Геоэкологические аспекты освоения подземного пространства

Минобрнауки России

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего  профессионального образования

 

 

 

 

Кафедра геоэкологии и инженерной геологии

 

 

 

 

 

 

Реферат по геоэкологии

Геоэкологические  аспекты освоения подземного пространства

 

 

 

 

 

 

 

 

Преподаватель       

 

              Студент гр. ЭП-33                    

 

 

 

 

 

 

Нижний Новгород – 2012  

  Содержание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Комплексное использование подземного пространства крупнейших городов способствует решению задач, связанных с нехваткой земель для расширения городов, с быстрым ростом транспортных средств, переуплотненностью центральных районов, недостаточной обеспеченностью зелеными насаждениями, растянутостью инженерных и транспортных коммуникаций. Уменьшение жизненного пространства людей приводит к увеличению их заболеваемости, снижению продолжительности жизни и рождаемости. Перенаселение территорий является причиной эпидемий, воин, массовых бедствий и катастроф.

 

Возрастающая перенаселенность вызывает необходимость активного поиска путей увеличения жизненного пространства, один из которых – освоение подземного пространства, обладающего по сравнению с поверхностным рядом дополнительных полезных свойств. Подземные сооружения более изолированы от поверхностных факторов, нередко более долговечны и требуют меньших эксплуатационных затрат чем поверхностные. В ряде случаев, таких как необходимость безопасного (скрытого) расположения объектов, добыча полезных ископаемых, сооружение тоннелей и подземных коммуникаций, использование подземного пространства является неизбежным и жизненно необходимым. Все эти факторы обусловили значительное развитие подземного строительства в последние годы, удваиваемого в объемах каждые 10 лет.

 

В связи с этим актуальной проблемой, является изучение экономической целесообразности рационального использования подземного пространства. Именно это я и попытаюсь отразить в своей контрольно-курсовой работе.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ПОНЯТИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ

 

Подземными обычно называют такие  сооружения, главные части которых, по эксплуатационным соображениям, расположены под землей. Классификаций их существует довольно много, но я хочу привести лишь самые интересные с архитектурной точки зрения.

 

 

1.1 По своему назначению подземные сооружения делятся на:

 

• транспортные (пешеходные, автотранспортные и железнодорожные тоннели, метрополитены, автостоянки и т.д.);

 

• промышленные;

 

• энергетические (подземные комплексы ГЭС, ГАЭС, АЭС, шинные и кабельные тоннели и шахты, энергетические водоводы и проч.);

 

• хранилища (нефти, газа, вредных и радиоактивных отходов, холодильники);

 

• общественные (предприятия коммунально-бытового обслуживания, торговли и общественного питания, складские, спортивные и зрелищные сооружения и т.д.);

 

• инженерные (тоннели, коллекторы, бензопроводы, очистные, перекачные, водозаборные сооружения и т.д.);

 

• специального и научного назначения (ускорители заряженных частиц, подземные заводы, сооружения гражданской обороны и проч.).

 

1.2  По расположению подземные сооружения могут быть:

 

• изолированные от зданий и сооружений;

 

• встроенные (совмещенные с подвальными этажами здания);

 

• пристроенные (расположены рядом со зданием и присоединенные к ним подземными проездами и переходами);

 

• встроено-пристроенные.

 

1.3  По взаимодействию подземного объекта с внешней средой подземные сооружения классифицируют:

 

• сооружения, необходимость возведения которых определяется без учета их возможного взаимодействия с внешней средой(объекты специального назначения, гражданской обороны, первые линии метрополитенов);

 

• сооружения, при проектировании и строительстве которых экологические факторы учитываются в неявном виде (большинство транспортных тоннелей и метрополитенов, различные хранилища и т.д.;

 

• сооружения, при проектировании и строительстве которых максимально учитывается взаимодействие объекта и природной среды (Манежная площадь, современные линии метрополитенов;

 

• объекты, возведенные с целью минимизации влияния вредного фактора (подземные АЭС, хранилища вредных веществ);

 

• сооружения экологического назначения (альтернативные системы тепло- и энергоснабжения).

