千百年以来,我们的自然领域一直主要是二维空间:地面。
在必要性、好奇心,甚至是鲁莽念头的促使下,我们一直努力尝试从这个空间中逃出去。或者是通过扩大的方式(只在非常有限的意义上行得通),或者向上或向下寻求利用第三维度。在这些尝试中,我们始终会遇到很大的困难,但由于我们有着惊人的意志力,这些困难最终都被克服了。

因此,我们一直在,也仍然在尝试征服着大陆、海洋或者外层空间。对于地下空间的利用也是如此。
和其它的领域一样,在这一领域,自然向我们提出了许多挑战,我们必须坚持不懈地积累经验,从失败中汲取教训,提高技术和利用创造性资源,然后才能获得成功。
地下工程一直是很困难的,但并没有妨碍人类在发展最初期就已经开始利用它了,经地下挖掘的发现证明,地下工程是人类活动的最初记录之一。

当然,地下工程最初的起源是自然,而不是人类。石窟和洞穴是雨水、河流和大海共同作用的结果,生存的需要驱使早期人类居住在这些自然洞穴内,无疑他们的目的是为了寻求自然庇护和避免攻击。关于这一点,很容易让人认为人类之所以能够存活下来很大程度上是因为有这些自然栖息地。
山顶洞人的住所是人类利用地下空间的一个重要标志,他们对地下空间的利用变得有意识和更积极主动。
在每一个时代,人类都大量将地下结构用于开矿和防御等目的。

然而,只有到了19世纪,特别是20世纪,对地下工程的利用才出现了最快速的增长,这是因为该时代有经济发展作为动力。
在此期间,地下空间的利用率急剧增加,包括用于采矿,随着公路、水路和铁路的发展又用于交通运输领域,以及用于水电设施领域。
所以,自从人类努力展开序幕篇章之后——在最近的几个世纪,尤其是最近的几十年里,地下工程获得了更加迅猛的发展——有无数原因鼓励着人类使用和开发地下空间。
为了充分理解这些原因,需要谨记地下空间的某些基本特征。

  • 首先,地下介质是一个空间,该空间可以为在地上安装有困难、不可能安装、不环保或利润低的活动设施或基础设施提供场所。
  • 地下空间的另一个基本特点在于它能为置于地下的任何事物提供天然防护。这种防护同时也是力学、隔热和与隔声方面的防护。
  • 另一方面,地下结构所形成的密闭性可使地面免受与某类活动相关的风险和/或固有干扰的影响。
  • 最后,地下空间的另一个重要特点是它的不透明性。由于地质介质的天然视觉屏障,地下结构仅在与地表连接之处才可见。

但是能够充分说明今天需更加地和更完美地规划利用地下空间的主要原因是什么呢?

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社会原因

能够在社交和卫生方面都发挥作用的城市才能为人们在楼宇密集区过上体面生活提供先决条件。在这一方面,地下空间发挥着重要的作用,即在实现环境友好型发展(无论是降污还是减噪),有效地利用空间,发展经济,保护生活环境、公众健康或安全等领域,它具有很多

  • 隧道在环保方面发挥着至关重要的作用,它为城市输送净水,又将污水输出城外。
  • 隧道能提供安全、环保、快速又不张扬的城市公共交通系统。
  • 城市交通隧道清除了地面街道上的车辆,降低了交通噪音,减少了空气污染,地面街道可部分地用于其他目的。
  • 城市中心的地下停车场及购物中心给地上的娱乐和运动场地留下了空间。
  • 多功能公用隧道不象地面设备那样易受外界条件影响,当地下设备在维修维护时,对地面造成的干扰微不足道。

对地下结构的评估很大程度上关系到社会群体对地面或空中结构造成环境恶化方面的的评价。

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从可持续发展的角度看, 国内生产总值(PIB)越来越不再是唯一的考虑值。

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环境原因

这表示 缺乏地面场地,现在不仅是大城市是这样,几乎全世界所有的城镇都是这种情况。

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地下空间庞大、不透明,并且在隔离性方面具有很多优势,例如在气候、自然灾害、地震的防护、遏制等方面。隔离性是将这些设施置于地下的一个重要原因。

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地下空间在环境保护方面也具有很多优势,例如在美学或生态学方面。在设计对环境影响较小的设施时,这些方面都是非常重要的考虑因素。

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在丘陵地或山区,使用隧道可以改善各种运输方案如公路、铁路、运河等或使其切实可行。

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经济问题仍然是发展地下空间的一大障碍。由于地下结构的初期建设成本通常要高于地面结构,所以,从狭隘的角度讲,地下结构与地面建设相比,从某种意义上说是很“不利”的。因此,地下设施的经济效益应通过估算该设施所产生效益的生命成本的影响来计算。此外,评价地下结构时还应考虑其提供的间接效益,尤其是环境方面的效益。