未來(lái)地下城市可行性分析

未來(lái)地下城市的可行性分析建環(huán)21田維明14摘要：在地球上,陸地面積僅占地球表面積的29%,它是人類賴以生存的地方?？墒?全世界土地的有效面積卻在逐年減少,而且接近了極限允許值。而地下卻給咱們提供了龐大的空間資源，充分利用好地下空間，構(gòu)筑地下城市就成為此刻的一個(gè)重大課題。將地下空間與地表空間有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，將部份設(shè)施轉(zhuǎn)到地下去，減小地表的壓力，合理計(jì)劃布局，維持城市的完整性，不讓城市繼續(xù)擴(kuò)張，將自然帶到城市來(lái)，構(gòu)筑可持續(xù)的，綠色的新型城市。以當(dāng)前的技術(shù)，構(gòu)筑地下城市存在許多問(wèn)題如地下空間的開(kāi)挖，支護(hù)，采光，還有聲環(huán)境，空氣環(huán)境的調(diào)節(jié)。關(guān)鍵詞：地下空間，可持續(xù)性一．城市地下空間開(kāi)發(fā)利用的現(xiàn)實(shí)動(dòng)因節(jié)約資源，改善城市環(huán)境，在城市建設(shè)上實(shí)施可持續(xù)進(jìn)展戰(zhàn)略。這就是城市地下空間開(kāi)發(fā)利用的現(xiàn)實(shí)動(dòng)因。現(xiàn)今世界，城市人口急劇增加，形成了嚴(yán)峻的生存空間危機(jī)。城市進(jìn)展和城市化水平的提高是人類文明的重要標(biāo)志之一，但是城市進(jìn)展和城市化水平的提高必然是城市人口的持續(xù)增加。而每增加一個(gè)人就需要為之提供必然的的生存空間，包括為之生產(chǎn)糧食等生活必需品的生態(tài)空間，和提供居住和進(jìn)行各類活動(dòng)的生活空間。無(wú)論是生態(tài)空間仍是生活空間都是以土地為依托。人口在不斷膨脹，而地球陸地面積不但不會(huì)增加，反而會(huì)由于人類的各類活動(dòng)而日趨減少。這一增一減必然形成生存空間的危機(jī)。而城市地下空間正好是一個(gè)十分龐大而豐碩的空間資源，對(duì)于解決城市土地資源匱乏，減緩城市建筑高密度都是超級(jí)有效的。據(jù)清華大學(xué)童林旭教授的初步研究估量，若在北京市現(xiàn)有建筑用地483平方千米范圍內(nèi)，開(kāi)發(fā)30米深，可取得建筑面積億平方米，這將大大超過(guò)北京市現(xiàn)有的建筑面積?！洞筮B市城市地下空間利用計(jì)劃綱要》中，考慮開(kāi)發(fā)深度30米，開(kāi)發(fā)范圍為城市建設(shè)用地的30%，即道路與綠地用地的面積，再乘以的可利用系數(shù)，可取得建筑面積億平方米，也大大超過(guò)了大連市現(xiàn)有衡宇的建筑面積。由此可見(jiàn)，地下空間的可利用性。二．多姿多彩的地下建筑地下空間是一個(gè)龐大而復(fù)雜的空間體系，咱們能夠通過(guò)度層分塊來(lái)了解它。地下空間按它們的功能不同而形成各類地下建筑，了解這些地下建筑和它們組合而成的綜合體，就會(huì)對(duì)未來(lái)的地下城市有個(gè)較清楚的輪廓。地下交通系統(tǒng)地下交通系統(tǒng)，包括地鐵，地下步行道，過(guò)街地道，地下車庫(kù)等。他們對(duì)于減緩城市地面交通擁堵阻塞，消除交通對(duì)大氣的污染和噪聲污染，騰出地面用于綠化和美化都具有龐大的作用。依照假想，未來(lái)交通系統(tǒng)將全數(shù)轉(zhuǎn)入地下，地鐵，地下行車道等有機(jī)結(jié)合，持續(xù)有序，高度數(shù)據(jù)化，方便快捷。交通網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)單有序，遍及城市地底。地下商業(yè)街隨著地下交通的進(jìn)展，在地鐵車站的集散大廳或地下步行街雙側(cè)開(kāi)設(shè)一些商店，逐漸形成地下商業(yè)街。