地下空間的開發(fā)利用.ppt課件

1、地下空間的開發(fā)利用主講教師:熊建林2011.4第一部分 總 論一、引言二、地下空間概念、分類、用途及其意義三、人類地下空間開發(fā)利用簡況四、地下巖土工程施工技術(shù)一、 引言：關(guān)于城市的交通以湖北武漢市為例 湖北武漢自古就有“九省通衢”之地的稱謂，是聯(lián)系南北的咽喉要道。在當(dāng)今社會，人員、物資流通頻繁的情況下，交通問題已經(jīng)是一個大到影響社會經(jīng)濟發(fā)展、小到影響個人切身利益的非常重要的問題，這個問題在武漢市尤其突出。解決這個問題的根本出路之一，就在于地下空間的開發(fā)利用。因此，我們的課程就以武漢市的交通問題作為引言來開始。一組圖片武漢長江二橋交通狀況武昌火車站公交擁擠狀況武漢六座長江大橋的位置及內(nèi)環(huán)、中環(huán)、

2、外環(huán)線示意圖軍山大橋白沙洲大橋長江大橋長江二橋天興洲大橋陽邏大橋武漢市內(nèi)環(huán)線的交通壓力中 心 城 區(qū)過江隧道主要問題1.武漢三鎮(zhèn)之間交往頻繁，過江車流、人流龐大，而兩座大橋的承載能力有限，長期處于超負荷運行狀態(tài)，如長江二橋通車僅十幾年，中間進行過一次較大規(guī)模的維修，現(xiàn)正進行大規(guī)模的維修加固；2.為解決城市客運問題，武漢市最近十幾年的公共交通得到快速發(fā)展，在一些主要干道上還劃出了公交專用車道，但過江公共交通，雖然巴士很多，但速度很慢，尤其在交通高峰期，過江已成為公共交通快速發(fā)展的瓶頸；3.最近幾年，隨著我國經(jīng)濟水平的提高，以及汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車已走進尋常百姓家，武漢市的汽車保有量已是成倍增

3、加，給城市交通，尤其是過江交通帶來了更大的壓力，目前雖然兩座大橋均實行單雙號限制通行，但過江交通仍然越來越緊張；4.橋在不停地修，車在不停地增加，歸根結(jié)底修橋速度沒有汽車增加速度快，這一矛盾僅僅靠修橋沒法根本解決。解決辦法1.繼續(xù)建設(shè)汽車過江通道（包括大橋、隧道）：只是解決問題的一種方法，但不是根本辦法；2.限制汽車通行：也不是長久之計，目前已經(jīng)限制單雙號了，往后再怎么限制？3.建設(shè)快速過江通道，讓大家不乘（或開）汽車，就能快速過江。這里所謂的快速過江通道就是指軌道交通，尤其是地鐵交通。試想一下，如果乘汽車從A地到B地，需要3045分鐘，那么乘地鐵僅需要510分鐘。這才是解決城市交通壓力的根本

4、之道，世界上許多人口密集的大都市的經(jīng)驗已經(jīng)證明了這一結(jié)論。 軌道交通快捷、準(zhǔn)時、環(huán)保，是唯一與小車有得一拼的公共交通方式。二、 地下空間概念、用途、分類及其意義2.1 地下空間概念地下空間：在巖層或土層中天然形成或人工開挖形成 的空間稱地下空間。天然形成的地下空間有：喀斯特溶洞、熔巖洞、風(fēng)蝕洞、海蝕洞等；人工形成的地下空間有：各種礦洞、工程建設(shè)需要開鑿的地下洞室（如隧道、廠房等）。地下建筑：地下形成的建筑空間。地下工程：建造在地下的各種工程設(shè)施。2.2 地下空間的用途 地下空間有著廣泛的用途。 在遠古時期，人類開始利用天然洞穴作為居住之用，以保護自己免遭自然災(zāi)害的威脅。北京西郊周口店，約50多

5、萬年前，北京猿人居住在自然條件較好的龍骨山天然溶洞中。在日本發(fā)現(xiàn)距今2萬3萬年前的古人類居住洞穴。歐美、中東、北非等地都發(fā)現(xiàn)古人類穴居的遺跡。 人類到地面居住以后，開始把開發(fā)地下空間用于滿足居住以外的多種需求，如采礦、儲存物資、水的輸送及交通工程等，直到現(xiàn)在大型公用設(shè)施、城市地下空間的綜合利用及地下工業(yè)、商業(yè)及軍事設(shè)施等等，地下空間用途得到普遍重視。 顯然，人類對地下空間的開發(fā)利用，經(jīng)歷了從自發(fā)到自覺的漫長過程，推動這一過程的，一是人類自身的發(fā)展，如人口的繁衍和智能的提高，人類需求的擴展；二是社會生產(chǎn)力的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步。2.3 地下空間的分類1、礦山巷道：包括各類礦物采掘后的洞室和輸送礦

6、石的巷道工程。2、地下儲存：如糧食、油料、水果、蔬菜等的儲存，汽車庫、飛機庫、艦艇庫及核廢料儲存等。3、水工洞室：如各種輸水隧道、水電站地下廠房、地下抽水蓄能電站、地下水庫等。4、地下工廠：如各種輕重工業(yè)地下廠房、地下核電站、地下火電站等。5、地下民用與公共建筑：如地下商場、圖書館、體育場館、展覽館、影劇院、醫(yī)院、旅館、住宅及其綜合建筑體系城市地下街道等。6、地下交通工程：如各種公路和鐵路隧道、城市地鐵、地鐵站等。7、公用和服務(wù)性地下工程：如地下自來水廠、地下污水處理廠、給排水管道及煤氣、供電、通訊管線的綜合工程等。8、地下軍事工程和防護工程：如各種野戰(zhàn)工事、指揮所、通訊樞紐、人員和武器掩蔽所

