深圳城市地下空间发展历程、现状与未来构想

按照轨道交通建设及其相关的发展特征,将深圳地下空间的发展历程划分为4个不同的阶段,即起步阶段、探索阶段、快速发展阶段以及高质量发展阶段。归纳深圳地下空间建设的主要成就有:建设规模位于全国前列、强有力提升城市承载力和建成一批示范项目。总结深圳地下空间发展的经验是:以专项法规规范建设和管理、以政策创新鼓励地上地下统筹开发、以多层次规划引领空间合理布局。指出:新时代城市发展的使命、土地资源紧约束条件的背景和持续的轨道建设是深圳地下空间发展的机遇;空间争夺现象明显、智慧化管理水平不高、空间品质有待提升和存在部分建设运营风险是深圳地下空间发展的挑战。深圳地下空间未来应聚焦更优化的空间使用、更完善的政策保障体系、更智慧的建设管理、更可靠的风险防范和更前沿的技术探索。

基于三维地质模型的西咸新区地下空间开发适宜性评价

地下空间开发地质适宜性评价是合理进行地下空间开发、降低开发地质风险的重要手段。传统的评价方法没有考虑地下空间复杂的垂向变化,因而无法满足越来越精确的地下空间规划要求。本文以西咸新区沣东沣西为例,结合该区地质地貌背景、工程地质特征、水文地质条件、不良地质作用以及地下空间开发现状等特点,建立地下空间开发地质适宜性评价因子体系;利用三维精细化剖分的评估单元为载体,综合使用多种三维空间分析方法从多要素地质模型中定量或定性提取各项指标,运用层次分析法模型开展研究区地下空间开发适宜性评价。评价结果表明:研究区60m以浅地下空间开发利用条件优越,总体适宜开发建设。浅层空间易受文物保护区、地面水体、活动断裂影响,中层空间受城市建成区既有设施及地下构筑物影响较大,深部地下空间主要受断裂影响。该方法能够精细刻画地下空间在垂向上的差异,评估过程与结果能够立体透明化表达,能够定性、定量地为地下空间开发利用提供辅助决策,以达到资源保护优先、协同开发的开发利用格局。

山西省煤矿采空地下空间评估与再利用研究

山西省煤炭资源丰富,年煤炭产量占全国产量的近1/4,煤炭资源开采形成大量的采空地下空间。随着碳中和目标的提出和山西风电、光伏发电的大力发展,如何合理利用煤矿采空地下空间,尤其是将地下空间与新能源结合将成为煤炭产业低碳发展的关键。本次研究运用比例系数法和采空地下空间守恒定律,测算出2022年山西省开采煤矿井巷可利用空间为1.54亿m^(3),“十五”到“十三五”期间关闭/退出煤矿的井巷可利用空间为1.05亿m^(3),估算1949至2021年山西省煤矿因工作面开采形成的采空地下空间约38.98亿m3,预测到2030年山西省煤矿工作面开采还可形成采空地下空间约19.56亿m^(3)。根据山西省能源低碳发展需求提出了山西省煤矿采空地下空间未来可利用的四种模式:煤矿地下旅游或地下仓储、煤矿地下抽水蓄能、煤矿地下压缩空气储能和煤矿地下封存二氧化碳等。

国内外城市地下空间标准现状与发展

近年来,随着我国城市化快速发展,城市地面空间资源难以负荷,国家大力支持开发利用城市地下空间。本文概述我国城市地下空间开发和利用的发展历程和城市地下空间开发利用保护工作的相关政策,梳理我国现行城市地下空间标准以及国际国外现行城市地下空间标准,并分析存在的问题。针对存在的问题,参考当前国际上现有标准,提出城市地下空间标准发展建议,逐步建立和完善我国城市地下空间标准体系,促进我国城市地下空间可持续发展。

新时期我国煤矿地下空间综合利用现状及展望

我国煤炭资源的长期大规模开采,产生了大量的地下空间,直接一关了之不仅造成地下空间资源浪费,还可能产生一系列安全、环境及经济问题,因此,如何科学、高效地解决煤矿地下空间的综合开发利用问题,对煤炭产业乃至国民经济的发展具有重要现实意义。笔者等以主要产煤省份为代表,结合调研收集的最新生产煤矿和关闭煤矿数据,深入分析了“十三五”期间生产煤矿地下空间和关闭煤矿地下空间总体情况,系统总结了国内外煤矿地下空间在储物、储能等方面的功能化利用现状,指出了当前我国煤矿地下空间利用存在资源数据信息匮乏、整体开发利用率低、相关技术研究工作仍相对滞后、可供推广借鉴的成熟示范工程较少等问题,提出了新时期煤矿地下空间基础数据库建设、利用体系构建、关键技术攻关、示范工程推广4个方面作为重点发展方向。

