城市地下空間.doc

簡述土木工程與城市地下空間的聯(lián)系大二上學(xué)期我有幸選修選到了城市地下空間這門課程，主講的是一位業(yè)務(wù)繁忙的教授（猜測），但是他講的每一節(jié)課都是十分生動的，也主動讓我們結(jié)合實(shí)際環(huán)境去認(rèn)識城市地下空間。比如前幾個星期布置的課外作業(yè)就讓我們每一個學(xué)生都充分認(rèn)識到了何為城市地下空間。那么何為城市地下空間？首先當(dāng)仁不讓的是地鐵！現(xiàn)如今雖然中央叫停了幾個市的地鐵修建，但是修建地鐵的熱情并沒有因此減弱。第二是地下商業(yè)街，它都有一個入口設(shè)計(jì)，消除了地下空間對人們心理的影響。第三，地下停車場。隨著地上空間的開發(fā)完全，將停車場移動到地下就很好的解決了土地緊張的問題。第四，地下公路、地下隧道、海底隧道。這些都是真實(shí)存在的事物，架起了地域的聯(lián)系。以上都是生活中常見的一些地下空間，當(dāng)然還有一些不常見的如：軍事基地、用于儲存石油、食物的地下超大洞室等等。所有的這些共同構(gòu)成了我們的城市地下空間。我們?yōu)槭裁匆l(fā)展城市地下空間？根據(jù)我國國情：我國人口基數(shù)大，人均占有資源少。人口密集度大，形成地表空間有限問題。在這些有限條件下，就造成我們得向地下發(fā)展的趨勢。尤其是現(xiàn)代，人口向城市集中，使城市人口密集、城市功能惡化，為了保持功能及交通所需的空間，各國除了利用綜合的政治、經(jīng)濟(jì)措施外，也開啟求助于地下空間。城市地下空間工程專業(yè)就培養(yǎng)出了具有堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)、力學(xué)等自然科學(xué)基礎(chǔ)和人文社會科學(xué)基礎(chǔ)，掌握城市地下工程勘察、規(guī)劃、工程材料、結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)、機(jī)械基礎(chǔ)及工程機(jī)械、電工技術(shù)、工程測量、施工組織和工程概預(yù)算、工程監(jiān)理等方面的基本技術(shù)和知識的人才同時也具備從事城市地下空間工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、研究、開發(fā)利用、施工和管理能力，具有超強(qiáng)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力和較高的外語水平的專業(yè)人才。有了他們才使得我們的城市地下空間有了保障。再來看一下土木工程專業(yè)。它培養(yǎng)掌握各類土木工程學(xué)科的基本理論和基本知識，能在房屋建筑、地下建筑、道路、隧道、橋梁建筑、水電站、港口及近海結(jié)構(gòu)與設(shè)施。等領(lǐng)域從事規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、管理和研究工作的高級工程技術(shù)人才。我們可以發(fā)現(xiàn)在土木工程專業(yè)中包含了地下建筑這一領(lǐng)域，就讓我們來看下它，他們有何不同。土木工程涵蓋的個個方面十分廣泛，是在它發(fā)展的過程中人們意識到了不同種類的工程需要不同方面的專業(yè)人才，所一誕生了土木工程中的各個方向。在大的土木工程方向中又可以將城市地下空間設(shè)置為一個與路橋、房屋建筑等相提并論的方向。但是，城市地下空間工程既有自身特定的內(nèi)涵,又是多個學(xué)科的結(jié)合點(diǎn),具有交叉性、邊緣性的特征。傳統(tǒng)的土木工程專業(yè),主要注重地面建筑、橋梁、交通、巖土等工程,沒有真正以城市地下空間利用為主軸的系統(tǒng)的專業(yè)建制。