国产美女麻豆精品一区_99久久国产综合毛片_日韩亚州欧美在线播放_亚洲性精油按摩av一区二区_久久精品视频午夜免费_日韩 综合 婷婷 图_國產精品電影一區二區_欧美成人观看免费全部欧美老妇0_国产91对白在线_伊人影院在线播放

近年來，城市地下空間的開發(fā)和利用引起了國內(nèi)外一些學者和城市管理者的高度關(guān)注和熱烈討論。一些具有經(jīng)濟實力的國家和城市都在大力發(fā)展地下空間并進行相關(guān)研究，以尋求更多人類可以使用的空間。有“花園城市”之稱的新加坡，也在地下空間開發(fā)和利用方面進行了系統(tǒng)的規(guī)劃和研究，雖然開發(fā)時間不長，但發(fā)展迅速，現(xiàn)已成為城市地下空間開發(fā)和應用領(lǐng)域的佼 佼 者。而且，它所開展的地下空間工程建設(shè)克服了諸多科學和技術(shù)難題，為地下空間的發(fā)展提供了重要的理論基礎(chǔ)和工程實踐經(jīng)驗。本文在介紹新加坡主要工程地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，列舉一些比較典型的新加坡城市地下空間開發(fā)利用實例，根據(jù)實踐和理論相結(jié)合的工程建設(shè)和開發(fā)思路，給出一些對中國城市地下空間開發(fā)利用具有啟發(fā)性的建議。

01 新加坡工程地質(zhì)概況

新加坡共和國是位于東南亞馬來半島南端的一個島國，其北面隔著柔佛海峽與馬來西亞緊鄰，并以長堤相連于新馬兩岸之間，南面有新加坡海峽與印尼相望。新加坡的國土除了本島之外，還包括周圍數(shù)島。新加坡位于赤道附近，是典型的熱帶海洋性氣候，降水豐富。新加坡是一個人口稠密的高收入城市，它擁有近540萬人口（2013年），但國土面積卻只有697 km2。新加坡地勢起伏和緩，其西部和中部地區(qū)是丘陵地，東部以及沿海地帶都是平原，地理最高點為武吉知馬，高163 m。圖 1為新加坡的主要巖土體地質(zhì)分布。

圖1 新加坡主要地質(zhì)分布

從地質(zhì)構(gòu)造學看，新加坡的地質(zhì)大體上可分為4類【4】：

1）由火成巖組成的甘柏蘇長巖（Gombak Norite）以及武吉知馬花崗巖（Bukit Timah granite），分布在北部和中心北部。

2）由沉積巖組成的裕廊組（Jurong Formation）地層，分布在西部和西南部。

3）由第四紀沉積土組成的老沖積層（Old Alluvium），分布在東部。

4）由加冷組（Kallang Formation）沉積組成的沖擊層、過渡土層和海洋黏土，遍及整個島國。

按新加坡政府在2002年時提出的“在地下再建立一個新加坡”的模式計算，考慮必要的地下原巖支撐面積，則新加坡的地下空間總面積可約等同于其國土面積的1/3~1/2，即約為200~300 km2，人均地下空間面積可達30~50 m2。新加坡在對城市地下空間進行開發(fā)利用時，特別注重與工程地質(zhì)的結(jié)合，其地下空間的開發(fā)充分考慮了工程巖土體本身的力學特性。以下對新加坡的一些典型地下空間開發(fā)利用實例進行介紹。

02 新加坡地下空間利用典型案例

2.1 地鐵

新加坡作為舉世聞名的國際航空和航運中心，其陸路公共交通也極其發(fā)達。以地鐵為例，新加坡地鐵，又叫大眾捷運系統(tǒng)（mass rapid transport，MRT），始建于1987年，現(xiàn)已成為當今世界上最為便捷、高效、明亮、整潔的公共交通系統(tǒng)之一。圖 2是新加坡當前的捷運系統(tǒng)路線圖。新加坡地鐵系統(tǒng)分為4條主干線路：東西線（綠線①②③）：從巴西立（或從樟宜國際機場）前往西部群島；南北線（紅線④⑤）：從濱海灣通往裕廊東；東北線（紫線⑥⑦）：連接港灣至東北部的榜鵝；環(huán)線（橘黃線⑧⑨⑩）：從港灣通往多美哥和濱灣；其中南北線和東西線，總長83 km，縱橫穿越新加坡島全境，是地鐵網(wǎng)絡中最主要的干線。

