地下空间的利用对改善地面环境起着重要作用。在发展地下交通、降低城市大气污染的同时，还应提倡建设城市地下市政管线公用隧道，将自来水、排污管、供热管、电缆和通信线路纳入其中，可缩短路线长度达30%，还易于检查和修理，不影响地面土地的使用。有条件的城市还可发展地下垃圾处理系统，消除垃圾“围城”现象。

近年来中国城市地下空间开发利用成就

近年来，随着中国经济持续快速发展与城市化水平的提高，中国城市地下空间开发利用得到了大发展，其主要成就表现在：

一，城市地铁建设的快速发展带动了城市地下空间资源的大规模开发利用。地铁建设推进了城市定向、有序的发展，并带动地铁沿线房地产业的发展和地下商业交通的开发利用；

二，城市高层建筑的“上天入地”推进了城市空间的立体开发；

三，充分开发利用地下空间资源的防护潜能，提高了城市综合防灾抗毁能力；四，城市地下空间的开发利用已步入法制化轨道。

亟待科学监管 　近年来，我国城市地下空间开发迅猛发展。随着地下空间开发利用，城市地层深处原始状况开始逐渐被改变，城市“地陷”发生概率上升。一些地质专家、国土资源部门官员接受本刊记者采访时指出，当前，我国城市地下空间存在多头管理和立法空白，地下工程开发与施工各自为政，区域性地质灾害公益普查迟迟不能起步，城市地下空间开发亟待建立科学的风险控制体系和有针对性的监管办法。

据武汉城市规划设计院提供的资料，在城市地下空间开发方面起步较早的上海，已开发地下空间面积约4000万平方米，形成超过10座以上大小不等的“地下城”。在武汉市，规划在主城区684平方公里范围内，到2020年建成2000万平方米地下空间。在北京，每年计划增加约300万平方米地下空间，到2020年，将建成9000万平方米的地下空间，人均5平方米。在长沙，还计划在城市西部一个水面数万平方米的湖泊下，建设水下商场、酒店、公共休闲设施等工程。

除了开发地下城市，过江隧道、各种管网系统入地、市内轨道交通体系等城市地下工程建设、发展的速度也很快。数据显示，我国1995年至2008年的十多年间，建有轨道交通的城市从2个增加到10个，运营里程达到835.5公里。目前，又有22个城市获准建设地铁工程，总投资达8000多亿元。

一些城市管理者针对社会上关于地下工程建设安全问题的疑问，往往突出强调技术手段。赵云胜指出，依照人类目前的技术，所有的地下工程，不对地面和周边产生任何影响是不可能的，关键在于如何将影响控制在许可的范围之内。如地铁工程盾构施工，多在城市人口和建筑物密集的地段进行，盾构机从地下穿越各种建筑物、铁路、河流、桥梁，施工质量和安全隐患等问题不容忽视。2006年以来，包括北京在内的城市，在地铁盾构施工中，就多次发生重大塌陷等事故。

城市地下空间利用前景　-----城市的未来　

地下空间的开发利用是城市发展到一定阶段的产物，其目的、作用、规模、范围等都应与城市发展水平相适应，滞后或超前都是不利的。

中国工程院院士钱七虎：“地下空间可以有效解决城市交通日益拥挤的现象，还可以避免出现‘拉链公路’，可惜的是我国不少地区的地下空间都没有利用起来”，在近日举行的南京第六届青年学术论坛土木建筑分会场上，中国工程院院士钱七虎指出，充分利用地下空间已经逐渐成为国际节能的新趋势。

中国的人均GDP在2005年已超过1700美元，预计到2020年中国人均GDP还将超过3000美元。根据中国城市化发展趋势的预测，到2010年中国城市化水平将达到45%左右，相应的城市人口将达到6.3亿人。城市化加速发展使得城市地下空间开发利用同步加快发展成为必然。可以预计，今后20年或更长时间，将是中国城市地下空间大规模建设的高峰期。例如，今后十年，中国将有近30个城市进入城市地铁与轻轨建设的高速发展时期，预计今后五年城市地铁将增加500-600公里或更多。其中上海与北京将分别以每年40公里或更高的速度发展地铁。中国的城市化只有走城市土地资源高效利用与地下空间综合开发的道路，才能实现可持续发展。在21世纪的头十年，中国城市地下空间开发利用的总目标是：在目前城市地下空间开发利用已取得的成果基础上，加快城市地下空间开发利用的总体规划编制。制定政策法规；理顺管理体系；推进地下空间建造技术创新与进步，使城市地下空间开发利用的总体水平接近世界发达国家二十世纪九十年代中期水平，初步形成与地面建筑相结合的地下人流、物流的公共空间体系以及构筑城市综合防灾综合体系。

城市地下空间是一个巨大而丰富的空间资源，城市地下空间可开发的资源量为可供开发的面积、合理开发深度与适当的可利用系数之积。显示，2012年我国城市建设用地总面积为32.28万公顷，按照40%的可开发系数和30米的开发深度计算，可供合理开发的地下空间资源量就达到3873.60亿立方米。这是一笔很可观而又丰富的资源，若得到合理开发，那么将对扩大城市空间、实现城市集约化发展具有重要的意义。

随着我国一线城市地下空间的开发利用，地下浅层部分将会利用完毕，以及深层开挖技术和装备的逐步完善，为了综合利用地下空间资源，地下空间开发将逐步向深层发展。尽管深层地下空间的开发成本较大，连“财大气粗”的世茂集团深坑酒店也是充分利用了废弃采石坑的地下空间，成为海拔最低的酒店，但深层地下空间资源的开发利用已成为未来城市现代化建设的主要课题。在地下空间深层化的同时，各空间层面分化趋势越来越强。这种分层面的地下空间，以人及为其服务的功能区为中心，人、车分流，市政管线、污水和垃圾的处理分置于不同的层次，各种地下交通也分层设置，以减少相互干扰，保证了地下空间利用的充分性和完整性。

随着城镇化快速发展，土地资源的缺乏、PM2.5指数持续高位、高浓度的雾霾天气笼罩，享受好阳光、呼吸好空气、喝无污染的水、交通不拥挤已然成了“奢侈品”。我国提出“生态城市”“低碳城市”等生态型发展模式为城市发展目标的地级以上的城市约280多个，但至今公认的成功案例却不多。而这就是世博区块的可以期待的未来模样，后世博地区结合自身特点，建立了一套新体系、新模式和新机制，因地制宜地打造低碳生态智慧城区。

作为上海十二五发展规划之一，后续园区开发建设承载了厚重的使命，也迎来了前所未有的发展机遇。为此，如何更好得传承和发扬低碳世博的精髓和最佳实践，更好得满足公众对于地下生活的期待和要求，更好地完成“低碳社会”的软硬环境建设，成为更好得开发和研究的重要课题。

“2013首届地下空间与现代城市中心国际研讨会”深入探讨了如何有效利用地下空间资源助力城市发展。在此基础上，为延续“世博低碳生态科技论坛” 品牌效应，持续关注地下空间与现代城市中心开发浪潮，扩大“地下空间与现代城市中心研讨会”规模，计划将继续结合世博地下空间开发建设的项目，聚集世界各地优秀地下空间与城市规划案例和业内人士，举办“2014(第二届)地下空间与城市综合体国际研讨会”将于2014年9月18-19日在上海再度召开，将地下空间开发、能源管理、绿色建筑等多学科内容交叉，通过高端论坛、专业研讨、展示区等形式，探讨和展示行业趋势及最新市场动态，实现产、学、研、用结合，以此促使发达、发展中和新兴大都市及特大城市的可持续发展。

