C-第三章城市地下空间规划与设计

地下工程主讲：翁其能地质工程专业课1整理课件地下工程主讲：翁其能地质工程专业课1整理课件第三章城市、交通地下工程规划2整理课件第三章城市、交通地下工程规划2整理课件§3.1地下工程规划原则、定位§3.2我国地下工程现状与前景§3.3地下工程形态规划§3.4地下工程规划实例3整理课件§3.1地下工程规划原则、定位3整理课件地下空间开发利用特性地下空间：在岩层或土层中天然形成或经人工开发形成的空间称地下空间；城市地下空间：一种不可再生的宝贵资源，泛指城市地表以下的地层空间实体。城市地下空间开发利用：对城市中的地下空间资源加以科学的规划、进行有序的开发和合理的利用，以敷设各种城市管线、构筑服务于城市发展的各种地下建筑物和构筑物。目前城市地下空间开发利用的功能已涉及城市功能的方方面面。4整理课件地下空间开发利用特性地下空间：在岩层或土层中天然形成或经人工（一）、基本原则

所谓城市地下空间开发利用功能规划的基本原则，是指人类在开发利用地下空间的过程中，所遵循的一些传统的原则，如：“人在地上，物在地下”、“人的长时间活动在地上，短时间活动在地下”、“人在地上，车在地下”等。

3.1城市地下空间规划的原则（二）、适应原则

适应原则是指城市地下空间开发利用的功能应当与地下空间的环境特性相适应，如与地下空间的热稳定性、环境易控性、高防护性等特点相适应，是对地下空间作为一种资源的最大利用。5整理课件（一）、基本原则

所谓城市地下空间开发利用功能规划的基本原则（三）、协调原则

有两个方面的含义，即城市地下空间开发利用的总体功能，应与城市的职能相协调，其次各种地下空间设施的功能应与其所处的城市功能区及周围的城市职能相协调。协调原则是城市地上、地下空间资源统一规划的基础和必然的结果。3.1城市地下空间规划的原则6整理课件（三）、协调原则

有两个方面的含义，即城市地下空间开发利用的城市地下空间规划的定位社会功能城市总体规划的重要组成部分为城市中的可用地下空间资源利用做出的专门规划7整理课件城市地下空间规划的定位社会功能7整理课件城市地下空间规划的定位指导思想保护和改善城市的生态环境科学预测城市发展的需要遵循使城市地下空间的开发利用与经济技术发展水平相适应任务提出城市地下空间的开发战略科学地规划地下空间的功能、规模与形态保障城市系统协同发展8整理课件城市地下空间规划的定位指导思想8整理课件具有代表性地区的地下空间利用模式

9整理课件具有代表性地区的地下空间利用模式9整理课件城市地下空间功能规划的内容－三个层次（一）、基础与重点层次

现代城市是人口流、价值流、物质流、信息流与能量流五流并举的复杂开放系统，城市基础设施作为城市赖以生存和发展的基础，必须为“五流”的畅通提供所需的物质载体。主要体现在以下地下工程设施的建设：(1).地下交通设施：动、静态交通设施。(2).能源系统：如各种能源的贮存、生产、输送、中转、余能回收及利用设施。10整理课件城市地下空间功能规划的内容－三个层次（一）、基础与重点层次1(3).供给与排放设施：包括共同沟、各种废弃物（如城市垃圾、城市污水）的地下回收与处理设施等。(4).城市防灾设施:地下人防工程、空间不但对于核武、常规武器的袭击具有高防护性，而且对于地震、城市大火等灾害具有高防护性。(5).城市绿化：地面设施地下化，将地面空间用于城市绿化，如日本名古屋的大通公园，为置换以后所建成的地面公园，其下部为55222平方米的大型地下街，地下空间与城市绿地复合开发，是城市地下空间开发利用的重要内容之一。11整理课件(3).供给与排放设施：包括共同沟、各种废弃物（如城市垃圾、（二）、中间层次应与城市总体职能或城市特定功能区的职能相协调，并由此而构成了城市地下空间开发利用的中间层次。城市地下空间资源往往被作为城市上部空间资源的补充而加以开发利用，即通常所谓“地上不足地下补”的功能规划概念。通常表现为地下娱乐设施、商业设施等。12整理课件（二）、中间层次应与城市总体职能或城市