其中有日用百貨店，餐飲店，事務(wù)所，停車場(chǎng)和其他設(shè)施。在地下街購(gòu)物方便，舒適，不受風(fēng)暴雨雪的影響，很受消費(fèi)者的歡迎。地下公共建筑地下公用建筑是指關(guān)于行政，文體，教育，醫(yī)療等方面的地下建筑物。最近幾年來(lái)，隨著城市的現(xiàn)代化改造，出現(xiàn)了一批地下的教學(xué)科研設(shè)施，會(huì)議展覽中心，圖書館，體育館，游泳池等公共建筑。這種建筑一般對(duì)天然光線要求不高，或即便在地面也多采用人工照明及空調(diào)，人們?cè)谄渲械幕顒?dòng)也不會(huì)很長(zhǎng)，所以較適合于放在地下。如許多大學(xué)在擴(kuò)建圖書館時(shí)都采用地下或半地下的方案。地下公用設(shè)施公用設(shè)施是不斷輸送給城市所需的物流，能源流，信息流，同時(shí)排除雨水和人類生產(chǎn)生活中的廢物，維持城市正常運(yùn)行的各類設(shè)施。通常包括給水管道，雨污水管理，電力電纜，煤氣管道，熱力管道等，及其配套設(shè)施。過(guò)去這些管線或直接埋設(shè)在土中，或架空，如此做的結(jié)果是，生產(chǎn)處置設(shè)施大量占地，還可能對(duì)城市造成污染，架空的電纜電線不安全，而且影響城市景觀。在未來(lái)的城市中，公用設(shè)施將盡可能地下化，而且系統(tǒng)有序整潔，不混亂。地下存儲(chǔ)空間很多物資在地下存儲(chǔ)比地面存儲(chǔ)具有龐大的優(yōu)越性。地下存儲(chǔ)占地少，安全，貯存條件易于知足，便于管理，節(jié)省勞力和資源。因此地下儲(chǔ)庫(kù)是開(kāi)發(fā)地下空間中很值得重視的項(xiàng)目。比如地下糧庫(kù)，地下冷庫(kù)，地下液體燃料庫(kù)等。未來(lái)地下城的大致輪廓當(dāng)咱們了解了各類各樣的地下空間后，咱們有了一個(gè)未來(lái)地下城的大致輪廓。未來(lái)一切能夠轉(zhuǎn)入地下的設(shè)施都將轉(zhuǎn)入地下。城市的快速交通將主要依賴地下交通，包括地鐵，輕軌，地下機(jī)動(dòng)車道，越江軌道，跨海隧道，乃至城市間的地下磁懸浮列車等。地下交通的換搭車間有地下步行道相連，且周圍就有地下停車場(chǎng)。放眼望去，城市街道上人車都顯得稀少，再也不有人車混雜，車輛阻塞的現(xiàn)象。尤其在酷寒，盛暑，風(fēng)雪，暴雨等惡劣氣候情形下，出行的人們都在地下，不受氣候的影響。未來(lái)大量的市政公用設(shè)施不僅轉(zhuǎn)入地下，而且有計(jì)劃地進(jìn)入一路溝。沿街再也不有架空的電力線和通信線影響城市景觀和造成不安全隱患。一路溝內(nèi)的各類管線便于檢修，增建和擴(kuò)建。再也不會(huì)出現(xiàn)因檢修或增擴(kuò)各類管線而將道路挖了又填，填了又挖的現(xiàn)象了。大型的地下污水處置廠高效地處置城市生活及工業(yè)污水，保護(hù)了城市水源，污水再也不允許直接排入江河湖海。城市周圍的水體再也不被污染，臭水溝，龍須溝都將消失，清澈的河水，碧綠的湖面又回到咱們身旁。地下的垃圾清運(yùn)系統(tǒng)在全封鎖的狀態(tài)下進(jìn)行，垃圾被無(wú)害化處置和最大限度地回收利用。房前屋后再也不有垃圾桶，街道上再也不有沿途散發(fā)著惡臭的垃圾車，城市再也不被周圍的垃圾山所包圍。相當(dāng)多的大型公共建筑轉(zhuǎn)入地下，圖書館，博物館，會(huì)議展覽中心，體育館，音樂(lè)廳等地下文化娛樂(lè)設(shè)施方便了居民，提高了城市生活質(zhì)量，同時(shí)又不會(huì)大量占用土地，使城市地面建筑維持適當(dāng)?shù)拿芏?，一些有文化價(jià)值的古建筑也得以保留。更多的的土地用于城市美化和綠化，整個(gè)城市處處綠草茵茵，花團(tuán)錦簇，湖光山色，林木枝繁葉茂，天空碧藍(lán)如洗。