緒論地下空間開發(fā)利用

1、第二章 地下空間規(guī)劃與開發(fā)利用1.1 地下空間的規(guī)劃與開發(fā)利用1 地下空間是一種可以開發(fā)利用的資源1） 資源：人類生存發(fā)展必不可少，可以開發(fā)利用。 分一次性資源，多次循環(huán)利用的資源。 自然資源：天然形成（常見）。包括水資源、礦產資源、森林資源、土地資源、天然氣、石油、煤炭等能源資源。（4）地下空間也是一種資源：新觀念、新認識（隨經濟、技術發(fā)展，逐步形成的觀念）。 (5）應科學規(guī)劃規(guī)劃、依法保護、安全有效合理開發(fā)利用。2） 地下空間資源含義 天然存在的資源總量：海洋以下7km；一般表面以下33km，理論上可以開發(fā)利用。地球表面積5.1108km2，空間總量7.51018m3。 一定技術條件下可以

2、合理開發(fā)利用的資源總量；目前技術2km為宜。考慮留安全間距即洞室尺寸的1-1.5倍巖體保留，則總量為4.121017m3。（技術因素制約） 一定歷史時期可供有效利用地下總空間。我國目前陸地面積10%左右供使用，因此總量為1.151015m3，因此是一種潛力巨大的人類生存空間。（經濟因素制約）；（4）首先在大中城市開發(fā)利用（城市發(fā)展需要、地域因素、經濟因素等）3）實際調查數據： 北京市城區(qū)10米深以上地下空間資源量為19.3億立方米，可提供6.4億平方米的建筑面積，將超過北京現(xiàn)有的建筑面積； 大連市城市地下空間利用規(guī)劃綱要中，近期開發(fā)淺層地下空間（深度30米），開發(fā)面積為城市面積的30%（道路與

3、綠化用地），考慮0.4的利用系數，則可利用的資源空間為5.8億立方米，可提供1.94億平方米的建筑面積，將超過大連現(xiàn)有建筑住房面積； 莫斯科72年規(guī)劃地下空間的面積為全市總面積的30%； 國際上學者預測，21世紀將有1/3的人生活、工作在地下空間；n2、 地下空間開發(fā)利用的重要意義（動因分析、必要性分析）n一、綜合集約化利用城市土地n1）我國城市發(fā)展沿用“攤煎餅”式的粗放經營模式，無限擴張城市范圍，但單位城市用地的國民經濟總產值處于國際較低水平（北京89年與東京86年相差16.5倍），綜合、集約化利用城市土地不夠；n2）土地資源、尤其是耕地面積減少過快，城市用地限制成為城市發(fā)展的突出矛盾；n3

4、）城市快速發(fā)展，人口急增、高樓林立，交通，環(huán)境、公共市政、城市安全與防災等矛盾突出，地下空間的開發(fā)利用是有效緩解措施，是實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展的重要途徑；n1977年在瑞典召開第1次地下空間國際學術會議；n91年在東京召開城市地下空間國際學術會議，通過東京宣言，提出“21世紀是開發(fā)利用地下空間的世紀”；n1997年在蒙特利爾召開的第7屆國際學術會議，n1998年在莫斯科召開國際學術會議的主題是“地下城市”；n二、能源、水資源及其他物資的繼續(xù)利用n1）我國人均能源占有量為不到世界平均水平的一半，但能源消耗為最高的國家，尤其是建筑能耗占總能耗的30%，而建筑使用中的采暖、空調就占全國總能耗的19.5%

5、n2）地下空間隔熱性好、冬暖夏涼，利用地熱、地涼資源前景廣闊。（地熱能開發(fā)利用、溫泉、熱巖發(fā)電站、儲雪、儲冰等；n3）地下各種資源、能源的開采和開發(fā)利用。油、氣、煤、金屬與非金屬資源開發(fā)等需要大量地下工程；n4）水資源的儲備、配置、調度利用、水力發(fā)電工程等；n三、緩解城市發(fā)展的各種矛盾n1）緩解城市交通矛盾；2）改善城市生態(tài)環(huán)境；n3）提高城市綜合防災能力；4）解決“城市綜合癥”的有效途徑；n綜合表現(xiàn)如下： n1） 解決人口增加，城市地面空間容納能力有限的矛盾n（交通、居住、日常生活擁擠等），城市功能設施、市政工程建地下。n2） 拓展生存空間（工廠、商店、街道、倉庫等）、土地高度利用。n3）