7、、軍火和物資庫等。2.4 地下空間開發(fā)利用的意義一、動因分析1、綜合集約化利用城市土地 1）我國城市發(fā)展沿用“攤煎餅”式的粗放經(jīng)營模式，無限擴張城市范圍，但單位城市用地的國民經(jīng)濟總產(chǎn)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； 2）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； 3）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(zāi)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；2、能源、水資源及其他物資的繼續(xù)利用 1）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

8、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(diào)就占全國總能耗的19.5% 2）地下空間隔熱性好、冬暖夏涼，利用地?zé)?、地涼資源前景廣闊。（地?zé)崮荛_發(fā)利用、溫泉、熱巖發(fā)電站、儲雪、儲冰等； 3）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； 4）水資源的儲備、配置、調(diào)度利用、水力發(fā)電工程等；3、緩解城市發(fā)展的各種矛盾1）緩解城市交通矛盾； 2）改善城市生態(tài)環(huán)境；3）提高城市綜合防災(zāi)能力；4）解決“城市綜合癥”。 以上幾點綜合表現(xiàn)如下： 解決人口增加，城市地面空間容納能力有限的矛盾（交通、居住、日常生活擁擠等），城市功能設(shè)施、市政工程建

9、地下。拓展生存空間（工廠、商店、街道、倉庫等）、土地高度利用。軍事及人防工程；環(huán)境保護、景觀保護、擴大綠化面積；城市向高空、地面、地下立體全方位發(fā)展；利用和發(fā)揮地下工程優(yōu)勢性；抗災(zāi)防災(zāi)需求；排洪、供水供電供氣、通信、垃圾填埋等市政工程；火災(zāi)、戰(zhàn)爭、放射能、核輻射、化學(xué)藥品、環(huán)境公害（振動、噪音等）提高城市功能提高城市功能措施防災(zāi)措施地下空間利用城市膨脹人口過密地下空間利用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震、臺風(fēng)、洪水等自然災(zāi)害人為災(zāi)害確保 安全二次災(zāi)害利用地下空間的特點與優(yōu)勢地下工程、地下設(shè)施輸送設(shè)施（鐵路、公路、管道等）儲藏設(shè)施（能源、糧食、水、廢棄物、放射性等）防災(zāi)設(shè)施（

10、避難、儲備等）城市設(shè)施（辦公樓、地下街、停車場、文化設(shè)施等）生活設(shè)施（住宅等）生產(chǎn)設(shè)施（工廠、發(fā)電設(shè)施等）二、必要性分析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；地下住宅三、人類地下空間開發(fā)利用的簡況及成就3.1 地下空間的開發(fā)利用簡況 人類對地下空間的開發(fā)利用有著悠久的歷史，經(jīng)歷了從自發(fā)到自覺的漫長歷程。 遠古時代：利用天然洞穴作為防雨避風(fēng)的住

11、所 銅器和鐵器時代 ：地下空間的利用擺脫了單純的居住要求，進入更廣泛的領(lǐng)域 。如古埃及金字塔，實際上是建于紀(jì)元前2650前2500前后的一種用于墓葬的地下空間；再如前22世紀(jì)巴比倫幼發(fā)拉底河河底隧道，我國秦漢時期的地下陵墓及地下糧倉等。中世紀(jì)以后：地下空間的開發(fā)利用得到廣泛的發(fā)展 ，如采礦、地下交通、市政建設(shè)、工業(yè)和水工地下工程等 ，1613年修建了倫敦水道；1681年修建了地中海比斯開灣的連接隧道；1845年英國建成第一條鐵路隧道；1863年英國倫敦建成第一條城市地鐵隧道；1871年建成穿越阿爾卑斯山連接法國和意大利的公路隧道等等。二戰(zhàn)期間：由于地下建筑物在防護方面的優(yōu)越性十分明顯，許多國家

12、都將一些軍事設(shè)施和工廠、倉庫、油庫等修建在地下。另外，將生產(chǎn)一些尖端的產(chǎn)品的車間設(shè)在地下，能夠滿足恒溫、恒濕、防震等生產(chǎn)工藝上的嚴格要求。戰(zhàn)后：隨著經(jīng)濟的發(fā)展，對能源的需求與日俱增，從而開始了大規(guī)模的水利水電建設(shè)。有時在高山峽谷中修建水電站，由于施工場地的局限或者為了不破壞植被和生態(tài)環(huán)境，通常將水電站廠房建于地下。 隨著世界人口的增長，城市面積擴大、土地減少、能源短缺、城市交通擁塞、環(huán)境污染及備戰(zhàn)防災(zāi)諸方面的壓力和問題，地下空間的開發(fā)和利用已成為建設(shè)現(xiàn)代化城市的重要標(biāo)志。 3.2 二十世紀(jì)以來地下空間開發(fā)利用的成果典型工程：城市地鐵、長大隧道、地下水電站、城市地下公用設(shè)施等?？傞L53.85km

13、的日本青涵隧道；總長51km的英吉利海峽隧道；長13.32km的瑞士哥達隧道；長14.295km的大瑤山隧道（1980年代修建）；長18.4km的秦嶺鐵路隧道（1999年6月貫通）；亞洲最長的陸上隧道：長20.05km的烏鞘嶺隧道（右線及左線分別于2006年3月和8月正式建成通車）；秦嶺終南山公路隧道：長度18.02km，居世界第二、亞洲第一，建設(shè)規(guī)模世界第一，被譽為“天下第一隧” （2007年2月建成通車）。地下電站發(fā)展迅速：包括地下水電站、地下火電站、地下核電站和地下抽水蓄能電站等。其中全世界的地下水電站已超過400座，規(guī)模越來越大。加拿大丘吉爾瀑布電站地下廠房長296m、寬25m、高47