 

• Также различают подземные сооружения в соответствии с планировочной схемой (тоннели, камеры, шахты); с формой поперечного сечения, в зависимости от глубины заложения и др.

 

2. Перспектива освоения подземного пространства в условиях рыночной экономики

 

Освоение подземного пространства в условиях рыночной экономики –  достаточно новое направление инженерной деятельности. В данных условиях необходимость  его реализации зависти от наличия  специфических условий, определяющих спрос и предложения. Применительно к освоению подземного пространства это означает, что реальная возможность сооружать подземные объекты возникает в том случае, если в существующем правом поле совпадают интересы строителей и заказчиков.  Показателен опыт строительства коммерческими структурами подземных переходов нового типа, приспособленных для размещения в них объектов торговли, сервиса и т.д. Этот опыт может служить первым этапом на пути создания «нулевых» этажей крупных городов. В условиях дефицита торговых площадей в центре города это может оказаться прибыльным мероприятиям. Экономическая оценка показывает, что таким же перспективным и прибыльным оказывается и сооружение подземных автостоянок или гаражей в центральных районах под площадями и бульварами, организованных по типу акционерных обществ. Необходимость сооружения подземных автостоянок подтверждается тем, что за последние 10-15 лет количество автомобилей в городах сильно увеличилось.

 

Развитие инфраструктуры повышает прибыльность торговых объектов бытового обслуживания центральных частей городов, увеличивает стоимость единицы строительного объема зданий и единицы площади земельного участка, престиж объектов, располагаемых в центральной части городов.

 

Стоимость земельных участков в  центральных частях крупных городов России приближается к стоимости земельных участков городов развитых стран мира. В 2002 году плата за право заключения договора аренды земли на окраине Москвы составляла 300-800тыс. долларов за гектар, а в центре ставка достигала 5-10 млн. долларов. В настоящее время подземное строительство характеризуется повышенными капитальными затратами. Зарубежный опыт уже подтвердил как перспективность освоения подземного пространства крупных городов, так и перспективность повторного использования выработанного пространства месторождений полезных ископаемых.

 

Зарубежная практика свидетельствует, что число автомобилей возрастает в 3 – 3,5 раза быстрее роста протяженности  автодорог, что приводит к «параличам»  движения. Например, в Париже проезжая часть улиц занимает площадь 11,5 млн кв.м, а движущиеся и стоящие экипажи – 11,2 млн кв.м; в Нью-Йорке на 1 км дорог приходится 120 автомобилей, в Лондоне – 63 и т.д.  Характер, размеры и размещение объектов подземного строительства, сочетание наземных и подземных сооружений, этапы освоения подземного пространства устанавливаются в тесной увязке с решениями генерального города разработке которого, в свою очередь, учитывается гипотеза организации подземного пространства. Это позволяет повысить общую эффективность градостроительных решений.  Экономический эффект при этом проявляется в различных формах. С одной стороны, подземное решение ведет к увеличению сметной стоимости строительства соответствующих объектов; с другой стороны, достигается эффект, который выражается в следующем:

 

• предотвращается «расползание» городских территорий, сокращается размер изъятий сельскохозяйственных земель для нужд строительства и тем самым размер компенсационных выплат по возмещению потерь землепользователям и потерь сельскохозяйственного производства;

 

• сокращаются протяженность дорог, улиц, инженерных коммуникаций, объемы работ по инженерной подготовке и благоустройству за счет уменьшения отводов городских территорий;

 

• повышается рентабельность предприятий торговли и общественного питания на основе их укрупнения, возможности организации «попутного» обслуживания – при их расположении в подземном пространстве на линиях и пересадочных узлах транспортных коммуникаций;

 

• снижаются эксплуатационные расходы на содержание подземных объектов, особенно там, где технологический процесс позволяет использовать такие преимущества подземного исполнения, как постоянство температуры, виброустойчивость, шумоизоляцию и т.п.;

 

• обеспечивается рациональная организация всей системы городского транспорта, при которой возможно увеличение скорости передвижения, сокращается время доставки пассажиров и грузов;

 

• обеспечивается эффективная организация системы инженерных коммуникация, включая средства доставки почты, снего- и мусороудаления;

 

• экономится свободное время населения в сфере транспортного, торгового и бытового обслуживания.

