我国地下资源开发利用

我国地下资源开发利用

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【摘要】随着中国的城市化发展，城市人口急剧膨胀所带来的生存空间拥挤、交通阻塞、环境恶化等问题已凸显，如果听任城市无限制地蔓延扩张，将会严重危害中国土地资源。能否把地面沃土多留点给农业和环境，把地下岩土留给道路交通开发和建设工厂、仓库，使地下空间成为民众安全舒适生活的第二空间成为当下我国经济社会建设的棘手问题。本文针对地下空间的优势作出分析，并对其开发利用作简单评价。

【关键词】地下空间 利用 优点 开发

1. 我国土地国情

土地资源是城市发展的基础。随着全国耕地面积持续减少和城市面积急速扩张，土地资源已经成为城市发展的稀缺资源之一。开发地下空间，节约土地资源，减少人均地面建设用地，减缓建成区的扩展速度，推动老城区地上地下整体改造，鼓励土地综合利用，提高单位土地产值，构筑资源节约型和谐城市，为成为大势所趋。我国用世界7%的耕地供养世界22%的人口，保护耕地的重要性不言而喻。人多地少的基本国情不仅决定了我国必须有较高的城镇化率，而且我国各地自然资源禀赋和人口产业的极度不平衡一起决定了我国必须走集中型城镇化之路。倡导紧凑型城市发展模式，是可持续发展人居环境的战略选择。它在节省土地、节省能源、节约基础设施方面有重大意义。[1]

2. 地下空间的优势

2.1有利于建设资源节约型社会[2]

1）资源节约，即节约土地、水资源、能源、材料。

2）快速便捷，城市生活要体现出方便快捷的特性。

3）生态环保，建设生态环保、可持续发展的城市，是城市发展始终要坚持的目标。

4）安全舒适，节约型和谐社会的最终落脚点要体现对人的关怀，构建安全舒适的人居环境。

2.2地下空间的形成特征

地下空间是由周围的岩石、土体、空气、水一同围合而成的封闭空间，其包括如下两种类型：

1）自然形成，通过自然力的作用形成的地下空间。如：地下溶洞、地下暗河等等。

2）人工形成，通过人的有意识的活动而形成的地下空间。如：隧道、地下室等等。

2.3地下空间的环境特性

地下空间具有与地面空间不同的环境特性，体现在如下几个方面：

1）封闭，隔离

由介质的围合构成了封闭的空间，免受地面环境的干扰，创造安静的工作、学习环境。特别是一些对环境有特殊要求的科学实验及机械精加工企业，选择深层地下空间作为工作场所。

2）恒温、恒湿

地下空间由于与外界隔离，保证了恒定的温度、湿度。适合于特殊物质的贮藏，可节省贮藏环境控制费用。同时由于地下空间恒定的温度可以通过采用特殊的技术，将地热置换或采集出来供地面供暖等。

3）稳定、耐震

地下空间由于其自身的特性，具有先天的耐震性能。地下管线的埋设，对于城市抵抗地震的威胁，以及大灾后城市生命线系统的恢复具有不可替代的优势。

4）隐蔽、防护

地下空间天然的隐蔽特点，对于城市放在以及人防工程遇有非常重要的作用。

2.4城市地下空间资源的价值取向

1）随着地下空间资源的开发，城市的一些功能性设施将逐步转移到地下。如：市政设施、交通设施、防灾设施、商业设施、文化、体育、医疗、科研设施、居住设施、工作设施、仓储设施、生产设施等。

2）土地资源的空间拓展

开发地下空间资源是实现土地的高效集约利用，真正实现“城市三维”扩展的有效途径。即：空间资源增量化；空间功能的多重性；空间利用的复合化。[3]

2.5城市地下空间资源的开发利用非与节约型和谐社会

综合地下空间资源的特点，构建节约型和谐社会就要充分事先地下空间资源的最大化利用

1）土地空间资源利用的巨大化

2）土地能源资源利用的巨大化

3）土地环境资源利用的巨大化

4）土地材料资源利用的巨大化[4]

3. 地下工程的问题及影响

3.1地下工程对地质环境的影响

1）地表变形

地下工程特别是埋藏较浅的地下工程，在施工的过程中由于地下的开挖破坏了原有的土地受力平衡，当开挖量过大，超过了地质环境所能承受的范围时，极易对地面的建筑物造成影响，地面或地上的建筑物变形，裂缝是地下工程对地表轻微影响的表现。