14、m；長江三峽水利工程，其地下電站部分主廠房長311.3m，高87.24m，跨度為32.6m。城市地下空間的開發(fā)利用：在這一時期成為城市建設(shè)的重要內(nèi)容。一些發(fā)達國家逐漸將地下商業(yè)街、地下停車場、地下鐵道及地下綜合管線工程等聯(lián)為一體，成為多功能地下綜合體。3.3 我國地下空間開發(fā)利用的成就居住空間：數(shù)千年前我們的祖先就在我國北方的黃土高原建造了許多供居住的窯洞和地下糧食儲備工程，至今仍有不少農(nóng)民居住在不同類型的窯洞中。 人防工程：采取平戰(zhàn)結(jié)合的方式，既保證了戰(zhàn)略效益、又獲得了社會效益和經(jīng)濟效益。 交通隧道工程：20世紀(jì)60年代開始的大規(guī)模三線建設(shè)，修建了為數(shù)眾多的鐵路、公路隧道。據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計，至

15、2002年底，我國共有鐵路、公路隧道8600多條，總長度約4370km，居世界第一。城市地鐵建設(shè)：1965年在首都北京始建第一條城市地鐵以來，已有天津、上海、廣州、南京、武漢和成都等城市建成營運或處于規(guī)劃設(shè)計與施工準(zhǔn)備階段。 水利水電建設(shè)：特別是大型地下水電站廠房的建設(shè)，說明我國已具備開發(fā)大型或超大型地下空間的技術(shù)水平和能力。城市地下商城、地下綜合體等的建設(shè)：表明我國城市已經(jīng)開始大規(guī)模開發(fā)利用地下空間。發(fā)展前景：三峽庫區(qū)水下博物館已經(jīng)建成；北京中關(guān)村將投資數(shù)十億元建設(shè)地下商城；故宮擬建一個現(xiàn)代化地下展廳；橫穿萬里長江的水下隧道也于2004年相繼在南京和武漢破土動工。廈門、青島、大連正在建設(shè)或即

16、將建設(shè)海底隧道?？梢灶A(yù)見，隨著經(jīng)濟、科技的發(fā)展，我國地下空間的開發(fā)利用即將進入一個蓬勃發(fā)展的新時期。四、地下建筑空間施工技術(shù)地下建筑空間的施工技術(shù)1、明挖法：也稱挖蓋法，就是為了在現(xiàn)有地表以下建造建（構(gòu)）筑物或其基礎(chǔ)，在保證開挖邊坡巖土體穩(wěn)定的前提下，對于深度不大、環(huán)境條件許可的情況下，實施明挖，開挖出符合施工要求的坑塹，一般是從上往下分步依次開挖巖土體，然后才構(gòu)筑地下結(jié)構(gòu)體系的施工方法。支護技術(shù)是其關(guān)鍵。明挖法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖挖建蓋（填）2、暗挖法（包含新奧法、淺埋暗挖法、管幕工法）（1）新奧法：“在巖質(zhì)、土砂質(zhì)介質(zhì)中開挖隧道，以使圍巖形成一個中空筒狀支撐環(huán)結(jié)構(gòu)為目的的隧道設(shè)計施工方法”（

17、奧地利土木工程學(xué)會地下空間利用分會，1980.）核心問題是利用圍巖支護隧道，使圍巖本身形成一定的支撐環(huán)。（2）淺埋暗挖法：采用足夠剛性復(fù)合襯砌（由初期支護和二次襯砌及中間防水層所組成）為基本支護結(jié)構(gòu)的一種用于軟土地層近地表修道的暗挖施工方法。它以施工監(jiān)測為手段，指導(dǎo)設(shè)計與施工，保證施工安全，控制地表沉降。（3）管幕工法：用于大都市地下空間開發(fā)，為避免都市中交通中斷的的一種成功的暗挖方法。工法成本較高。在日本、西歐、馬來西亞和我國臺灣等地應(yīng)用較為普及。暗挖法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖一般堅硬巖層中的隧道均采用該方法施工，如大瑤山隧道、秦嶺隧道等。挖襯埋深一般大于10m淺埋暗挖法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖初襯二襯

18、超前支護錨桿、管棚或灌漿埋深一般小于5m一般用于城市交通繁忙地帶，不允許中斷交通，且地質(zhì)條件又較差的地段。3、頂管法：用千斤頂將管子逐漸頂入土層中，將土從管內(nèi)挖出修建涵管的施工方法。 它是隧道或地下管道穿越鐵路、道路、河流或建筑物等各種障礙物時采用的一種暗挖式施工方法。在施工時，通過傳力頂鐵和導(dǎo)向軌道，用支承于基坑后座上的液壓千斤頂將管壓入土層中，同時挖除并運走管正面的泥土。當(dāng)?shù)谝还?jié)管全部頂入土層后，接著將第二節(jié)管接在后面繼續(xù)頂進，這樣將一節(jié)節(jié)管子頂入，作好接口，建成涵管。頂管法特別適于修建穿過已成建筑物、交通線下面的涵管或河流、湖泊。頂管按挖土方式的不同分為機械開挖頂進、擠壓頂進、水力機械開

