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1、8/13/20222u 地下工程是目前土木工程专业重要的研究方向之一；地下工程是目前土木工程专业重要的研究方向之一；v 介绍地下空间的规划、设计和施工三个阶段所遇到的有关介绍地下空间的规划、设计和施工三个阶段所遇到的有关问题；问题；w 主要内容：主要内容：地下空间的开发历史及主要模式地下空间的开发历史及主要模式地下空间开发的优势及主要问题地下空间开发的优势及主要问题地下空间的分类及三维信息系统设计地下空间的分类及三维信息系统设计8/13/202291.1 地下空间的开发历史地下空间的开发历史 1.1.1 住宅的使用住宅的使用y 世界许多国家和地区都留下了地下住宅的历史范例世界许多国家和地区都留
2、下了地下住宅的历史范例突尼斯突尼斯Matmata的地下住宅的地下住宅土耳其土耳其Cappadpcia小镇，岩石住所、教堂，小镇，岩石住所、教堂，10世纪和世纪和11世纪是巅峰时期世纪是巅峰时期西班牙安大路西亚，西班牙安大路西亚，8639个定居洞室（个定居洞室（1985）法国也有许多洞室定居点，法国也有许多洞室定居点，20世纪初，仍有世纪初，仍有20000市民市民生活在洞室里，现在作假期别墅生活在洞室里，现在作假期别墅意大利、希腊、约旦、以色列和埃及意大利、希腊、约旦、以色列和埃及8/13/2022101.1 地下空间的开发历史地下空间的开发历史 1.1.2 生活娱乐生活娱乐u 自然洞室探险和旅
3、游自然洞室探险和旅游美国，大洞室开挖一般开始于美国，大洞室开挖一般开始于18世纪世纪90年代，肯塔基州，年代，肯塔基州，开发成采矿培训部和为公众旅游服务的特殊洞窟开发成采矿培训部和为公众旅游服务的特殊洞窟我国南方，特别是珠江流域，分布着大量地下河洞穴，我国南方，特别是珠江流域，分布着大量地下河洞穴，大的汇水面积大于大的汇水面积大于1000km28/13/2022111.1 地下空间的开发历史地下空间的开发历史 1.1.2 生活娱乐生活娱乐v 运动设施和社区中心：游泳池、体操房、跑道、冰球场等运动设施和社区中心：游泳池、体操房、跑道、冰球场等挪威利用地下岩洞建造的游泳池挪威利用地下岩洞建造的游泳
4、池8/13/2022121.1 地下空间的开发历史地下空间的开发历史 1.1.2 生活娱乐生活娱乐v 运动设施和社区中心：游泳池、体操房、跑道、冰球场等运动设施和社区中心：游泳池、体操房、跑道、冰球场等法国巴黎列法国巴黎列阿莱阿莱下沉广场下沉广场8/13/2022131.1 地下空间的开发历史地下空间的开发历史 1.1.3 商业及交通设施商业及交通设施地下商业及交通设施主要包括地下商业街、地下人行道、地下商业及交通设施主要包括地下商业街、地下人行道、地铁和地下停车场等，承担商业和交通的功能也是人们早期地铁和地下停车场等，承担商业和交通的功能也是人们早期开发地下空间的主要目的之一。开发地下空间的
5、主要目的之一。8/13/2022141.1 地下空间的开发历史地下空间的开发历史 1.1.3 商业及交通设施商业及交通设施-地下商业街地下商业街日本大阪梅田车站地区地下街群日本大阪梅田车站地区地下街群8/13/2022151.1 地下空间的开发历史地下空间的开发历史 1.1.3 商业及交通设施商业及交通设施-地下商业街地下商业街日本阪神地下街群日本阪神地下街群日本地下街覆盖面积已日本地下街覆盖面积已超过超过127,000m2，超过，超过1000家商店和餐馆。家商店和餐馆。8/13/2022161.1 地下空间的开发历史地下空间的开发历史 1.1.3 商业及交通设施商业及交通设施-地铁地铁最早的
