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城市地下空间总体规划课件.ppt

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口 店 遗 址 全 景,绳文时代洞窟遗迹,(,第一期,),所在地:群馬県万場町青梨,堀谷洞窟(静岡県浜北市),用途,:,居住、避难、储藏,数量,:400,余处,特点,:,朝南、靠近水源、前庭宽敞,特征:,铜、铁器时代,生产力发展很快,,以地下陵墓工程为主。,考古:罗马:地下输水道和贮水池(公元前312226),埃及:巴比伦河隧道(公元前2000年),中国:秦始皇陵、兵马俑坑(公元前206年),2,、古代时期:公元前,30005,世纪,地下水渠,(,第二期,),箱根灌溉水渠,(1670,年贯通,长,1342m),由两端向中间开挖,合拢处错位小于,1m,。,3、中世纪时期:5世纪14世纪,特征:,地下粮仓和文化石窟,历史:欧洲经历了千年的文化低潮,地下工程处于停滞状态,中国:军事地道、粮仓(隋朝7世纪洛阳600700粮仓200多个),4世纪佛教传入后建成了云冈、龙门、敦煌、响堂山四大石窟。,文化石窟的利用(云岗),响堂山石窟,中国北方的石窟,著名的就是山西大同的云岗石窟和河南洛阳的龙门石窟,而在河北省邯郸市峰峰矿区的响堂山石窟,可能就鲜有人知,.,响堂山石窟分南北两处,是中国历史上北齐时期遗留的文化遗存,又历经隋、唐、宋、明、清和民 国历代的续凿,形成了现在的格局。,在地下世界的最深处,还静静地安放着许多“地下墓穴”。据说巴黎地下墓穴有600万具骨架,这是由巴黎的历史所造成的,18世纪法国大革命和巴黎公社起义期间,曾有多次激战在这座城市进行;,近年来,其中的部分墓穴已经对公众开放,人们看到的墓穴都经过了艺术加工:它们被堆成各种形状,有由头骨组成的洞穴、走廊和拱桥,还有由人体其他骨架堆砌的骨头墙。,地下宫殿外貌,4、近代时期:15世纪现在,特征:,地下建筑、城市交通、空间综合利用开发,发展:下列因素使地下工程迅速发展,(1)15世纪欧洲文艺复兴、产业革命、科技发展,(2)17世纪炸药的使用,(3)18世纪蒸汽机的出现,日本洞穴利用历史,大深度地下利用,:,背景,都市功能仍然不足,输电线地下化,:70%,一般国道高峰时机动车平均时速,:11.6km,地铁和轻轨高峰时超载率,:100%,进一步地下利用困难,国有道路面积率,:13.6%,浅部利用饱和,,深度大,(,地铁深度,40m),,建设周期变长,(,每年,1.57km),1613年英国建成伦敦地下道,1681年170m长地中海比斯开湾连接隧道,1863年英国在伦敦建成世界上第一条地铁,到20世纪90年代初有100多个城市有地铁,总长约5000km,20世纪世界大城市出现地下空间开发与综合利用热:,主要有:地下存储库、停车场、商业街、娱乐建筑群、交通网,地下发电厂,城市土地规划和利用,隧道多功能利用,石油储存,地下城市构想,液化气,地下储存库,概念图,构想,:,地下停车场,Lifeline,集约网,深地下车站,地下车站,地下会议厅,地下隧道,地下飞机库,结论:,地下工程与人类的生活发展紧密相关,但停留在一种自发行动上。,如何合理地利用地下空间是关系到人类生存的大计。,二、地下空间利用的法律进程,基本理念,障碍,:,经济性,(,地权定义、建设技术,),安全性,(,洪水、渗漏、活断层,),1,自发利用,人类利用地下空间的历史悠久,利用目的和形式繁多。