未来地下城市的可行性分析报告

1、未来地下城市的可行性分析摘要：在地球上,陆地面积仅占地球表面积的29%,它是人类赖以生存的地方。但是,全世界土地的有效面积却在逐年减少,并且接近了极限容许值。而地下却给我们提供了巨大的空间资源，充分利用好地下空间，构筑地下城市就成为现在的一个重大课题。将地下空间与地表空间有机地结合起来，将部分设施转到地下去，减小地表的压力，合理规划布局，保持城市的完整性，不让城市继续扩张，将自然带到城市来，构筑可持续的，绿色的新型城市。以当前的技术，构筑地下城市存在许多问题如地下空间的开挖，支护，采光，还有声环境，空气环境的调节。关键词：地下空间，可持续性一城市地下空间开发利用的现实动因节约资源，改善城市环境

2、，在城市建设上实施可持续发展战略。这就是城市地下空间开发利用的现实动因。当今世界，城市人口急剧增长，形成了严重的生存空间危机。城市发展和城市化水平的提高是人类文明的重要标志之一，然而城市发展和城市化水平的提高必然是城市人口的持续增长。而每增加一个人就需要为之提供一定的的生存空间，包括为之生产粮食等生活必需品的生态空间，以及提供居住和进行各种活动的生活空间。无论是生态空间还是生活空间都是以土地为依托。人口在不断膨胀，而地球陆地面积不但不会增加，反而会由于人类的各种活动而日趋减少。这一增一减必然形成生存空间的危机。而城市地下空间正好是一个十分巨大而丰富的空间资源，对于解决城市土地资源匮乏，缓解城市

3、建筑高密度都是非常有效的。据清华大学童林旭教授的初步研究估计，若在北京市现有建筑用地483平方公里范围内，开发30米深，可获得建筑面积19.3亿平方米，这将大大超过北京市现有的建筑面积。大连市城市地下空间利用规划纲要中，考虑开发深度30米，开发范围为城市建设用地的30%，即道路与绿地用地的面积，再乘以0.4的可利用系数，可获得建筑面积1.94亿平方米，也大大超过了大连市现有房屋的建筑面积。由此可见，地下空间的可利用性。二多姿多彩的地下建筑地下空间是一个庞大而复杂的空间体系，我们可以通过分层分块来了解它。地下空间按它们的功能不同而形成各类地下建筑，了解这些地下建筑以及它们组合而成的综合体，就会对

4、未来的地下城市有个较清晰的轮廓。1. 地下交通系统地下交通系统，包括地铁，地下步行道，过街地道，地下车库等。他们对于缓解城市地面交通拥挤阻塞，消除交通对大气的污染和噪声污染，腾出地面用于绿化和美化都具有巨大的作用。依照设想，未来交通系统将全部转入地下，地铁，地下行车道等有机结合，持续有序，高度数据化，方便快捷。交通网络简单有序，遍布城市地底。2. 地下商业街随着地下交通的发展，在地铁车站的集散大厅或地下步行街两侧开设一些商店，逐渐形成地下商业街。其中有日用百货店，餐饮店，事务所，停车场以及其他设施。在地下街购物方便，舒适，不受风暴雨雪的影响，很受消费者的欢迎。3. 地下公共建筑地下公用建筑是指

5、关于行政，文体，教育，医疗等方面的地下建筑物。近年来，随着城市的现代化改造，出现了一批地下的教学科研设施，会议展览中心，图书馆，体育馆，游泳池等公共建筑。这类建筑一般对天然光线要求不高，或即使在地面也多采用人工照明及空调，人们在其中的活动也不会很长，所以较适合于放在地下。如许多大学在扩建图书馆时都采用地下或半地下的方案。4. 地下公用设施公用设施是不断输送给城市所需的物流，能源流，信息流，同时排除雨水和人类生产生活中的废物，维持城市正常运行的各种设施。通常包括给水管道，雨污水管理，电力电缆，煤气管道，热力管道等，及其配套设施。过去这些管线或直接埋设在土中，或架空，这样做的结果是，生产处理设施大