城市居民生活在園林當(dāng)中，山水當(dāng)中。各類儲(chǔ)庫(kù)都轉(zhuǎn)入地下，糧庫(kù)，食物庫(kù)，冷庫(kù)，液體燃燒庫(kù)，熱儲(chǔ)能庫(kù)，和放射性核廢料庫(kù)，還有部份水庫(kù)都在地下，管理更方便，更安全，供給更便捷，資源和能源利用更合理，生態(tài)系統(tǒng)的管理更有效，從而保證了城市的生活質(zhì)量繁榮和進(jìn)展。一切能夠轉(zhuǎn)入地下的地面設(shè)施和建筑轉(zhuǎn)入地下后，建成緊湊型城市成了可能，如此的城市規(guī)模變小了，音樂(lè)中心，藝術(shù)宮，大劇院，購(gòu)物中心等，離市民近了，交通的迫切需求降低了，步行街增多了，生活更有味兒了。三．地下城市建造的可行性咱們的假想特別美好，可是會(huì)實(shí)現(xiàn)嗎？如此的一天離咱們還會(huì)很遠(yuǎn)嗎？答案是，咱們會(huì)專門快實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)槿祟愒诳缛?1世紀(jì)的時(shí)候，處在了如此一種狀況：一方面因城市進(jìn)展帶來(lái)一系列的問(wèn)題，這令人類不能不開(kāi)發(fā)利用地下空間；另一方面現(xiàn)代科技和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)展，令人類有了大規(guī)模開(kāi)發(fā)地下空間的能力和技術(shù)。既有需要，又有能力，那么，未來(lái)城市立體大開(kāi)發(fā)就不是夢(mèng)，而是能夠兌現(xiàn)的諾言?，F(xiàn)代意義的城市地下空間開(kāi)發(fā)已有了一百連年的歷史。這一百連年來(lái)，隨著城市地下空間開(kāi)發(fā)的實(shí)踐活動(dòng)，進(jìn)展了相關(guān)的理論，技術(shù)和裝備，這一切為21世紀(jì)大規(guī)模開(kāi)發(fā)城市地下空間做出了理論和技術(shù)上的預(yù)備。下面咱們就介紹這些有關(guān)的理論和技術(shù)和問(wèn)題，對(duì)地下城市建設(shè)的可行性進(jìn)行分析。1.地下空間所處的地質(zhì)環(huán)境開(kāi)發(fā)地下空間，實(shí)際上是在距地表超級(jí)淺的地殼中進(jìn)行的。一般是在10~30米的深度上，30~50米就被以為較深了。目前日本正在研究的大深度地下空間的開(kāi)發(fā)，也僅僅是在50~100米的巖土里，與30多千米厚的地殼相較，仍是很淺的。所以說(shuō)地下空間開(kāi)發(fā)的潛力超級(jí)龐大。人類科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步進(jìn)展，會(huì)使這種潛力慢慢被人類利用。地下空間的開(kāi)發(fā)利用第一受到地質(zhì)條件的制約，地下工程的計(jì)劃選址，設(shè)計(jì)施工，運(yùn)營(yíng)保護(hù)等無(wú)不依賴于對(duì)地質(zhì)狀況的正確熟悉。為此，人類利用工程地質(zhì)測(cè)繪，遙感的判斷，地球物理勘測(cè)，鉆孔勘探，巖土取樣等各類手腕獲取準(zhǔn)確，全面的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)信息，以知足地下空間開(kāi)發(fā)利用進(jìn)程中對(duì)地質(zhì)資料和參數(shù)的需要。2.地下空間的開(kāi)挖地下空間開(kāi)挖時(shí)選擇何種方式，主要取決于所在地域的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，同時(shí)要考慮到對(duì)地面及周圍建筑物的影響。