是与未来建设生态型、节能型城市的发展趋势相一致，与城市的可持续发展相协调的地下空间开发利用。城市地下空间开发利用功能上的发展层次，在功能上主要表现为各种有人地下空间的开发利用，如各种地下医院、地下学校、地下办公室等，同时在形态上出现了深层化的趋势。功能上的三个层次，并不是同一过程的三个不同阶段，而是同一过程的三个发展目标，三个发展目标的总和，构成了城市地下空间开发利用功能的全体。（三）、发展层次13整理课件是与未来建设生态型、节能型城市的发展趋势相一致，与城3.2我国现代城市的地下空间开发利用我国现代城市的地下空间开发利用早期以人防工程的建设为主；20世纪80年代后期逐步走上了平战结合的发展轨道，一些城市建设了大型的平战结合工程，如地下商场、地下车库等，在城市的发展过程中发挥了重要的作用；90年代地铁成为我国上海、北京、广州等城市地下空间开发利用的主体，并在地铁建设的带动下，地下街及换乘枢纽等都有了很大的发展；除此之外共同沟、地下变电站、半地下植物园等在我国都有了一定的发展。14整理课件3.2我国现代城市的地下空间开发利用我国现代城市的地下空间3.2我国城市面临的问题城市可持续发展的要求二十一世纪是地下空间的世纪。开拓生存空间抑制城市病（人口拥挤、交通阻塞、环境污染、能源紧缺）15整理课件3.2我国城市面临的问题城市可持续发展的要求15整理课件中国经济高速发展，促进了城市化水平的迅速提高。城市化水平提高表现在城市数量增加，城市规模扩大。出现了建筑用地紧张，生存空间拥挤，交通堵塞，基础设施落后，生态失衡，环境恶化等问题。城市不能无限制的蔓延扩张，只能着眼于走内涵式集约发展道路。城市地下空间作为一种新型的巨大而丰富的国土资源，适时地、有序地加以开发利用，是必然的趋势。3,2我国现代城市的地下空间开发利用16整理课件中国经济高速发展，促进了城市化水平的迅速提高。城市化水平提高人均GDP达到500美元，出现地下空间需求；达到500－2000美元，地下空间广泛发展；2006年超过2000美元的时候，地下空间向高水平发展。城市经济高速发展和空间容量的迫切需求的客观需要。其标志是人均国民生产总值和城市地价的急剧升值。17整理课件人均GDP达到500美元，出现地下空间需求；城市经济高速发展1996年，有56座城市的人均GDP超过了2000美元，2001年，全国人均GDP达1000美元；2006年，全国人均GDP达2000美元；2010年前，全国地下空间将会广泛发展；2020－2030年，地下空间将高水平发展—轨道交通、地铁、地下车库、共同沟和地下综合体。18整理课件1996年，有56座城市的人均GDP超过了2000美元，18上海与东京城市地下空间开发利用比较上海与东京都是人口逾千万的国际性大都市，上海地下空间开发利用的总面积为440万平方米，东京为507万平方米，两者十分接近；但地下空间开发利用对城市的贡献率却有天壤之别；东京的城市地下空间开发利用以地下交通空间的开发利用为主导、以解决城市问题为重点，并以开发利用城市地下空间资源为手段，解决了城市发展过程中的诸多问题。两者差异最根本的原因在于建设观念和认识以及建设方式。19整理课件上海与东京城市地下空间开发利用比较上海与东京都是人口逾千万的地下街建设地下街不是地下商场，其主要功能在于城市交通；地下街是地铁车站功能的延伸，也是人车立体分流的重要手段；以地铁车站为中心，以地下街为手段，按照平战结合的发展原则，可以构建其完善的城市地下人流运输系统和城市平战结合的防灾系统。20整理课件地下街建设地下街不是地下商场，其主要功能在于城市交通；20整国际大都市共同沟规模比较共同沟21整理课件国际大都市共同沟规模比较共同沟21整理课件国际大都市地铁规模比较22整理课件国际大都市地铁规模比较22整理课件上海人防工程的功能与效益23整理课件上海人防工程的功能与效益23整理课件必须进行系统科学的规划，不仅要适应当前的发展，还要适应未来长远的发展。城市立体发展：地面扩展、高空发展、地下发展生态协调发展：地面绿、河道清、天空蓝、空气清新3.3地下空间开发利用规划形态24整理课件必须进行系统科学的规划，不仅要适应当前的发展，还要适应未来长3.3地下空间开发利用规划形态表现为平面上的不连续和竖直方向的不连续。城市地下空间形态的构成要素可以概括为：点状地下空间设施、线状地下空间设施、由点状与线状地下空间设施使构成的较大面积的面状地下空间设施以及地下空间发展轴。25整理课件3.3地下空间开发利用规划形态表现为平面上的不连续和竖直是在城市中占据较小平面范围的各种地下空间设施，点状地下空间设施可分布于城市街区、城市节点以及城市的其他用地中。

