論述工程地質(zhì)條件對(duì)重慶地下空間開(kāi)發(fā)利用重要性

周 琴 牟佳佳 周維莉

(長(zhǎng)江師范學(xué)院土木建筑工程學(xué)院，重慶 408100)1;

(重慶市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局107地質(zhì)隊(duì)地質(zhì)調(diào)查研究院，重慶 401120)2

一、地下空間概述

1.地下空間定義

地下空間指的是地表以下的巖層或土層中經(jīng)過(guò)人工開(kāi)發(fā)或天然形成而成的空間，該名詞主要是針對(duì)建筑方面而言［1－3］。地下空間根據(jù)豎向深度由地表向下依次分為淺層、次淺層、次深層和深層四種類型［4－5］。城市地下空間指的是城市規(guī)劃范圍內(nèi)地表下面的巖層或土層中經(jīng)過(guò)人工開(kāi)發(fā)或天然形成而成的空間［6］。地下空間的開(kāi)發(fā)利用指的是一定的時(shí)期內(nèi)，在一定經(jīng)濟(jì)、技術(shù)條件下，為增加城市空間的容量，改善城市空間功能和環(huán)境，在城市地表的下面修建構(gòu)筑物或建筑物，從而用來(lái)安排生活、生產(chǎn)及防災(zāi)等項(xiàng)目［7］。

2.地下空間自身屬性特征

地下空間與以空氣為介質(zhì)的地表上部空間存在根本差別，它總是賦存在一定的工程地質(zhì)條件背景下，是以巖體或土體為介質(zhì)和環(huán)境的，自身具有恒濕、恒溫、隱蔽性好等系列優(yōu)點(diǎn)［8］，也具備開(kāi)發(fā)利用難度大、歷時(shí)長(zhǎng)、造價(jià)高、風(fēng)險(xiǎn)高、不可再生等系列缺點(diǎn)［1］［7］［9］。故地下空間開(kāi)發(fā)利用是一項(xiàng)復(fù)雜地系統(tǒng)地工程，其設(shè)計(jì)、建設(shè)、施工方案的安全性、合理性等都與工程地質(zhì)背景緊密聯(lián)系［4］。

二、城市可持續(xù)發(fā)展的需求

根據(jù)城市發(fā)展的歷史和地下空間開(kāi)發(fā)的形勢(shì)來(lái)看，21世紀(jì)是地下空間開(kāi)發(fā)利用的世紀(jì)［10］，廣泛合理地開(kāi)發(fā)利用地下空間是現(xiàn)代城市空間發(fā)展和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的客觀需求［2－3］，是未來(lái)城市建設(shè)的主旋律［2］。資料顯示，目前一些發(fā)達(dá)中的國(guó)家已經(jīng)把利用地下空間當(dāng)作解決城市系列問(wèn)題的重要措施、治療“城市綜合癥”的藥方和實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展的途徑，并將地下空間作為新型國(guó)土資源、戰(zhàn)略性空間資源［10－11］。

在城市不斷發(fā)展和建設(shè)進(jìn)程中，工程地質(zhì)背景對(duì)地下工程的影響已受到了廣泛的正視。地質(zhì)問(wèn)題的研究在部分發(fā)達(dá)國(guó)家城市規(guī)劃中已經(jīng)得到了廣泛的重視。1969年，美國(guó)市政工程協(xié)會(huì)在《城市規(guī)劃藝術(shù)》報(bào)告中將城市規(guī)劃研究的專業(yè)人員分成27類，然而，在規(guī)劃的11個(gè)專業(yè)組中大多數(shù)都配備一定數(shù)量的地質(zhì)學(xué)家［4］［12］。羅伯特·萊格特是在《城市與地質(zhì)》書(shū)中指出，只有明確掌握地基的性質(zhì)、種類和地下的實(shí)際環(huán)境，才可以保證土地的合理利用［4］。為了更合理地利用地下空間，國(guó)際隧協(xié)在1991年英國(guó)倫敦第十七屆年會(huì)的宣言中確切表明［10］，地下空間是一類寶貴的資源，其開(kāi)發(fā)利用須特別重視，進(jìn)而保證它的合理利用。雖然改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)城市的地質(zhì)工作已經(jīng)取得一定成績(jī)，但地下空間開(kāi)發(fā)利用當(dāng)前仍處在初步階段，仍不能適應(yīng)城市規(guī)劃、建設(shè)的要求。