通過(guò)詳盡的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后，選擇適合的方式。開(kāi)挖方式大致能夠歸納為明挖，暗挖，蓋挖，盾構(gòu)法，沉管法，凍結(jié)法等。3.地下空間的支護(hù)處于應(yīng)力平衡狀態(tài)的巖體，當(dāng)在其中開(kāi)挖洞窟后，原來(lái)的應(yīng)力平衡受到破壞，在洞窟圍巖中產(chǎn)生了盈利的從頭散布，同時(shí)出現(xiàn)可恢復(fù)和不可恢復(fù)的變形。若是圍巖強(qiáng)度較高，應(yīng)力從頭散布后，洞壁圍巖在新的應(yīng)力狀態(tài)下達(dá)到新的平衡，圍巖也就穩(wěn)固了；若是圍巖本身的強(qiáng)度不夠高，隨著應(yīng)力的從頭散布，在洞壁周圍必然深度的圍巖不斷地松弛變形，被減弱的區(qū)域不斷隨之?dāng)U大。這種情形下若不及時(shí)對(duì)洞壁進(jìn)行支護(hù)和加固，洞壁圍巖就會(huì)失去穩(wěn)固而破壞。這就是為何在巖土開(kāi)挖進(jìn)程中，有的能夠不加支護(hù)，有時(shí)必需支護(hù)的道理。支護(hù)一般有這幾種方式：鋼筋混凝土襯砌，新奧法與柔性支護(hù)，噴射混凝土支護(hù)，錨桿支護(hù)等。4.地下空間的防水地下空間開(kāi)挖出來(lái)以后，要適合人們?cè)谄渲谢顒?dòng)，工作和生活，第一碰到的一個(gè)問(wèn)題就是要防水。因?yàn)榇蠖鄶?shù)地下空間都不可避免地處于地下水的包圍當(dāng)中，若是地下水滲入結(jié)構(gòu)內(nèi)部，乃至淹沒(méi)地下空間，整個(gè)地下空間就失去了利用價(jià)值，即便少量滲入也會(huì)嚴(yán)峻影響地下空間內(nèi)部的環(huán)境質(zhì)量，給工程內(nèi)部的防潮防濕工作帶來(lái)龐大困難。為了避免地下水侵蝕地下工程結(jié)構(gòu)，滲入地下空間內(nèi)部，淹沒(méi)地下空間，就必需采取周密的防水辦法。必需從工程選址，防水設(shè)計(jì)，防水材料和防水施工等多方面周密考慮，綜合治理?？刹扇〗Y(jié)構(gòu)自防水，附加防水層，注漿堵漏防水等方式。5.地下空間的采光地下空間大多無(wú)窗，缺少自然光線，易令人產(chǎn)生昏暗，封鎖，方向不明等感覺(jué)，因此地下空間的采光設(shè)計(jì)是創(chuàng)造舒適地下空間環(huán)境的大體辦法。在地下建筑中，應(yīng)盡可能透過(guò)側(cè)窗與天窗為建筑物提供自然光線。天然采光不僅是為了知足照度和節(jié)約采光能耗的要求，更重要的是為了知足人們對(duì)自然陽(yáng)光，空間方向感，日夜交替，陰晴轉(zhuǎn)變，季骨氣候等自然信息感知的心理需求；在視覺(jué)心理上大大減少地下空間的封鎖，壓抑，方向不明，與世隔間等不良心理感受和負(fù)面影響。另外，太陽(yáng)光紫外線的適度照射，對(duì)人體健康也是有利的。因此能夠說(shuō)，地下建筑天然采光對(duì)于改善地下空間環(huán)境具有多方面的作用。但地下建筑中很難完全依托天然采光，因此，在自然光不能完全抵達(dá)的地下空間中，人工照明作為自然光的補(bǔ)充是必不可少的。6.地下空間內(nèi)部的空氣質(zhì)量高質(zhì)量的空氣是室內(nèi)人員健康的保證。熱濕環(huán)境（即溫度，溫度環(huán)境）不佳能夠靠人的機(jī)體調(diào)節(jié)作用達(dá)到某種程度的適應(yīng)，而對(duì)于室內(nèi)長(zhǎng)期低濃度的污染，人的機(jī)體沒(méi)有抵御手腕，往往不知不覺(jué)地，被動(dòng)地吸入眾多污染物而損害健康。所以地下空間內(nèi)部的空氣質(zhì)量的高低尤其重要。咱們必需通過(guò)技術(shù)平衡空氣中氧氣，二氧化碳，懸浮顆粒物等各成份，使之對(duì)人體沒(méi)有傷害，健康舒適。參考文獻(xiàn)：.《地