 

3. Геоэкологические проблемы и  аспекты освоения подземного пространства

 

• наличие водоносных горизонтов, которые могут испытывать негативное влияние в процессе строительства и эксплуатации объекта и подлежат защите от загрязнения и истощения;
• области питания подземных вод (в случае, если они находятся в зоне возможного негативного влияния проектируемого объекта) и области разгрузки подземных вод, на характеристиках которых может отразиться проектируемое строительство;
• условия залегания, распространения и естественную или сложившуюся ко времени строительства в городских условиях защищенность горизонтов подземных вод (вособенности, первого от поверхности);
• состав, фильтрационные и сорбционные свойства грунтов зоны аэрации и водовмещающих пород и их пространственную изменчивость;
• наличие верховодки;
• глубину залегания первого от поверхности регионального водоупора и локальных слабопроницаемых разделяющих слоев;
• закономерности движения грунтовых вод, основные закономерности режима грунтовых вод, наличие и характер гидравлической взаимосвязи между горизонтами и с поверхностными водами;
• наличие условий для формирования под влиянием хозяйственной деятельности новых водоносных горизонтов и верховодки;
• температуру и химический состав грунтовых вод, их загрязненность вредными компонентами;
• возможность проникновения в подземные воды по транзиту загрязнений из поверхностных вод;
• влияние изменений в подземных водах на охраняемые территории и рекреационные ресурсы города;
• возможность, характер и степень влияния техногенных факторов на изменение гидрогеологических условий.

 

 

 

4. Экономическая эффективность  освоения подземного пространства

 

В последние десятилетия наблюдается  значительный рост подземного строительства различного назначения и его многофункционального использования. Этому способствовало снижение стоимости подземного строительства. Если раньше стоимость подземных работ была в несколько раз выше чем наземных, то сегодня, в силу совершенствования техники и технологии подземных работ, стоимость их во многих случаях незначительно дороже наземных, особенно в зонах застройки.

Эффективность комплексного подземного строительства складывается из социально-экономических, инженерно-экономических и градостроительных компонентов.

При выявлении эффективности объекты, размещаемые в подземном пространстве, можно подразделить на три группы.

 

1. Эффективность размещения под  землей транспортных коммуникаций  и сооружений определяется на  основе: экономии городских территорий за счет площадей для сооружения как самих объектов, так и защитных зон при них; увеличения оборачиваемости транспортных средств; сокращения длительности поездок; доставки грузов; сокращения количества остановок, экономии энергетических ресурсов; максимальной сохранности существующей наземной застройки; улучшения санитарно-гигиенического состояния наземной среды.

 

2. Эффективность размещения под  землей зрелищных сооружений, предприятий  торговли и общественного питания,  а также ряда объектов коммунально-бытового обслуживания определяется на основе: экономии территории, а также сохранения наземной застройки при размещении в сложившихся частях города; экономии времени населения за счет приближения объектов обслуживания к потребителю, по пути его передвижения (попутное обслуживание); повышения размеров товарооборота и прибыли предприятий торговли, общественного питания и культурно-зрелищных предприятий за счет удобного расположения их в зонах интенсивного скопления пешеходов и пассажиров — потенциальных посетителей перечисленных объектов обслуживания.

 

3. Эффективность размещения под  землей объектов складского хозяйства,  промышленных зданий и сооружений, коммунальных объектов, отдельных  транспортных сооружений, объектов  инженерного оборудования определяется на основе: экономии городских территорий; сокращения протяженности инженерных коммуникаций за счет размещения сооружений и объектов в центре нагрузок; улучшения санитарно-гигиенического состояния городской среды, экономических преимуществ, обусловленных компактным планировочным решением.

 

Таким образом, на основе комплексного использования подземного пространства города эффективность рассматривается  в различных сферах: