城市深层地下空间设计与施工关键技术研究

城市深层地下空间设计与施工关键技术研究

张明鹏

南京东方大唐置业有限公司江苏南京210028

摘要：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，同时，地下空间在垂直层面的分层化趋势也越来越强，在这种浅、中、深各个分层面的地下空间内，各种地下建筑物、构筑物分层设置，以减少相互干扰，保证地下空间利用的充分性和完整性，这也为深层地下空间的开发利用提出了要求。基于此，本文就针对城市深层地下空间设计与施工关键技术进行研究分析。

关键词：城市深层；地下空间设计；施工技术；研究

引言

近年来，随着我国技术的飞速发展，我国已对城市深层地下空间运用加大力度，但还应采取多项举措才能发挥最大效果。

1深层地下空间的特点

深层地下空间更容易实现工程合理布局和规划，有利于城市线状空间的直线化和点状空间的大规模化。而且，深层地下空间还具有更好的隔音、恒温、恒湿等性能，能满足一些文化设施、精密工厂、避难防灾等的要求，对改善城市环境、完善城市功能以及防灾等具有重要的意义。

深层地下空间的建设成本不一定都比浅部地下空间高，这是因为深度较大处，一般坚硬岩体的自稳性更好，减少了工程成本;深层地下空间的开发更有利于工程的直线化，缩短了工程长度;深层地下空间减少了对土地的影响，节减支付给土地所有者的补偿费用。

由于地下空间资源的不可再生性，在开发深层地下空间之前，要认真评价其适宜性、安全性、经济性，既不对已经存在的地面及地下中浅层基础设施造成破坏，也不影响后续可能的地下空间利用。中浅层地下空间利用与深层地下空间利用要共同发展，对深层地下空间的开发并不意味着放弃中浅层地下空间，二者相辅相成，才能把城市地下空间利用事业推向新的水平，在城市发展中起到更为积极的作用。

2城市深层地下空间设计和关键技术的不足

2.1建设格局不合理

越大的城市越挖越深，因此深层地下空间开发需要开放的城市管理与良好的技术共同支撑。如一线城市上海作为国际化大都市，其地面和中浅层地下空间资源早已趋于饱和，急需深层地下空间的开拓。另外，我们国家人口连年增加，承载压力不断加大。这些因素导致最早开始深层城市地下空间建设，上海在所有城市的前列，也为后期发展埋下了隐患。在其前期发展过程中，容易各自为政，区域划分并不明显，很难形成统一而合理的建设格局。

2.2关健技术缺乏

科技是第一生产力，技术缺乏，各项措施无法展开。深层地下空间结构各不相同，不同地质条件城市的开挖形式各不相同，遇到不同情况需要不同技术支撑。现代城市作为庞大的社会系统，在城市系统的地下建筑也体现分区和分层的特点，因此关键技术无法跟上，会降低深层地下空间开发的效率，甚至导致事故发生。

2.3技术人员缺失

技术是由人发明和实施，关键和核心技术人员缺席，会导致问题产生。总体来说，我国城市深层地下空间设计人员和核心技术人员缺失。首先，从事相关管理的人员数量少。另外，很多技术人员的技术经验不足，缺乏恰当的培训，不能与时俱进，只根据过去的经验总结做事，可靠度较低。

3城市深层地下空间施工关键技术分析

3.1防水渗透施工关键技术分析

深层地下空间开发应用过程中，要注重对防渗技术进行把握。渗水现象的产生在深层地下工程中较常见，这就导致建筑物的质量受到不利影响，甚至可能导致地下建筑的寿命缩短。在进行防水渗透技术应用过程中，其要点主要体现在以下几点。（１）加强对原材料和防水材料的质量控制，并对原材料和防水材料的质量做好检测工作。在原材料和防水材料购买过程中，严格按照设计要求和国家规范规定采购，需要厂家保证提供合格证明，并对材料进行试验，在确保材料符合设计要求和国家规范规定的情况下，将材料应用于深层地下工程的施工当中。（２）防水渗透过程中，要对混凝土的配合比问题予以足够的关注，提高抗渗混凝土的等级，并严格按照设计要求和国家规范规定开展。这一过程中要加强对防渗混凝土的振捣，采用机械振捣方式，保证振捣的质量。（３）防渗施工过程中，需保证基底处于干燥施工状态，必须重点把控结构底板和结构外墙大体积、大方量混凝土浇筑的连续性和可控性以及后期混凝土浇筑完成后养护措施必须到位，尽量减少底板和外墙体的施工缝，减少渗水薄弱点的数量。该过程中，还需要做好基础垫层、围护结构及初期支护的检测，保证每道施工工序的质量。防水渗透施工关键技术的应用要注重对地下工程的防渗、防潮、防霉等工作要点的把握，把握深层地下空间的特点，使施工技术具有较强的针对性，可对问题做好有效解决。

3.2岩土工程勘探技术

城市深层地下空间的探索应进行岩石工程勘探，因为工程实施是否顺利进行依赖于对地质条件的探测。预先勘测并正确预测对于地下城市的选址、规划、建设和后期运营维护都非常重要。

另外，城市深层地下空间的合理开发利用，会给岩石工程勘探技术带来很多新的问题，要求技术人员在勘探过程中提供权威有效的勘察资料和意见，以保障后续工作顺利进行。

3.3深层地下空间暗挖施工技术

本文所说的暗挖法是指针对于目前中浅层地下空间施工常用新奥法和浅埋暗挖法。如何研究和改进新奥法及浅埋暗挖法在深层地下工程施工中的使用情况，如何在施工工艺、施工方法上加以改进，形成一套适应于深地层条件下的施工工法值得我们探讨。目前在城市地下工程施工中常用的浅埋暗挖法施工技术如在深层中推广需要解决以下几个问题:(1)浅埋暗挖法要求在无水条件下施工，对于埋深较浅的地下工程的降水可能要容易解决一些，但是对于埋深为50m以下的深层地下空间来说，需要解决较多的难题;(2)浅埋暗挖法要求施工竖井，深层地下空间的竖井施工同样需要解决较多的难题;(3)适应于深层条件下的浅埋暗挖法隧洞的初期支护、一次衬砌、二次衬砌施工技术;(4)适应于深层地层条件下的防水施工与回填注浆技术。

3.4深层地下空间机械化施工技术

深层地下空间由于埋深较大(地面以下50m)，人员的进出不方便，便于采用机械化施工。盾构施工法、顶管施工技术是常用的地下工程机械化施工技术。对于深层地下空间的机械化施工而言，无论是盾构法还是顶管法，除了要从机械本身的性能上提高抗高水土压力外，还要通过调查地质情况，分析并参考积累的地质数据库，经过试验和有限元的分析得出周围地层的应力与变形特点，从而分析出隧道承受的荷载，决定合适的衬砌类型，并考虑特殊阶段的受力情况，选择适当的深层地下空间机械化施工方法进行施工。

结束语

在城市深层地下空间设计及施工过程中，要注重对现阶段深层地下空间的应用情况进行把握，能够从实际情况入手，深入地研究和分析城市深层地下空间设计的关键点，保证深层空间设计能够为施工提供有效的参照。在城市深层地下空间施工关键技术把握过程中，要对城市深层地下空间的特点予以注意，做好防渗、防漏，加强防水技术的应用。同时，在利用岩土工程勘探技术过程中，做好可行性方案分析，为施工设计提供有效的参照。城市深层地下空间还要加强运营及维护，尤其是做好设施的维护工作，加强对现代信息技术和大数据技术的应用，通过对数据信息进行把握，为城市深层地下空间更好地应用提供可靠支持。

参考文献

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