地下空间规划概论

1、城市地下空间开发利用与城市地下空间开发利用与规划设计规划设计1.城市地下空间开发利用的战略意义2.我国城市地下空间开发利用的发展道路3.国内外城市地下空间规划状况4.地下空间利用中有待解决的问题5.城市地下空间规划的指导思想、阶段划分和主要内容1. 城市地下空间开发利用的战略意义 1.11.1地下空间利用的基本概念地下空间利用的基本概念 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。 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，是在地下形成的建筑空间。 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

2、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或地下设施。 1.21.2地下空间利用的历史改革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60003000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30

3、00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。 至今，在我国陕西、山西、河南、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。 我国现在仍有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

4、、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，出入口都设在石室西南隅。 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。天然洞窟兵马佣帝王陵墓国内外在古代利用岩体修筑一些纪录古代文明。近代的地铁工程：纽约地下铁道长达200km黄浦江人行隧道黄浦江人行隧道: :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

5、内径外滩与浦东陆家嘴东方明珠塔之间，隧道内径6.676.67米，全长米，全长646.7646.7米。米。 英吉利海峡海底隧道 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。 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。

6、模拟图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英吉利海峡施工现场英吉利海峡施工现场2 2汽车在英吉利海峡隧道中行驶 1.31.3开发地下空间的战略意义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三个方面： 一是地下空间与缓解生存空间危机； 二是地下空间与应对城市发展中的困难与挑战； 人口增长的挑战、淡水资源短缺的挑战、能源枯竭危机、环境危机、灾害威胁。 三是地下空间与城市现代化发展。 我国开发利用城市地下空间的战略意义在于以

7、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。 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（

8、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。2.2.我国城市地下空间开发利用的发展道路我国城市地下空间开发利用的发展道路 1. 1.我国的城市建设发展与用地状况我国的城市建设发展与用地状况 我

9、国城市受经济、社会、文化等方面影响，大致分为东部沿海发达地区城市；东中部较发达地区城市；中西部欠发达地区城市。 许多城市为了“升级”、“大发展”，滥用土地现象严重。 我国城市地下空间的发展道路应遵循： 城市发展从粗放型向集约型转变； 城市空间拓展从二维式向三维式转变； 提高城市效率与城市的聚集能力。 2.2.地下空间与城市的集约化发展地下空间与城市的集约化发展 集约化：表示事物从分散到集中，从少到多，从低级到高级的发展过程。 我国城市建设和发展的“两个根本转变”：粗放型向集约型转变和从计划经济向市场经济转变。 城市的集约化并不是无止境的，城市空间的容量也是有限。 衡量城市集约化水平包含人均GD

10、P、单位城市用地GDP（土地使用效率和空间容纳效率）。 3. 3.地下空间与城市空间的合理拓展地下空间与城市空间的合理拓展 内涵式拓展：在不改变城市用地空间范围的情况下，通过改变城市的内部结构，更新城市的内部机能，开发城市现有的潜在空间资源，从密度、效率、质量等方面达到提高城市空间容量的一种方式。 外延式拓展：对城市容量的外部限制条件加以人为的干预，以获得城市建设的用地。 4. 4.地下空间与城市效率和聚集能力的提高地下空间与城市效率和聚集能力的提高 城市空间：一般是指城市建成区空间，是一定数量的人口，一定规模的城市设施和各种城市活动在特定的自然环境中所形成的人工空间，作为一定地域范围内的政治

11、、经济、社会和文化中心。 主要包括：开敞空间、封闭空间、地下空间。 城市效率：城市在运转和发展过程中所表现出来的能力、速度和所达到的水平，是衡量城市集约化和现代化程度的一种指标体系。 主要包括：经济效益、空间容纳效率、城市运行效率、城市管理效率。3.3.国内外城市地下空间规划状况国内外城市地下空间规划状况 国外城市地下空间大规模开发利用起步早，已经历了大约150多年的发展历程。现代城市地下空间建筑的出现一般以1863年英国伦敦建成的世界上第一条地铁为标志国外地下空间开发利用从大型建筑物向地下的自然延伸发展到复杂的地下综合体，再到地下城，地下建筑在旧城的改造、再开发中发挥了重要作用同时地下市政设