圖2 新加坡捷運系統(tǒng)路線

新加坡地鐵隧道大多是采用隧道掘進機（TBM）或新奧法（NATM）進行施工，有些地區(qū)的隧道則采用明挖法技術(shù)施工。由于新加坡很多地鐵車站都位于城市中心商務區(qū)，因此對隧道施工引起的沉降變形有嚴格的控制，根據(jù)新加坡MRT公司實踐和軌道保護規(guī)程規(guī)定，由隧道施工引起的隧道周邊建筑物變形不允許超過15 mm。如此嚴格的規(guī)定，使得新加坡在修建地鐵隧道工程時，對隧道施工、變形監(jiān)測和管理以及數(shù)值模擬分析方面都提出了更高的要求。根據(jù)新奧法的原理，隧道施工應特別強調(diào)變形觀測的重要性，以新加坡地鐵南北線建設(shè)的C710合同段為例，他們對隧道建設(shè)過程中的一些關(guān)鍵截面進行了大量的變形監(jiān)測，主要包括3部分：地表變形監(jiān)測、開挖引起的襯砌變形監(jiān)測和初次襯砌中的鋼拱架等主要部件的應力、應變監(jiān)測。新加坡因其特殊的地質(zhì)構(gòu)造情況和廣泛分布的高層建筑及建筑群，其地鐵工程的建設(shè)為解決一些同類型的復雜施工條件下的地鐵車站及隧道建設(shè)提供了良好的案例。此外，新加坡地鐵車站的綜合集成開發(fā)模式也值得國內(nèi)外城市借鑒。

2.2地下管網(wǎng)系統(tǒng)

中國城市地下管網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)由于涉及到多個不同單位不同部門之間的協(xié)調(diào)，致使其規(guī)劃和建設(shè)都相對滯后，如近年來中國一些大中型城市都先后因地下排水系統(tǒng)能力不足而導致城市內(nèi)澇現(xiàn)象，就是一個典型的例證。而新加坡在城市地下排水系統(tǒng)方面的規(guī)劃做得相當好，雖然該地區(qū)經(jīng)常遭受暴雨的襲擊，但卻很少出現(xiàn)城市內(nèi)澇現(xiàn)象。以下為新加坡城市地下管網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)的3個典型例子。

1）綜合管路隧道（common services tunnel）。新加坡市區(qū)重建局在濱海灣區(qū)修建了1條綜合管路隧道，把該區(qū)的主要供水管道、通信電纜、電力電纜等全部集中到這個隧道中，該隧道的截面尺寸為12 m×12 m，其中，管道通道為12 m×8m，電纜通道為4 m×8 m[11]。整個工程歷時十幾年，綜合管路隧道的第一階段長度約1.4 km，已于2004年完工；隧道第二階段長度約1.6 km，已于2010年完工。

2）深隧排污系統(tǒng)（deep tunnel sewerage system）。新加坡公用設(shè)施局投資興建了一個深埋隧道排污系統(tǒng)，這個系統(tǒng)的第一階段包括一條長約48 km的排水深隧道和一座污水處理廠（樟宜污水處理廠），排水隧道直徑最 大6 m，隧道埋深20~40 m不等，污水處理廠的設(shè)計排水量為80 Mm3/d（最高極限能力可增至240 Mm3/d）?？紤]到新加坡將來可能出現(xiàn)的缺水狀況，該污水處理廠設(shè)計時預留了將處理過的污水凈化為工業(yè)用水的接口。

3）電纜隧道（electric cable tunnel），新加坡地底最深的電纜隧道工程已于2012年9月動工。這條電纜隧道深入地下60 m，相當于20層樓高，比一般的地鐵隧道還要深一倍。該電纜隧道可裝置電伏高達400 kV的電纜，以應對130萬個家庭、商業(yè)和工業(yè)用戶日益增加的電量需求。與地鐵線類似，該隧道工程分為南北線和東西線，主要是為了連接北端和西端的3大發(fā)電廠。隧道直徑6 m，計劃采用盾構(gòu)法施工，兩條隧道長約35 km，預計耗資20億元。