是城市地下空间形态构成的最基本的要素，也是能完成某种功能的最基本的单元。由各种地下工程所反映的能与城市节点相协调的各种功能的点状地下空间设施，如站前广场的换乘枢纽、地下车库、地下街等，对于解决现代城市中节点地区人、车分流，动静态交通拥挤等问题具有非常重要的作用。（一）、点状地下空间设施26整理课件是在城市中占据较小平面范围的各种地下空间设施，点27整理课件27整理课件（二）、线状地下空间设施如地铁、共同沟等。线状地下空间设施是城市地下空间形态构成的基本要素和关键，也是与城市形态相协调的基础，还是连接点状地下空间设施的纽带，也是提高城市功能运行效率的保证。一般分布于城市道路下部，城市道路网构成了城市形态的基本骨架，线状地下空间设施则构成了城市地下空间形态的基本骨架，没有线状设施的连接，城市地下空间的开发利用在城市形态中仅仅是一些分布散乱的点状设施，无法形成有机的整体空间形态。28整理课件（二）、线状地下空间设施如地铁、共同沟等。线状由若干点状地下空间设施，通过地下连络通道相互连接，并直接与城市中的线状地下空间设施（主要为地铁）连通的一组点状地下空间设施群，如加拿大蒙特利尔的“地下城”，日本东京新宿的地下街，上海人民广场地区正在形成和逐步完善的地下空间设施群等。一般分布于城市中心区以及城市中的交通枢纽地区，是城市各种功能的延伸和拓展，也是城市地下空间形态与城市形态相协调的反映。其形成的基础是线状地下空间设施，并且规模与线状地下空间设施的发达程度密切相关，线状地下空间设施越发达，面状地下空间设施的规模也越大。（三）、由点状、线状设施构成的面状地下空间设施29整理课件由若干点状地下空间设施，通过地下连络通道相互连接，并直接与城地下立交与地下道路30整理课件地下立交与地下道路30整理课件地下立交与地下道路城市中心区需要立交来提高道路的通畅性。互通式立交由于占地规模大、拆迁比例高等原因，在城市中心区较少采用。城市中心区一般采用上跨或下穿式简易立交，上跨式立交由于严重影响城市景观，在发达国家采用不多。下穿式地下立交由于投资少、见效快、不破坏城市景观，并能很好地改善道路的通畅性，而在发达国家采用较多，如巴黎、马德里等城市。31整理课件地下立交与地下道路城市中心区需要立交来提高道路的通畅性。互通地下立交与地下道路一般建设原则：当城市主干路、快速路等道路与其他道路交叉时，主干路直行道可下穿、并保留平交交叉口，以保证主干道的通畅性；当其他道路的间距在500米以内时，可连续下穿形成地下道路。巴黎、莫斯科等城市都规划有比较完整的地下道路系统，也有一些城市利用废弃的旧河道建设地下道路系统，取得了显著的效果。32整理课件地下立交与地下道路一般建设原则：当城市主干路、快速路等道路与三纵三横的主干路与其他道路的交叉口应建设地下立交；高架道路严重堵塞的下匝道口，应利用地下立交或地下道路将下高架车流分散至相邻道路，提高高架道路的通畅性。33整理课件三纵三横的主干路与其他道路的交叉口应建设地下立交；33整理课是指具有离心作用的线状地下空间设施—地下快速轨道交通线，当城市地下空间的开发利用沿地下空间发展轴轴向滚动发展时，其综合效益最高，发展也最迅速。同时城市地下空间发展轴可以与城市发展轴相重合，并且两者相重合时，城市沿两轴合一的发展轴轴向发展最快，如下图所示的地下快速轨道交通线明显带动了城市的发展。（四）、地下空间发展轴34整理课件是指具有离心作用的线状地下空间设施—地下快速轨道交通线，当城35整理课件35整理课件深层地下空间的开发利用地下第一层3～5m，布置公共事业管网的干线支线，共同沟。地下二层深度6～10m，地下步行商业街，地下停车场，地铁车站，地下文化娱乐厅等。地下三层10～30m，配置地下铁道区间隧道，地下河（排水沟渠），立型地下停车场，地下垃圾收集站，加工场。放射性和有毒的固体垃圾，应存放在更深的地层中。36整理课件深层地下空间的开发利用地下第一层3～5m，布置公共事业管网的交通地下空间规划37整理课件交通地下空间规划37整理课件马鞍山方案越岭隧道长2810m雷神坡方案越岭隧道长3490m凉风垭方案越岭隧道长4270m

凉风垭垭口地形陡峻，山梁薄，分水岭两例地面高差较大。选了三个主要方案：

马鞍山方案越岭隧道长2810m，洞口位置最高，隧道最短，线路拔起高度最大，展线长，运营条件相对亦较差；

雷神坡方案越岭隧道长3490m，其高程较马鞍山方案为低，线路条件亦有所改善；

凉风垭方案越岭隧道长4270m，越岭高程较前两方案均低．线路顺直，展线最短，但越岭隧道最长经比选后采用了越岭隧道最长的凉风垭方案。38整理课件马鞍山方案雷神坡方案凉风垭方案凉风垭垭口地形(2).褶曲构造地区背斜，向斜，两翼

39整理课件(2).褶曲构造地区39整理课件(3).断层构造地区

裂隙发育，破碎块及断层泥存在，地下水量也较大，易突水和坍塌；在选择隧道位置时．切忌沿着(或靠近平行)断层带或破碎带修建隧道．特别对于区域性大断裂，尤应注意绕避。必须通过时，尽量使线路与断层走向正交，同时应避开严重破碎带，并应使通过断层的地段最短。

40整理课件(3).断层构造地区裂隙发育，破碎块及断层泥存在，地下水城市地下空间作为一种自然资源，其开发利用需要有一个系统合理的规划。城市地下空间规划作为城市规划的一部分，其发展远不如传统城市规划成熟。现代城市地下空间规划理论41整理课件城市地下空间作为一种自然资源，其开发利用需要有一个系统合地下空间利用的规模，与地面相比有很大差别，这是因为：地下空间开发利用的经济技术要求比较高；城市地下空间的开发利用受地面发展的影响；城市地下空间开发利用缺乏法律法规的保障。现代城市地下空间规划理论42整理课件地下空间利用的规模，与地面相比有很大差别，这是因为：地下空现代城市地下空间的规划与设计人与自然的充分和谐是21世纪世界城市建设的主题，在实现这一发展目标的过程中，必须充分开发利用城市地下空间资源；地面将是人享受阳光、绿地、自然的活动空间，而影响城市环境的设施将建设在地下；在功能上表现为地下道路系统、地下污水处理及利用系统、地下垃圾回收系统等；在形态上地下空间的开发利用将出现深层化趋势。43整理课件现代城市地下空间的规划与设计人与自然的充分和谐是21世纪世界现代城市地下空间的规划与设计国内外的城市规划学者和地下空间开发利用的专家，一致认为未来的城市是山水城市、光明城市、舒适的城市；要实现这样的发展目标，必须开发利用城市地下空间资源；现代地下空间规划与设计的核心和主题，是通过地下空间的开发利用创造出更加舒适怡人的地面环境，以构建现代化的生态型、园林化的山水城市。44整理课件现代城市地下空间的规划与设计国内外的城市规划学者和地下空间开我国城市地下空间开发主要课题和奋斗目标