12、施也从地下供水管网、排水管网发展到地下大型排水及污水处理系统，地下生活垃圾的清除、处理和回收系统。以及地下综合管线廊道地下建筑的内部空间环境质量、防灾措施以及运营管理都达到了较高的水平。 在亚洲，国土狭小的日本城市用地紧张，地下空间的综合利用虽比北欧等国起步晚，但地下街道、地下车站、地下铁道、地下商场、地下共同沟的建设规模、成熟程度已居世界领先地位。国外城市地下空间的开发利用成就较高的是日本、美国、欧洲等发达国家。战后一些欧洲国家德国、法国、英国等和美国的一些大城市如美国的费城、西德的汉堡，法兰福、慕尼黑。斯图加特，法国的巴黎，北欧的斯德哥尔摩，奥斯陆、赫尔辛基等。重建和改建中，发展了高速道路

13、系统和快速有轨交通线合大型地下综合体，特点是规模大、内容多、水平垂直方向上的布置也较复杂。城市中心综合开发地下空间，把市中心的部分功能(主要是交通)转入地下，地面实行步行化，并充分绿化，把步行街中设置地铁出入口，以达到扩大空间容量，美化环境、疏导交通，80年代中期法国巴黎市中心的列阿菜地区再开发，是迄今为止城市市中心再开发中，地下空间规模最大的一个实例。一个现代地下都市中心，不仅给都市市区提供了有效的功能设施，且同时更新和丰富了市中心的风貌，与周围许多古老建筑取得和谐协调，它的更大意义在于说明，地下空间的多层次利用，已成为在非常密集的市中心地区解决集中活动和交通循环的有效方法。现状介绍：美国城

14、市由于高层建筑过分集中，城市空间环境恶化，在高层建筑最密集的地区，如纽约的曼哈顿区，费城的市场东街，芝加哥的中心区等，通常开发建筑物之间的地下空间与高层建筑物地下室连成一片，形成大面积的城市地下综合空间，成为整个综合性建筑群的组成部分，设置停车场、商场、地下通道、游乐设施，特别是下沉袖珍广场、庭园、洛克菲勒中心是这类地下空间的代表。日本的地下商业综合体。日本国土狭小，城市用地十分紧张。积极拓展城市地下空间已成为日本城市再开发的重要内容。尤其是日本东京上野火车站的“地下街之端”以及大阪的长掘地下街商业街，至今，地下街已从扮演单一的商业角色演变成为一个角色多样的地下综合体，包括集城市功能如交通、商

15、业等为一体的共同组成的大集合。目前日本已在26个城市建造地下街，至少多达150处，并且日进出人口数量达到1200万人，约占其国民总数的八分之一到九分之一之间。地下共同沟的数量在全球兴建数量居于前列的国家中名列前茅。在地下街里，环境怡人，且内部设计富有吸引力，使人有耳目一新的感觉，有达到去除旅途的疲劳的作用。国内城市地下空间开发利用概况 我国是建国以后才逐步开发利用城市地下空间的，并随着国防战备建设和城市建设实践发展而不断发展上个世纪，城市地下空间开发利用的主战场是国防、人防工程建设进入21世纪后，防空防灾、平战结合人防工程建设开发与地下空问开发、兼顾人防要求建设开发协调发展，速度、数量实现了跨

16、越式发展目前，已有的地下空间利用设施有：交通隧道、地铁及其沿线开发、供给设施、排放设施、地下街、地下车库、地下步行道网、地下综合体等 在近30年的时间里我国城市地下空间的开发利用取得了显著的成就，对城市的发展起到了积极的作用据中国工程院院士钱七虎评论：进入2l世纪以后，中国城市地下空间的开发数量快速增长，体系不断完善。特大城市地下空间开发利用的总体规模和发展速度已居世界同类城市的先进行列 中国已成为世界上城市地下空间开发利用的大国但与发达国家相比，尚有不少差距存在的问题主要有：缺乏城市地下空间开发利用的统筹安排和全面规划；管理机构条块分割，形不成合力；平战结合利用不足、处理不当，影响了地下空间

17、开发的积极性；地下动态交通功能开发不足等.国外地下空间发展趋势1、综合化 国外地下空间利用发展的主要趋势是综合化，其表现首先是地下综合体的出现，欧洲、北美和日本等一些大城市，在新城区的建设和旧城区的再开发过程中，都建设了不同规模的地下综合体，成为具有大城市现代化象征的建筑类型之一。其次综合化表现在地下步行道系统和地下快速轨道系统、地下高速道路系统的结合，以及地下综合体和地下交通换乘枢纽的结合。第三综合化表现在地上、地下空间功能既有区分，更有协调发展的相互结合模式。2、分层化与深层化 随着一些发达国家地下空间利用先进城市的地下浅层部分已基本利用完毕，以及深层开挖技术和装备的逐步完善，为了综合利用