6、軍事及人防工程；n4）環(huán)境保護、景觀保護、擴大綠化面積；n4） 城市向高空、地面、地下立體全方位發(fā)展；n5） 利用和發(fā)揮地下工程優(yōu)勢性；n6） 抗災防災需求；n7）排洪、供水供電供氣、通信、垃圾填埋等市政工程；火災、戰(zhàn)爭、放射火災、戰(zhàn)爭、放射能、核輻射、化學能、核輻射、化學藥品、環(huán)境公害（藥品、環(huán)境公害（振動、噪音等）振動、噪音等）提高城市功能提高城市功能提高城市功能措施提高城市功能措施防災措施防災措施地下空間利用地下空間利用城市膨脹城市膨脹人口過密人口過密地下空間利用地下空間利用城市功能降低城市功能降低地下空間利用地下空間利用地下空間利用地下空間利用地下空間利用地下空間利用地震、臺風、地震、

7、臺風、洪水等洪水等自然災害自然災害人為災害人為災害確保確保 安全安全二次災害二次災害利用地下空間的特點與優(yōu)勢利用地下空間的特點與優(yōu)勢地下工程、地下設施地下工程、地下設施輸送設施輸送設施（鐵路、公路（鐵路、公路、管道等）、管道等）儲藏設施儲藏設施（能源、糧食（能源、糧食、水、廢棄物、水、廢棄物、放射性等）、放射性等）防災設施防災設施（避難、儲備（避難、儲備等等）城市設施城市設施（辦公樓、地（辦公樓、地下街、停車場下街、停車場、文化設施等、文化設施等）生活設施生活設施（住宅等）（住宅等）生產設施生產設施（工廠、發(fā)電（工廠、發(fā)電設施等）設施等）地下空間利用及其設施地下空間利用及其設施 地下空間開發(fā)利

8、用的重要性、必要性 1 、 地 價高漲，建地面工程成本高2 、 地 面不能提供建工程連續(xù)的土地鐵路、交通地下化、建地下城市等3 、 保 護地面空間，高架道路地下化5 、 開 拓未來備用的地下空間開發(fā)利用地下空間必要性、重要性抗震性：（能源儲藏、生命線工程隔斷宇宙線、電磁波、核放射、爆炸等4 、 利 用地下空間的優(yōu)勢和特點恒溫、恒濕，冬暖夏涼；地下住宅3.地下空間開發(fā)利用的發(fā)展時代1）原始時代：人類出現(xiàn)到公元前3000年的新石器時代。利用地下洞穴防遮風避雨、防寒防暑、防御自然災害等；如北京周口店天然棲生溶洞、陜西藍田猿人的黃土窯洞等；2）古代時期：公元前3000年到5世紀，進入銅器和鐵器時代，生

9、產力初步發(fā)展，地下空間初步利用階段；如：秦漢出現(xiàn)磚瓦后，出現(xiàn)樓閣、宮廷地面建筑；地下建造拱形結構物、陵墓、墓穴（秦始皇陵、長沙馬王堆漢墓、徐州中山靖王墓等）國外：埃及金字塔、采礦穴、羅馬下水道、巴比倫城幼發(fā)拉底河下的人行隧道、引水隧道等；3）中世紀時代：5世紀到14世紀，進一步發(fā)展時期。地下開采（湖北大冶銅祿山古采礦遺址）、洛陽地下糧倉、云岡石窟、龍門石窟、敦煌莫高窟等；4）近代和現(xiàn)代：炸藥的發(fā)明和應用，推動地下空間開發(fā)，20世紀80年代后，大規(guī)模開發(fā)利用時代。至2003年我國鐵路隧道6876座，總長3670km，公路835km，城市地鐵5300km；5) 19世紀是橋的世紀；20世紀是高層建