6、量占地，还可能对城市造成污染，架空的电缆电线不安全，而且影响城市景观。在未来的城市中，公用设施将尽量地下化，而且系统有序整洁，不混乱。5. 地下存储空间很多物资在地下存储比地面存储具有巨大的优越性。地下存储占地少，安全，储存条件易于满足，便于管理，节省劳力和资源。因此地下储库是开发地下空间中很值得重视的项目。比如地下粮库，地下冷库，地下液体燃料库等。6. 未来地下城的大致轮廓 当我们了解了各种各样的地下空间后，我们有了一个未来地下城的大致轮廓。将来一切可以转入地下的设施都将转入地下。城市的快速交通将主要依赖地下交通，包括地铁，轻轨，地下机动车道，越江轨道，跨海隧道，甚至城市间的地下磁悬浮列车等

7、。地下交通的换乘车间有地下步行道相连，且附近就有地下停车场。放眼望去，城市街道上人车都显得稀少，不再有人车混杂，车辆阻塞的现象。尤其在严寒，酷暑，风雪，暴雨等恶劣气候情况下，出行的人们都在地下，不受气候的影响。 将来大量的市政公用设施不仅转入地下，而且有计划地进入共同沟。沿街不再有架空的电力线和通信线影响城市景观和造成不安全隐患。共同沟内的各种管线便于检修，增建和扩建。再也不会出现因检修或增扩各种管线而将道路挖了又填，填了又挖的现象了。 大型的地下污水处理厂高效地处理城市生活及工业污水，保护了城市水源，污水不再允许直接排入江河湖海。城市周围的水体不再被污染，臭水沟，龙须沟都将消失，清澈的河水，

8、碧绿的湖面又回到我们身边。地下的垃圾清运系统在全封闭的状态下进行，垃圾被无害化处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发着恶臭的垃圾车，城市不再被周围的垃圾山所包围。相当多的大型公共建筑转入地下，图书馆，博物馆，会议展览中心，体育馆，音乐厅等地下文化娱乐设施方便了居民，提高了城市生活质量，同时又不会大量占用土地，使城市地面建筑保持适当的密度，一些有文化价值的古建筑也得以保存。更多的的土地用于城市美化和绿化，整个城市到处绿草茵茵，花团锦簇，湖光山色，林木枝繁叶茂，天空碧蓝如洗。城市居民生活在园林之中，山水之中。各种储库都转入地下，粮库，食品库，冷库，液体燃烧库，热储能库

9、，以及放射性核废料库，还有部分水库都在地下，管理更方便，更安全，供应更便捷，资源和能源使用更合理，生态系统的管理更有效，从而保证了城市的生活质量繁荣和发展。一切可以转入地下的地面设施和建筑转入地下后，建成紧凑型城市成了可能，这样的城市规模变小了，音乐中心，艺术宫，大剧院，购物中心等，离市民近了，交通的迫切需求降低了，步行街增多了，生活更有味儿了。三地下城市建造的可行性我们的设想特别美好，可是会实现吗？这样的一天离我们还会很远吗？答案是，我们会很快实现的。因为人类在跨入21世纪的时候，处在了这样一种状况：一方面因城市发展带来一系列的问题，这使人类不得不开发利用地下空间；另一方面现代科技和经济的发

10、展，使人类有了大规模开发地下空间的能力和技术。既有需要，又有能力，那么，未来城市立体大开发就不是梦，而是可以兑现的诺言。现代意义的城市地下空间开发已有了一百多年的历史。这一百多年来，随着城市地下空间开发的实践活动，发展了相关的理论，技术和装备，这一切为21世纪大规模开发城市地下空间做出了理论和技术上的准备。下面我们就介绍这些有关的理论和技术以及问题，对地下城市建设的可行性进行分析。1. 地下空间所处的地质环境 开发地下空间，实际上是在距地表非常浅的地壳中进行的。通常是在1030米的深度上，3050米就被认为较深了。目前日本正在研究的大深度地下空间的开发，也仅仅是在50100米的岩土里，与30多