6、地铁：最早的地铁：世界上最早的地世界上最早的地铁于铁于1863年在英年在英国伦敦建成。国伦敦建成。8/13/2022171.1 地下空间的开发历史地下空间的开发历史 1.1.3 商业及交通设施商业及交通设施-地铁地铁客运量最大的地铁：客运量最大的地铁：美国旧金山地铁是当美国旧金山地铁是当今世界上最现代化的今世界上最现代化的地铁。地铁运行时速地铁。地铁运行时速高达高达128公里，为世公里，为世界地铁速度之最。界地铁速度之最。8/13/2022181.1 地下空间的开发历史地下空间的开发历史 1.1.3 商业及交通设施商业及交通设施-地铁地铁最深的地铁：朝鲜平壤市的最深的地铁：朝鲜平壤市的地铁，由
7、于地质的原因，路线地铁，由于地质的原因，路线和车站都离地面和车站都离地面120m深。深。8/13/2022191.1 地下空间的开发历史地下空间的开发历史 1.1.3 商业及交通设施商业及交通设施-地铁地铁最方便的地铁最方便的地铁 ：莫斯科的地铁最莫斯科的地铁最方便方便.营运时间长营运时间长.发车频繁发车频繁.行车迅行车迅速速.坐车舒服坐车舒服.票票价低廉价低廉.换车方便，换车方便，堪称世界第一流。堪称世界第一流。8/13/2022201.1 地下空间的开发历史地下空间的开发历史 1.1.3 商业及交通设施商业及交通设施-地铁地铁最豪华的地铁：法国巴黎的地最豪华的地铁：法国巴黎的地铁站扬名全球
8、，它建在火车站下铁站扬名全球，它建在火车站下面，建筑设计十分精美，技术设面，建筑设计十分精美，技术设备极为先进，被人们誉为备极为先进，被人们誉为地下宫地下宫殿殿。 8/13/2022211.1 地下空间的开发历史地下空间的开发历史 1.1.3 商业及交通设施商业及交通设施-地铁地铁最短的地铁最短的地铁 ：土耳其的伊斯坦土耳其的伊斯坦布尔地铁，总长布尔地铁，总长度只有度只有0.6公里，公里，两个半车站。两个半车站。8/13/2022221.1 地下空间的开发历史地下空间的开发历史 1.1.4 文化教育文化教育-图书馆图书馆哈佛大学普西哈佛大学普西（Nathan Marsh Pusey）图书馆）图
9、书馆8/13/2022231.1 地下空间的开发历史地下空间的开发历史 1.1.4 文化教育文化教育-图书馆图书馆牛 津 大 学牛 津 大 学Radcliffe图书馆图书馆8/13/2022241.1 地下空间的开发历史地下空间的开发历史 1.1.4 文化教育文化教育-图书馆图书馆日本东京国家日本东京国家国会图书馆国会图书馆8/13/2022251.1 地下空间的开发历史地下空间的开发历史 1.1.4 文化教育文化教育- 教育机构教育机构教育建筑物是地下建筑的一个重要分类。浅埋明挖式建筑，教育建筑物是地下建筑的一个重要分类。浅埋明挖式建筑，以方便火灾安全出口的需求。例如：以方便火灾安全出口的需
10、求。例如：u美国明尼苏达大学的土木系矿业大楼美国明尼苏达大学的土木系矿业大楼v芬兰的技术研究中心芬兰的技术研究中心8/13/2022261.1 地下空间的开发历史地下空间的开发历史 1.1.5 军事设施军事设施二战期间，许多工业设施被迁到地下。二战期间，许多工业设施被迁到地下。u保护方面的功能保护方面的功能v稳定的热环境稳定的热环境w与地表相比典型的低振动与地表相比典型的低振动x通风及低渗透的有效控制通风及低渗透的有效控制y岩石洞穴抵抗地面荷载的能力岩石洞穴抵抗地面荷载的能力z重要工业使用的高安全性重要工业使用的高安全性8/13/2022271.1 地下空间的开发历史地下空间的开发历史 1.1