10、筑的世紀；21世紀是地下空間開發(fā)利用的世紀。4. 地下空間資源開發(fā)利用技術經濟條件（可行性分析）地下空間資源開發(fā)利用技術經濟條件（可行性分析）1） 技術上 海洋：流動城市（航空母艦、鉆井（油）平臺）； 太空：宇宙飛船：中國“神州五號”；美國“發(fā)現(xiàn)號”； 沙漠戈壁：干旱少雨、晝夜溫差大、生存環(huán)境惡劣、目前無法改變；地下空間：人類產生以來開始利用，原始人洞穴。到目前各種行業(yè)和用途的地下工程，技術成熟，設施、施工滿足要求， 是目前最有效，可以規(guī)模開發(fā)利用的工程。其中成本高、技術難度大。但是技術制高點，如同其中成本高、技術難度大。但是技術制高點，如同“2彈彈1星工星工程程”，在國際上影響大，具有戰(zhàn)略與

11、國防意義。，在國際上影響大，具有戰(zhàn)略與國防意義。n2） 經濟上n由于地下環(huán)境特殊性，維持通風、照明、濕度等條件，維護使用費用較高，是地面建筑的士35倍。n但目前沒有其它的發(fā)展空間，在經濟條件許多技術條件可行，現(xiàn)實生活急需情況下，只能開發(fā)利用地下空間。因此一般集中在大城市、人口密集、經濟發(fā)達的城市（人均GDP超過1000美元的城市和地區(qū)才有經濟基礎開發(fā)利用地下空間）。n 大型地下工程，考慮地面拆遷、土地征用、環(huán)境保護與城市景觀等社會綜合效益，成本便不高。n3）減災防災、城市公共安全方面 尤其防空、軍事工程、防震等方面（各級防空、防震法），地下工程具有抗震、抗風、大霧、暴雨等自然災害天氣的優(yōu)勢1.

12、2 國內外開發(fā)利用現(xiàn)狀1、 國內： 北京 廣州 上海 深圳 或其它城市；2、 國外：1）1863年英國倫敦建成世界上第一條地鐵；2）從大型建筑物向地下自然延伸發(fā)展到復雜的地下綜合體，再到地下街系統(tǒng)、地下城；3）大型地下水供水系統(tǒng)、能源供應系統(tǒng)、排水、污水處理系統(tǒng)、生活垃圾處理回收系統(tǒng)、地下綜合管線廊道（地下共同溝）4）地下圖書館、會議中心、展覽中心、體育館、音樂廳、影劇院、實驗室等；5）軍事工程 日本1）國土面積小、城市用地緊張?，F(xiàn)發(fā)展城市綜合功能、交通、商業(yè)及其他設施的地下綜合體；2）地下街快速發(fā)展，26個城市中建有146出地下街，日進出1200萬人；3）興建大量的地下共同溝。81年達到15

13、6.6km，按規(guī)劃，21世紀達526km，4）名古屋、札幌等舊城改造中大規(guī)模利用地下空間；5）地下高速路、停車場、排洪蓄水、地下河川、地下熱電站、防災設施等。北美地區(qū)（美國、加拿大等）1）紐約地鐵運營線路443km，車站504個，每天510萬人次，每年接近20億人次。2）地下步行街系統(tǒng)。洛克菲勒中心地下步行街系統(tǒng)將10個街區(qū)范圍內的大型建筑連通。達拉斯建成29條地下步行街系統(tǒng)；休斯敦地下步行街4.5km，連接350座大型建筑；3）美國地下圖書館、辦公樓、實驗中心。哈佛大學、加洲大學、密執(zhí)安大學等半地下圖書館、莫斯康尼地下會議展覽中心、紐約的地下大型供水系統(tǒng)、4）加拿大的多倫多、蒙特利爾20世紀

14、70年代建成4個街區(qū)寬、9個街區(qū)長的地下步行街，連接20多個地下停車庫、1000多個商店、很多旅館、電影院、購物中心、市政廳、火車站、證券交易所、5個地鐵站、30座高層建筑的地下室。共100多個地面出入口。地下系統(tǒng)布置多處花園和噴泉；保證漫長寒冬下各種活動的正常進行。北歐和西歐1）瑞典南部大型地下供水系統(tǒng)，埋深3090米，隧道長80km；大型儲水庫、斯德哥爾摩排水系統(tǒng)隧道200km，地下管道垃圾清運系統(tǒng)、地下供熱系統(tǒng)、地下共同溝30km；2）芬蘭地下供水系統(tǒng)隧道120km，地下游泳館、運動中心、藝術中心、3）巴黎83座地下車庫（43000多輛車）、盧浮宮地下擴建工程、前蘇聯(lián)1）地鐵系統(tǒng)發(fā)達，莫

15、斯科每年達26億人次，地下車站建筑風格獨特、豪華，地下共同溝130km。3、國外地下空間開發(fā)利用趨勢1）綜合化：地下綜合體、地下步行街系統(tǒng)、地下快速軌道系統(tǒng)、地下高速道路、地上與地下相結合、相協(xié)調發(fā)展模式；2）分層化與深層化：各種功能不同的地下空間分層規(guī)劃，如人活動區(qū)、市政管線區(qū)、污水及垃圾處理等分層，互不干擾； 淺層利用完成后向深層發(fā)展。如美國明尼蘇達大學藝術館地下建筑達7層；3）城市交通和城際交通地下化：城市地鐵、高速路、快速主干道轉地下（廈門部分在地下，東通道海底隧道、機場路快速道等）、郊區(qū)鐵路、密集城市之間交通轉底下；4）各種聯(lián)合掘進機、盾構將地下隧道快速開挖的主要趨勢；5）鉆爆法掘進

16、中采用數字化掘進去趨勢加強：數字化自動控制提高開挖速度和準確定位施工；6）地鐵斷面減少，地鐵成本將降低、微型隧道工程將加速發(fā)展；7）市政公用隧道（共同溝）得到廣泛應用和發(fā)展；8）三S技術應用加強：GPS（衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)）、GIS（地理信息系統(tǒng)）、RS（遙感系統(tǒng)）； 5）鉆爆法掘進中采用數字化掘進去趨勢加強：數字化自動控制提高開挖速度和準確定位施工；6）地鐵斷面減少，地鐵成本將降低、微型隧道工程將加速發(fā)展；7）市政公用隧道（共同溝）得到廣泛應用和發(fā)展；8）三S技術應用加強：GPS（衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)）、GIS（地理信息系統(tǒng)）、RS（遙感系統(tǒng)）；1.3 地下空間利用一般原則1、 國務院城市地下空間

17、開發(fā)利用管理規(guī)定。1）總則 城市地下空間：指城市規(guī)劃區(qū)范圍內地表以下的空間；開發(fā)利用應貫徹統(tǒng)一規(guī)劃、綜合開發(fā)、合理利用、依法管理的原則，堅持社會效益、經濟效益和環(huán)境效益相結合，考慮防災和人民防空需求2）規(guī)劃 城市地下空間發(fā)展規(guī)劃用作為城市總體規(guī)劃的組成部分，并與地面規(guī)劃有機協(xié)調和統(tǒng)一；規(guī)劃內容包括：城市地下空間的現(xiàn)狀及發(fā)展預測，地下空間開發(fā)戰(zhàn)略，開發(fā)層次、內容、期限、規(guī)模與布局，地下空間開發(fā)實施步驟，地下工程的具體位置。出入口位置，不同地段高程、各設施之間的相互關系，與地面建筑的關系，配套工程的綜合布置方案、技術經濟指標等。城市地下工程建設規(guī)劃由城市人民政府規(guī)劃行政主管部門負責審查后，報城市人

18、民政府批準； 3）工程建設獲得政府主管部門對工程建設前期工作的各類批準文件、設計方案與施工圖紙審查、提出開工申請獲得批準后，辦理建設工程許可證，才能施工；地下工程設計應滿足地下空間對環(huán)境、安全和設施運行、維護、防災等使用要求，使用功能與出入口設計與地面建設協(xié)調； 4）工程管理 誰投資、誰所有、誰受益、誰維護的開發(fā)建設原則；預防和杜絕火災、水災、爆炸等各種災害和事故；遵循平戰(zhàn)結合、平震結合的功能轉化 5）罰則 違反城市地下空間規(guī)劃及法定實施管理程序規(guī)定的，由縣以上主管部門依法處罰；如：未取得施工許可證施工的、設計與施工方案未審查的、擅自改變方案的、因施工對地面生活與交通造成影響的、引發(fā)相鄰建筑或

19、其他設施破壞的、人為因素造成事故與災害的等；6）附則規(guī)定由國務院建設行政主管部門負責解釋；自1997年12月1日實施；2、 建設部“我國城市地下空間開發(fā)利用“十五”規(guī)劃綱要”1）“九五”期間的主要成就與存在問題主要成就：（1）地鐵建設帶動城市地下空間資源大規(guī)模開發(fā)利用；北京、上海、廣州地鐵投入使用；南京、重慶、深圳等進入施工；（2）高層建筑上天入地推進城市空間立體開發(fā)；（3）充分利用地下資源的防護潛能，提高城市綜合防災抗毀能力；（4）城市地下空間開發(fā)利用進入法制化軌道；（5）地下空間開發(fā)利用技術取得新進展；設計、施工維護、相關機械、設備、電子、控制、材料等方面取得進展；存在問題：與發(fā)達國家存在

20、差距，表現(xiàn)為：（1）管理體制“條塊分割、多頭管理、缺乏統(tǒng)一”，造成資源浪費和流失；（2）在政策、法規(guī)、規(guī)劃等方面的研究和建設起步晚，落后于城市快速發(fā)展的現(xiàn)實需求，錯失了發(fā)展的最佳時期；（3）缺乏多系統(tǒng)的綜合和城市空間的豎向設計城市地下空間的發(fā)展規(guī)劃和建設規(guī)劃；（4）是技術規(guī)程不健全，不配套，技術更新速度慢，對地下工程結構和地下環(huán)境技術的研究不夠深入，施工機械與設備陳舊落后，信息化、自動化、智能化程度低等；（5）是專業(yè)人才整體素質不高，觀念陳舊、知識更新及再教育能力不足等。 2）“十五”期間面臨的形勢與發(fā)展預測面臨的形勢國際化趨勢（1）開發(fā)利用新動向：深層地下交通網、多層地下街與多功能地下候車大

21、廳、大規(guī)模綜合型地下物流網、地下大型綜合能源儲存供給系統(tǒng)；（2）新技術發(fā)展：盾構技術向大口徑、大深度、長距離、小半徑等方向發(fā)展；新奧法設計施工技術、基坑施工與維護、地下連續(xù)墻施工、地下勘測技術、外部環(huán)境、內部環(huán)境技術、防災安全技術等；發(fā)展趨勢與需求預測（1）地下空間的開發(fā)利用首先將在人均GDP超過3000美元的城市和地區(qū)得到發(fā)展；（2）城市軌道交通建設將大規(guī)模、有序化地推薦地下空間資源的開發(fā)利用；（3）城市綜合防災建設推動作用；（4）城市環(huán)境保護和綠地建設與地下空間的復合起推動作用；（5）小汽車的發(fā)展帶動城市地下車庫建設及地下空間的開發(fā)利用；（6）城市基礎設施更新將推動地下共同溝建設與地下空間

22、開發(fā)；（7）加快相關政策、法規(guī)的建設步伐；（8）城市地下空間開發(fā)利用與管理的相關學科將得到飛速發(fā)展；3）“十五”期間規(guī)劃目標與發(fā)展戰(zhàn)略總體目標：“十五”期間，我國城市地下空間開發(fā)利用目標是：城市地下空間開發(fā)利用的總體規(guī)劃編制工作基本完成；管理體系基本理順；配套政策政策、法規(guī)基本健全；城市地鐵、地下街、地下車庫、共同溝、平站結合人防工程等功能設施的建設得到優(yōu)先發(fā)展；淺層地下空間資源有序、高效、充分地開發(fā)利用；地下空間科學技術創(chuàng)新與進步加快，開發(fā)利用城市地下空間資源的總體水平接近世界發(fā)達國家中期水平；具體目標與控制指標（1）作為城市總體規(guī)劃的一部分，開展城市城市地下空間開發(fā)利用規(guī)劃的編制工作，10