城市深层地下空间地质环境韧性评估模型与应用

[研究目的]评估城市深层地下空间地质环境韧性有助于提高城市地下空间开发利用的安全性,减少灾害事件造成的经济损失。[研究方法]本文从城市深层地下空间的灾害事件严重度、地质体脆弱性、抵御力、恢复力和适应力等方面出发,建立了城市深层地下空间地质环境韧性多因素综合评估模型,并结合某城市一起突发事件的相关数据对评估模型进行了应用。[研究结果]评估模型具有较高操作性和可行性,可在各种复杂地质环境的城市中开展深层地下空间韧性评估工作;所评价灾害事件的严重度为5.601,属严重水平;地质体的暴露性为5.735,灾损敏感性为6.146,脆弱性综合评价结果为35.247,属脆弱地质体;预警能力指数为1.00,防灾能力指数由原来的5.66提高至灾后的7.00,故抵御力综合评价结果由15.38提高至19.02;通过填砂、地下注浆等措施后,恢复力为2.00,且由于地质环境趋于稳定,地质环境适应力综合分析为1.00。[结论]若受灾害影响,地质环境韧性水平的演化可分为正常、受灾、抵御、恢复、适应和新的正常水平6个阶段,韧性水平曲线呈现出先减小再增大后趋于稳定,且在受灾和抵御的节点处达到最小值。

新发展阶段城市地下空间开发利用发展战略研究

作为城市建设和国土空间资源的重要组成部分,城市地下空间开发利用在新发展阶段的地位和作用愈显突出。本文通过剖析新发展阶段的新需求和新问题,提出了城市地下空间开发利用的新发展策略。基于国土空间规划新体系,绿色、低碳、韧性新理念以及土地存量更新的新模式等新发展阶段的特征和要求,分析了城市高质量发展对地下空间开发利用的战略需求;提出了新发展阶段城市地下空间开发利用需要解决的一系列新生问题,包括国土空间资源禀赋调查评价不足、承载能力概念不清,城市地下空间的绿色低碳韧性挖潜不充分,城市地下基础设施资源配置不均衡、发展机理机制不明确等。在此基础上,从治理体系建设、资源智慧管理、规划理论方法、数据驱动范式、深层空间利用、存量空间重构、新区一体化开发及地铁域控制等8个方面阐释了新发展阶段城市地下空间开发利用的重点任务和发展建议,以期为实现城市地下空间的立法为本、规划引领、建设有序和智慧管理提供有益借鉴。

基于组合权重的文一路地下空间开发适宜性评价

对地下空间开发适宜性进行科学、合理的评价,是避免地下空间资源浪费,保证其健康可持续发展的前提。基于地形地貌、工程地质、水文地质、不良地质作用和建设现状构建地下空间开发适宜性评价指标体系,通过数值模拟确定盾构隧道施工的影响范围,完成建设现状评价指标分级量化;分别采用层次分析法和熵权法计算评价指标主观和客观权重,通过博弈论确定组合权重。在此基础上,利用综合指数法对杭州市文一路地下空间开发适宜性进行评价。通过评价结果对比分析和学院路地下工程实例,验证了评价模型的可靠性,为地下空间开发规划提供指导和借鉴。

基于区段的地下空间环路通风排烟设计方法

为实现多匝道、多地块、内部空间复杂的地下空间环路烟气控制,提出一种区段式排烟方法:将地下空间环路与地块通过防火门分隔,形成独立的构筑物,结合隧道结构,确定风机房位置,划分区段,使烟气在一定区域内排出。以滨江地下环路为例,在隧道主线上均匀布置6个排烟风机房,并以此为节点,将隧道划分为8个区段。当火灾发生时,开启所在区段两端的风机进行排烟。由于各区段不设置固定分隔,整个风道是贯通的,因而各个风机房里的风机可互相作为备用排烟风机,以降低成本。采用数值模拟软件建立模型,对排烟口开启数量和间距进行模拟,确定排烟量为90 m^(3)/s、排烟口间距为30 m、开启8个排烟口的排烟方案。从人员疏散环境以及排烟效率对典型区段进行分析,结果表明:烟气控制在一定的范围内,人员疏散环境安全,排烟效率达到90%,证明方案合理可行。

