第1章-地下空间资源及开发利用价值课件

第1章地下空间资源及开发利用价值1.1地下空间利用的基本概念1.1.1地下空间的含义

地下空间：在岩层或土层中天然形成或经人工开发形成的空间成为地下空间(subsurfacespace)。天然形成：天然溶洞；人工开发：矿坑地下建筑：建造在岩层或土层中的各种建筑物（buildings)，是在地下形成的建筑空间，称为地下建筑(undergroundingbuildings)。

地下构筑物：一般是指建在地下的矿井、巷道、输油或输气管道、输水隧道、水库、油库、铁路和公路隧道、城市地铁、地下商业街、军事工程等。地下工程：地下建筑物和构筑物一般统称为地下工程(undergroundconstruction)或地下设施(undergroundfacilities)。第1章地下空间资源及开发利用价值1.1地下空间利用的基本概11.1.2.地下空间利用的历史改革

北京周口店龙骨山的洞穴内，曾居住过距今69万年前的北京猿人，也居住过距今18000年前的我国新人一山顶洞人。正如我国最古老的典籍《易·系辞下》中所说的：“上古穴居而野处。”

西安市东郊的半坡遗址是我国新石器时代仰韶文化的重要遗址，该遗址可分为早晚两期，距今约6000～3000年，遗址南部是居住区，居住区内就有很多人工开挖的袋形竖穴。这种洞穴是从地面向下挖成一个上小下大的坑，坑口有覆盖物，由坑内的木柱支撑。

到了我国新石器时代晚期，距今3000年左右的龙山文化时期，开始出现了横穴，成为流传至今的横向窑洞的雏形。

1.1.2.地下空间利用的历史改革2至今，在我国陕西、山西、河南、陇东、宁夏等黄土地区，仍有相当多的人居住在地下窑洞中。这种窑洞是在黄土中按照一定的规则人工挖掘而成的。它们或者是从陡崖、冲沟两侧的土壁开挖进去成洞，被称为靠山式窑洞；或者是先从地面向下挖出一个下沉式天井，再从天井周围的陡崖开挖进去成洞，形成一个低于自然地面的下沉式窑洞，由阶梯通道与地面出入口相连；还有一些在适宜的地形条件下，把靠山式窑洞和下沉式窑洞有机地结合起来，组成高低错落、空间组合丰富的混合式窑洞。大量的窑洞聚集还可形成窑村。

我同现在仍有3千多万人居住在窑洞中。窑洞不仅作为居室住宅，一些学校、商店、仓库、工厂，甚至办公机关都设在地下的窑洞中。1992年，在浙江省衢洲市龙游县凤凰山南麓衢江与灵山江汇合处的石岩背村，发现至少有24个集中在一起的地下石室群。石室群开凿于红砂岩丘下，气势恢宏、构造奇特。石室的平面为整齐的折方几何形，出人口都设在石室西南隅

。至今，在我国陕西、山西、河南、陇东3地下工程：在地面以下土层或岩体中修建各种类型的地下建筑物或结构的工程。天然洞窟埃及金字塔地下工程：在地面以下土层或岩体中修建各种类型的地下建筑物或结4兵马勇帝王陵墓兵马勇5国内外在古代利用岩体修筑一些纪录古代文明的例子。国内外在古代利用岩体修筑一些纪录古代文明的例子6近代的地铁工程：纽约地下铁道长达200km近代的地铁工程：纽约地下铁道长达200km7黄浦江人行隧道:隧道为我国第一条越江人行隧道，建于浦西南京路外滩与浦东陆家嘴东方明珠塔之间，隧道内径6.67米，全长646.7米。黄浦江人行隧道:隧道为我国第一条越江人行隧道，建于浦西南京路8上海杨浦电厂取水工程上海杨浦电厂取水工程9第1章-地下空间资源及开发利用价值课件10海底隧道

英吉利海峡隧道

是运送乘客最快的英吉利海峡隧道连接着英国的福克斯通和法国的桑加特，它其实是由3条并排的隧道所组成的。两条直径为7.3米的主隧道之间相距30米，中间还修有一条直径为4.5米的辅助隧道，每隔375米与两侧主隧道连通。海底隧道英吉利海峡隧道是运11