23、0萬人口以上城市必須開展此項工作；（2）基本完成城市地下空間開發(fā)利用資源的普查工作；（3）基本建立健全相關的科學管理體制與配套政策法規(guī)；發(fā)展戰(zhàn)略（1）政策法規(guī)建設與管理體系調整發(fā)展戰(zhàn)略；（2）地鐵建設與城市整合建設發(fā)展戰(zhàn)略；（3）建構城市綜合防災體系發(fā)展戰(zhàn)略；（4）促進科技進步與地下空間產業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略；4）主要任務與措施（1）抓好政策與法規(guī)建設：研制城市地下空間使用條例、制定鼓勵和規(guī)范相關政策；（2）理順管理體制：逐步實行“規(guī)劃、土地、和房地產三位一體”的一元化管理體制；（3）發(fā)展科技，加速地下空間技術的新發(fā)展：規(guī)劃與設計技術、建設與管理技術、環(huán)境保護與綜合防災技術、）地下工程的新材料、新工藝、

24、新技術；（4）發(fā)展地下空間資源開發(fā)利用產業(yè)：優(yōu)先發(fā)展地鐵物業(yè)、地下工程建設運營與管理設備的國產化、地下空間新型功能材料的國產化（5）轉變觀念、提高素質、抓人才隊伍建設；廈門市地下管線探測成果通過階段性評審n為了更全面準確地摸清地下管線的分布、建立地下管線數據庫，廈門市從03年8月開始了全市地下管線的探測和信息化建設工作，并于04年10月完成所有戶外管線的探測和數據的錄入。這項成果于04年11月16日通過了階段性專家評審。廈門n廈門的地下空間開發(fā)利用始于上世紀廈門的地下空間開發(fā)利用始于上世紀60年代，主要起年代，主要起到防御作用。到防御作用。n至上世紀年代，開始將部分人防工事用于地下通道、至上世

25、紀年代，開始將部分人防工事用于地下通道、庫房、商業(yè)娛樂等用途。庫房、商業(yè)娛樂等用途。n2000年，全國首座年，全國首座“海底車庫海底車庫”在廈門建成并投入使在廈門建成并投入使用。車庫部分建筑在海面以下，實行自動收費，并配有用。車庫部分建筑在海面以下，實行自動收費，并配有消防、監(jiān)控系統(tǒng)。消防、監(jiān)控系統(tǒng)。n目前，輪渡地下車庫總建筑面積目前，輪渡地下車庫總建筑面積1.4萬平方米，凈高萬平方米，凈高3米，設小型汽車泊位米，設小型汽車泊位435個，是我國惟一的海底車庫。個，是我國惟一的海底車庫。n到到2001年底，廈門市已建成人防工程面積約萬平年底，廈門市已建成人防工程面積約萬平方米。方米。n05年年5

26、月月 ，廈門東通道，廈門東通道 破土動工。破土動工。廈門市地下空間開發(fā)現(xiàn)狀廈門全國首座全國首座“海底車庫海底車庫” 廈門廈門廈門地下空間布局結構初步確定為：以地鐵和地下通道、民防疏散廈門地下空間布局結構初步確定為：以地鐵和地下通道、民防疏散通道為依托，將獨立的地下空間節(jié)點有機地聯(lián)系起來，確定火車通道為依托，將獨立的地下空間節(jié)點有機地聯(lián)系起來，確定火車站站蓮坂商業(yè)中心區(qū)、中山路商業(yè)區(qū)、前埔會展中心區(qū)、集美后溪蓮坂商業(yè)中心區(qū)、中山路商業(yè)區(qū)、前埔會展中心區(qū)、集美后溪火車站片區(qū)、馬鑾灣行政商務區(qū)和東坑灣北片區(qū)等建筑物人流密集火車站片區(qū)、馬鑾灣行政商務區(qū)和東坑灣北片區(qū)等建筑物人流密集區(qū)為重點開發(fā)區(qū)域，其中在中心商業(yè)繁華路段（如火車站區(qū)為重點開發(fā)區(qū)域，其中在中心商