11、公里厚的地壳相比，还是很浅的。所以说地下空间开发的潜力非常巨大。人类科学技术的进一步发展，会使这种潜力逐步被人类利用。地下空间的开发利用首先受到地质条件的制约，地下工程的规划选址，设计施工，运营维护等无不依赖于对地质状况的正确认识。为此，人类利用工程地质测绘，遥感的判断，地球物理勘测，钻孔勘探，岩土取样等各种手段获取准确，全面的工程地质和水文地质信息，以满足地下空间开发利用过程中对地质资料和参数的需要。2. 地下空间的开挖地下空间开挖时选择何种方法，主要取决于所在地域的工程地质和水文地质条件，同时要考虑到对地面及附近建筑物的影响。经过详尽的技术经济分析后，选择合适的方法。开挖方法大致可以归纳为

12、明挖，暗挖，盖挖，盾构法，沉管法，冻结法等。3. 地下空间的支护 处于应力平衡状态的岩体，当在其中开挖洞穴后，原来的应力平衡遭到破坏，在洞穴围岩中产生了盈利的重新分布，同时出现可恢复和不可恢复的变形。如果围岩强度较高，应力重新分布后，洞壁围岩在新的应力状态下达到新的平衡，围岩也就稳定了；如果围岩本身的强度不够高，随着应力的重新分布，在洞壁周围一定深度的围岩不断地松弛变形，被削弱的区域不断随之扩大。这种情况下若不及时对洞壁进行支护和加固，洞壁围岩就会失去稳定而破坏。这就是为什么在岩土开挖过程中，有的可以不加支护，有时必须支护的道理。支护一般有这几种方法：钢筋混凝土衬砌，新奥法与柔性支护，喷射混凝

13、土支护，锚杆支护等。4. 地下空间的防水地下空间开挖出来以后，要适合人们在其中活动，工作和生活，首先遇到的一个问题就是要防水。因为大多数地下空间都不可避免地处于地下水的包围之中，如果地下水渗入结构内部，甚至淹没地下空间，整个地下空间就失去了利用价值，即使少量渗入也会严重影响地下空间内部的环境质量，给工程内部的防潮防湿工作带来巨大困难。为了防止地下水侵蚀地下工程结构，渗入地下空间内部，淹没地下空间，就必须采取周密的防水措施。必须从工程选址，防水设计，防水材料和防水施工等多方面周密考虑，综合治理。可采取结构自防水，附加防水层，注浆堵漏防水等方法。5. 地下空间的采光地下空间大多无窗，缺少自然光线，

14、易使人产生昏暗，封闭，方向不明等感觉，因此地下空间的采光设计是创造舒适地下空间环境的基本措施。在地下建筑中，应尽可能透过侧窗与天窗为建筑物提供自然光线。天然采光不仅是为了满足照度和节约采光能耗的要求，更重要的是为了满足人们对自然阳光，空间方向感，昼夜交替，阴晴变化，季节气候等自然信息感知的心理需求；在视觉心理上大大减少地下空间的封闭，压抑，方向不明，与世隔绝等不良心理感受和负面影响。此外，太阳光紫外线的适度照射，对人体健康也是有益的。因此可以说，地下建筑天然采光对于改善地下空间环境具有多方面的作用。但地下建筑中很难完全依靠天然采光，因此，在自然光不能完全到达的地下空间中，人工照明作为自然光的补充是必不可少的。6. 地下空间内部的空气质量 高质量的空气是室内人员健康的保证。热湿环境（即温度，温度环境）不佳可以靠人的机体调节作用达到某种程度的适应，而对于室内长期低浓度的污染，人的机体没有抵御手段，往往不知不觉地，被动地吸入众多污染物而损害健康。所以地下空间内部的空气质量的高低尤为重要。我们必须通过技术平衡空气中氧气，二氧化碳，悬浮颗粒物等各成分，使之对人体没有伤害，健康舒适。参考文