辅助隧道的工期是领先于两个主隧道的，这为主隧道的施工提供了详尽的地质资料，对保证安全施工有重要意义。日常运营中遇到紧急情况时，辅助隧道可以保证在90分钟内将全部人员从隧道和列车中撤离到地面。它还是向主隧道提供新鲜空气的通道，电力供应，通讯、交通工具的维修等服务模拟图辅助隧道的工期是领先于两个主隧道的，这为主隧道12英吉利海峡凿通英吉利海峡凿通13

英吉利海峡隧道英吉利海峡隧道14汽车在英吉利海峡隧道中行驶汽车在英吉利海峡隧道中行驶15尽管把英法两国连在一起的海底隧道称为人类历史上最伟大的海底工程之一，但它带给建筑工人的却远不是什么荣誉。曾有记者形容为“肮脏的，致命的”。因为工人每天都在荒芜人烟的角落里苦干。英吉利海峡施工现场1尽管把英法两国连在一起的海底隧道称为人类历史16英吉利海峡施工现场2英吉利海峡施工现场217盾构机盾构机181.1.3地下空间发展的宏观背景1.人口背景;2.土地资源背景;3.水资源背景;4.能源背景;5.环境背景6.灾害背景;1.1.3地下空间发展的宏观背景1.人口背景;191.2地下空间资源的潜在与实际价值1.2.1地下空间资源

地下空间资源包括3个方面的含义：一是天然存在的资源蕴藏总量；二是一定技术条件下可供合理开发的资源总量；三是在一定历史时期内可供有效利用的地下空间总量。1.2地下空间资源的潜在与实际价值1.2.1地下空间资源201.2.2开发地下空间的战略意义开发利用地下空间的战略意义主要表现在两个方面，一是城市地下空间的开发利用，二是城市以外的其他国土范围内地下空间的开发利用。我国开发利用城市地下空间的战略意义在于以下几点：（1）在不扩大或少扩大城市用地的前提下，实现城市空间的三维式拓展，从而提高土地的主要利用效率，节约土地资源；（2）在同样前提下，缓解城市发展中的各种矛盾；（3）在同样前提下，保护和改善城市生态环境；（4）建立完善的城市地下防灾空间体系，保障城市在发生自然和人为灾害时的安全；（5）实现城市的集约化发展和可持续发展，最终大幅度提高整个城市的生活质量，达到高度的现代化。1.2.2开发地下空间的战略意义21我国开发利用城市以外地下空间的战略意义在于以下几个方面：（1）有计划的建设过河和越江隧道，可以使南北交通大动脉在战争情况下保证畅通，这种作用是任何桥梁都无法替代的。（2）研究建设贯通南北（哈尔滨至深圳）和东西（上海至乌鲁木齐）两条全地下交通隧道，大幅度提高列车速度，保证战时必要的交通运输。（3）研究建设烟台至大连、雷州半岛至南海岛的跨渤海和跨琼州海峡的海底隧道，以及跨台湾海峡的海底隧道，对于发展经济，保障安全和祖国统一都意义重大的。（4）在山岭中大规模建设国家战略物资储备系统，大量储存能源和其他物资，不但可抵御平时的灾害和危机，对于支持反侵略战争和加快战后恢复，都是绝对必要的。（5）在山岭中隐藏和掩蔽各种军事装备和武器，对于国防的意义是不言自明的我国开发利用城市以外地下空间的战略意义在于以221.2.3地下空间的城市功能城市地下空间的主要功能和主要内容有居住空间、交通空间、物流空间、业务空间、商业空间、文化活动空间、生产空间、存储空间、防灾空间、埋葬空间等。1.2.3地下空间的城市功能231.2.4地下空间的开发价值与综合效益1.2.4地下空间的开发价值与综合效益241.3地下空间的防灾及环境特性1.3.1地下空间防御外部灾害及环境特性1.地下空间的抗爆特性2.地下空间的抗振特性3.地下空间对城市大火的防护能力4.地下空间的防毒性能5.地下空间对风灾的减灾作用6.地下空间的防洪问题1.3地下空间的防灾及环境特性251.3.2下空间的内部防灾要求地下建筑对于外部发生的各种灾害都具有较强的防护能力。但是，对于发生在地下建筑内部的灾害，特别像火灾、爆炸等，要比在地面上危险得多，防护的难度也大得多，这是由地下空间比较封闭的特点所决定。因此，地下建筑的内部防灾问题，在规划设计中应有突出位置，重点应是防火、防爆、防水、防震等。1.3.3地下空间与生态环境

