城市地下空间探测与安全利用战略构想

城市地下空间开发利用是经济社会发展到一定阶段的必然选择.通过梳理和分析我国城市地下空间开发利用理论、技术发展现状及未来发展趋势,围绕城市地下空间探测与安全利用面临的关键科学问题和技术难题,提出了“全要素”精细探测、“全资源”整体评价、“全空间”协同规划与“全环境”监测预警的城市地下空间探测与安全利用战略构想,构建了城市地下系统平衡和扰动再平衡、地下全空间资源评价、地下空间区划与协同规划三大理论体系和城市地下空间精细探测资源评价、城市地下空间区划协同规划、地下空间勘察施工建造、地下空间监测-预警四大技术体系,为推动我国建立城市立体开发新模式提供理论和技术支撑.     

中国城市地下空间地质结构分类与地质调查方法

城市地下空间开发和利用是顺应城市发展规律的合理抉择,也是我国近年来城市建设的热点区域。中国幅员辽阔,各类城市分布在不同的地貌区域内,具有不同地质背景和地质结构条件,在进行大规模城市地下空间开发和利用之前,要根据不同的地质地貌条件对各类城市地下空间结构进行初步分类,建立我国城市地下空间工程地质结构的分类体系,用于指导未来我国各类城市地下空间开发利用的工程实践。在考虑到不同城市所处地貌位置、区域构造特征、岩石圈深部结构特点、现今地震活动情况、地下岩土体结构、地下水埋深等多种参数,对未来中国可能进行大规模地下空间开发和利用的49座城市进行了分类。将地貌位置作为一级划分单元,对处在同一地貌部位各类城市所处大地构造环境、壳幔特征、基底结构、表层断层活动性以及潜在震级大小进行区分;同时对表层岩土体类型和岩土体立体结构进行分类。城市地下空间分类是基于对地下空间的精细化探测。本文还总结了现今对地下地质结构的调查方法,包括地面调查、钻探、地球物理勘探和建模方面的新技术和新方法,但对于在复杂地质环境下及深层地下空间开发中结构系统的全要素精细探测仍需要发展新的方法和理论,对不同类型城市地质结构模型的构建理论和描述方法也有待突破,城市地下空间地质结构分类体系和分类方法仍需进一步完善。     

延安城市地下空间探测技术方法及应用研究

该文选取延安市作为黄土丘陵沟壑区的典型代表,总结出侧向山体地面探测适宜采用航空摄影测量、三维基础地质调查填图等方法,垂向地下空间探测可采用工程地质钻探、随钻监测、钻孔多参数地球物理测井等技术方法,其中工程地质钻探、多参数地球物理测井对于探测黄土丘陵沟壑区地下空间效果较好.探测结果显示,延安市中心城区地下岩土体可划分为8...     

城市地下空间资源探测评价技术体系研究

城市地下空间资源开发利用在城市高质量发展中发挥着关键作用。通过梳理城市地下空间资源探测评价研究现状和面临的主要问题,提出建立城市地下空间资源探测评价技术体系的建议。突破传统地质工作理念,把城市地上、地面、地下一定深度国土空间作为整体,在立体、多维、多尺度、多介质空间下,认为城市地下空间资源全要素可分为全空间地理要素信息、全功能构筑物要素信息和全要素地质信息;通过空间地理测绘、钻探、地球物理探测、高光谱岩心扫描、分析测试等探测技术和三维动态建模技术,建立城市地下全空间地理信息数据库、全功能地下设施数据库和全要素地质信息数据库;通过城市地下空间资源要素评价和要素重要性评价,实现对城市地下多种地质资源协同开发评价和城市地下空间功能分层开发强度阈值评价。该文提出的全要素分类-全要素探测-全信息集成-全资源评价技术体系,可为城市地下空间资源开发利用全生命周期提供支撑。     