19、挖和人工開挖頂進等。 頂管法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖 頂管法主要用于建造穿越城市交通繁忙地帶的地下工程，其長度、斷面尺寸均受到較大限制。國內(nèi)最長的頂管隧道是西氣東輸工程穿越黃河的隧道，長度近3000m，直徑約2m。4、地下連續(xù)墻法：地下連續(xù)墻法可用于點式、條式地下工程的施工，如上海、廣州大部分地鐵車站均采用該法施工。其特點類似于明挖法，但比明挖法占用場地小，對周圍環(huán)境影響較小，且造價相對較低。5、盾構(gòu)法：用帶防護罩的特制機械(即盾構(gòu)機)在破碎巖層或土層中掘進隧洞的施工方法?？赏瑫r有序進行掘進、出碴、拼裝預(yù)制混凝土襯砌塊。 嚴格地講，盾構(gòu)法屬于暗挖法施工中的一種全機械化施工方法，它是將盾構(gòu)機械在地中推

20、進，通過盾構(gòu)外殼和管片支承四周圍巖防止發(fā)生往隧道內(nèi)的坍塌，同時在開挖面前方用切削裝置進行土體開挖，通過出土機械運出洞外，靠千斤頂在后部加壓頂進，并拼裝預(yù)制混凝土管片，形成隧道結(jié)構(gòu)的一種機械化施工方法。 盾構(gòu)法地下結(jié)構(gòu)(隧道)施工示意圖盾構(gòu)法隧道施工適用于軟土地區(qū)埋深大的隧道工程，可穿越江河、湖泊、海底、地面建筑物和地下管線密集區(qū)的下部。 6、TBM法：采用隧道掘進機(TBM)施工技術(shù)。用于巖石地層的隧道掘進施工。（用于軟土地層的隧道掘進機稱為盾構(gòu)機。歸類還是同在掘進機門下。）7、沉井法：沉井法又稱沉箱鑿井法。在不穩(wěn)定含水地層掘進豎井時，于設(shè)計的井筒位置上預(yù)先制作一段井筒，井筒下端有刃腳，借井筒

21、自重或略施外力使之下沉，將井筒內(nèi)的巖石挖掘出的施工方法。挖掘與下沉交相進行，直到穿過不穩(wěn)定地層。 沉井結(jié)構(gòu)用途十分廣泛，主要用于點式地下建筑工程：如自來水廠、電廠和化工廠的水泵房、地下沉淀池和水池、地下熱電站、地下油庫、地下車間和地下倉庫等。此外，也可用作地鐵、水底隧道等各種設(shè)備井、通風(fēng)井、盾構(gòu)拼裝井、車間和區(qū)間段連續(xù)沉井等 。沉井法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖 8、沉管法：沉管法是預(yù)制管段沉放法的簡稱，是在水底建筑隧道的一種施工方法。其施工順序是先在船臺上或干塢中制作隧道管段（用鋼板和混凝土或鋼筋混凝土），管段兩端用臨時封墻密封后滑移下水(或在塢內(nèi)放水)，使其浮在水中，再拖運到隧道設(shè)計位置。定位后,向

22、管段內(nèi)加載,使其下沉至預(yù)先挖好的水底溝槽內(nèi)。管段逐節(jié)沉放，并用水力壓接法將相鄰管段連接。最后拆除封墻，使各節(jié)管段連通成為整體的隧道。在其頂部和外側(cè)用塊石覆蓋，以保安全。 沉管法一般用于水下隧道施工，目前國內(nèi)已建成的最大的沉管隧道是上海外環(huán)越江隧道，總長2880m（沉管段長736m），雙向8車道。 沉管法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖 1 沉管法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖 2第二部分 地下空間的規(guī)劃第一講 城市地下空間總體規(guī)劃第一節(jié) 城市地下空間規(guī)劃的特點、原則與內(nèi)容一、城市地下空間規(guī)劃特點1、地下空間工程規(guī)劃受到原有城市規(guī)劃的限制。地面建筑下次淺層空間內(nèi)往往受到地基基礎(chǔ)的限制，通常地面建筑工程建設(shè)影響深度為101

23、00 m之間，地下空間規(guī)劃距地表越深則受限制越少。2、地下空間規(guī)劃應(yīng)結(jié)合地面建筑的地下室開發(fā)利用進行。地下室的開發(fā)利用是地面空間資源的一部分，目前大多地面建筑都利用多、高層建筑開發(fā)地下建筑，多層建筑的地下2層及高層建筑的地下38層建筑已多見，這樣其影響深度可達幾十米。3、次淺層以內(nèi)的地下空間工程規(guī)劃常結(jié)合地面道路進行。這包括城市地下鐵道、公路隧道、自行車道等交通設(shè)施，一般同地面城市道路相統(tǒng)一。4、次淺層以內(nèi)的地下公共空間建筑常結(jié)合城市的廣場、綠地、公園、庭院進行規(guī)劃，如城市廣場下的地下公共建筑，公園下的地下健身項目，庭院的地下或下沉式廣場及景觀等。5、影響利用地下資源的因素較多。例如：造價使投

24、資者望而卻步，加之地下空間是全封閉狀態(tài)，在日光、自然通風(fēng)環(huán)境、綠化及環(huán)境藝術(shù)方面不如地面狀況，因而封閉的地下下空間不宜長期居住。6、地下空間規(guī)劃受地質(zhì)條件影響很大，技術(shù)條件要求地下空間建筑必須認真對待不同土層的影響，甚至水的影響，如越江隧道項目。7、地下空間工程范圍較廣泛、類型多、技術(shù)條件復(fù)雜，是城市防災(zāi)減災(zāi)的重要組成部分。8、地下空間建筑規(guī)劃可使地上建筑產(chǎn)生的負面影響得到最理想的解決。9、地下空間的某些局限性滿足不了人類回歸自然的要求，因而地下空間規(guī)劃反映不出城市的景觀藝術(shù)，室內(nèi)藝術(shù)表現(xiàn)成為主要方面。 總之，人類對自然界資源的占有、掠奪與消耗也就是在逐漸削弱人類生存的基礎(chǔ)，城市地下空間工程規(guī)