2.3 地下儲存庫

新加坡一般被認為是一個沒有自然資源的國家，但在新加坡的一次學術(shù)報告會議上，新加坡巖石力學與工程地質(zhì)學會主席周應興先生指出，新加坡有豐富的地下空間資源和水資源，巖石地下儲存空間可以為新加坡儲存大量的天然淡水（降雨）資源。事實確實如此，過去十幾年，通過大量的工程地質(zhì)調(diào)查和巖石力學試驗，發(fā)現(xiàn)新加坡中部地區(qū)的武吉知馬花崗巖和中西部地區(qū)的沉積巖層特別適合修建大型地下硐室作為地下儲庫。早在1995年，新加坡就提出了利用武吉知馬花崗巖層修建地下儲庫和安全庇護硐室的計劃。

20世紀90年代新加坡就在南洋理工大學專門成立了“地下空間和巖石力學”（underground space and rock mechanics，USRM）研究小組，現(xiàn)改名為“防護技術(shù)研究中心”（protectivetechnology research centre，PTRC）。該研究小組的主要研究方向包括：巖石材料在動態(tài)和瞬態(tài)載荷作用下的力學特性，動載荷作用下巖石節(jié)理的響應特性，沖擊波在巖石節(jié)理和巖體中的傳播，巖體和巖石結(jié)構(gòu)的離散元模擬等，并取得了頗為領(lǐng) 先的巖石動力學研究成果，目前這些研究方向仍是巖石動力學研究領(lǐng)域的熱門方向。

上述基礎(chǔ)研究的工程背景是新加坡計劃利用花崗巖優(yōu) 越的抗爆性能，在萬禮花崗巖地層中建設(shè)地下軍 火彈藥儲存庫。萬禮地區(qū)的花崗巖地層屬于三疊紀地質(zhì)期，有2億年歷史，其硬度是水泥的6倍，還有天然冷卻作用。萬禮軍 火庫由多個儲藏倉庫組成，每個倉庫長100 m，寬26 m，高13 m，由雙車道寬的隧道連接。兩隧道間至少間隔20 m，滿足“當其中一隧道爆炸時，不會對另一隧道產(chǎn)生破壞性影響”的要求。同時每個倉庫門口都設(shè)置電動鋼鑄防爆閘，以防爆炸碎片、火勢和氣浪沖入。此外，每個倉庫門口對面都鑿有存留爆炸碎片用的空間——留碎室，可存留90%向外沖出的爆炸碎片，也能減緩爆炸火勢。萬禮軍 火庫還是一個省地、省電、省水、省力的高效軍 火庫。該庫建造在地下數(shù)十米，與地面軍 火庫相比，所需安全地區(qū)面積可以減少90%，相當于400個足球場。同時，由于花崗巖的隔熱作用，電力消耗只有地面軍 火庫的一半；雨水收集和地面排水系統(tǒng)每年省水約60000 m3。2008年3月7日，新加坡的萬禮地下軍 火庫正式啟用。

近年來，新加坡為了應對可能遭遇的石油危機，開始著手修建地下石油儲存庫。根據(jù)新加坡地質(zhì)條件特點和經(jīng)濟戰(zhàn)略布局的要求，以裕廊組（Jurong Formation）沉積巖為主的裕廊島成為地下儲油庫的最 佳選擇地點。裕廊島位于新加坡西部，是由7個小島填海造陸而成的人工島，這里是新加坡的石化產(chǎn)業(yè)基地，也是全球第三大石油貿(mào)易中心和煉油中心。圖 3 為新加坡海底地下石油儲存庫的布局示意圖。