“城市地下空间规划与设计”课程教学改革探讨

随着城市地下空间的快速开发和利用,城市地下空间工程专业相继开设。在新工科建设和工程教育认证的大背景下,针对“城市地下空间规划与设计”课程,以培养毕业生的核心能力为出发点,分析了当前该课程在教学环节中存在的问题。这些问题包括学科交叉融合匮乏、理论知识零散、课程内容系统性不足、课程实践性不强及教学方式不够灵活等。针对这些问题提出了一系列教学改革建议,包括面向社会需求的授课、注重学科交叉融合、结合学校专业发展特色、优化课程知识结构、增加课程灵活性以及提升课程实用性等,对于城市地下空间工程专业的发展和教学改革具有一定的参考价值。

深部地下空间储能安全与应急保障技术现状与发展趋势

伴随“三深引领”的科技攻关目标,我国油气资源勘探正由浅表地层向深部地层进发,千米级深部地下工程建设已成常态。随着深地工程的探索,枯竭油气藏、盐穴、采空区等可利用的深部地下空间涌现,深部地下空间在大规模能源储存利用上已被证明具有储量大、分布广、安全性高、经济成本低和环境友好等优势,深部地下空间工业化储能应用是优化我国能源储存结构、保障国家能源储存战略需求的有力手段。然而,我国对深部地下空间储能安全与应急保障技术研究起步较晚,目前常用的地面油气储存手段受限于地理环境、工程建设以及运输方式等条件,同时地面油气储备库事故存在致因因素复杂、关联性强、受灾波及范围广等安全难题,深部地下空间能源安全储存迫在眉睫。当下我国对深部地下空间储能的利用聚焦于枯竭油气藏的再开发,现有的深地安全保障技术落后于深地储能基础设施安全保障的现实需求。因此,本文系统性总结了深地储气、储氢、碳封存以及压缩空气蓄能等深地储能技术研究现状,以能源行业绿色转型兼备战略能源安全储存为目标,强调能源储存、碳封存以及资源深度开采的三位一体,提出了深地空间储能利用双碳循环架构。同时系统性辨识了深地储能设备设施面临的风险,涵盖深地储能设计期、施工期、运行期和废弃期的全生命周期,揭示我国深地储能安全与应急保障技术发展需求、发展难点,构建了深地储能全生命周期安全与应急保障技术框架,提出我国2024—2050年期间深部地下空间储能安全与应急保障技术发展建议,为完善我国深部地下空间储能安全与应急保障技术体系提供参考。

新工科视域下城市地下空间工程专业建设实践

随着城市化进程的加速,城市地下空间工程的发展越来越受到关注。黑龙江工程学院城市地下空间工程专业为了适应新工科建设趋势,确立了符合新工科理念的培养目标,重构了专业的课程体系,打造了以赛促建的教学模式,创新了教学方法和手段,用以辅助专业升级改造,推进了学生实践能力与创新能力的培养,取得了良好的效果。

城市地下空间环境优化与改造研究

随着城市空间日趋紧张,开发利用地下空间已成为缓解表层压力的一种方式。然而,在实际操作中,如何优化地下环境、提升其使用价值和舒适度,成为了一个值得探讨的问题。本文旨在通过分析城市地下空间的环境构成要素及设计原则,探索改善和提升地下空间环境的途径。文章通过考察现有的成功案例,细致讨论了植物景观、山水景观、公共艺术、空间围合以及灯光设计等要素对地下空间环境质量的影响。同时,评估了安全性、舒适性、艺术性、人性化及和谐性等设计原则在实践中的应用效果。通过这一过程,文章揭示了地下空间环境优化的多维策略,旨在为地下空间的有效利用和环境改善提供实践参考。

新时代地下空间规划:体系、内容与方法

新时代,科学合理地开发利用地下空间是推动城市内涵提升、践行绿色发展转型的重要路径。国土空间规划体系变革背景下,地下空间规划应积极响应新的政策要求和实践需求,进一步厘清规划体系、完善规划内容、突破关键技术方法。加强发展规划对空间规划的传导,构建“纵向‘1+3’、横向‘1+N’”的地下空间规划体系,并把规划研究和深化设计作为规划体系的有益补充。各层次地下空间规划应各司其职、突出重点,以“全域(市县域)为视角、中心城区为重点、城市重点地区为关键”,形成地下空间规划编制框架和主体内容。紧紧抓住规划前端资源评价和后端规划实施两个关键环节,探讨地下空间资源综合评价和规划实施传导两种技术方法,科学指导地下空间资源的合理开发利用。