25、劃必須堅持城市可持續(xù)發(fā)展的原則。二、城市地下空間工程規(guī)劃的基本原則 城市地下空間開發(fā)利用是為了保證城市的可持續(xù)發(fā)展，為了保護人類賴以生存的自然環(huán)境，因此，地下空間工程規(guī)劃必須堅持下述基本原則。 1、城市地下空間工程規(guī)劃的編制應(yīng)納入城市總體規(guī)劃之中，遵循國家有關(guān)的方針、政策。 2、城市地下空間工程規(guī)劃應(yīng)以保護城市的歷史原貌，以節(jié)約土地和擴大美化地面為基準(zhǔn)，以保護環(huán)境生態(tài)為出發(fā)點。 3、城市地下空間工程規(guī)劃應(yīng)根據(jù)地區(qū)發(fā)展水平及經(jīng)濟能力進行，分步實施近、中、遠期規(guī)劃目標(biāo)，分層實行立體綜合開發(fā)。 4、城市地下空間工程規(guī)劃應(yīng)從保障改善城市地面空間物理環(huán)境，降低城市耗能。改善地面生活環(huán)境為原則，做到不重新

26、污染和破壞自然環(huán)境。 5、應(yīng)將對城市環(huán)境影響較大的項目規(guī)劃在地下，如交通、市政管線(水、電、氣、熱等)、工業(yè)、公共建筑(商店、影劇院、娛樂健身等項目)。而將居住、公園、園林綠化、動物園、娛樂休息廣場、歷史保護建筑留在地面或?qū)⒕幼〗ㄖ?guī)劃在地面及地下淺層空間內(nèi)。居住建筑規(guī)劃在地下時，應(yīng)保證陽光、通風(fēng)、綠化的實現(xiàn)。 6、城市地下空間工程規(guī)劃應(yīng)結(jié)合城市防災(zāi)減災(zāi)及防護要求進行，因為地下空間對地震等各種災(zāi)害的防護，以及包括對核襲擊在內(nèi)的各種武器的防護具有獨特的優(yōu)越性。三、城市地下空間工程規(guī)劃的主要內(nèi)容 城市地下空間工程規(guī)劃的內(nèi)容應(yīng)包括以下幾個方面。 1、地下空間與地面空間規(guī)劃的協(xié)調(diào)關(guān)系 2、城市地下空間

27、工程規(guī)劃的現(xiàn)狀與發(fā)展預(yù)測對現(xiàn)狀調(diào)查有助于地上地下的協(xié)調(diào)規(guī)劃，統(tǒng)一解決地上地下空間建筑功能的不同性質(zhì)組合問題，通過對地下空間工程的發(fā)展預(yù)測做到對城市地下空間工程的良性開發(fā)。 3、城市地下市政工程的規(guī)劃 4、城市地下交通設(shè)施規(guī)劃 5、城市地下空間民用工程規(guī)劃 6、城市地下工業(yè)設(shè)施規(guī)劃工業(yè)是城市形成的主要動力，工業(yè)在發(fā)展過程中也給城市帶來很多麻煩。地下工業(yè)設(shè)施只是地面工業(yè)設(shè)施的一種補充，因為完整的工業(yè)體系已經(jīng)形成，當(dāng)需要繼續(xù)擴大生產(chǎn)及空間規(guī)模時可以考慮向地下發(fā)展，地下空間對某些工業(yè)生產(chǎn)起著有利的作用，如對溫度、濕度、密閉隔絕、防災(zāi)防護等方面要求較高的工業(yè)適宜設(shè)在地下空間中。 7、城市地下貯存系統(tǒng)規(guī)劃

28、 8、城市防災(zāi)與防護系統(tǒng)規(guī)劃城市防災(zāi)主要針對自然、人為及戰(zhàn)爭等出現(xiàn)對城市的破壞的災(zāi)害而編制的防災(zāi)規(guī)劃。第二節(jié) 地下空間開發(fā)同城市建設(shè)相結(jié)合的途徑與方法 地下空間的開發(fā)與城市地面空間的建設(shè)有一定的關(guān)系及規(guī)律。一、城市地下空間開發(fā)利用與地面空間建設(shè)的關(guān)系 1、地下空間是城市地面空間資源的補充。 2、地下空間建筑開發(fā)同人民防空工程相結(jié)合。 3、地下空間工程規(guī)劃常在地面城區(qū)建設(shè)已定型的現(xiàn)狀下進行。 4、新城規(guī)劃仍要將地下空間與地面空間規(guī)劃相結(jié)合。二、城市建設(shè)中的地下空間規(guī)劃途徑 1、充分利用地面建筑的地下部分空間 規(guī)劃中應(yīng)注意的問題是應(yīng)將這些獨立的地下空間用通道聯(lián)系起來，形成四通八達的地下空間網(wǎng)。比如