开发地下空间是21世纪结构工程的重要发展趋势。就目前而言，开发城市地下空间可应用于交通设施、商业设施等8个领域，具体说出是哪8个领域及对应的具体功能有哪些？

1、交通设施：城市地下通道、城市地铁、隧道。

2、商业设施：地下商城、水下游乐馆。

3、地下车库：解决城市中心区的公共停车和居住区的个人停车。

4、市政公益管线设施：提高城市道路利用、保护地下设施稳定运转、为以后添加设施提供预留空间。

5、城市综合防灾建设：人民防空、抵御自然灾害。

6、军事工程：地下军事指挥中心、重要军事设施（军事光缆、通道、物资储备等）。

7、仓储设施：地下油库（存储量大、安全防火、质量稳定、维护容易）。

8、高层建筑地下空间：增加建筑面积、抗灾防震。

“九龙治水”

近些年，许多城市在建设中常常遭遇这般尴尬：计划埋设管道的线路，已有其他造好的地下工程，使得管道线路不得不改道，因此成本大增。此外，高层建筑的桩基给地下空间开发造成新的障碍，对地下铁道、地下管线等有延续性的工程建设造成非常大的困难。

施伟忠说，这些问题的深层次体制原因，在于城市地下空间管理存在“九龙治水”问题。与城市地下空间管理直接相关的机构，包括国土资源、城市规划、建设、电信、电力、公用、民防、公安消防、抗震、水利防洪、绿化、环保、水电、国防、文物保护等，管理主体职能交叉效率低下，多存在以部门利益取代公共利益等弊端。

许多专家建议，应该整合行政资源，对地下空间开发项目审批、设计审查、工程管理、安全监督检查等建立起信息共享、协调互动、监管与查处联动的机制，在降低社会送审经费和时间成本的前提下提高管理效率。

华中科技大学公共管理学院一个研究小组今年7月公布的研究报告指出，除了住建部颁布的《城市地下空间开发利用管理规定》，我国与地下空间有关的法律规范内容，还分散在《城市规划法》《土地管理法》《城市房地产管理法》《人民防空法》《矿产资源法》《环境保护法》《建筑法》等诸多法律中，不能形成完整立法体系。在城市地下空间开发建设步入“快车道”的背景下，亟待制定一部完整、权威的法律，来规范并解决开发权限、体制、标准与规程等实际问题，实现城市地下空间开发统一规划、统一标准和统一管理。 2100433B