圖 3 新加坡海底地下石油儲存庫示意

由于該地下石油儲存庫建于海平面以下，在地下硐室開挖建設(shè)過程中，海水入侵和地下水滲漏成為需要首先考慮的問題，如水對巖石強度弱化特性的影響分析、地下水滲流場分析、硐室開挖圍巖在流固耦合作用下的穩(wěn)定性分析等。為此，地下石油儲存庫項目建設(shè)方裕廊集團（Jurong towncorporation，JTC）委托新加坡南洋理工大學對硐室建設(shè)的全過程進行了大量的室內(nèi)試驗、現(xiàn)場監(jiān)測和數(shù)值模擬研究，并隨著工程建設(shè)的進度已經(jīng)取得了一些極 具工程實踐和技術(shù)指導意義的研究成果。目前，該地下儲油庫第 1階段工程已經(jīng)完成，最初的兩座巖洞已于2013年完工，采用水封油庫的方式儲油。此外，新加坡政府還計劃2014年在海床下100m深處挖掘5個地下儲油庫。5座巖洞共有9座儲油長廊，每座長廊有9層樓高，可以容納相當于64座奧運會標準游泳池的液體量。全部完工后的總儲油量接近400 Mm3，儲油總量可供新加坡全國人民使用1個月。

2.4大型地下公共空間

為了創(chuàng)造空間容納新增人口，新加坡有意在地下打造更為廣闊的地下公共空間，如新加坡計劃在肯特崗（KentRidge）公園附近打造一座相當于30層樓的地下科學城?？咸貚徆珗@的表層由砂巖、礫巖和石灰?guī)r3種不同的巖石組成，并含有豐富的斷裂和褶皺帶，但在50~60 m以下的地下巖層，卻具備相當好的工程地質(zhì)條件，圍巖穩(wěn)定性好，可以建造多功能地下設(shè)施。

圖4為新加坡地下科學城的概念示意圖，從圖中可以看到2個明顯的豎井。由于新加坡地勢平坦，其地下空間的開發(fā)依托深大豎井的建設(shè)，大型機械設(shè)備和人員都通過豎井進入地下空間。該類地下空間開發(fā)的豎井直徑一般在30 m以上，最高可達60 m，開挖深度在80~100 m。如此巨大的豎井工程建造也存在一系列和巖土工程有關(guān)的科學和技術(shù)難題，如豎井開挖方法、豎井穩(wěn)定性、豎井通風排水等。隨著工程技術(shù)的進步，新加坡也越來越傾向于應用這種深大豎井來開發(fā)和建設(shè)大型地下空間工程，如地下科學城、地下醫(yī)院、地下物流等。

圖4 新加坡地下科學城概念

03 對中國城市地下空間利用的啟示

新加坡人多地狹，但其城市交通并不擁堵，居民出行方便，生活環(huán)境輕松，這與當?shù)卣匾暡⒎e極有效地利用地下空間的行為是緊密相連的。可以借鑒新加坡城市地下空間的成功案例來指導中國一些經(jīng)濟發(fā)達的大中城市的地下空間開發(fā)和利用。建議政府主管部門從以下方面加強對城市地下空間的規(guī)劃、開發(fā)、利用和管理。

1）健全地下空間資源開發(fā)法律法規(guī)，強化制度管理。加速中國城市地下空間建設(shè)相關(guān)法律法規(guī)的制定，盡快建立起完整的城市地下空間開發(fā)體系。關(guān)于地下空間的使用權(quán)、所屬權(quán)等，中國目前還沒有統(tǒng)一的成文規(guī)定。而這種現(xiàn)狀對于中國城市地下空間開發(fā)利用的蓬勃發(fā)展將產(chǎn)生不利的影響。國際上一些發(fā)達國家已經(jīng)相繼建立了地下空間資源開發(fā)的法律法規(guī)，新加坡的國土部門、市政部門都對地下空間的合理開發(fā)和利用進行了一些制度化的管理。因此，建議中國政府部門加快落實地下空間法律法規(guī)的制定，爭取城市地下空間的快速有序可持續(xù)發(fā)展。