11、.5 军事设施军事设施在美国，较大的军事指挥中心都建造在深深的地下。在美国，较大的军事指挥中心都建造在深深的地下。科罗拉多州北美防空联合司科罗拉多州北美防空联合司令部（令部（NORAD）战略空军指挥）战略空军指挥部入口部入口8/13/2022281.1 地下空间的开发历史地下空间的开发历史 1.1.5 军事设施军事设施 民防使用的包括地下电信中心（斯德哥尔摩），地下民防使用的包括地下电信中心（斯德哥尔摩），地下国家档案馆（挪威），地下石油储备库（瑞典等），以国家档案馆（挪威），地下石油储备库（瑞典等），以及公众掩体设施。及公众掩体设施。 地下导弹筒仓、地下潜水艇基地、弹药储库等地下导弹筒仓、地
12、下潜水艇基地、弹药储库等 地下的军事用途还包括较大型武器的试验地下的军事用途还包括较大型武器的试验8/13/2022291.1 地下空间的开发历史地下空间的开发历史 1.1.6 储藏储藏u大量食物存储大量食物存储优点：优点：环境因素很适合食物保护环境因素很适合食物保护啮齿动物和大批昆虫很容易被赶走啮齿动物和大批昆虫很容易被赶走对入侵者的偷窃或抢劫，食物供应跟安全对入侵者的偷窃或抢劫，食物供应跟安全缺点：缺点：地下存储的最初期费用问题地下存储的最初期费用问题地下水渗透预防问题地下水渗透预防问题8/13/2022301.1 地下空间的开发历史地下空间的开发历史 1.1.6 储藏储藏u大量食物存储大
13、量食物存储洛阳的地下粮食筒仓，建于隋唐时期（公元洛阳的地下粮食筒仓，建于隋唐时期（公元6-7世纪）世纪）地下空间还可以用于存放水果，用作酒窖。地下空间还可以用于存放水果，用作酒窖。8/13/2022311.1 地下空间的开发历史地下空间的开发历史 1.1.6 储藏储藏v石油天然气存储石油天然气存储优点：费用低、高安全性和对环境损害的可能性小优点：费用低、高安全性和对环境损害的可能性小传统油箱存于地下洞室传统油箱存于地下洞室地下水封油库地下水封油库天然气或石油气体一般以常温高压或常压液态的形天然气或石油气体一般以常温高压或常压液态的形式存储式存储8/13/2022321.2 地下空间的开发模式地
14、下空间的开发模式 1.2.1 欧洲模式欧洲模式-法国法国u巴黎列巴黎列阿莱广场阿莱广场二次开发工程二次开发工程-城市城市地下空间综合体最地下空间综合体最成功的典范成功的典范8/13/2022331.2 地下空间的开发模式地下空间的开发模式 1.2.1 欧洲模式欧洲模式-法国法国v 巴黎卢浮宫扩建工程巴黎卢浮宫扩建工程-贝贝聿铭，是历史遗产保护和聿铭，是历史遗产保护和再开发的最成功案例再开发的最成功案例8/13/2022341.2 地下空间的开发模式地下空间的开发模式 1.2.1 欧洲模式欧洲模式-法国法国w 巴黎拉巴黎拉德芳斯新城德芳斯新城-誉为誉为20世纪人类规划建设立体化、世纪人类规划建设
15、立体化、现代化城市最理想模式之一现代化城市最理想模式之一8/13/2022351.2 地下空间的开发模式地下空间的开发模式 1.2.1 欧洲模式欧洲模式-英国英国u 伦敦地铁，经历伦敦地铁，经历140多年，多年，已成为当今世界上技术最先已成为当今世界上技术最先进、系统最完整的五大地铁进、系统最完整的五大地铁系统之一（日本、德国、英系统之一（日本、德国、英国、法国和俄罗斯）国、法国和俄罗斯）8/13/2022361.2 地下空间的开发模式地下空间的开发模式 1.2.1 欧洲模式欧洲模式-英国英国v地下邮政轨道运输系统地下邮政轨道运输系统1927年，年，20m深，专门运送邮件的轨道系统，总长深，专
