城市地下空间

1、简述土木工程与城市地下空间的联系大二上学期我有幸选修选到了城市地下空间这门课程，主讲的是一位业务繁忙的教授（猜测），但是他讲的每一节课都是十分生动的，也主动让我们结合实际环境去认识城市地下空间。比如前几个星期布置的课外作业就让我们每一个学生都充分认识到了何为城市地下空间。那么何为城市地下空间？首先当仁不让的是地铁！现如今虽然中央叫停了几个市的地铁修建，但是修建地铁的热情并没有因此减弱。第二是地下商业街，它都有一个入口设计，消除了地下空间对人们心理的影响。第三，地下停车场。随着地上空间的开发完全，将停车场移动到地下就很好的解决了土地紧张的问题。第四，地下公路、地下隧道、海底隧道。这些都是真实存在

2、的事物，架起了地域的联系。以上都是生活中常见的一些地下空间，当然还有一些不常见的如：军事基地、用于储存石油、食物的地下超大洞室等等。所有的这些共同构成了我们的城市地下空间。我们为什么要发展城市地下空间？根据我国国情：我国人口基数大，人均占有资源少。人口密集度大，形成地表空间有限问题。在这些有限条件下，就造成我们得向地下发展的趋势。尤其是现代，人口向城市集中，使城市人口密集、城市功能恶化，为了保持功能及交通所需的空间，各国除了利用综合的政治、经济措施外，也开启求助于地下空间。城市地下空间工程专业就培养出了具有坚实的数学、力学等自然科学基础和人文社会科学基础，掌握城市地下工程勘察、规划、工程材料、

3、结构分析与设计、机械基础及工程机械、电工技术、工程测量、施工组织和工程概预算、工程监理等方面的基本技术和知识的人才同时也具备从事城市地下空间工程的规划、设计、研究、开发利用、施工和管理能力，具有超强的计算机应用能力和较高的外语水平的专业人才。有了他们才使得我们的城市地下空间有了保障。再来看一下土木工程专业。它培养掌握各类土木工程学科的基本理论和基本知识，能在房屋建筑、地下建筑、道路、隧道、桥梁建筑、水电站、港口及近海结构与设施。等领域从事规划、设计、施工、管理和研究工作的高级工程技术人才。我们可以发现在土木工程专业中包含了地下建筑这一领域，就让我们来看下它，他们有何不同。土木工程涵盖的个个方面

4、十分广泛，是在它发展的过程中人们意识到了不同种类的工程需要不同方面的专业人才，所一诞生了土木工程中的各个方向。在大的土木工程方向中又可以将城市地下空间设置为一个与路桥、房屋建筑等相提并论的方向。但是，城市地下空间工程既有自身特定的内涵,又是多个学科的结合点,具有交叉性、边缘性的特征。传统的土木工程专业,主要注重地面建筑、桥梁、交通、岩土等工程,没有真正以城市地下空间利用为主轴的系统的专业建制。城市地下空间工程涉及到城市规划、地下建筑学、地下结构、工程地质、水文地质和地下水力学、岩土力学、环境科学、地下通风以及其它相关的市政工程如城市交通等多领域、多学科。现有的城市规划、土木工程以及工程设计和管

5、理人员没有受过城市地下空间工程建设的全面和系统的教育,缺乏对城市地下空间利用的认识和从事城市地下空间工程建设的系统知识,因此,在城市规划、工程设计和管理上,不能很好体现地下空间利用对城市现代化的重要性,不能很好地利用城市地下空间资源来建设现代化城市。因此专门在有能力开设这个专业的高校里开设这个专业就显得尤为重要。 从土木工程专业来讲，它需要学习工程力学、流体力学、岩石力学、地基与基础、工程地质学、工程水文学、工程制图、计算机应用、建筑材料、混凝土结构、钢结构、工程结构、给水排水工程、施工技术与管理这些课程。而城市地下空间则需要学习专业基础课与专业技术科：工程力学、结构力学、弹性力学、土质学与土

6、力学、基础工程、混凝土结构基本原理、钢结构基本原理、岩土工程勘察、隧道工程等。看起来两者的主修课程差不多，但是专业课上却有着很大的区别，城市地下空间则几乎将地下空间的基础方面全都涵盖了，而土木工程则是包括了建筑设施的基本课程，从这里也可以看出这两者之间的区别。土木工程在地下空间可持续开发上也进行了一些研究他们分别是：1. 水文地质条件的改变地下空间结构的建造与形成改变了地下水径流的路线，破坏了原有的补给关系，从而改变了地下水资源的分布形式与赋存状态，并影响到地表的植被生长；2. 地下空间开发对原有的生态平衡产生破坏作用地下空间开发破坏原有动植物的生态环境，从而影响地理气候条件，欲恢复原有生态平

