與環(huán)境協(xié)調(diào)的城市地下空間開發(fā)方案研究.pdf

1、到21世紀(jì)中葉，我國(guó)的城市化水平將達(dá)到50％～60％，城市發(fā)展與土地資源短缺的矛盾會(huì)更加突出，開發(fā)利用城市地下空間將是城市化可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路。在今后很長(zhǎng)的歷史時(shí)期內(nèi)，城市地下空間的開發(fā)利用都將成為人類社會(huì)生活不可或缺的內(nèi)容，其在開拓人類新的生存空間方面發(fā)揮著重要作用，有著廣闊的發(fā)展前景。 然而，城市地鐵、隧道等地下工程的施工不可避免地會(huì)對(duì)周圍土體產(chǎn)生擾動(dòng)，進(jìn)而對(duì)地面建(構(gòu))筑物、道路、橋梁、地下管線等產(chǎn)生影響，甚至危及安全。

2、所以，城市地下空間開發(fā)在給人類生活帶來(lái)巨大利益的同時(shí)，也對(duì)人類的生存環(huán)境產(chǎn)生一定的損害。雖然城市地下空間開發(fā)對(duì)周圍環(huán)境損害有些是不可避免的，但是如何把城市地下空間開發(fā)對(duì)周圍環(huán)境的損害程度控制在最小，發(fā)揮城市地下空間開發(fā)的最大效益，這些卻是我們可以做到的，因此，本文提出了“與環(huán)境協(xié)調(diào)的城市地下空間開發(fā)”，并對(duì)如何實(shí)現(xiàn)“與環(huán)境協(xié)調(diào)的城市地下空間開發(fā)”這個(gè)目標(biāo)進(jìn)行了方案研究和設(shè)計(jì)，全文圍繞這個(gè)目標(biāo)主要做了以下幾方面的研究： 首先，給出

3、了“與環(huán)境協(xié)調(diào)的城市地下空間開發(fā)”的科學(xué)涵義，并界定了本文所研究的環(huán)境對(duì)象。 其次，對(duì)城市地下空間開發(fā)引起環(huán)境損害的事故案例進(jìn)行綜合分析，研究了城市地下空間開發(fā)對(duì)周圍環(huán)境損害的表現(xiàn)形式及宏觀機(jī)理，并建立了地下空間開挖引起地面沉降的最大值與地面建筑物及地下管線變形之間的量化關(guān)系，為實(shí)現(xiàn)“與環(huán)境協(xié)調(diào)的城市地下空間開發(fā)”這個(gè)目標(biāo)提供了基本條件。 再次，把城市地下空間開發(fā)與其影響范圍內(nèi)的環(huán)境看作一個(gè)系統(tǒng)，借助協(xié)同學(xué)方法，研究了城

4、市地下空間開發(fā)引起地表沉陷過(guò)程中各級(jí)巖體結(jié)構(gòu)單元之間的自組織特征及協(xié)同演化機(jī)理，并以巖體結(jié)構(gòu)單元相對(duì)于平衡位置的位移為序參量建立了地表沉陷的動(dòng)力學(xué)方程。通過(guò)對(duì)方程的非定態(tài)解進(jìn)行分析得知，該動(dòng)力學(xué)方程符合地表沉陷的動(dòng)態(tài)過(guò)程。該部分充分說(shuō)明了，可以將巖體結(jié)構(gòu)單元的位移作為城市地下空間開發(fā)引起地表沉陷的主控因素以及采用地表沉陷最大值作為“與環(huán)境協(xié)調(diào)的城市地下空間開發(fā)”環(huán)境控制目標(biāo)的可行性，從而為實(shí)施“與環(huán)境協(xié)調(diào)的城市地下空間開發(fā)方案”提供了理