類設施。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，及其配套設施。過去這些管線或直接埋設在土中，或架空，如此做的結果是，生產處置設施大量占地，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，公用設施將盡可能地下化，而且系統(tǒng)有序整潔，不混亂。地下存儲空間很多物資在地下存儲比地面存儲具有龐大的優(yōu)越性。地下存儲占地少，安全，貯存條件易于知足，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。未來地下城的大致輪廓當咱們了解了各類各樣的地下空間后，咱們有了一個未來地下城的大致輪廓。未來一切能夠轉入地下的設施都將轉入地下。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，乃至城市間的地下磁懸浮列車等。地下交通的換搭車間有地下步行道相連，且周圍就有地下停車場。放眼望去，城市街道上人車都顯得稀少，再也不有人車混雜，車輛阻塞的現(xiàn)象。尤其在酷寒，盛暑，風雪，暴雨等惡劣氣候情形下，出行的人們都在地下，不受氣候的影響。未來大量的市政公用設施不僅轉入地下，而且有計劃地進入一路溝。沿街再也不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。一路溝內的各類管線便于檢修，增建和擴建。再也不會出現(xiàn)因檢修或增擴各類管線而將道路挖了又填，填了又挖的現(xiàn)象了。大型的地下污水處置廠高效地處置城市生活及工業(yè)污水，保護了城市水源，污水再也不允許直接排入江河湖海。城市周圍的水體再也不被污染，臭水溝，龍須溝都將消失，清澈的河水，碧綠的湖面又回到咱們身旁。地下的垃圾清運系統(tǒng)在全封鎖的狀態(tài)下進行，垃圾被無害化處置和最大限度地回收利用。房前屋后再也不有垃圾桶，街道上再也不有沿途散發(fā)著惡臭的垃圾車，城市再也不被周圍的垃圾山所包圍。相當多的大型公共建筑轉入地下，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施方便了居民，提高了城市生活質量，同時又不會大量占用土地，使城市地面建筑維持適當?shù)拿芏?，一些有文化價值的古建筑也得以保留。更多的的土地用于城市美化和綠化，整個城市處處綠草茵茵，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當中，山水當中。各類儲庫都轉入地下，糧庫，食物庫，冷庫，液體燃燒庫，熱儲能庫，和放射性核廢料庫，還有部份水庫都在地下，管理更方便，更安全，供給更便捷，資源和能源利用更合理，生態(tài)系統(tǒng)的管理更有效，從而保證了城市的生活質量繁榮和進展。一切能夠轉入地下的地面設施和建筑轉入地下后，建成緊湊型城市成了可能，如此的城市規(guī)模變小了，音樂中心，藝術宮，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咱們的假想特別美好，可是會實現(xiàn)嗎？如此的一天離咱們還會很遠嗎？答案是，咱們會專門快實現(xiàn)的。因為人類在跨入21世紀的時候，處在了如此一種狀況：一方面因城市進展帶來一系列的問題，這令人類不能不開發(fā)利用地下空間；另一方面現(xiàn)代科技和經濟的進展，令人類有了大規(guī)模開發(fā)地下空間的能力和技術。既有需要，又有能力，那么，未來城市立體大開發(fā)就不是夢，而是能夠兌現(xiàn)的諾言?，F(xiàn)代意義的城市地下空間開發(fā)已有了一百連年的歷史。這一百連年來，隨著城市地下空間開發(fā)的實踐活動，進展了相關的理論，技術和裝備，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上的預備。下面咱們就介紹這些有關的理論和技術和問題，對地下城市建設的可行性進行分析。1.地下空間所處的地質環(huán)境開發(fā)地下空間，實際上是在距地表超級淺的地殼中進行的。一般是在10~30米的深度上，30~50米就被以為較深了。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50~100米的巖土里，與30多千米厚的地殼相較，仍是很淺的。所以說地下空間開發(fā)的潛力超級龐大。人類科學技術的進一步進展，會使這種潛力慢慢被人類利用。地下空間的開發(fā)利用第一受到地質條件的制約，地下工程的計劃選址，設計施工，運營保護等無不依賴于對地質狀況的正確熟悉。為此，人類利用工程地質測繪，遙感的判斷，地球物理勘測，鉆孔勘探，巖土取樣等各類手腕獲取準確，全面的工程地質和水文地質信息，以知足地下空間開發(fā)利用進程中對地質資料和參數(shù)的需要。2.地下空間的開挖地下空間開挖時選擇何種方式，主要取決于所在地域的工程地質和水文地質條件，同時要考慮到對地面及周圍建筑物的影響。通過詳盡的技術經濟分析后，選擇適合的方式。開挖方式大致能夠歸納為明挖，暗挖，蓋挖，盾構法，沉管法，凍結法等。3.地下空間的支護處于應力平衡狀態(tài)的巖體，當在其中開挖洞窟后，原來的應力平衡受到破壞，在洞窟圍巖中產生了盈利的從頭散布，同時出現(xiàn)可恢復和不可恢復的變形。若是圍巖強度較高，應力從頭散布后，洞壁圍巖在新的應力狀態(tài)下達到新的平衡，圍巖也就穩(wěn)固了；若是圍巖本身的強度不夠高，隨著應力的從頭散布，在洞壁周圍必然深度的圍巖不斷地松弛變形，被減弱的區(qū)域不斷隨之擴大。這種情形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)固而破壞。這就是為何在巖土開挖進程中，有的能夠不加支護，有時必需支護的道理。支護一般有這幾種方式：鋼筋混凝土襯砌，新奧法與柔性支護，噴射混凝土支護，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，第一碰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當中，若是地下水滲入結構內部，乃至淹沒地下空間，整個地下空間就失去了利用價值，即便少量滲入也會嚴峻影響地下空間內部的環(huán)境質量，給工程內部的防潮防濕工作帶來龐大困難。為了避免地下水侵蝕地下工程結構，滲入地下空間內部，淹沒地下空間，就必需采取周密的防水辦法。必需從工程選址，防水設計，防水材料和防水施工等多方面周密考慮，綜合治理?？刹扇〗Y構自防水，附加防水層，注漿堵漏防水等方式。5.地下空間的采光地下空間大多無窗，缺少自然光線，易令人產生昏暗，封鎖，方向不明等感覺，因此地下空間的采光設計是創(chuàng)造舒適地下空間環(huán)境的大體辦法。在地下建筑中，應盡可能透過側窗與天窗為建筑物提供自然光線。天然采光不僅是為了知足照度和節(jié)約采光能耗的要求，更重要的是為了知足人們對自然陽光，空間方向感，日夜交替，陰晴轉變，季骨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鎖，壓抑，方向不明，與世隔間等不良心理感受和負面影響。另外，太陽光紫外線的適度照射，對人體健康也是有利的。因此能夠說，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托天然采光，因此，在自然光不能完全抵達的地下空間中，人工照明作為自然光的補充是必不可少的。6.地下空間內部的空氣質量高質量的空氣是室內人員健康的保證。熱濕環(huán)境（即溫度，溫度環(huán)境）不佳能夠靠人的機體調節(jié)作用達到某種程度的適應，而對于室內長期低濃度的污染，人的機體沒有抵御手腕，往往不知不覺地，被動地吸入眾多污染物而損害健康。所以地下空間內部的空氣質量的高低尤其重要。咱們必需通過技術平衡空氣中氧氣，二氧化碳，懸浮顆粒物等各成份，使之對人體沒有傷害，健康舒適。參考文獻：.《地