7、衡要进行相关的研究和改造；3. 地下空间开发对地面原有建筑物的安全将产生影响地下岩体工程开挖将破坏原有地层应力的分布，无论采用何种技术措施，都要或多或少地影响到地面原有的建筑物的安全。又由于地面各种建筑物、市政工程等设施的结构形式、服务年限不同，因此，即便在相同的变形影响下，对各种建筑物的安全影响也不一致，因此，在建设之前要进行整体区域与个别建筑设施评价相结合的方式进行相关的研究和评价，以确保建设区地面的安全。 同样城市地下空间也进行着相应研究：1. 在空间营造方面使人身处地下时却没有在地下的感觉。岩是人们熟悉的光照、明暗、色彩、纹理、材料、形体、质感、粗糙度等来改变低吸空间环境构成。2. 要

8、改善空气质量、温热环境，注意调节风速，使人在行走和工作的过程中更舒适。3. 要改善各种信息的诱导，让人非常清晰地知道所在空间位置和周边避难逃生设施的种类与位置，使人有安全感，遇到危险是有应急准备。4. 要想办法把自然海景中重要的要素引入地下。如阳光、绿色植物、流动水体、小动物等让人感觉地下环境与地上的差异不大，甚至可以通过影视手段把地面景象引入地下。从两者的研究方面来看也不相同。但是可以肯定的是城市地下空间也是属于土木工程大类中的一类。接下来看下城市地下空间的功能。1.灾害防御。灾害防御是城市地下空间开发利用的第一大功能。地下空间有岩土介质围护，地搞空间结构的稳定性、隐蔽性、封闭性和耐震性，因

9、此，近代城市的防灾（特别是防御战争灾害）就首先考虑开发利用地下空间。广州地铁的原隧道就是军事防空避难所，在二战期间，它大大地保护了当地人的生命财产。迄今，我国仍然在规划建设与战争结合的人防工程就是针对灾害防御及安全问题，一方面是备战，另一方面是积极地防御平时的自然灾害。2. 满足城市交通的需要。将城市交通的部分设施有序地转入地下，在有效解决城市交通问题的同时，节约大量的交通用地。交通设施地下化的第一种方式就是地铁。它实现了与人行、汽车交通立体分离，解决城市中心交通拥堵的问题。其次，第二种方式是地下停车场（库）。交通用地是有限制的，停车场（库）的开发利用节约道路停车位开发的面积，为马路拓宽提供了

10、可能，解决拥挤问题。最后，第三种方式是隧道及地下道路设施。它能提高效率，减少干扰，将部分道路从城市中心区的地下穿越。3. 在地下铺设市政管道。采用多条政管线集约化铺设在隧道里，管线的安全度提高了，铺设预留的容量更大，铺设新线也更方便，道路也不需要经常开挖了。4. 仓储功能。城市仓储的需求量很大，品种很多。如将物品存放在地下，在限定空间中，温度、湿度的变化不大，安全性高，虫害少。恒温、横尸效果对一些物品储存很有好处，比如储存粮食可以减少虫害，延长保质期。5. 发展地下商业设施。商业活动肯定依附于交通设施，人流快速集散的过程能够带来商机。因此，地铁交通常和公共交通结合。发展地下商业设施是合理的规划

11、，大带来的是换乘方便，商业效益显著。6. 新能源利用。地下不仅空间能利用，还蕴藏着丰富的能源。在掌握地层温度变化前提下，如果把地层当中16度左右时的能量进行置换，那么，夏季可以降温，冬季可以供暖，这就是地源（水源）热泵技术。现如今，人类正在向地下、海洋和宇宙开发。向地下开发可归结为：地下资源开发、地下能源开发和地下空间开发三个方面。地下空间的利用也正由“线”的利用向大断面、大距离的“空间”利用进展。外国学者在研究城市生产总值与地下空间开发利用的相关性时得出一个初步结论：人均生产总值大于3000美元时，城市就具备了开发利用地下空间的基本条件和需求。我国有不少城市达到或超过利润这一“门槛”，因此，我国正在掀起城市地下空间开发与建设的热潮，正在进入城市地下空间资源开发利用的发展期。比如我国有许多城市正在兴建地铁，随着我国城市地下空间开发利用力度逐步加大，城市地下空间专业人才短缺的问题也日益突出。但是普通的土木工程专业人才并不能满足这些工程的需求，可以说专业人才培养的供应远远落后于城市地下空间开发建设的需要。这里并不是说土木工程跟