城市地铁车站地下空间绿色建筑设计方法研究

为了降低城市地铁车站地下空间绿色建筑的全年总能耗占比,提出一种绿色建筑设计方法,包括采光设计、节地设计和环保设计。采光设计运用技术引入自然光,并通过手动照明补偿不足;节地设计采用垂直布局减少占地面积;环保设计利用BIM技术实现高质量环保建筑。实验结果表明,该设计方法可将年度总能耗占比降至83.2%,满足预期标准,优化了城市地铁车站地下空间绿色建筑的设计方法,为绿色建筑的可持续发展提供了新思路。

存量地下空间更新价值评估体系研究

存量地下空间在补充地面空间资源、完善城市设施方面具有巨大的潜力,但在发展过程中凸显出功能集聚但空间匮乏、品质参差且风貌缺失、功能错位且动迁成本高、停车供给不足又缺乏联动等众多问题。因其自身特点复杂且受到的限制较多,如对于公众开放性不足,涉及多个发展目标,影响方案决策的因素较多,以及配套管理机制滞后等,加之缺乏高效的价值评估方法,导致在对其进行更新再利用时面临利用方式的单一和利用效率的不足。本文从全要素研究分析的角度出发,以现状质量、更新需求、成本投入和可获效益4个需求准则进行价值评估指标的选取,经过对多种评估方法的对比,选用特征价格法用于城市存量地下空间价值评估,以存量地下空间更新的微观形成机制估算潜在价值,采用定性分析与定量评价相结合的方式,在重要因素与更新利用之间建立回归模型,选择拟合度较好的半对数模型,并提出借助多元数据,提高评估的准确性,拟合存量地下空间的更新价值分布,以期为存量地下空间的高效、高品质更新利用提供参考。

城市地下空间盾构隧道穿越工程研究综述

对盾构隧道穿越既有地铁线、各类建筑物桩基、地下管线等穿越工程研究动态进行归纳总结,讨论有待解决的主要问题及未来重点研究方向。首先,深入探讨盾构隧道穿越工程在复杂城市地下环境中面临的地质条件多样性、地下结构物复杂性及施工过程中可能引起的地层变形和结构损伤等问题。其次,阐述关于盾构隧道穿越复杂地下环境的研究成果,总结不同研究方法和监测手段在解决盾构隧道施工引起地下结构变形和安全问题中的应用情况,并讨论其优缺点。最后,归纳盾构隧道穿越工程引起结构变形问题的控制难点,从盾构隧道掘进参数和注浆控制、既有建筑物加固措施、监控量测等方面提出控制结构变形的可行方案。

新工科导向下应用研究型高校课程体系改革——以吉林建筑大学城市地下空间工程专业为例

城市地下空间工程专业具有高度的新工科特色,当前我国大量应用研究型高校开设了该专业。但由于我国高速发展的城市地下空间开发利用及新时代土木工程类专业人才需求导向转型,城市地下空间工程专业亟须改革课程体系及人才培养方案。以吉林建筑大学城市地下空间工程专业为例,在充分分析专业现状的基础上,从培养目标、毕业要求及课程设置各方面进行了深入分析及改革,旨在为城市地下空间工程专业建设及其他院校提供参考与借鉴。

设计关键技术在地下空间整合设计的应用研究

面对日趋复杂的地下空间开发利用,需要设计关键技术来解决新形态地下空间的设计需求。从设计关键技术于地下空间整合设计的应用中可发现,设计关键技术对地下空间整合设计具有扩大地下空间要素的整合规模、贯彻地下空间整合理念、清晰掌握整合设计的相关信息三个层面的影响,且已将其运用在地下空间与结合周边区域更新改造的整合、以轨道站为核心的地上地下一体化整合设计、地下综合体与周边区域的整合设计等地下空间项目中。文章指出地下空间整合设计不能只是使用其软件,还需要进行设计思路与工作模式两方面调整,才能真正发挥设计关键技术的优势。

城市地下空间逆向建模方法的研究——以浙江某高校地下室为例

使用北斗网络RTK(real-time kinematic,实时动态)技术、三维激光扫描技术,获取已建地下空间CGCS2000坐标系下的点云数据,运用3DMAX、Revit软件参考点云逆向建模,采集模型中的距离和坐标数据与地下空间实测数据进行比较,计算模型内部精度。实验结果表明:在多种新技术的融合应用下,可实现已建地下多场地使用统一坐标系建模,满足CIM(city information mode,城市信息模型)平台建设的需求。