29、城市居住小區(qū)的建設(shè)，可建立獨立的可與上部建筑相聯(lián)系的地下空間，平時可作為車庫、自行車庫等，發(fā)生災(zāi)害時作為避難所。 2、地下空間開發(fā)規(guī)劃的功能常同地面建筑使用性質(zhì)及環(huán)境相關(guān)對于不同地段環(huán)境特點其地下功能規(guī)劃是不同的。 3、地下綜合體的規(guī)劃應(yīng)在城市中心地段。 4、通過地下輕軌交通建設(shè)，大規(guī)模改造舊城，并與新城建設(shè)相結(jié)合。 地下空間開發(fā)規(guī)模不大時受到舊城的限制較大，規(guī)模較大時結(jié)合舊城改造進行。這種大規(guī)模改造常需將那些沒有保留價值的建筑定向爆破炸毀，多改造成地面休閑廣場。廣場內(nèi)保留綠地與噴泉，廣場下則是地下空間建筑。這樣，使得地上空間開發(fā)不僅可有效地改造原有舊城區(qū)，又可以增加新城區(qū)的地下空間容量城市的

30、使用效率提高了，景觀又得到改善。 5、城市地下空間開發(fā)充分利用已有的地下人防工程。 我國人防工程建設(shè)已有幾十年歷史，各大中小城市都相繼建設(shè)了大量的人防工程，取得了很大成就。實踐證明，相當(dāng)部分人防工程完全可以改造成能平時加以利用的地下建筑。 三、城市地下空間的總體規(guī)劃1、舊城地下空間的總體規(guī)劃 舊城地下空間的總體規(guī)劃應(yīng)根據(jù)對城市空間的需求，如交通流量、舊城改造等原因進行，如條件允許，常結(jié)合舊城改造進行總體規(guī)劃。規(guī)劃的主要形式有下述幾種。 A.保護有價值的舊城面貌，拆除無價值的建筑; B.地下空間不同功能性質(zhì)的建筑主要沿道路走向進行布置，必要時打通和連接地面建筑地下室部分; C.將地下街、綜合體、

31、地鐵車站作為樞紐設(shè)在中心廣場或繁華區(qū)的人員集散場所. 2城市改造中市政管線廊道的規(guī)劃 市政管線廊道一般造價較高，所以發(fā)展較慢，但它的優(yōu)越性已被公認。 市政管線廊道具有多項優(yōu)越性，如提高使用壽命，減少重復(fù)破壞路面，便于維修，可結(jié)合地下交通設(shè)施及地下綜合體統(tǒng)一規(guī)劃。 綜合管線廊道與城市建設(shè)再開發(fā)必須同時進行(在各國其名稱不統(tǒng)一，這里我們稱為市政管線廊道)。3城市地下空間總體規(guī)劃的關(guān)鍵問題 地下空間開發(fā)利用納入城市建設(shè)中的關(guān)鍵問題應(yīng)表現(xiàn)為如下幾點。(1)城市中地下空間規(guī)劃應(yīng)為點、線、面的結(jié)合。 點即城市繁華區(qū)中心的地下綜合設(shè)施，線即通過地下交通網(wǎng)絡(luò)進行連通，面即新城、舊城、交通、公共場所等各種類型功

32、能的地下空間進行整體規(guī)劃，并根據(jù)當(dāng)時的承受力狀況規(guī)劃近期、中期、遠期的地下空間開發(fā)利用程度。(2)規(guī)劃中以地下交通工程為依托、連接各個中心的地下綜合體。(3)地下空間規(guī)劃中盡可能考慮市政管網(wǎng)廊道建設(shè)的可能性，如條件限制不能建設(shè)也要從將來建設(shè)的角度去規(guī)劃。 (4)城市繁華地段地下空間規(guī)劃的主要單體建筑內(nèi)容以地下商業(yè)街、地下鐵道、地下停車場、下沉式休閑廣場、立交公路及快速公路為主，且各單體又有獨立的單體規(guī)劃與設(shè)計。(5)在城市非繁華區(qū)的安靜地段如條件允許可考慮規(guī)劃地下居住建筑，該建筑應(yīng)以半地下和覆土式為主，避免全埋式居住建筑。 (6)地下空間建筑規(guī)劃要考慮到室內(nèi)外環(huán)境，這就需要光、聲、熱、風(fēng)等環(huán)境

33、的形成，使使用者感到如同地面空間一樣。同時還要考慮到防災(zāi)減災(zāi)及對戰(zhàn)爭的防護等級抗力要求，把地下空間規(guī)劃同城市建設(shè)、人防建設(shè)有機結(jié)合起來。在和平時期，地下空間作為城市空間的組成部分，在戰(zhàn)時，經(jīng)過臨時加固即可形成具有一定防護等級的地下掩蔽、疏散中心。第二講 城市地下街的規(guī)劃設(shè)計第一節(jié) 城市地下街的涵義及規(guī)劃原則一、城市地下街涵義 日本建設(shè)省的定義為：“地下街是供公共使用的地下步行通道(包括地下車站檢票口以外的通道、廣場等)和沿這一步行通道設(shè)置的商店、事務(wù)所及其他設(shè)施所形成的一體化地下設(shè)施 (包括地下停車場)，一級建在公共道路或站前廣場之下。”勞動省的定義為：“地下街是在建筑物的地下室部分和其他地下

34、空間中設(shè)置的商店、事務(wù)所及其他類似設(shè)施的連接，即把為群眾自由通行的地下步行通道與商店等設(shè)施結(jié)為一整體。除這樣的地下街外還包括延長形態(tài)的商店，不論其布置的疏密和規(guī)模的大小?！?我國有些專著這樣定義：“修建在大城市繁華的商業(yè)街下或客流集散量較大的車站廣場下，由許多商店、人行通道和廣場等組成的綜合性地下建筑，稱地下街。(城市地下工程，科學(xué)出版社，1996)，也有稱“地下綜合體”等。 上述定義中，表述了地下街應(yīng)包含這樣一些內(nèi)容：首先，必須有步行道或車行道；其次要有多種供人們使用的設(shè)施；其三，要具有四通八達或改變交通流向的功能。不同之處是有的定義包含了建筑物的地下室部分。二、城市地下街的規(guī)劃原則1、城市