城市地下空間工程涉及到城市規(guī)劃、地下建筑學(xué)、地下結(jié)構(gòu)、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)和地下水力學(xué)、巖土力學(xué)、環(huán)境科學(xué)、地下通風(fēng)以及其它相關(guān)的市政工程如城市交通等多領(lǐng)域、多學(xué)科?，F(xiàn)有的城市規(guī)劃、土木工程以及工程設(shè)計(jì)和管理人員沒有受過城市地下空間工程建設(shè)的全面和系統(tǒng)的教育,缺乏對城市地下空間利用的認(rèn)識和從事城市地下空間工程建設(shè)的系統(tǒng)知識,因此,在城市規(guī)劃、工程設(shè)計(jì)和管理上,不能很好體現(xiàn)地下空間利用對城市現(xiàn)代化的重要性,不能很好地利用城市地下空間資源來建設(shè)現(xiàn)代化城市。因此專門在有能力開設(shè)這個專業(yè)的高校里開設(shè)這個專業(yè)就顯得尤為重要。 從土木工程專業(yè)來講，它需要學(xué)習(xí)工程力學(xué)、流體力學(xué)、巖石力學(xué)、地基與基礎(chǔ)、工程地質(zhì)學(xué)、工程水文學(xué)、工程制圖、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、建筑材料、混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、工程結(jié)構(gòu)、給水排水工程、施工技術(shù)與管理這些課程。而城市地下空間則需要學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)課與專業(yè)技術(shù)科：工程力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)、土質(zhì)學(xué)與土力學(xué)、基礎(chǔ)工程、混凝土結(jié)構(gòu)基本原理、鋼結(jié)構(gòu)基本原理、巖土工程勘察、隧道工程等?？雌饋韮烧叩闹餍拚n程差不多，但是專業(yè)課上卻有著很大的區(qū)別，城市地下空間則幾乎將地下空間的基礎(chǔ)方面全都涵蓋了，而土木工程則是包括了建筑設(shè)施的基本課程，從這里也可以看出這兩者之間的區(qū)別。土木工程在地下空間可持續(xù)開發(fā)上也進(jìn)行了一些研究他們分別是：1. 水文地質(zhì)條件的改變地下空間結(jié)構(gòu)的建造與形成改變了地下水徑流的路線，破壞了原有的補(bǔ)給關(guān)系，從而改變了地下水資源的分布形式與賦存狀態(tài)，并影響到地表的植被生長；2. 地下空間開發(fā)對原有的生態(tài)平衡產(chǎn)生破壞作用地下空間開發(fā)破壞原有動植物的生態(tài)環(huán)境，從而影響地理氣候條件，欲恢復(fù)原有生態(tài)平衡要進(jìn)行相關(guān)的研究和改造；3. 地下空間開發(fā)對地面原有建筑物的安全將產(chǎn)生影響地下巖體工程開挖將破壞原有地層應(yīng)力的分布，無論采用何種技術(shù)措施，都要或多或少地影響到地面原有的建筑物的安全。又由于地面各種建筑物、市政工程等設(shè)施的結(jié)構(gòu)形式、服務(wù)年限不同，因此，即便在相同的變形影響下，對各種建筑物的安全影響也不一致，因此，在建設(shè)之前要進(jìn)行整體區(qū)域與個別建筑設(shè)施評價相結(jié)合的方式進(jìn)行相關(guān)的研究和評價，以確保建設(shè)區(qū)地面的安全。 同樣城市地下空間也進(jìn)行著相應(yīng)研究：1. 在空間營造方面使人身處地下時卻沒有在地下的感覺。巖是人們熟悉的光照、明暗、色彩、紋理、材料、形體、質(zhì)感、粗糙度等來改變低吸空間環(huán)境構(gòu)成。2. 要改善空氣質(zhì)量、溫?zé)岘h(huán)境，注意調(diào)節(jié)風(fēng)速，使人在行走和工作的過程中更舒適。3. 要改善各種信息的誘導(dǎo)，讓人非常清晰地知道所在空間位置和周邊避難逃生設(shè)施的種類與位置，使人有安全感，遇到危險是有應(yīng)急準(zhǔn)備。