地下建筑规划与设计1.pptx

2024/4/3 周三1/56课程简介课程简介u 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：1.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2.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3.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2024/4/3 周三2/56课程简介课程简介w 主要内容：主要内容：4.城市地下空间的规划设计城市地下空间的规划设计5.地下公共空间设计地下公共空间设计6.地铁设计地铁设计7.地下储存设计地下储存设计8.地下空间结构设计理论与方法地下空间结构设计理论与方法9.现代支护结构设计方法现代支护结构设计方法10.地下工程施工方法地下工程施工方法2024/4/3 周三3/56教教 材材1.1.地下空间设计与实践地下空间设计与实践.朱建明，王树理，张忠苗朱建明，王树理，张忠苗.中国建材工中国建材工业出版社，业出版社，200720072.城市地下空间规划理论与实践城市地下空间规划理论与实践.陈立道，朱雪岩陈立道，朱雪岩.同济大学出版同济大学出版社，社，19973.地下空间科学开发与利用地下空间科学开发与利用.钱七虎，陈志龙，王玉北，刘宏钱七虎，陈志龙，王玉北，刘宏.江江苏科学出版社，苏科学出版社，20074.城市地下空间规划与设计城市地下空间规划与设计.王文卿王文卿.东南大学出版社，东南大学出版社，20005.城市地下空间规划城市地下空间规划.陈志龙陈志龙 王玉北王玉北.东南大学出版社，东南大学出版社，20052024/4/3 周三4/56第一章第一章 地下空间的开发历史地下空间的开发历史及主要模式及主要模式2024/4/3 周三5/56提提 纲纲1.1 地下空间的开发历史地下空间的开发历史 1.2 地下空间的开发模式地下空间的开发模式1.3 我国地下空间的开发模式我国地下空间的开发模式1.4 地下空间的发展趋势地下空间的发展趋势2024/4/3 周三6/561.1 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u 住宅使用可能是人类使用地下空间最古老的形式。住宅使用可能是人类使用地下空间最古老的形式。v 现代人定居的最古老洞穴是以色列的现代人定居的最古老洞穴是以色列的Qatzeh洞穴，距今洞穴，距今约约9200年。年。w半坡遗址，靠近西安，距今半坡遗址，靠近西安，距今6000年，年，1953年发现。年发现。x黄土中挖掘地下窑洞，直径从黄土中挖掘地下窑洞，直径从2m-3m。2024/4/3 周三7/56我家住在黄土高坡我家住在黄土高坡2024/4/3 周三8/561.1 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2024/4/3 周三9/561.1 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1000km22024/4/3 周三10/561.1 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池2024/4/3 周三11/561.1 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2024/4/3 周三12/561.1 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地下下商商业业及及交交通通设设施施主主要要包包括括地地下下商商业业街街、地地下下人人行行道道、地地铁铁和和地地下下停停车车场场等等，承承担担商商业业和和交交通通的的功功能能也也是是人人们们早早期期开发地下空间的主要目的之一。开发地下空间的主要目的之一。2024/4/3 周三13/561.1 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2024/4/3 周三14/561.1 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日本本地地下下街街覆覆盖盖面面积积已已超超 过过 127,000m2，超超 过过1000家商店和餐馆。家商店和餐馆。2024/4/3 周三15/561.1 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-地铁地铁最最早早的的地地铁铁：世世界界上上最最早早的的地地铁铁于于1863年年在在英英国伦敦建成。国伦敦建成。2024/4/3 周三16/561.1 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-地铁地铁客客运运量量最最大大的的地地铁铁：美美国国旧旧金金山山地地铁铁是是当当今今世世界界上上最最现现代代化化的的地地铁铁。地地铁铁运运行行时时速速高高达达128公公里里，为为世世界地铁速度之最。界地铁速度之最。2024/4/3 周三17/561.1 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-地铁地铁最最深深的的地地铁铁：朝朝鲜鲜平平壤壤市市的的地地铁铁，由由于于地地质质的的原原因因，路路线线和车站都离地面和车站都离地面120m深。深。2024/4/3 周三18/561.1 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-地铁地铁最最方方便便的的地地铁铁：莫莫斯斯科科的的地地铁铁最最方方便便.营营运运时时间间长长.发发车车频频繁繁.行行车车迅迅速速.坐坐车车舒舒服服.票票价价低低廉廉.换换车车方方便便，堪堪称称世世界界第一流。第一流。2024/4/3 周三19/561.1 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-地铁地铁最最豪豪华华的的地地铁铁：法法国国巴巴黎黎的的地地铁铁站站扬扬名名全全球球，它它建建在在火火车车站站下下面面，建建筑筑设设计计十十分分精精美美，技技术术设设备备极极为为先先进进，被被人人们们誉誉为为地地下下宫宫殿殿。2024/4/3 周三20/561.1 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-地铁地铁最最短短的的地地铁铁：土土耳耳其其的的伊伊斯斯坦坦布布尔尔地地铁铁，总总长长度度只只有有0.6公公里里，两个半车站。两个半车站。2024/4/3 周三21/561.1 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-图书馆图书馆哈哈佛佛大大学学普普西西（Nathan Marsh Pusey）图书馆）图书馆2024/4/3 周三22/561.1 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-图书馆图书馆牛牛 津津 大大 学学Radcliffe图书馆图书馆2024/4/3 周三23/561.1 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2024/4/3 周三24/561.1 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教育育建建筑筑物物是是地地下下建建筑筑的的一一个个重重要要分分类类。