可以说,,人类地下空间利用的历史就是一部出于各种目的和动机、发展和挖掘地下空间的潜力、不断寻求其新的使用方法的历史。,进入现代社会以后,地铁、城市公共事业管道等地下空间利用已成为城市地下空间利用的主流。在城市超高密度化发展的今天,地下空间的特殊优点更加突出,因而更增加了其开发利用的必要性和迫切性。,地下空间利用进入了一个自觉和法律应用的历史。,2,自觉利用,(,1,)美国,上个世纪20年代以后,由于城市人口急剧增加,美国进入了一个前所未有的城市土地的立体开发与利用时期。这一时期,被称为空间权(空中权)或者 开发权(Development Rights)。,1927年,美国伊利诺斯州制定关于铁道上空空间让与与租赁的,法律,,是为美国法制史上有关空间权,问题,的第一部成文法。,(,2,)德国,德国有关空间权,问题,的最早立法见于1896年德国民法典;,1919年1月15日,德国单独制定关于地上权之命令,空间权制度得到了极大的完善。,(,3,)日本,1956年,日本私法学会集中讨论了“借地借家法的改正问题”这一主题,为确立空间权制度作,理论,上的准备。,1966年,日本修正民法典,规定空间权制度。,(,4,)我国地下空间利用权的立法现状,目前,,我国关于地下空间利用方面的专门立法尚属空白,仅存在相关的单行法及一些地方性法规。,1996年10月29日第八届全国人大常委会通过的中华人民共和国防空法等。,1997年10月27日建设部颁布了城市地下空间开发利用管理规定,为加强对城市地下空间开发利用的管理,合理开发城市地下空间资源提供了法律依据。,1,2,地下空间利用的发展现状,一、世界的发展,从目前世界上发达国家在地下空间利用方面的情况,可以看到我国的差距,要借鉴发达国家的经验。,1,2,地下空间利用的发展现状,一、世界的发展,1北欧:各国如瑞典在地下空间利用方面较好。,住宅的地下室;除城市设施外(公用隧道),可以看到很多利用坚固的岩石洞穴建设的城市构筑物(其中有地下街道、地铁隧道、公用设施沟、停车场、空调设施及地下的污水处理场)。,生产设施除地下工厂外,还有地下核电站、石油储罐、食品仓库及地下避难所,还有一系列的地下商城。,城市公用设施隧道,2,美国,美国将很多设施置于地下,地下空间的利用是多方面的、广泛的。,城市交通能将城市地下空间利用点、线、面以整体网络型组合起来。,生活设施有考虑到节约采暖、空调费用的地下住宅及复式住宅;,美国地下核军事基地,3,日本,日本由于国土狭窄,地下空间的综合利用虽比北欧等国起步晚,但是地下街道、地下车站、地下铁道、地下商场的建设规模,成熟程度可以认为已居世界领先地位。,日本地下空间利用现状,铁路公路隧道,:,约,12000,条,总长近,5000km,地下水力发电厂,:50,所,地下水封式石油储备槽,:3,所,(,总容积,50,万,m,3,),半地下,LPG,和,LNG,储槽,:74,所,地铁,:39,条,总长,638km,地下街,:100,万,m,2,下水道地下率,:100%(,大都市,),输电线地下率,:50%(,大都市,),通讯洞道总长,:960km,地下停车场的利用,世界三大海底隧道,1、,英法海底隧道:横穿英吉利海峡,连接英国与法国,1987年底动工,1993年6月开放。全长49公里,其中海底段长38公里,总投资128亿美元。,2、丹麦斯多贝尔特大海峡隧道:全长18公里,其中海底隧道长7.9公里。1988年动工,1995年竣工,总投资380亿丹麦克朗(折合人民币490亿元)。,3、日本东京湾横断公路隧道:目前世界上最长的海底公路隧道,横贯东京湾,总长15公里,1989年开始施工,1998年建成通车,工程总投资约11500亿日元,英吉利海峡在英国和法国之间,最宽处,KM,,最狭处,KM,。