城市地下空间资源探测方法研究及应用

地下空间资源探测是科学合理开发利用地下空间资源的基本前提,国内各大城市相继开展了地下空间资源调查评价工作,但对地下空间资源探测方法尚未开展系统梳理。在北京城市地下空间资源调查评价工作的基础上,对地下空间资源开发利用2个阶段,即建成区和待建区地下空间资源探测对象和探测方法分别做了阐述,指出建成区的探测对象是已开发利用的地下空间资源,可以采用遥感技术解译建筑物高度,利用建筑物竖向影响深度推算已利用开发地下空间,利用物探手段(电法、磁法、重力、地震)较精确地圈定已开发利用空间;对于待建区,调查对象主要是影响地下空间资源开发利用的地质条件,可以通过相应的地质工作开展调查。最后列举了应用实例,以期为城市地下空间资源探测工作起到借鉴作用。     

基于综合物探的城市地下空间探测与建模

地下空间开发利用是解决城市诟病的有效途径,城市强干扰环境下地下空间精准探测已成为多学科交叉研究的热点,也是当前研究的难点。以大西安西咸新区为研究区,采用钻孔揭露、实验测试、多参数地球物理测井、地面地球物理勘探组合方法开展了地下空间精准探测与建模研究。通过综合地球物理勘探,获取了每层土体的多参数地球物理特征。结合钻孔揭露与实验测试资料,建立了基于钻孔资料的地面物探与测井校准与耦合,为地下空间地质结构模型赋予了物理属性。提出高密度电法、微动台阵观测和浅层地震勘探与多参数地球物理测井方法相结合,可作为城市强干扰环境下地下空间物探工作的最优方法组合。     

特大型城市地下空间资源承载能力评价方法探索——以上海市为例

“十二五”以来,特大型城市空间需求急剧膨胀与空间资源有限的矛盾逐渐凸显,地下空间的开发利用进入快速发展阶段。在此形势下,了解地下空间承载能力对地下空间科学规划和合理利用具有重要意义。从承载本底（反映地下空间资源禀赋与环境容量优劣程度）和承载状态（反映地下空间资源供容能力与经济社会发展的匹配程度）2个角度建立地下空间承载力评价指标体系,进行地下空间承载力评价的研究,为特大型城市地下空间的开发利用提供技术支撑。以上海中心城区为例进行评价,借助三维建模技术,立体展示地下空间资源承载能力。结果表明,上海中心城区地下空间资源承载能力总体较好,可进一步合理开发地下空间,提高空间利用率,缓解空间资源有限的压力。     

关中盆地城市群地下文物遗迹精准探测——以茂陵为例

关中盆地是华夏文明重要发祥地,拥有厚重的历史文化底蕴,留下灿烂的地下历史文化遗迹,但因其隐藏于地下,观赏性不强,制约着具有世界影响力的历史文化旅游品牌的打造。以举世闻名的茂陵为探测区,采用无人机航测、地面调查、高密度电法、地质雷达、高精度磁测及微重力等地面无损探测技术,对帝陵进行了精准探测,发现茂陵地宫位于封土堆之下距水平面约30~40 m深,呈东西长约100 m,南北宽约60 m的矩形体;地宫基本完整,未坍塌;探测出南墓道、东墓道和北墓道的位置和深度与考古钻探探测出的结果基本一致。在此基础上利用3D Max软件平台等,可虚拟再现汉武帝茂陵辉煌规模及地宫形态。向游客展现汉武帝茂陵地宫的结构、景观以及时代与地域背景,将大幅度提升旅游产品品质。     

苏南都市圈城市地下空间资源开发利用现状与地质调查对策

地下空间资源是地表基质层中宝贵的自然资源之一,其作为城市有机体的重要组成部分,在未来城市建设中起着举足轻重的作用.苏南都市圈城市地下空间资源开发在全国处在领先地位,地下空间规划管理方面已形成较为完善的体系,城市地质调查也在全国率先实现全覆盖.依据地下空间资源开发现状和地质结构"软硬"两个方面条件对苏南都市圈城市地下空间...     