现代社会由于城市的建设与发展，已经引发出相当复杂和严重的城市生态环境问题，造成一定的危害和损失。人们已开始采取各种防范和治理措施，在城市发展过程中保护生态环境，努力使之不再恶化，同时把创造良好的生态环境作为提高城市生活质量的重要要求。1.3.2下空间的内部防灾要求261.3.4地下空间的内部环境要求地面建筑室内环境可以依靠自然调节，如天然采光、自然通风等，来保持良好的建筑环境，这样做既节省能源，有可获得高质量的光线和空气；而地下空间与地面上的无窗建筑的封闭环境相似，则更多得依靠人工控制。不同的建筑功能，对环境有不同的要求，因此建筑环境有生活环境、生产环境、购物环境等多种类型；但是只要有人类活动，就首先要满足生理上的客观需要，用时还要考虑一些心理因素。在地下建筑环境中，应确立在不同情况下的几种标准。舒适标准，人在这种环境中能正常进行各种活动而没有不适感；最低标准，只维持生命的最低要求；极限标准，如果低于这个标准，对人体健康就会产生致病、致伤，甚至致死的危险。1.3.4地下空间的内部环境要求27第1章地下空间资源及开发利用价值1.1地下空间利用的基本概念1.1.1地下空间的含义

地下空间：在岩层或土层中天然形成或经人工开发形成的空间成为地下空间(subsurfacespace)。天然形成：天然溶洞；人工开发：矿坑地下建筑：建造在岩层或土层中的各种建筑物（buildings)，是在地下形成的建筑空间，称为地下建筑(undergroundingbuildings)。

地下构筑物：一般是指建在地下的矿井、巷道、输油或输气管道、输水隧道、水库、油库、铁路和公路隧道、城市地铁、地下商业街、军事工程等。地下工程：地下建筑物和构筑物一般统称为地下工程(undergroundconstruction)或地下设施(undergroundfacilities)。第1章地下空间资源及开发利用价值1.1地下空间利用的基本概281.1.2.地下空间利用的历史改革

北京周口店龙骨山的洞穴内，曾居住过距今69万年前的北京猿人，也居住过距今18000年前的我国新人一山顶洞人。正如我国最古老的典籍《易·系辞下》中所说的：“上古穴居而野处。”

西安市东郊的半坡遗址是我国新石器时代仰韶文化的重要遗址，该遗址可分为早晚两期，距今约6000～3000年，遗址南部是居住区，居住区内就有很多人工开挖的袋形竖穴。这种洞穴是从地面向下挖成一个上小下大的坑，坑口有覆盖物，由坑内的木柱支撑。

到了我国新石器时代晚期，距今3000年左右的龙山文化时期，开始出现了横穴，成为流传至今的横向窑洞的雏形。

1.1.2.地下空间利用的历史改革29至今，在我国陕西、山西、河南、陇东、宁夏等黄土地区，仍有相当多的人居住在地下窑洞中。这种窑洞是在黄土中按照一定的规则人工挖掘而成的。它们或者是从陡崖、冲沟两侧的土壁开挖进去成洞，被称为靠山式窑洞；或者是先从地面向下挖出一个下沉式天井，再从天井周围的陡崖开挖进去成洞，形成一个低于自然地面的下沉式窑洞，由阶梯通道与地面出入口相连；还有一些在适宜的地形条件下，把靠山式窑洞和下沉式窑洞有机地结合起来，组成高低错落、空间组合丰富的混合式窑洞。大量的窑洞聚集还可形成窑村。

我同现在仍有3千多万人居住在窑洞中。窑洞不仅作为居室住宅，一些学校、商店、仓库、工厂，甚至办公机关都设在地下的窑洞中。1992年，在浙江省衢洲市龙游县凤凰山南麓衢江与灵山江汇合处的石岩背村，发现至少有24个集中在一起的地下石室群。石室群开凿于红砂岩丘下，气势恢宏、构造奇特。石室的平面为整齐的折方几何形，出人口都设在石室西南隅

。至今，在我国陕西、山西、河南、陇东30地下工程：在地面以下土层或岩体中修建各种类型的地下建筑物或结构的工程。天然洞窟埃及金字塔地下工程：在地面以下土层或岩体中修建各种类型的地下建筑物或结31兵马勇帝王陵墓兵马勇32国内外在古代利用岩体修筑一些纪录古代文明的例子。国内外在古代利用岩体修筑一些纪录古代文明的例子33近代的地铁工程：纽约地下铁道长达200km近代的地铁工程：纽约地下铁道长达200km34黄浦江人行隧道:隧道为我国第一条越江人行隧道，建于浦西南京路外滩与浦东陆家嘴东方明珠塔之间，隧道内径6.67米，全长646.7米。黄浦江人行隧道:隧道为我国第一条越江人行隧道，建于浦西南京路35上海杨浦电厂取水工程上海杨浦电厂取水工程36第1章-地下空间资源及开发利用价值课件37海底隧道