,修建海底隧道的梦想早在世纪初的拿破仑时代就已形成。经过无数的反复与周折,隧道于年开工。,总投资,128,亿美元。海底隧道海底隧道由英、法两国共同开发。,工程有三条隧道,两条直径为,.,米的火车隧道,和一条直径为米的服务隧道,全长,km,,其中有,km,隧道要在海底米深的岩层中穿过。,日本,东,京,湾,橫,断,道路隧道工程,日本东京湾横断公路隧道,是目前世界上最长的海底公路隧道,横贯东京湾,总长,15,公里,,1989,年开始施工,,1998,年建成通车,工程总投资约,11500,亿日元。,4,中国,我国地下空间利用最早始于西北黄土高原,至今还有4000多万人居住在延续数千年的窑沿建筑中,在黄土层中还修建过结构简单和圆筒拱形地下粮库。,我国在60年代、70年代建设了一批地下工厂、早期人防工程和北京、天津地下铁道。,中国大陆第一座大断面海底隧道,翔安隧道在厦门翔安举行动工典礼,建成后厦门岛到翔安只需,15,分钟。,隧道全长,9,公里,跨海主体工程长约,6,公里,隧道最深在海平面下约,70,米,工程总投资约,32,亿元人民币。隧道采用三孔建设形式修建,中间一孔为服务隧道,左、右两条主洞间设置,6,处行人横洞、,5,处行车横洞。,海底隧道,三、我国的地下工程建设与发展,运用:铁路、公路、地铁、水工隧洞、地下厂房、城市地下空间取得了令人瞩目的成果,我国交通隧道建设取得的巨大成就是举世瞩目的。,1,2,地下空间利用的发展现状,三、我国的地下工程建设与发展,1、铁路隧道,50年代宝成线秦岭隧道为代表:长度2km;,60年代成昆线沙木拉达隧道为代表,长度7km;,80年代衡广线大瑶山隧道为代表,长度15km;,90年代西康线秦岭隧道为代表,长度20km。,目前已成为世界上拥有铁路隧道最多,总延长最长的国家之一。,成绩:5Km以上的20多座;10Km以上的有3座;,巳建:京广大瑶山14.2Km总数5300座,总长 2500Km,在建:西康线秦岭隧道8.4Km,朔黄线梁山隧道12.7Km,至1998年底,正式运营隧道为5334座,总长度2564.133km。,宝成线铁路,2,、公路隧道,我国的公路建设发展十分迅速,目前我国公路隧道事业也取得了长足的进步。到2000年末:,公路通车里程达到,140万km,,建成的隧道超过,1069座,;,单洞延长超过,340km,,单洞最长,达4706m,(华莹山隧道);,建成的,3000m,以上特长的隧道,13座,,,1500m,以上的,3车道,公路隧道,5座,,盾构隧道2座,沉埋隧道2座,已建成的一些公路隧道,最长的隧道:2004年12月13日竣工通车的秦岭终南山隧道(双线,全长18.4km,),是目前我国已建成的最长的大跨度公路隧道,世界第二;,最宽的隧道:北京至八达岭高速公路上的潭峪沟公路隧道主隧道全长,3455m,,单向3车道,是目前国内最宽的公路隧道;,2,、公路隧道,我国建设的公路,铁路隧道,公路建设特点:起步晚、发展快。特别是高速公路建设进入高潮成绩:,400,多座,总长,100Km,,大于,1Km,以上,80,座,大于,4Km,有,4,座规划:福建贵新,8.6Km,海南五指山,6.3Km,3,、地铁建设,随着城市人口的增加和城市交通拥挤,为改善城市生活和交通条件,城市的地铁发展也异常迅速。,地铁工程在京、津、沪、穗四市约88.5km正在运营,目前已有百万人口以上的城市,如南京、重庆、青岛、沈阳、深圳、成都、武汉等约21个大中城市正在拟建33条总长650km的地铁线路。