16、门运送邮件的轨道系统，总长10.5km现在正计划利用该系统向牛津大街的商店配送货物现在正计划利用该系统向牛津大街的商店配送货物成为新型物流方式的先行样板成为新型物流方式的先行样板8/13/2022371.2 地下空间的开发模式地下空间的开发模式 1.2.1 欧洲模式欧洲模式-俄罗斯俄罗斯俄罗斯也是世界上城市地下空间开发利用的先进国家之一。俄罗斯也是世界上城市地下空间开发利用的先进国家之一。尤其是前苏联的莫斯科地铁系统。尤其是前苏联的莫斯科地铁系统。8/13/2022381.2 地下空间的开发模式地下空间的开发模式 1.2.1 欧洲模式欧洲模式-瑞典瑞典瑞典地处北欧，良好的岩石地层为地下空间的开
17、发利用创瑞典地处北欧，良好的岩石地层为地下空间的开发利用创造了极好的条件。斯德哥尔摩地下空间开发世界领先。造了极好的条件。斯德哥尔摩地下空间开发世界领先。8/13/2022391.2 地下空间的开发模式地下空间的开发模式 1.2.1 欧洲模式欧洲模式-芬兰芬兰赫尔辛基平战结合的地下公共建筑，尤其是地下文化体育赫尔辛基平战结合的地下公共建筑，尤其是地下文化体育娱乐设施，构成了该城市地下空间的鲜明特色，平战结合的娱乐设施，构成了该城市地下空间的鲜明特色，平战结合的典范。典范。地下岩石教堂地下岩石教堂8/13/2022401.2 地下空间的开发模式地下空间的开发模式 1.2.2 北美模式北美模式-美
18、国美国u纽约曼哈顿洛克菲勒中心的地下步行系统纽约曼哈顿洛克菲勒中心的地下步行系统8/13/2022411.2 地下空间的开发模式地下空间的开发模式 1.2.2 北美模式北美模式-美国美国v地下图书馆地下图书馆哈佛大学、加州大学、哈佛大学、加州大学、密执安大学、伊利诺等大密执安大学、伊利诺等大学大量建造了地下或半地学大量建造了地下或半地下图书馆。下图书馆。8/13/2022421.2 地下空间的开发模式地下空间的开发模式 1.2.2 北美模式北美模式-美国美国w波士顿中心高架道路的地下化波士顿中心高架道路的地下化8/13/2022431.2 地下空间的开发模式地下空间的开发模式 1.2.2 北美
19、模式北美模式-加拿大加拿大充分利用民间资本大力开发城市地下空间。充分利用民间资本大力开发城市地下空间。多伦多地铁站多伦多地铁站8/13/2022441.2 地下空间的开发模式地下空间的开发模式 1.2.3 亚洲模式亚洲模式-日本日本u东京深层地铁东京深层地铁8/13/2022451.2 地下空间的开发模式地下空间的开发模式 1.2.3 亚洲模式亚洲模式-日本日本v地下街地下街8/13/2022461.2 地下空间的开发模式地下空间的开发模式 1.2.3 亚洲模式亚洲模式-日本日本w共同沟共同沟8/13/2022471.2 地下空间的开发模式地下空间的开发模式 1.2.3 亚洲模式亚洲模式-日本
20、日本x大深度地下空间资源的公益性开发利用大深度地下空间资源的公益性开发利用2001年日本政府颁布实施年日本政府颁布实施大深度地下空间公共使用特大深度地下空间公共使用特别措施法别措施法限定土地拥有者的空间权利，规范有序地引导人类开发限定土地拥有者的空间权利，规范有序地引导人类开发利用私有土地深层空间服务于国家和城市公益公用事业利用私有土地深层空间服务于国家和城市公益公用事业建设新途径建设新途径8/13/2022481.2 地下空间的开发模式地下空间的开发模式 1.2.3 亚洲模式亚洲模式-韩国韩国韩国清溪川高架高速路拆除前韩国清溪川高架高速路拆除前后的交通状况对比图后的交通状况对比图8/13/2