2）堅持規(guī)劃先行，制定城市地下空間總規(guī)劃。中國城市地下空間的發(fā)展速度日益加快，越來越多的地下工程涌現(xiàn)。然而，因為地下空間劃分不合理產(chǎn)生的問題也越來越多。這就需要根據(jù)城市未來的發(fā)展計劃，提早對地下空間進行功能用地劃分，避免造成矛盾。同時，在政府進行城市總體規(guī)劃的過程中，應考慮將地下空間的開發(fā)利用與人防建設(shè)等功能相結(jié)合，爭取為城市創(chuàng)造更大的效益。以新加坡的城市地鐵建設(shè)、地下管網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)、深隧排污系統(tǒng)建設(shè)和電纜隧道建設(shè)為例，因為一些地下隧道線路開發(fā)具有并行的特點，地下空間開發(fā)時大多都遵循從淺入深、預留連接通道和連接站點的方式進行總體開發(fā)。

3）開展工程地質(zhì)勘察，總結(jié)完善城市地質(zhì)資料。城市地下空間的開發(fā)利用存在高風險性、不可逆性以及難適應性等特點，所以，一個良好的工程選址對建筑物的建造來說顯得尤為重要。工程選址前的地質(zhì)基礎(chǔ)資料的勘察是關(guān)鍵性因素，如新加坡的萬禮地下軍 火庫和裕廊島的海底地下石油儲存庫的建設(shè)，都是基于其完善的地質(zhì)勘察資料。雖然，目前展開全國范圍內(nèi)地質(zhì)情況的勘察工作有較大困難，但可以從一些大中城市開始，逐漸完善中國主要城市工程地質(zhì)資料庫，通過已有的和大量將要勘探的地質(zhì)鉆孔數(shù)據(jù)，建立所謂的“透明城市”或“三維可視化”城市地下空間模型。

4）理論聯(lián)系實際，因地制宜建造地下工程。只有牢牢把握理論聯(lián)系實際的原則，才能因地制宜地建造出優(yōu) 秀的城市地下工程。例如，新加坡在進行地下工程施工時，總是要將實地考察所得的地質(zhì)情況和工程設(shè)計、施工相結(jié)合，盡可能根據(jù)實際的工程地質(zhì)條件建造功能相適應的地下建筑物，并廣泛開展與工程建設(shè)相關(guān)的基礎(chǔ)理論研究，如本文提到的裕廊島海底地下石油儲存庫。只有這樣，所建造的工程才能從根本上達到預期功能。因此，理論聯(lián)系實際，并將理論應用于工程實際，提高地下工程建設(shè)的能力，也是廣大地下空間研究者應注重的方式。

5）廣泛推廣并科學普及地下空間知識，尋求更大突破。對中國大多數(shù)人來說，城市地下空間概念還相當模糊，甚至很多人說到地下空間，想到的就是地鐵或人防這些基本概念。殊不知，全球范圍內(nèi)的“城市地下空間工程”早已包羅萬千。就新加坡而言，它的地下工程就涵蓋了更為廣闊的內(nèi)容，如地下綜合體（地下科學城）、地下倉儲設(shè)施（地下石油儲存）、地下管網(wǎng)系統(tǒng)（城市共同溝）、地下物流系統(tǒng)等。新加坡在地下空間工程方面的成就值得借鑒和參考。因此，中國需要對城市地下空間工程的概念進行廣泛的科普，促進人們對地下空間的認識，推動城市地下空間工程學科的進步，從而尋求人類對空間資源需求更為廣闊的突破。

04 結(jié)束語

他山之石，可以攻玉。新加坡因其稀缺的土地資源，而在城市地下空間工程開發(fā)建設(shè)方面取得了長足的進步。中國以地大物博而聞名，卻導致在很長一段時間內(nèi)忽略了對城市地下空間的規(guī)劃、開發(fā)和利用。目前，隨著中國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，大量人口向城市轉(zhuǎn)移，不少大中型城市已出現(xiàn)堵車、內(nèi)澇、霧霾等環(huán)境惡化現(xiàn)象，這與城市地表空間的過度開發(fā)和城市攤大餅發(fā)展模式不無關(guān)系。因此，希望通過汲取新加坡的城市地下空間發(fā)展特點和城市地下空間利用的優(yōu)勢，推動中國城市地下空間的規(guī)劃、管理、開發(fā)和利用。這不但可以有效提高中國城市土地的利用率，還可以有效緩解目前中國城市發(fā)展建設(shè)中所出現(xiàn)的一系列弊病，為中國建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”的兩型城市貢獻一份力量。