2）地表沉降

地表沉降是地下工程开发中最常见的问题，其产生原因是随着地下工程的开挖地层初始应力状态受到改变引起的，但归根到底可总结为降水，施工中不同丝攻阶段导致的围岩土体原有受力产生少数变化，导致地下施工面上方的建筑物在重力作用下发生缓慢下沉的作用。

3）地表坍陷。

4）地下工程坍塌。[5]

3.2地下工程对水文地质环境的影响。

1）地下水位降低

地下水降落漏斗也称地下水漏斗。过量开采地下水引起地下水位下降，形成区域性漏斗状凹面。其地下水等水位线往往呈同心圆状。地下水资源为可更新资源，可开采利用的水量主要是当年或一定水文周期内地下水的补给量。一个地区或一个流域在各种天然补给与消耗因素的综合影响下，地下水保持相对稳定状

态。虽然地下水降落漏斗不会对地面建筑物造成威胁，但容易使地下水位降低，大型地下工程由于长期地下水位降低则会导致该地区居民生活用水缺乏。

2）地下水质污染。

在地下工程开发过程中，在使用灌浆或止水帷幕的施工方法时，通常使用大量的混凝土和化学药剂，从而影响了地下水的水质。而且，由于地下水的孔钻通常不采用止水措施，极易引起浅层地下水和深层地下水的混合污染。

3）海水入侵

海水入侵是指海滨地区，海水和地下淡水的天然平衡条件被破坏，从而引起大陆含水层推移的一种有害水文地质作用，这是由于近海地区由于地下水位低于海平面，导致海水入侵，破坏了当地的淡水资源，影响了当地居民正常的生活供水和生态环境。

4. 地下工程实施是应注意的问题

由于地面沉降灾害主要是由过量抽取地下水或油气等矿产资源引起的, 所以预防和控制地面沉降的根本途径是合理开发地下资源, 保持含水层一定的水位高度。为此采取的具体措施是：控制地下水开采量, 合理开采油气；调整地下水和油气开采区(段) 和开采层, 避免局部地段过量集中开采；进行地下水人工补给, 建立均衡开采模式。除上述预防和控制措施外, 对一些受地面沉降危害的工程设施以及可能产生的灾害性活动需要采取必要的防治性工程措施, 以防治地面沉降活动的危害, 如加固建筑物, 防止不均匀沉陷。

在无良好隔渗地层，禁止使用无防止渗漏措施的沟渠、坑塘等输送或者存贮含有毒污染物的废水、含病原体的污水和其他废弃物。 在开采多层地下水的时候，如果各含水层的水质差异大，应当分层开采，；对已受污染的潜水和承压水，不得混合开采。

兴建地下工程设施或者地下勘探、采矿等活动，应当采取保护性措施，防止地下水污染。 人工回灌补给地下水，不得恶化地下水质。

5. 地下工程应用实例

1）交通类隧道：交通隧道主要包括铁路隧道、公路隧道及城市地下铁路工程 ,其中铁路隧道目前在数量、长度、设计及施工技术上我国均处于领先地位。

2）地下商业街：在各种建筑物间或努力修建的两侧各有商店及其他设施，金融商业、交通及其他设施为一体的综合地下服务群体建筑。

3）人防工程：人民防空工程也叫人防工事，是指为保障战时人员与物资掩蔽、人民防空指挥、医疗救护而单独修建的地下防护建筑，以及结合地面建筑修建的战时可用于防空的地下室。人防工程是防备敌人突然袭击，有效地掩蔽人员和物资，保存战争潜力的重要设施；是坚持城镇战斗，长期支持反侵略战争直至胜利的工程保障。

[1]王玉北 陈志龙 刘宏. 基于中国国情的地下空间开发利用引导理念[J] 2006.12

[2]徐巨洲. 城市规划与城市经济发展 [J]. 城市规划. 2001 (08)

[3] 钱七虎. 城市可持续发展与地下空间开发利用 [J]. 地下空间. 1998 (02)

[4]黄宏伟. 城市隧道与地下工程的发展与展望.2001

[5]王梦恕 张成平. 城市地下工程建设的事故分析及控制对策. 《建筑科学与工程学报》 2008.2

[6]孔思丽. 工程地质学. 重庆：重庆大学出版社，2001

[7]彭颖. 地下空间在我国城市立体开发中的发展. 2003.[6]

[8] 奚江琳, 钱七虎. 地下空间作为城市空间结构的社会学内涵 [J]. 地下空间与工程学报. 2005 (05）

[9]梁波, 洪开荣, 梁国庆. 城市地下工程施工技术在我国的现状、分类和发展. 2001

[10] 秦云. 城市地下空间开发的现状与展望 [J]. 上海建设科技. 2006 (03)