21、022491.3 我国地下空间的开发模式我国地下空间的开发模式 u结合地铁建设修建集商业、娱乐、地铁换乘等多种功能于结合地铁建设修建集商业、娱乐、地铁换乘等多种功能于一体的地下综合体。一体的地下综合体。8/13/2022501.3 我国地下空间的开发模式我国地下空间的开发模式 v地下过街通道地下过街通道-商业型商业型8/13/2022511.3 我国地下空间的开发模式我国地下空间的开发模式 w站前广场的独立地下商场和车库站前广场的独立地下商场和车库-商场型商场型大连火车站大连火车站站前广场站前广场8/13/2022521.3 我国地下空间的开发模式我国地下空间的开发模式 x在城市中心区繁华地带
22、，结合广场、绿化、道路，修建综在城市中心区繁华地带，结合广场、绿化、道路，修建综合性商业设施合性商业设施y在历史名城和城市的历史地段、风景名胜地区，利用地下在历史名城和城市的历史地段、风景名胜地区，利用地下空间来保护地面景观空间来保护地面景观z高层建筑的地下室高层建筑的地下室已建地下建筑和人防工程的改造利用已建地下建筑和人防工程的改造利用8/13/2022531.4 地下空间的发展趋势地下空间的发展趋势 u地下空间是解决城市问题的重要途径地下空间是解决城市问题的重要途径城市人口众多城市人口众多交通堵塞交通堵塞城市环境恶化城市环境恶化u21世纪是人类地下空间开发利用的世纪世纪是人类地下空间开发利
23、用的世纪u开发地下空间，实现城市的可持续发展开发地下空间，实现城市的可持续发展8/13/2022541.4 地下空间的发展趋势地下空间的发展趋势 v地下空间开发将向立体化方向发展地下空间开发将向立体化方向发展城市向三维空间发展，实行立体化的再开发，是城市中城市向三维空间发展，实行立体化的再开发，是城市中心区发展唯一现实可行的途径心区发展唯一现实可行的途径一个城市的可开发利用的地下空间资源量一般是城市总一个城市的可开发利用的地下空间资源量一般是城市总面积乘以开挖深度的面积乘以开挖深度的40%城市地下空间开发应做好立体规划，分层开发城市地下空间开发应做好立体规划，分层开发8/13/2022551.
24、4 地下空间的发展趋势地下空间的发展趋势 w地下空间开发向商业综合体方向发展地下空间开发向商业综合体方向发展随着城市经济和社会的发展，传统单一功能的单体公共随着城市经济和社会的发展，传统单一功能的单体公共建筑已不能完全适应城市生活的变化建筑已不能完全适应城市生活的变化日本在开发地下商业综合体方面积累了丰富的经验日本在开发地下商业综合体方面积累了丰富的经验我国我国20世纪世纪80年代以后，采用平战结合策略开发城市地年代以后，采用平战结合策略开发城市地下空间下空间8/13/2022561.4 地下空间的发展趋势地下空间的发展趋势 x地下深度空间将建立水资源和能源储存系统地下深度空间将建立水资源和能源储存系统利用地下含水层广阔的空间建立利用地下含水层广阔的空间建立“水银行水银行”来调节和缓来调节和缓解供水解供水优点：优点：储备地下水储备地下水控制海水入侵和地面沉降控制海水入侵和地面沉降提高地下水位，减少地下水的抽取费用提高地下水位，减少地下水的抽取费用维持河流的基流维持河流的基流改善水质改善水质实现污水的循环再利用实现污水的循环再利用保护生态环境保护生态环境能源是一个国家的经济命脉，地下储油（气）库能源是一个国家的经济命脉，地下储油（气）库