三、研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

近年來(lái)，前人對(duì)城市地下空間開(kāi)發(fā)利用影響因素的研究較廣泛，如:唐立達(dá)［1］指出必須謹(jǐn)慎利用具有不可逆屬性的地下空間;韓文峰等［8］指出正確認(rèn)識(shí)工程地質(zhì)條件，是城市地下空間規(guī)劃的基礎(chǔ);李相然等［13］指出充分利用有利工程地質(zhì)條件，預(yù)防和治理不利工程地質(zhì)條件，是經(jīng)濟(jì)、合理地建設(shè)地下工程的首要條件;顧寶和［14］對(duì)土體的穩(wěn)定與否，地下水的勘查與治理，施工過(guò)程與地質(zhì)條件干系等進(jìn)行了評(píng)述;沈小克等［12］主要研究了北京市地下空間開(kāi)發(fā)過(guò)程中的關(guān)鍵地質(zhì)問(wèn)題及相應(yīng)對(duì)策;官善友等［6］通過(guò)剖析各類地質(zhì)條件對(duì)武漢地下空間開(kāi)發(fā)的影響，對(duì)武漢市展開(kāi)分區(qū)評(píng)價(jià);吳波等［7］通過(guò)對(duì)影響重慶地下空間各原因的分析，建立基于AHP的地下空間因素評(píng)價(jià)。雖然這些文獻(xiàn)對(duì)城市地下空間開(kāi)發(fā)利用的重要性、影響因素等方面的研究較為全面，但可以看出針對(duì)重慶地下空間開(kāi)發(fā)利用中工程地質(zhì)條件的研究相對(duì)薄弱。

四、重慶地下空間的開(kāi)發(fā)利用

對(duì)于地質(zhì)情況復(fù)雜、正在高速擴(kuò)張時(shí)期的重慶而言，其地下空間具有悠久的發(fā)展歷史。重慶市規(guī)劃局于2008年發(fā)布了《重慶市城鄉(xiāng)規(guī)劃地下空間利用規(guī)劃導(dǎo)則 (試行)》，這象征著重慶即將進(jìn)入一個(gè)因地制宜、大規(guī)模地上地下立體式綜合開(kāi)發(fā)的新時(shí)段，地下空間將要成為重慶城市空間的主要組成部分［15］。

重慶位于四川盆地東南邊緣，屬于封閉式的地貌環(huán)境［16］，其地下是一個(gè)大型的潛在資源。結(jié)合重慶的實(shí)際情況，其有發(fā)展地下空間的必然趨向，也有優(yōu)越的工程地質(zhì)條件，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面［17］:在地質(zhì)條件方面，重慶城區(qū)地層屬侏羅系中統(tǒng)上沙溪廟組，巖層大都為砂頁(yè)巖互生，少數(shù)地區(qū)為石灰?guī)r，這易于開(kāi)挖;且?guī)r層產(chǎn)狀平緩，傾角基本都小于20°，不具備發(fā)震條件，無(wú)大斷層和應(yīng)力很集中的部位，也無(wú)再活動(dòng)的形跡。利用有利的工程地質(zhì)條件是安全、合理地開(kāi)發(fā)地下空間的先決條件。在場(chǎng)地選擇和工程設(shè)計(jì)中須充分考慮到因地質(zhì)條件可能出現(xiàn)的各種地質(zhì)問(wèn)題。在地下水方面，重慶除背斜軸部和低洼地帶有地下水或潛水外，其他地方的地下水位都很低，僅存在的地表滲漏水和裂隙水也較好處理。地下水的水位、水量和水質(zhì)與地下空間關(guān)系緊密，所以，盡量避免選擇使用地下空間位于低洼或山谷等地方當(dāng)場(chǎng)址，重視地表水對(duì)地下空間的滲漏的問(wèn)題，可以一定幅度地降低工程的建設(shè)費(fèi)用。在地形條件方面，重慶地屬河谷低山丘陵，相對(duì)高差較大，地勢(shì)起伏明顯。在地下空間開(kāi)發(fā)利用中充分利用高低錯(cuò)落的山勢(shì)臺(tái)地和斜坡陡坎，不僅可以提高地下空間的使用價(jià)值，還可以與城市地面房屋、道路等結(jié)合。

五、結(jié)論

由前文論述可得，隨著城市建設(shè)的持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路，即開(kāi)發(fā)利用地下空間。所有工程在建設(shè)前均須進(jìn)行一定的地質(zhì)工作，這已經(jīng)由相關(guān)法規(guī)予以肯定。對(duì)于長(zhǎng)期整體賦存在地質(zhì)體中地下空間來(lái)說(shuō)，其與地質(zhì)體一直存在著相互作用，工程地質(zhì)條件的綜合評(píng)估與掌控對(duì)科學(xué)有序的規(guī)劃、開(kāi)發(fā)和利用地下空間有著現(xiàn)實(shí)和深遠(yuǎn)的意義。

重慶地下空間的開(kāi)發(fā)利用是可能的、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的，也是山城發(fā)展的必然趨勢(shì)。對(duì)于地質(zhì)情況特殊的重慶而言，在地下空間開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中，結(jié)合實(shí)際工程地質(zhì)情況，系統(tǒng)性的深入研究工程地質(zhì)條件，對(duì)規(guī)避各種不利地質(zhì)因素的影響、減少工程實(shí)施中的技術(shù)復(fù)雜程度、保證工程安全、節(jié)約投資等方面具有重要意義。

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