城市地下空间开发利用容量评估指标体系的研究_姜云

Developing
utilization
capacity ;
Evaluation ; Index system ; Analytic
hierarchy process 【中图分类号】TU984
【文献标识码】A
城市地下空间是 21 世纪人 类重点开发利用的城市空间 。城 市发展空间由地面及上部空间向
城市发展研究 12 卷 2005 年 5 期 Urban Studies Vol. 12 No. 5 2005
地下延伸 ,是世界城市发展的必 然趋势 “, 向地下要土地 、要空间 已成为城市历史 发 展 的 必 然”[1 ,2 ,3 ,4 ,5 ,6] 。城 市 地 下 空 间 开 发利用容量评估的目的旨在把握 城市所具有的地下空间可开发利 用的总量和潜力 ,评估结果是城 市地下空间开发利用规划的重要 依据 ,有利于指导城市地下空间 的开发和利用 ,也有利于引导城 市地面的规划和城市建设发展 。 目前 ,已有研究一般认为 :城市地 下空间开发利用资源量为除地面 保留与地下已开发利用空间范围 外的城市总面积乘以合理开发深 度的 40 %[7] ,由于没有考虑各种 因素对地下空间开发利用资源量 的系统影响和制约 ,因而所得到 的评估结果并不能真实反映城市 地下空间开发利用的实际资源 量。
地下水是赋存于地下的上层滞水 、潜水和承压 水 。地下水一方面具有重要的城市用水意义 ,如潜
水 、承压水可作为城市的水源 ;但另一方面又对城市 地下空间开发利用容量具有消极的影响 。消极影响 主要表现在 :地下水会增加地下空间开发利用的难 度 ,从而增加地下空间开发利用成本 ;地下水上升将 浸润岩土体结构面且多因含有一定的 SO422等而易 软化岩石 ,并将泥质成分带入结构面 ,降低结构面和 岩体的强度 ,导致地下工程发生变形失稳 ,甚至破 坏 ;若地下水位下降 ,则会增加土的自重应力 ,导致 地下工程的附加沉降 ;地下水常因受污染而腐蚀混 凝土 ,危害地下工程的支衬结构 。
姜云ΠJ IANG Yun 吴立新ΠWU Lixin 杜立群ΠDU Liqun
(黑龙江省科技学院 哈尔滨 150000)
【摘要】地下空间是城市开发的重要自 然资源 ,城市地下空间开发利用容量 评估的目的旨在把握城市所具有的地 下空间可开发利用的总量和潜力 ,建 立科学的评估指标体系是地下空间开 发利用容量评估的基础 。本文分析了 城市地下空间开发利用容量的主要影 响因素 ,提出了城市地下空间开发利 用容量评估指标体系构建的原则 。基 于层次分析法建立了城市地下空间开 发利用容量评估的层次结构模型 ,依 据该层次结构模型构造了各层次判断 矩阵 ,并进行了层次单排序 、层次总排 序及其 一 致 性 检 验 。经 研 究 分 析 得 到 :地面空间类型 、受已开发地下空间 的影响程度 、地震烈度 、滑坡及崩塌 、 对工程有影响的地下水层数 、受影响 的地下水赋存类型及活断层等是城市 地下空间开发利用容量评估的主要指 标。 【关键词】地下空间 ;开发利用容量 ;评 估 ;指标体系 ;层次分析法 【Abstract】Underground space is a kind of important natural resource for city development , the purpose of city underground space developing2 utilization capacity evaluation is that the total quantity and potential of city underground space developing utilization capacity are grasped , so as to the scientific basis for coal mining goaf land planning and developing2 utilization is provided , and it is a basic of city underground space developing2 utilization capacity evaluation that the evaluation index systems of science are
地下岩土体是地下空间开发利用的介质和环 境 ,岩土体条件将影响地下硐室开挖的难易程度及 硐室围岩的稳定性 ,因此 ,岩土体条件是地下空间开 发利用容量比较重要的影响因素 。影响地下空间开 发利用容量的岩土体条件主要有岩土体的粘聚力 、 内摩擦角 、承载力标准值 、压缩模量及岩土体的渗透 系数等 。
城市地下空间是由岩石和土体来承载的 。由于 岩石和土的形成过程及自然堆积情况不一 ,其组成 物质及工程特性也各有不同 ,因而其强度及其对地 下建筑物 、构筑物的承载能力也不一样 ,并影响城市 地下空间开发利用容量 。在其他影响因素一定的条 件下 ,岩石和土的强度越大 ,相应位置处地下空间的 开发利用容量值越大 。反映岩石和土强度高低的主 要岩土参数是粘聚力 、内摩擦角和承载力标准值 。
地下空间是指在岩层或土层中天然形成或经人 工开发形成的空间[8] 。城市地下空间开发利用容量 是一个受多种因素综合影响的系统的量 ,具体影响 因素主要有工程地质条件 、水文地质条件 、岩土体条 件 、地面及地下空间条件 、地域位置条件 5 个方面 。 1. 1 工程地质条件
城市地下空间的开发利用需要一定的工程地质 条件来支持 ,工程地质条件将影响地下空间的区域 稳定性[9 ,10] 。影响地下空间开发利用容量的工程地 质条件主要有活断层 、滑坡与崩塌 、节理与裂隙组 数 、节理与裂隙的密度 、地震烈度等 。
ascertained. The primary influence factors
of the capacity assessment for city
underground space developing2utilization
are analyzed in this paper , and the
evaluation for the city underground space
developing2utilization is established
referring to Analytic Hierarchy Process.