英吉利海峡隧道

是运送乘客最快的英吉利海峡隧道连接着英国的福克斯通和法国的桑加特，它其实是由3条并排的隧道所组成的。两条直径为7.3米的主隧道之间相距30米，中间还修有一条直径为4.5米的辅助隧道，每隔375米与两侧主隧道连通。海底隧道英吉利海峡隧道是运38

辅助隧道的工期是领先于两个主隧道的，这为主隧道的施工提供了详尽的地质资料，对保证安全施工有重要意义。日常运营中遇到紧急情况时，辅助隧道可以保证在90分钟内将全部人员从隧道和列车中撤离到地面。它还是向主隧道提供新鲜空气的通道，电力供应，通讯、交通工具的维修等服务模拟图辅助隧道的工期是领先于两个主隧道的，这为主隧道39英吉利海峡凿通英吉利海峡凿通40

英吉利海峡隧道英吉利海峡隧道41汽车在英吉利海峡隧道中行驶汽车在英吉利海峡隧道中行驶42尽管把英法两国连在一起的海底隧道称为人类历史上最伟大的海底工程之一，但它带给建筑工人的却远不是什么荣誉。曾有记者形容为“肮脏的，致命的”。因为工人每天都在荒芜人烟的角落里苦干。英吉利海峡施工现场1尽管把英法两国连在一起的海底隧道称为人类历史43英吉利海峡施工现场2英吉利海峡施工现场244盾构机盾构机451.1.3地下空间发展的宏观背景1.人口背景;2.土地资源背景;3.水资源背景;4.能源背景;5.环境背景6.灾害背景;1.1.3地下空间发展的宏观背景1.人口背景;461.2地下空间资源的潜在与实际价值1.2.1地下空间资源

地下空间资源包括3个方面的含义：一是天然存在的资源蕴藏总量；二是一定技术条件下可供合理开发的资源总量；三是在一定历史时期内可供有效利用的地下空间总量。1.2地下空间资源的潜在与实际价值1.2.1地下空间资源471.2.2开发地下空间的战略意义开发利用地下空间的战略意义主要表现在两个方面，一是城市地下空间的开发利用，二是城市以外的其他国土范围内地下空间的开发利用。我国开发利用城市地下空间的战略意义在于以下几点：（1）在不扩大或少扩大城市用地的前提下，实现城市空间的三维式拓展，从而提高土地的主要利用效率，节约土地资源；（2）在同样前提下，缓解城市发展中的各种矛盾；（3）在同样前提下，保护和改善城市生态环境；（4）建立完善的城市地下防灾空间体系，保障城市在发生自然和人为灾害时的安全；（5）实现城市的集约化发展和可持续发展，最终大幅度提高整个城市的生活质量，达到高度的现代化。1.2.2开发地下空间的战略意义48我国开发利用城市以外地下空间的战略意义在于以下几个方面：（1）有计划的建设过河和越江隧道，可以使南北交通大动脉在战争情况下保证畅通，这种作用是任何桥梁都无法替代的。（2）研究建设贯通南北（哈尔滨至深圳）和东西（上海至乌鲁木齐）两条全地下交通隧道，大幅度提高列车速度，保证战时必要的交通运输。（3）研究建设烟台至大连、雷州半岛至南海岛的跨渤海和跨琼州海峡的海底隧道，以及跨台湾海峡的海底隧道，对于发展经济，保障安全和祖国统一都意义重大的。（4）在山岭中大规模建设国家战略物资储备系统，大量储存能源和其他物资，不但可抵御平时的灾害和危机，对于支持反侵略战争和加快战后恢复，都是绝对必要的。（5）在山岭中隐藏和掩蔽各种军事装备和武器，对于国防的意义是不言自明的我国开发利用城市以外地下空间的战略意义在于以491.2.3地下空间的城市功能城市地下空间的主要功能和主要内容有居住空间、交通空间、物流空间、业务空间、商业空间、文化活动空间、生产空间、存储空间、防灾空间、埋葬空间等。1.2.3地下空间的城市功能501.2.4地下空间的开发价值与综合效益1.2.4地下空