35、地下街應(yīng)建在城市人流集散和購物中心地帶。2地下街要同其他地下設(shè)施相聯(lián)系，形成地下城。3地下街規(guī)劃應(yīng)同城市總體規(guī)劃相結(jié)合，并應(yīng)考慮人、車流量和交通道路狀況。4地下街規(guī)劃應(yīng)按國家和地方有關(guān)城建法規(guī)及城市總體規(guī)劃進行。5地下街規(guī)劃應(yīng)考慮保護其范圍內(nèi)的古物與歷史遺跡。6地下街規(guī)劃要考慮發(fā)展成地下綜合體的可能性。三、城市地下街的規(guī)劃設(shè)計 城市地下街規(guī)劃平面類型按地面街道形式分類有“道路交叉口型”、“中心廣場型”、“復(fù)合型，三種；按規(guī)模分類有小型(小于3000M2)、中型(300010000M2)、大型(大于10000M2)三種；按使用功能分類有“地下商業(yè)街”、“地下文化娛樂街”、“地下工廠街”、“地下多

36、功能街”等幾種，可由地下街的使用特性去命名。1“道路交叉口型”地下街2“中心廣場型”地下街3“復(fù)合型”地下街：“復(fù)合型”地下街基本上以廣場為中心沿道路向外延伸，通過地下通道與地下室相連，因而形成整體地下街。第二節(jié) 城市地下街的建筑設(shè)計 廣義來講，地下街包括的內(nèi)容比較多，由許多不同領(lǐng)域、不同功能的地下空間建筑組合在一起，但就目前實踐的狀況看，地下街主要有以下幾個部分組成。1、地下步行道系統(tǒng)2、地下營業(yè)系統(tǒng)3、地下機動車運行及存放系統(tǒng)4、地下街的內(nèi)部設(shè)備系統(tǒng)5、輔助用房一、地下街功能分析及組成1地下街功能分析 2、地下商業(yè)街的組成 我國現(xiàn)在仍無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，基本上參考國外經(jīng)驗并按我們的具體情況執(zhí)行。

37、日本于1973年對建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)作出規(guī)定：地下街內(nèi)商店面積一般不應(yīng)大于公共步行道面積，同時商店與步行道面積之和應(yīng)大致等于停車場面積，即： AB（）A+BC （） 式中：A商店面積 B步行道面積 C停車場面積 地下商業(yè)街分為以下幾個主要組成部分： （1）交通面積： 交通面積在步行式商店中比較清楚，為了分析方便起見，廳式商店中兩柜臺間距扣減12m為交通面積。 （2）營業(yè)用房面積： 步行街式商店營業(yè)部分為一個個店鋪與街連通。此面積主要指營業(yè)間內(nèi)面積。 （3）輔助用房面積：輔助用房主要有倉庫、機房、行政管理用房、防災(zāi)控制中心用房、衛(wèi)生間等。 （4）停車場面積：（本講略，詳見后一講的地下車庫設(shè)計部分）。 由上

38、表看出，地下街中營業(yè)面積平均占總建筑面積50.6%，交通面積占總建筑面積36.2%，輔助面積占總建筑面積13.2，它們之間的比值約為15：11：4或簡化為4：3：1。 二、地下商業(yè)街的建筑空間組合1、組合原則（1）建筑功能緊湊、分區(qū)明確； （2）結(jié)構(gòu)經(jīng)濟合理 地下街結(jié)構(gòu)方案同地面建筑有差別，常做成現(xiàn)澆頂板，墻體、柱承重沒有外觀，只有室內(nèi)效果。地下街結(jié)構(gòu)主要有三種型式： （3）管線及層數(shù)空間組合 要考慮管線的布置及占用空間的位置，建筑豎向是否多層，如有地下公路等也會受到影響。2平面組合方式 地下商業(yè)街平面組合方式有如下幾種 （1）步道式組合：步道式組合即在步行道兩側(cè)組織房間，常采用三連跨，中間跨

39、為步行道，兩邊跨為組合房間。此種方式組合適合設(shè)在不太寬的街道下面。 保證步行人流暢通，且與其他人流交叉少，方便使用。 方向單一，不易迷路。 購物集中，與通行人流不干擾。 步道式組合的幾種形式 （2）廳式組合： 廳式組合即沒有特別明確的步行道，其特點是組合靈活，可以通過內(nèi)部劃分出人流空間，內(nèi)部空間組織很重要，如果內(nèi)部空間較大，很容易迷失方向，類似超級商場。應(yīng)注意的是人流交通組織，避免交叉干擾，在應(yīng)急狀態(tài)下做到疏散安全。廳式組合單元常通過出入口及過街劃分，如超過防火區(qū)間則以防火區(qū)間劃分單元。 （3）混合式組合： 混合式組合即把廳式與步道式組合為一體?；旌鲜浇M合是地下街組合的普遍方式。其主要特點是：