Based on the hierarchy structure model ,
压缩模量是反映岩土体抗变形能力的重要参 数 。压缩模量越大 ,岩土体抗变形能力越好 。
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城市发展研究 12 卷 2005 年 5 期 Urban Studies Vol. 12 No. 5 2005
姜 云等 :城市地下空间开发利用容量评估指标体系的研究
城市规划
岩土体的渗透系数是表征岩土层隔水性能的重 要参数 ,岩土层的渗透系数越大 ,表明其隔水性能越 差 。严重的地下水渗透将破坏围岩的稳定性 ,从而 影响地下空间开发利用容量 。 1. 4 地面及地下空间条件
the judgment matrix of every hierarchy is
constructed. The arrangement sequence of
every hierarchy and the overall hierarchy is
completed , and its consistency is also
因此 ,地下空间的开发利用要求有良好的水文 地质条件 ,影响地下空间开发利用的水文地质条件 主要表现在对工程有影响的地下水层数 、单位涌水 量 、地下水的赋存类型 、地下水埋深及地下水腐蚀等 方面 。地下水的赋存类型是影响地下空间开发利用 的重要水文地质条件 ,如上层滞水与潜水和承压水 对地下空间开发利用时的施工排水难度等的影响存 在很大的差异 ,并在很大程度上影响地下空间开发 利用容量 ;单位涌水量直接影响地下空间开发利用 时的施工排水难度 ,从而影响地下空间的开发和利 用 ;对工程有影响的地下水 (如潜水 、承压水) 层数越 多 ,越不利于地下空间的开发和利用 ;若地下水埋藏 较深 ,有利于减少地下空间开发利用中的施工排水 费用 、缩短工期 。 1. 3 岩土体条件
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城市规划
姜 云等 :城市地下空间开发利用容量评估指标体系的研究
键和核心 。本文在分析城市地下空间开发利用容量 影响因素的基础上 ,基于层次分析 (AHP) 法构建了 城市地下空间开发利用容量评估指标体系 。
1 城市地下空间开发利用容量的影响因素 分析
笔者认为 :地下空间资源的天然蕴藏量是指在 一定的城市平面域和深度范围内 ,排除了已开发利 用的地下空间 (如地铁 、地面建筑物基础 、地下人防 、 地下埋藏物 、地下商业街等) ,天然蕴藏的未开发利 用地下空间资源量 。城市地下空间开发利用容量是 指在一定的城市发展阶段和一定的科技水平下 ,在 城市一定的区域和一定的深度范围内可供开发利用 的地下空间总量 。这个总量是指在地下空间资源的 天然蕴藏量中可供合理开发利用的资源量 。由于受 到各种因素的影响和制约 ,地下空间开发利用容量 实际上是小于等于地下空间资源的天然蕴藏量的 。
space , earthquake intensity , landslide and
slide , level number for ground water of
affecting underground engineering , existing
type for ground water and active fault etc. 【 Keywords 】 Underground space ;
tested. The results gained through research
and analysis are that the principal indexes
include the type of ground surface space ,