18、地下空间资源，地下空间开发逐步向深层发展。如美国明尼苏达大学艺术与矿物工程系系馆的地下建筑物多达七层，加拿大温哥华修建的地下车库多达14层，总面积72324平方米。以日本学者为主正在研究30米以下的深层地下空间利用的规划。深层地下空间资源的开发利用已成为未来城市现代化建设的主要课题。在地下空间深层化的同时，各空间层面分化趋势越来越强。这种分层面的地下空间，以人及为其服务的功能区为中心，人、车分流，市政管线、污水和垃圾的处理分置于不同的层次，各种地下交通也分层设置，以减少相互干扰，保证了地下空间利用的充分性和完整性。3、城市交通和城市间交通的地下化 城市交通和“高密度、高城市化地区”城市间交通的

19、地下化，将成为未来地下空间开发利用的重点。交通拥挤是二十世纪不变的城市问题，城市道路建设赶不上机动车数量的发展也是二十世纪城市发展的规律。发展高速轨道交通也就成为主要的选择。二十一世纪人类对环境、美化和舒适的要求越来越严格。人们的环境意识和对城市的环境要求将越来越加强和提高，以前修建的高架路，如美国波士顿1950年建成的中央干道将转入地下。地下高速轨道交通将成为大城市和高密度、高城市化地区城市间交通的最佳选择。4、各种联合掘进机将成为地下隧道快速开挖的主要趋势随着地下空间开发利用程度不断扩展，隧道开挖以及遇到不良地层机会的增多，要求隧道开挖速度及开挖安全越来越高，预计在硬岩采用开挖，软岩中采用

20、各种盾构的趋势将更加明显。5、微型隧道工程将加速发展微型隧道是人进不去的隧道，直径一般在2530厘米，最大可达2米。在隧道表面入口处采用遥控进行开挖和支护。这种方法快速、准确、经济、安全。所以适宜在高层建筑下，历史文化名胜古迹下，高速公路和铁路下，河道下安设管道。目前世界采用微型隧道技术已修建了5000公里管道。由于地下管线不断增多，这种工程的应用将越来越广。6、市政公用隧道（共同沟）在二十一世纪将得到更广泛的应用和发展随着城市和生活现代化程度的提高，各种管线种类和密度、长度将快速增加，共同沟的发展将成为必然。7、3技术在地下空间开发中的作用将得到加强 由于地下空间开挖中定位和地质地理信息、勘

21、察现代化的需要，（卫星全球定位）、（遥感）和（地理信息系统）技术在地下空间开发中的应用将会得到越来越大的推广。国内地下空间开发利用发展趋势现阶段的城市地下公共空间开发，已经从单纯扩大商业空间容量进入综合开发阶段，开始与改善城市交通的措施结合起来，内部环境和安全问题也全受到重视。但与国外相比，国内地下公共空间内容比较简单，主要有：a)车库一商场型：如上海人民广场，大连站前广场；b)地下过街通道商场型：如长春市中心、吉林市中心，沈阳北新客站前广场，天津东站站前广场；c)利用良好的经济、地理条件(譬如火车站前广场)简单建造以方便旅客或市民购物营利为目的独立的地下商场：如广州市中心南方大厦洞天商场。即

22、音站前迎宾商场；d)车库过街通道型：如兰州中心广场地下部分这些规模相对较小，层数为地下一层或二层，范围较小，视为我国城市建设在市中心和交通枢纽地带地下空间利用的开始，比过去单纯为战备目的而建造的人防工程向前迈了一步。 （一）城市轨道交通的建设必将大规模、有序化地推进地下空间资源的开发利用。 （二）城市综合防灾建设必将推进地下空间的开发利用。 （三）城市环境保护和城市绿地建设与地下空间的复合开发将是我国城市地下空间开发利用的新动向。 （四）小汽车的发展必将带动城市地下车库的建设及地下空间的开发利用。 （五）城市基础设施的更新必将会推动共同沟的建设与地下空间的开发利用。 （六）城市地下空间的大规模开发利用必将加快相关政策、法规建设的步伐。 （七）城市地下空间开发利用与管理的相关科学技术将会得到飞速发展。4.4.地下空间利用中有待解决的问题地下空间利用中有待解决的问题1.用地问题2.降低成本技术3.防灾环境技术4.软科学研究问题地下空间的防灾及环境特性地下空间的防灾及环境特性地下空间防御外部灾害及环境特性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