三大方面形态与规模功能与作用软件设施奋斗目标符合现代化大都市要求综合效益极大体现建立高效的现代化管理体系主要课题1．地下空间形态开放化2．地下空间规模大型化3．地下空间结构综合化1．成为大规模的商业娱乐中心2．城市交通立体化3．城市市政管线集约化、综合管道化1．统一规划2．法制健全3．设施先进4．管理完善45整理课件我国城市地下空间开发主要课题和奋斗目标三大方面形态与规模功现代城市地下空间规划理论a.大力开发利用城市地下空间资源。

人与自然的充分和谐是21世纪世界城市建设的主题，在实现这一发展目标的过程中，必须充分开发利用城市地下空间资源。46整理课件现代城市地下空间规划理论a.大力开发利用城市地下空间资源。现代城市地下空间规划理论：b.地下空间服务于地面和上部空间。

过去的地下空间是按功能来规划设计,而未来的地下空间规划要把目标定位在由于地下空间的存在而使得地面环境更适宜人们的生活上。最终要把地面建设成为人们享受阳光,享受自然的活动空间。47整理课件现代城市地下空间规划理论：b.地下空间服务于地面和上部空间。现代城市地下空间规划理论：c.影响地面环境的设施应规划到地下。地下道路系统、地下污水处理及利用系统、地下垃圾回收系统等影响地面环境的设施,适宜放入地下。48整理课件现代城市地下空间规划理论：c.影响地面环境的设施应规划到地下现代城市地下空间规划理论：d.深层地下空间应大力开发。深层地下空间是不适宜人长期活动的地下空间,但可发挥车流、物流等功能,是实现人在地面、车在地下、物流在地下发展目标的重要手段。49整理课件现代城市地下空间规划理论：d.深层地下空间应大力开发。城市地下空间开发利用的趋势“地面世界地下隧道化”已被纳入了柏林的城市总体规划；不仅把铁路重新建在地下，而且穿越城市中心区的高速公路也将被建在地下；慕尼黑、法兰克福等城市也规划将火车站建在20—40米的地下空间中，现状火车站将被大面积的绿化所替代；发达国家将城市中心区的高架道路拆毁重建于地下；日本提出了“地下飞机”的构想，建设城际间高速地铁。50整理课件城市地下空间开发利用的趋势“地面世界地下隧道化”已被纳入了柏波士顿高架道路改造为地下道路波士顿的中央大道建成于1959年，为高架6车道，它直接穿越城市中心区，当时设计流量为75000V/天，而目前的交通流量达到了200000V/天。背景51整理课件波士顿高架道路改造为地下道路波士顿的中央大道建成于1959年改造方案

中央大道——隧道改造工程CA/T（CentralArtery/TunnelProject），该工程（CA/T）包括2个主要部分：中央大道下面修建一条8-10车道的地下快速路；修建一条通向机场的4车道隧道，穿越波士顿港。

52整理课件改造方案中央大道——隧道改造工程CA/T（Central53整理课件53整理课件通车隧道内景已建成隧道内景54整理课件通车隧道内景已建成隧道内景54整理课件改造前后的环境比较55整理课件改造前后的环境比较55整理课件利用地下空间资源是改善城市交通状况、提升城市环境的重要手段；用地下道路替代传统的高架道路，为城市提供了一种新的交通模式，同时在城市中心区发展地下快速道路系统是解决古城保护、城市更新等方面的重要途径；城市交通地下化，可以内涵式地扩充城市空间容量，释放更多的地面空间用于绿化、适度开发及增加不同区域的城市生活联系，减低了道路对城市的割裂，实现了土地的多重使用；安全、便捷的地下交交通减少了地面不同交通形式的交叉，并在减少拥堵的同时可以降低污染和改善城市环境。隧