4. 要想辦法把自然海景中重要的要素引入地下。如陽光、綠色植物、流動水體、小動物等讓人感覺地下環(huán)境與地上的差異不大，甚至可以通過影視手段把地面景象引入地下。從兩者的研究方面來看也不相同。但是可以肯定的是城市地下空間也是屬于土木工程大類中的一類。接下來看下城市地下空間的功能。1.災(zāi)害防御。災(zāi)害防御是城市地下空間開發(fā)利用的第一大功能。地下空間有巖土介質(zhì)圍護(hù)，地搞空間結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、隱蔽性、封閉性和耐震性，因此，近代城市的防災(zāi)（特別是防御戰(zhàn)爭災(zāi)害）就首先考慮開發(fā)利用地下空間。廣州地鐵的原隧道就是軍事防空避難所，在二戰(zhàn)期間，它大大地保護(hù)了當(dāng)?shù)厝说纳?cái)產(chǎn)。迄今，我國仍然在規(guī)劃建設(shè)與戰(zhàn)爭結(jié)合的人防工程就是針對災(zāi)害防御及安全問題，一方面是備戰(zhàn)，另一方面是積極地防御平時的自然災(zāi)害。2. 滿足城市交通的需要。將城市交通的部分設(shè)施有序地轉(zhuǎn)入地下，在有效解決城市交通問題的同時，節(jié)約大量的交通用地。交通設(shè)施地下化的第一種方式就是地鐵。它實(shí)現(xiàn)了與人行、汽車交通立體分離，解決城市中心交通擁堵的問題。其次，第二種方式是地下停車場（庫）。交通用地是有限制的，停車場（庫）的開發(fā)利用節(jié)約道路停車位開發(fā)的面積，為馬路拓寬提供了可能，解決擁擠問題。最后，第三種方式是隧道及地下道路設(shè)施。它能提高效率，減少干擾，將部分道路從城市中心區(qū)的地下穿越。3. 在地下鋪設(shè)市政管道。采用多條政管線集約化鋪設(shè)在隧道里，管線的安全度提高了，鋪設(shè)預(yù)留的容量更大，鋪設(shè)新線也更方便，道路也不需要經(jīng)常開挖了。4. 倉儲功能。城市倉儲的需求量很大，品種很多。如將物品存放在地下，在限定空間中，溫度、濕度的變化不大，安全性高，蟲害少。恒溫、橫尸效果對一些物品儲存很有好處，比如儲存糧食可以減少蟲害，延長保質(zhì)期。5. 發(fā)展地下商業(yè)設(shè)施。商業(yè)活動肯定依附于交通設(shè)施，人流快速集散的過程能夠帶來商機(jī)。因此，地鐵交通常和公共交通結(jié)合。發(fā)展地下商業(yè)設(shè)施是合理的規(guī)劃，大帶來的是換乘方便，商業(yè)效益顯著。6. 新能源利用。地下不僅空間能利用，還蘊(yùn)藏著豐富的能源。在掌握地層溫度變化前提下，如果把地層當(dāng)中16度左右時的能量進(jìn)行置換，那么，夏季可以降溫，冬季可以供暖，這就是地源（水源）熱泵技術(shù)?，F(xiàn)如今，人類正在向地下、海洋和宇宙開發(fā)。向地下開發(fā)可歸結(jié)為：地下資源開發(fā)、地下能源開發(fā)和地下空間開發(fā)三個方面。地下空間的利用也正由“線”的利用向大斷面、大距離的“空間”利用進(jìn)展。外國學(xué)者在研究城市生產(chǎn)總值與地下空間開發(fā)利用的相關(guān)性時得出一個初步結(jié)論：人均生產(chǎn)總值大于3000美元時，城市就具備了開發(fā)利用地下空間的基本條件和需求。我國有不少城市達(dá)到或超過利潤這一“門檻”，因此，我國正在掀起城市地下空間開發(fā)與建設(shè)的熱潮，正在進(jìn)入城市地下空間資源開發(fā)利用的發(fā)展期。比如我國有許多城市正在興建地鐵，隨著我國城市地下空間開發(fā)利用力度逐步加大，城市地下空間專業(yè)人才短缺的問題也日益突出。但是普通的土木工程專業(yè)人才并不能滿足這些工程的需求，可以說專業(yè)人才培養(yǎng)的供應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于城市地下空間開發(fā)建設(shè)的需要。這里并不是說土木工程跟