40、 可以結(jié)合地面街道與廣場布置。 規(guī)模大，能有效解決繁華地段的人、車流擁擠。地下空間利用充分。 徹底解決人、車流立交問題。 功能多且復(fù)雜，大多同地鐵站、地下停車設(shè)施相聯(lián)系，豎向設(shè)計可考慮不同功能?；旌鲜浇M合示意圖 3豎向組合設(shè)計 地下街的豎向組合比平面組合功能復(fù)雜，主要包括以下幾個內(nèi)容：分流及營業(yè)功能(或其他經(jīng)營)。出入口及過街立交。地下交通設(shè)施，如高速路或立交公路、鐵路、停車場、地鐵車站。市政管線，如上下水、風(fēng)井、電纜溝等。出入口樓梯、電梯、坡道、廊道等。 隨著城市的發(fā)展，要考慮地下街擴建的可能性，必要時應(yīng)做預(yù)留(如共同溝等)。對于不同規(guī)模的地下街，其組合內(nèi)容也有差別，其內(nèi)容如下：(1)單一功

41、能的豎向組合(2)二種功能的豎向組合(3)多種功能的豎向組合 三、地下街的平面柱網(wǎng)及剖面 （柱子縱橫成網(wǎng)狀叫做柱網(wǎng)，即框架柱在平面上縱橫兩個方向上的排列，其縱向間距叫跨度，橫向間距叫排距。）地下街平面柱網(wǎng)主要由使用功能確定，如僅為商業(yè)功能，柱網(wǎng)選擇自由度較大，如同一建筑內(nèi)上下層布置不同使用功能，則柱網(wǎng)布置靈活性差，但以滿足對柱網(wǎng)要求高的使用條件來進行布置。在設(shè)計地下街時，通?？紤]停車柱網(wǎng)，在設(shè)計沒有停車場的地下街時通常采用7m x 7m方形柱網(wǎng)。（停車場柱網(wǎng)設(shè)計在后一講具體講述。） 地下街剖面設(shè)計層數(shù)不多，大多為2層，極少數(shù)為3層。層數(shù)越多，層高越高，則造價越高。因為層數(shù)及層高影響埋深。埋深大

42、，則施工開挖土方量大，結(jié)構(gòu)工程量和造價也相應(yīng)增加。一般為了降低造價，通常條件允許建成淺埋式結(jié)構(gòu)，減少覆土層厚度及整個地下街的埋置深度。 地下商業(yè)街柱網(wǎng)尺寸及剖面圖 第三節(jié) 地下建筑空間藝術(shù) 地下建筑的藝術(shù)主要指建筑的空間藝術(shù)。地下建筑與地面建筑不同之點是地下建筑沒有外部造型，因而其空間組合藝術(shù)猶為重要。尤其要注意以下兩個方面：一、出入口處的處理 總結(jié)地下街出入口處理方式有棚架式、平臥開敞式、附屬建筑式。各種出入口設(shè)置應(yīng)根據(jù)出入口的位置并結(jié)合地段條件考慮。 二、下沉式廣場 下沉廣場是地下街常用的手法，出入口可直接在廣場內(nèi)解決。它可以打破地下空間的封閉感，把地下、地面空間及出入口巧妙地聯(lián)系在一起。

43、在城市部分廣場地段內(nèi)設(shè)計下沉式廣場則豐富建筑空間，經(jīng)過綠化、裝飾及造型，很有藝術(shù)效果。 下沉式廣場可設(shè)置流水、綠化、水池、噴泉。一般由室外樓梯或電梯進入，由下沉式廣場可進入地下街的出如口。 棚架式出入口 平臥式出入口第三講 地下停車場設(shè)計一、地下停車場的建筑組成與工藝流程1建筑組成 地下停車場建筑組成有以下幾個部分：(1)出入口：進出車用的坡道、地面口部及口部防護、機械式口部的技術(shù)用房(2)停車庫：主要有停車間、行車通道、步行道等；(3)服務(wù)部分：收費、加油、維修、充電等；(4)管理部分：門衛(wèi)、調(diào)度、辦公、廁所、防災(zāi)中心等；(5)輔助部分：鳳機房、水泵房、器材、油庫、消防水庫、防護用設(shè)備間等。

44、2工藝流程 地下停車場的一般流程是，車由入口進入、洗車、收費、存車、加油、出庫、出口。其工藝流程如圖：二、地下停車場主體平面設(shè)計1、基本要求 以停放一臺車平均需要的建筑面積作為衡量柱網(wǎng)是否合理的綜合指標(biāo)適應(yīng)一定的車型的停放方式、通道布局、并具有一定地靈活性保障一定的安全距離，避免遮擋和碰撞盡量作到充分利用面積施工方便，經(jīng)濟，合理盡可能減少柱網(wǎng)尺寸，結(jié)構(gòu)完整統(tǒng)一2、面積估算 關(guān)于地下車庫每臺車所需面積指標(biāo)，是根據(jù)國內(nèi)近年來建造的一些地下汽車庫有關(guān)資料統(tǒng)計得出的，該指標(biāo)為參考指標(biāo)。指標(biāo)內(nèi)容小型汽車庫中型汽車庫每停一臺車需要的建筑面積/m2每停一臺車所需的停車部分面積/m2停車部分面積占總面積比例/%35-4528-3875-8565-7555-6580-903、車位平面尺寸停車場設(shè)計取決于選定的基本車型，一般來說，服務(wù)車型不可能太多，因為各類車型尺寸相差很大，尺寸的差別會影響到車庫建筑面積和空間利用率，所以，必須選定一種基本車型來確定車庫的柱網(wǎng)，當(dāng)然該型號在尺寸和性能上應(yīng)具有一定的代表性。如日本將小轎車分為特大型、大型、中型、小型、輕型5種車型，汽車庫主要滿足日本大量生產(chǎn)的中型轎車需要，因此確定以日本生產(chǎn)的中型轎車的控制尺寸作為設(shè)計車型的外廓尺寸，即：長4.7 m，寬1.7 m，高2.0 m，最小轉(zhuǎn)彎半徑6.