,国家已批准修建四条地铁线:深圳地铁一期工程、广州地铁二号线、北京八王坟至通州地铁工程、南京地铁一号线一期工程,近几年将开工完成。,在未来的20年里,中国的隧道工程建设将超过,3000km,,一些巨大的隧道工程被纳入了中国的铁路和公路规划,其中包括一些海底隧道,例如:,福州到台北的台湾海峡隧道、,蓬莱到大连的渤海海峡隧道、,海口到徐闻的琼州海峡隧道、,上海和宁波之间的杭州湾隧道。,3,、地铁建设,这些工程的规划和建设,标志我国隧道工程的施工、设计水平跃上了一个新台阶,它将大大促进地下隧道工程的开挖和支护设计理论水平的发展。,4,、水工隧洞,水工隧洞建设和发展速度更是引人注目。据不完全统计:,(1)1992年以前,我国建成的水工隧洞长达,313km,,其中长度大于,1km,的隧洞,65条,。,(2)到1997年国内建成长度大于,1km,的隧洞,113条,,长达,608km,,五年时间,建设的数量和长度将近增加一倍。,(3)水工隧洞的发展十分迅速,隧洞规模越来越大。,天生桥二级3条发电洞,其长度达,9.8km,,直径为,8.79.8m,;,小浪底6条尾水洞断面达,12.8x19m,;,二滩泄洪洞的断面为,13x13.5m,,导流洞的断面达到,17.5x23m,;,万家寨引黄工程隧洞总长200km,最长的南干线长达42.9km。,(4)规划中的南水北调等一些引水隧洞和溪洛渡、糯扎渡、锦屏一级、虎跳峡、白鹤滩等一些大型水电站引水隧洞的规模都是世界罕见的。,溪洛渡,9条,引水洞的直径达,10m,,三条尾水洞的内径达20m,,拟建的南水北调西线工程穿过巴颜喀喇山,隧洞长度超过,100 km,,地质条件极其复杂,这些都是21世纪的伟大工程。,5,、地下厂房,中国水利资源丰富,可经济开发的水电容量理论达6.94亿KW,可开发5.42亿KW,经济可开发量4.02亿KW,(三项指标均为世界第一),居世界首位,在水电能源开发中,地下水电站厂房的比例越来越大。,随着国民经济建设的发展需要,出现了一大批正在规划设计和建设的大型和特大型水电站。由于我国水力资源的分布特点:,(1)水电能源主要集中在西北、西南高山峡谷之中,使得这些大型水电站不得不采用地下厂房的方式开发。,(2)由于电力系统调峰填谷的需要,在华东、华北规划设计了一大批大容量高水头的抽水蓄能电站,都是采用地下厂房布置方式。,二滩水电站地下厂房,地下厂房的难点:,地质勘探,围岩分类,围岩稳定分析,支护开挖,复杂地质:软岩、岩溶、岩爆等,6,、城市地下空间的开发利用,我国对于城市地下空间综合开发利用规划起步较晚。,(1)20世纪6070年代,城市地下空间的开发利用重要是以战备为目的人防工程,其功能单一,质量较差,布局与城市规划脱节,其利用率极低;,(2)80年代,随着我国城市建设的发展,在一些大城市对地下空间进行了综合开发和改造。,(3)近10年来,随着我国经济建设的高速发展和城市化水平的提高,我国城市地下空间的开发和利用有了长足进步。,西宁城市地下空间,目前世界各国都在大规模开发和利用城市地下空间。随着城市人口快速增加、土地资源日益缺乏、城市交通拥挤和环境污染等问题日趋严重,采用有序、合理、综合、高效开发利用城市地下空间资源,是解决城市人口、资源、环境三大危机的重要措施和医治,“,城市综合症,”,,实现城市可持续发展的重要途径。,二十一是城市地下空间开发和利用的时代,它必将为隧道与地下工程的加速发展开创出新的更加辉煌的前程,同时也为地下工程的研究提供了广阔的天地和发展舞台。,1-3,地下空间开发的基本条件和思路,一、地下空间开发的基本条件,地下空间的开发利用,与城市的经济实力密切相关。