成都市城市地下空间探测的地球物理方法研究

成都市已被国家定位为国家中心城市,是继北京、天津、上海、广州、重庆之后第六个国家中心城市。成都市地下空间的开发与利用对于城市的快速、健康、生态发展具有重要的现实意义。1991年《成都市城市物探工作报告》对我们现在研究成都市地下空间三维地质结构探测工作的重要补充。结合成都市地层分布、城市建筑物特点,成都市城市地下空间探测应用最广泛的应该是反射波法、面波法(主动源和被动源联合勘探)、等值反磁通瞬变电磁法,其次以直流电测深(包括高密度电阻率法)、探地雷达等,辅助手段为折射波法、放射性测量和测井、波速测试等方法。解决城市专项地质问题需要针对问题的其它工程物探方法。     

隐伏岩溶区地下空间探测技术方法研究——以武汉市为例

岩溶地面塌陷是城市隐伏岩溶区地下空间开发过程中常见的地质环境问题,具有隐蔽性和突发性,开展隐伏岩溶区地下空间结构探测技术方法研究可以有效指导地下空间开发利用。以武汉市为例,分析武汉市岩溶地面塌陷的成因机理,提出岩溶发育程度、覆盖层厚度和结构、地下水是岩溶地面塌陷的原生地质条件,也是隐伏岩溶区地下空间探测的特征因子。通过对比分析地质雷达、高密度电阻率法、浅层地震、微动、混合源面波、瞬变电磁法、孔间层析成像和地面核磁共振法等技术方法在武汉市隐伏岩溶区地下空间探测的适用性。结果表明：地质雷达适用于浅部土层扰动探测,小极距的高密度电阻率法和混合源面波适宜于覆盖层的厚度和结构探测,浅层地震、微动和孔间层析成像适宜岩溶发育特征探测,地面核磁共振法可通过岩溶地下水的富水性辅助岩溶发育程度探测。     

成都市城市地下空间探测的地球物理方法研究

成都市已被国家定位为国家中心城市,是继北京、天津、上海、广州、重庆之后第六个国家中心城市。成都市地下空间的开发与利用对于城市的快速、健康、生态发展具有重要的现实意义。1991年《成都市城市物探工作报告》对我们现在研究成都市地下空间三维地质结构探测工作的重要补充。结合成都市地层分布、城市建筑物特点,成都市城市地下空间探测应用最广泛的应该是反射波法、面波法(主动源和被动源联合勘探)、等值反磁通瞬变电磁法,其次以直流电测深(包括高密度电阻率法)、探地雷达等,辅助手段为折射波法、放射性测量和测井、波速测试等方法。解决城市专项地质问题需要针对问题的其它工程物探方法。     

苏南都市圈城市地下空间资源开发利用现状与地质调查对策

地下空间资源是地表基质层中宝贵的自然资源之一,其作为城市有机体的重要组成部分,在未来城市建设中起着举足轻重的作用。苏南都市圈城市地下空间资源开发在全国处在领先地位,地下空间规划管理方面已形成较为完善的体系,城市地质调查也在全国率先实现全覆盖。依据地下空间资源开发现状和地质结构 “软硬”两个方面条件对苏南都市圈城市地下空间资源进行分类,划分为宁镇丘陵岗地型、苏锡常平原型和长江中下游冲积平原型三种类型。不同类型城市地下空间资源开发的地质背景和城市需求不尽相同,需根据实际情况定制不同的地下空间调查、规划、建设、管理体系。城市地下空间资源地质调查作为城市地质调查工作的延伸,需要提出更高的要求。本文从城市地下空间资源地质调查精度和深度、多参数多尺度一体化建模、地下空间资源评价、多种地下资源协同利用、地质资料信息数据库与平台建设等方面提出对策建议,用于指导未来城市地下空间资源调查的工程实践,为地质调查成果支撑城市地下空间全生命周期发展提供借鉴意义。     

城市地下空间开发利用的地质安全评价内容与方法

城市地下空间地质安全评价是地下空间资源开发利用的基础,但尚未见针对其评价原理、内容和方法进行的系统研究。文章以主要服务于控制性详细规划和修建性详细规划为目标,提出了城市地下空间开发利用地质安全评价三方面的内容:（1）地下空间自身稳定性评价,分浅埋、深埋硐室对围岩稳定性计算方法进行了评价,在修正的芬纳公式的基础上提出了以硐室围岩表面刚好达到剪切塑性极限为临界条件的围岩稳定性计算方法;同时通过构建地质模型,模拟不同工况下硐室稳定性,获取大量样本数据,利用神经网络方法分析建立求解器,从而建立地下空间自身稳定性的快速评价系统。（2）城市地下空间开发引起的邻近工程稳定性影响评价,从地下空间开发对地面工程的影响以及地下工程之间相互影响两方面梳理了评价的内容。（3）后建地面工程对地下工程稳定性的影响评价,提出了通过原位监测、数值分析及工程类比等方法对后建地面工程对地下工程稳定性的影响进行评价。     