前言

第1章 绪论

1.1 地下空间结构的概念、功能和特点

1.2 地下空间结构的形式和适用环境

1.3 地下空间结构设计基本原则与内容

1.4 地下空间结构进展

思考题

第2章 地下空间结构的荷载与可靠度基本原理

2.1 围岩分级

2.1.1 概述

2.1.2 围岩

2.1.3 围岩分级

2.2 荷载种类和组合

2.2.1 地下空间结构荷载

2.2.2 荷载组合

2.2.3 荷载确定方法

2.3 土压力与围岩压力计算

2.3.1 土压力计算理论

2.3.2 围岩压力计算

2.4 地层弹性抗力

2.5 地下空间结构可靠度基本原理

2.5.1 概述

2.5.2 可靠性分析的基本原理

2.5.3 可靠度分析的近似方法

2.5.4 结构体系的可靠度分析

2.5.5 蒙特卡罗法简介

思考题

第3章 弹性地基梁

3.1 概述

3.2 弹性地基梁的计算模型

3.2.1 直线分布假定

3.2.2 局部变形理论

3.2.3 共同变形理论

3.3 基于局部变形理论计算弹性地基梁

3.3.1 基础梁的挠度曲线微分方程

3.3.2 挠度曲线微分方程的齐次解

3.3.3 初参数和双曲线三角函数的引用

3.3.4 挠度曲线微分方程的特解

3.4 弹性地基短梁、长梁及刚性梁

3.4.1 弹性地基梁的分类

3.4.2 无限长梁

3.4.3 半无限长梁

3.4.4 刚性梁

3.4.5 例题

3.5 基于共同变形理论的弹性地基梁计算

3.5.1 基本方程

3.5.2 表格的使用

习题

第4章 地下空间结构的设计计算理论

4.1 地下工程结构计算方法的发展

4.1.1 刚性结构阶段

4.1.2 弹性结构阶段

4.1.3 连续介质阶段

4.1.4 数值模拟阶段

4.1.5 可靠度分析阶段

4.2 地下空间结构的设计模型

4.2.1 经验类比模型

4.2.2 荷载一结构模型

4.2.3 地层一结构模型

4.2.4 收敛一限制模型

4.3 地下空间结构设计内容

4.4 荷载一结构法

4.4.1 设计原理

4.4.2 计算原理

4.5 地层一结构法

4.5.1 设计原理

……

第5章 隧道结构

第6章 浅埋式结构与附建式结构

第7章 盾构法隧道结构与顶管结构

第8章 沉井结构与沉管结构

第9章 复合衬砌结构

第10章 基坑围护结构

附录

参考文献 2100433B

城市地下空间系指城市建设区范围内的地下空间。地下10米以上的为浅层地下空间，地下10～30米的为次浅层地下空间，地下30米以下为深层地下空间。城市地下空间就开发利用的性质主要可分成地下管线（包括管廊、共同沟）、单独的地下建筑物、地面建筑物附设的地下室、地下交通设施（包括地下铁道、公路隧道、人行隧道等）等四类。人类早期穴居是利用地下空间的最初形式。随着现代城市功能的发展，工程技术的进步和大城市土地资源的短缺，城市的很多地面活动和设施转而利用地下。至今，国内外城市开发建设的地下空间领域非常广泛，包括交通设施、市政工程设施、商业设施、文化娱乐和体育设施、防灾设施、生产和储存设施、能源设施、科研实验设施等。这些城市地下设施的主要优点是：节省土地，减少地面环境污染，缓解地面交通堵塞，提供防灾空间（包括平时与战时）等。城市地下空间具有较强的抗灾特性。对地面上难以抗御的外部灾害如战时空袭、地震、风暴、地面火灾等有较强防御能力，能提供避难空间和救灾安全通道，储备防灾物资和紧急用水等。城市地下工程的开发技术已得到很大提高。通风、防水、防潮、照明、垂直交通等问题已基本解决。先进的技术可以使地下空间环境温度稳定，不受地面噪声、尘埃干扰，冬暖夏凉，宁静安详，在一定条件下，工程造价可以不高于同类的地面建筑。一些发展中国家越来越多地将开发城市地下空间作为社会经济建设的重要战略。城市的地下工程建设仍然存在着投入较大和某些复杂地形地质情况下的难题，本身还具有不可逆性和难以更改的特点，因而比地面建设更需要有预见性较强的统一规划和精心设计，并与城市地面的规划密切结合，相互协调。对深层地下空间，作为资源应实行保护和控制，以便城市长远或特殊需要时可以开发利用。 2100433B

《地下空间结构/高等院校城市地下空间工程专业“十二五”规划教材》结合新规范、规程，着重从基本概念、基本理论和方法介绍城市地下空间结构的成熟观点和成果。主要内容为：第一部分为总论，包括第1章至第4章，重点介绍地下空间结构的基本概念、围岩分级、荷载类型及确定方法、可靠度基本原理、弹性地基梁理论、地下空间结构设计计算理论；第二部分为各类地下空间结构，包括第5章至第10章，主要介绍隧道结构、浅埋式结构与附建式结构、盾构法隧道结构与顶管结构、沉井结构与沉管结构、复合衬砌结构和基坑围护结构。

《地下空间结构/高等院校城市地下空间工程专业“十二五”规划教材》适用于城市地下空间工程专业和土木工程专业地下建筑结构方向的本科生，也可供相关专业工程技术人员参考。