现代城市呈立体化的组合,它要求地上、地下同步开发,需要一定的经济实力。,(1)发达国家的发展历史表明,人均进入,美元,后,基本具备了大规模开发利用地下空间的条件和实力。,1-3,地下空间开发的基本条件和思路,(2)中国工程院院士王梦恕认为,从发达国家的发展历史来看,,人均在1000到2000美元之间,,就达到了开发利用地下空间的高潮期。,(3)据专家分析,当城市居民的生活保障仍是一个主要问题的时候,要大力开发地下空间是不切实际的。只有当城市居民,人均达到3000美元,时,才有可能加速开发地下空间,。,二、地下空间开发的基本势况,1、国际开发势头,目前美国正在实施世界上投资规模最大的、历时最长的波士顿中央大道改造工程。,法国巴黎卢浮宫的护建是通过开发利用地下空间解决城市中心区改造的成功典范。,纽约的曼哈顿区、洛克菲勒中心广场也都是典型的实例。,波士顿中央大道建成于,1959,年,为高架,6,车道,它直接穿越城市中心区,当时设计每天运量为,75,,,000,辆机动车,现在实际运量达到,20,万辆,,成为美国最拥挤的城市交通线。现在每天交通拥堵时间超过,10,小时,交通事故发生率是其他城市的,4,倍,预计交通拥堵时间从现在的,10,小时发展到,2010,年的,16,小时,由于,堵塞、事故,等时间延误,每年损失达到,5,亿美元,。,波士顿中央大道改造工程,波士顿中央大道改造工程,波士顿已没有更多的用于开发的城市用地,,唯一可行的方案是在现有的中央大街下面建设一条地下快速干道,,在波士顿海湾建设一条海底隧道用来联系机场和城市中心,建立一个新的交通系统,完善城市交通,并以此为契机改善城市环境,纽约的曼哈顿区洛克菲勒中心广场由于地下空间使得广场开阔、壮观,2、中国开发势头,随着经济的发展,我国地下工程的建设规模和速度也呈现出快速发展的良好态势。,2003年,中国人均已首次突破1000美元,而北京、上海等大城市则率先进入地下空间的大规模开发和利用时期。,2004年,上海人均已达4900美元,并且对地下空间的开发利用已积累了一定的经验,到年,上海将计划建成公里的地下轨道交通,目前正在利用2012年世博会建设的重大历史机遇,加强地下空间开发。,世博会仅展馆建设占地面积就达万平方米,各类工程建设总投资将超过亿美元,绿化面积将达万平方米。,世博会的建设对地下空间开发利用有积极推动作用,有关专家提出了五点建议:,()制定地下空间开发详规,纳入区域建设总体规划。,()优化配置区域地下空间,极大地发挥地下空间的整体功能。,()平战结合,完善城市防灾减灾功能。,()加强制度创新,建立多元化投融资体系。,()建设人行隧道,使世博会两岸融为一体,由此看出,地下空间的开发在中国已具有充分条件和基础,也是实在必行的,21世纪地下工程中心在中国是有目共睹的。,三、地下空间开发的策略,如今,我国不少城市即将进入大规模开发利用地下空间的新时期。面对这一新形势,我们应当采取以下战略对策:,1、加强对对地下空间发展的认识对于城市空间发展,应当从过去主要向四周扩展和兴建大量高层建筑转到重点开发利用地下空间的轨道上来。有人说,,世纪是桥的世纪,世纪是高层建筑的世纪,世纪是开发利用地下空间的世纪。,城市建设应当顺应城市空间发展的这一趋势。,(1)只有开发利用城市地下空间才能缓解城市空间发展的突出矛盾与问题。,向城市周边地区扩展,会受到有限的土地资源的制约和现行体制的限制。,向高空发展,建高层、修高架路和立交桥,又会加重城市空间密度,使城市空间发展逐步走向恶性循环。,因此,最明智的选择是转向开发利用地下空间。