城市地下空間開發利用規劃（精準評價地下空間資源潛力）

2023-06-19 11:15:34 1

原標題：城市地質調查服務鄭州航空港地下空間開發利用

來源於《中國地質調查成果快訊》

摘要：針對航空港區對地下空間資源的迫切需求，查明地下空間利用的地質條件，成功破解地面建築地基基礎佔用空間測算難題與地下空間資源潛力評價關鍵技術，精準評價地下空間資源潛力，提出航空港區地上地下空間統籌規劃利用建議，有力服務航空港區建設。

1.項目概況

「鄭州城市地質調查」項目，歸屬於「城市地質調查」工程，由中國地質科學院水文地質環境地質研究所承擔，中國地質科學院鄭州礦產綜合利用研究所參加。項目周期為2018—2020年。主要目標任務是緊密圍繞鄭州「國家中心城市」建設對地質調查工作的重大需求，開展鄭州市空間、資源、環境、災害等多要素地質調查，精準服務鄭州市國土空間規劃、重大工程建設、自然資源合理開發利用和生態文明建設。

2.成果簡介

（1）查明了鄭州航空港區地下空間利用地質條件。

區域地質條件：鄭州位於黃河衝洪積扇頂部，地形西高東低，但總體較平坦。大地構造上處於華北臺坳的中南部，不存在第四系活動斷裂，歷史上未記錄到6級以上地震，不具備發生中強地震的地質條件，地殼基本穩定，抗震設防烈度為Ⅶ度。

地下空間開發利用地質條件：航空港區100m以淺主要分布新近系—第四系衝積、衝洪積、湖積及風積鬆散地層，巖性可概括為粉土、黏性土、砂土3種類型。土體工程性質較好。地下水屬鬆散巖類孔隙水，分為淺層與中深層地下水。地下水位埋深較小。液化砂土、軟土、鈣質膠結層等不良地質體與地基土的水土腐蝕等問題對地下空間開發利用有一定影響，但工程地質條件總體上適合地下工程建設。

地下空間利用應注意保護地質資源：地質條件總體上適合地下空間開發利用，地下工程建設可按照相關規範進行。該區地下水資源與淺層地熱能資源較豐富，地下空間利用應注意保護地下水水源地，結合港區功能規劃預留淺層地熱能開發利用空間。

（2）研發了地下空間探測技術及地下空間資源潛力評價方法。

研發了城市建築物地基基礎「遙-地耦合」探測技術，解決了建築物地基基礎佔用地下空間資源難以測算的問題。城市地面建築的地基基礎佔用大量的地下空間資源，在進行城市地下空間規劃時必須要掌握其地下分布狀況，但這方面信息極難以準確獲取。針對這一問題，成功研發出了一套「遙-地耦合」探測技術。該技術採用高分辨遙感信息獲取地面建築相關參數，並分析工程地質勘查資料獲取相關巖土參數，進而結合不同類型建築基礎佔用空間的計算方法，測算建築地基基礎佔用地下空間的資源量。應用該項技術，準確測算出了航空港區建築基礎佔用地下空間量及其分布狀況（表1）。

表1 鄭州市航空港區地下空間建築地基基礎佔用量與潛在資源量評價結果 單位：萬m3

針對城市地下空間資源潛力難以評價的問題，提出了一套地下空間資源潛力評價方法。地下空間潛力評價必須綜合考慮地質災害避讓（V避讓）、生態環境保護（V生留）、地質資源利用（V資保）、人文保護（V文保）等因素對地下空間開發利用的影響，這也是長期未解決的理論方法問題。本項目成功破解了這一難

題，提出了城市地下空間資源潛力評價方法，數學模型如下：

V潛在=［V天然-（V避讓 V生留 V資保 V文保）］×K開發係數-（V設施 V地基基礎 V工程）

式中，V潛在為可供未來城市開發利用的潛在地下空間資源量，V天然表示城市地下空間資源天然蘊藏量，K開發係數為地下空間合理開發利用係數，V設施、V地基基礎、V工程則分別表示已建設地下設施、建築物地基基礎以及各類專項工程佔用的地下空間資源量。利用該方法，對航空港區埋深50m以淺的地下空間資源潛力做了分層評價（圖1）。

圖1 鄭州航空港區地下空間資源潛力評價圖

航空港區地下空間利用規劃建議。以航空港區地質條件、已佔用地下空間及現存地下空間資源潛力探測評價結果為依據，綜合考慮資源環境保護及港區功能規劃要求，對航空港區不同層位地下空間開發利用的類型、範圍、深度提出了規劃建議。

3.成果意義

鄭州航空港經濟綜合實驗區位於河南省鄭州市區南部，是我國首個上升為國家戰略、目前唯一一個由國務院批准設立的航空經濟先行區，是一個擁有航空、高鐵、地鐵、高速公路等多種交通方式的立體綜合交通樞紐，為我國中部物流集散中心。鄭州航空港區地質條件的查明、地下空間資源潛力的科學評估與地下空間規劃利用建議的提出，為鄭州航空港區地上地下空間協調利用規劃提供了支撐。成功研發的地下空間資源探測與潛力評價技術，可以推廣應用到華北平原及其他地質條件類似的地區。

（中國地質科學院水文地質環境地質研究所 呂敦玉 劉長禮 張建羽供稿）