浅浅埋埋明明挖挖式式建建筑筑，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2024/4/3 周三25/561.1 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2024/4/3 周三26/561.1 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。科科罗罗拉拉多多州州北北美美防防空空联联合合司司令令部部（NORAD）战战略略空空军军指指挥挥部入口部入口2024/4/3 周三27/561.1 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民防防使使用用的的包包括括地地下下电电信信中中心心（斯斯德德哥哥尔尔摩摩），地地下下国国家家档档案案馆馆（挪挪威威），地地下下石石油油储储备备库库（瑞瑞典典等等），以以及公众掩体设施。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2024/4/3 周三28/561.1 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2024/4/3 周三29/561.1 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。2024/4/3 周三30/561.1 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天然然气气或或石石油油气气体体一一般般以以常常温温高高压压或或常常压压液液态态的的形形式存储式存储2024/4/3 周三31/561.2 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u巴巴黎黎列列阿阿莱莱广广场场二二次次开开发发工工程程-城城市市地地下下空空间间综综合合体体最最成功的典范成功的典范2024/4/3 周三32/561.2 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巴巴黎黎卢卢浮浮宫宫扩扩建建工工程程-贝贝聿聿铭铭，是是历历史史遗遗产产保保护护和和再开发的最成功案例再开发的最成功案例2024/4/3 周三33/561.2 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巴巴黎黎拉拉德德芳芳斯斯新新城城-誉誉为为20世世纪纪人人类类规规划划建建设设立立体体化化、现代化城市最理想模式之一现代化城市最理想模式之一2024/4/3 周三34/561.2 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伦伦敦敦地地铁铁，经经历历140多多年年，已已成成为为当当今今世世界界上上技技术术最最先先进进、系系统统最最完完整整的的五五大大地地铁铁系系统统之之一一（日日本本、德德国国、英英国、法国和俄罗斯）国、法国和俄罗斯）2024/4/3 周三35/561.2 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深深，专专门门运运送送邮邮件件的的轨轨道道系系统统，总总长长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2024/4/3 周三36/561.2 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。2024/4/3 周三37/561.2 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。2024/4/3 周三38/561.2 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2024/4/3 周三39/561.2 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2024/4/3 周三40/561.2 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哈佛佛大大学学、加加州州大大学学、密密执执安安大大学学、伊伊利利诺诺等等大大学学大大量量建建造造了了地地下下或或半半地地下图书馆。下图书馆。2024/4/3 周三41/561.2 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2024/4/3 周三42/561.2 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-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2024/4/3 周三43/561.2 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2024/4/3 周三44/561.2 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2024/4/3 周三45/561.2 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2024/4/3 周三46/561.2 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建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设新途径2024/4/3 周三47/561.2 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2024/4/3 周三48/561.3 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。2024/4/3 周三49/561.3 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2024/4/3 周三50/561.3 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2024/4/3 周三51/561.3 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，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2024/4/3 周三52/561.4 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2024/4/3 周三53/561.4 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2024/4/3 周三54/561.4 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2024/4/3 周三55/561.4 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