,(,2,)开发利用城市地下空间可以为创造一个最适宜创业发展和居住生活的现代化中心城市提供良好条件。,地铁、地下商场、地下商业街和地下停车场等项目不仅提高了城市人防备战功能和防护能力,同时改善了城市地面环境,扩大了服务业的规模,保证地面有更多绿地、可以建更多广场,缓解了市内交通的拥挤状况。,(,3,)开发利用城市地下空间才能增强城市的总体防灾减灾能力。,开发利用地下空间,尤其是建设用于防空的、有防护能力的地下工程,是高科技局部战争条件下增加城市防护能力、预防和抗御自然和人为灾害的最重要手段。,高层建筑建设地下人防工程,是防震减灾的行之有效的办法。在唐山大地震后,人们惊奇的发现,,没倒塌的建筑中有都建有地下人防工程,而建有地下人防工程的建设没倒塌。,台湾,9.21,大地震,映秀,5.12,大地震,映秀,5.12,大地震,地下厂房仍完好,2,、加强城市地下空间开发利用的统一规划与管理,当前必须加强地下空间开发利用的统一规划与管理,着重抓好以下几个问题。,(1)抓紧制定城市地下开发建设总体规划。,(2)将城市地下空间开发利用规划与城市防灾减灾建设有机结合。,(3)城市地下空间开发利用规划与建设,必须严格遵守各项技术规定与法规条例。,3,、尽快实现城市地下空间开发利用模式的转换,地下空间开发利用,应当由单一的开发利用模式转到综合开发利用模式上来。传统单一的开发利用模式已经不适应现代城市发展的要求。为了加快这种模式的转换,必须注意解决以下几个问题。(1)要确立立体的综合开发利用观。,(2)要把地下设施建成一物多用、一物多能、多功能的综合体。,(3)完善单一地下设施的兼顾地特性。,4,、建立和完善城市地下空间开发利用的运行机制,为了建立起与地下空间综合开发利用模式相适应的运行机制,当前,要特别关注以下几个问题。(1)建立协调机制。,(2)运用政策与法规管理。,(3)市场调节多元化投资机制适用性。,(4)地下空间使用费问题。,总之:应使地下空间开发具有良好的运转机制。,1-4,地下空间涉及的基本知识和内容,、地下空间所需的知识,地下空间涉及数学、物理、化学等基础学科知识,需要用力学、材料、计算机等技术科学知识以及工程技术来规划、设计、修建各种建筑物和构筑物。,需要较好的岩土力学基础,1-4,地下空间涉及的基本知识和内容,、地下空间的范围,地下空间的范围非常广泛,它包括建筑工程、桥梁工程、公路与城市道路工程、市政管道工程、铁路工程、水利工程、矿业工程、港口工程、海洋工程等。,具体的形式有:房屋、桥梁、隧道、水坝、运河,卫生系统、运输系统、矿业系统、能源系统、电力系统、通信系统的各种固定部分公路、铁路、机场、矿井、油井以及港口设施、电力设施、通信设施。,地下工程内容,建筑工程中的应用,地下工程内容,隧道工程中的应用,地下工程内容,港口码头工程中的应用,1,5,地下工程施工的基本方法,一、铁路隧道施工方法的分类,(1)新奥法(含辅助施工法)(NATM),(2)长大隧道机械化施工,(3)钻爆法施工,(4)盾构法(Shield Method),(5)大型机械:TBM(,Tunnel Boring Machine,),(,1,)新奥法施工断面,(,2,)长大隧道机械化施工,(,3,)钻爆施工,(4),盾构施工,(,5,),TBM,二、公路隧道施工方法的分类,(1)浅埋矿山法,(2)盾构法,(3)沉管法,(4)明挖法,(,1,)浅埋矿山法,(,2,),盾,构,法,施,工,(,3,)沉管隧道,(,4,)明挖施工,
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