城市地下空间资源开发利用的思考——以上海市为例

地下空间资源作为拓展城市发展空间和优化设施布局的一项宝贵资源是城市规划和建设的热点。本文以上海市为例,对城市地下空间资源的开发利用进行了探讨,以期对国内城市地下空间资源的综合利用有所启示。首先,本文对上海市主城区城市地下空间资源的开发类型、强度、密度和深度进行了分析,对竖向分层开发策略进行了讨论。然后梳理了上海市地下空间资源开发中存在的问题,并从创新开发理念的角度进行了思考,提出关于城市地下空间资源开发利用的一些思考。     

城市地下空间资源评价三维建模方法研究与实践:以上海市为例

城市地下空间开发利用是智慧城市发展的重要组成部分.构建城市地下空间三维地质模型和属性模型,能够立体直观地展示地下构筑物、河道、水系等,进一步与三维模型融合后,可以更好地展示地下空间资源质量.本文以上海市中心城区地下空间资源评价为示范,设计了三维地质结构和属性模型一体化建模方法,构建了上海市中心城区地下空间三维地质模型,...     

基于模糊数学理论的煤矿地下空间开发利用适宜性评价——以白源煤矿为例

针对煤矿地下空间开发利用适宜性评价进行了研究,提出了基于模糊数学理论的煤矿地下空间开发利用适宜性评价方法,为煤矿企业转型脱困焕发新生和资源枯竭型城市的转型发展提供新思路。首先建立评价指标体系,包括空间资源量、稳定性因素、安全性因素、空间环境因素、经济性因素等5大类以及相应的20小项评价指标,同时确定了体系中各个指标的评定等级标准;其次利用层次分析法确定评价指标权重;最后运用模糊数学理论进行综合评判。并以萍乡市白源煤矿为例开展煤矿地下空间开发利用适宜性评价,结果为较适宜。     

城市地下空间开发利用地质适宜性三维评价指标体系研究 ——以杭州市为例

地下空间开发地质适宜性三维评价是合理进行地下空间立体化开发、降低开发地质风险的重要手段,也是当前研究热点.作为地质适宜性三维评价全过程的重要一环,科学合理地建立三维评价指标体系是其能否正确开展的前提基础.通过结合杭州城市地下空间开发面临的地质问题,在系统分析各评价指标对地下空间开发建设影响的特征基础上,以三维视角从地层...     

城市地下空间开发利用地质适宜性三维评价指标体系研究——以杭州市为例

地下空间开发地质适宜性三维评价是合理进行地下空间立体化开发、降低开发地质风险的重要手段,也是当前研究热点。作为地质适宜性三维评价全过程的重要一环,科学合理地建立三维评价指标体系是其能否正确开展的前提基础。通过结合杭州城市地下空间开发面临的地质问题,在系统分析各评价指标对地下空间开发建设影响的特征基础上,以三维视角从地层三维结构等多个方面构建完成了一套具有多层次结构的三维评价指标体系,并采用层次分析方法对评价指标进行了目标权重的计算、一致性检验、排序和分析。该指标体系可划分为5个准则层21个指标层,相较于二维评价指标体系,通过融合三维地质模型和三维空间分析方法,使评价过程中能够考虑更多的评价因子,更好地描绘地下复杂的三维地质环境,丰富了三维评价结果的内涵。基于模糊综合评价方法的杭州钱江新城二期的三维评价应用成果表明,该指标体系为三维地质模型和三维空间分析方法之间的整合提供了有力的指导,为提升三维尺度下的地下空间开发地质适宜性评价精度和准确性提供了有力的支持。