未来的地下建筑的趋势
环境和经济因素
改善表面环境
出乎意料的快速增加城市化在世界各地,特别是第二次世界大战带来了许多问题,包括交通拥堵,空气污染稀缺的表面积对车辆损失方面,在建筑和主要交通中断。一些城市主要依靠汽车运输甚至发现,近三分之二的中央土地面积是致力于车载服务(高速公路、街道、停车场),只留下三分之一的表面空间生产或娱乐使用。在过去的十年里已经被越来越多的意识到这种情况缓解地下放置大量的设施,不需要表面上,如快速交通、停车、公用事业、污水和水处理厂,流体储存、仓库和轻工业。最重要的威慑,但是,更大的成本underground-except在瑞典,在充满活力的研究降低地下成本几乎等于表面交替。因此不敢提出地下建筑规划师除外表面交替被广泛认为是不可容忍的。地下建设在城市地区,因此,通常是有限的情况下没有可行的表面交替;因此,额外增加表面建设进一步加剧了这个问题。同时,地下建筑的低容量提供了激励创新发展的不足技术。
一个不同的方法美国从1966 - 68年的一份研究结晶国家科学院美国国家工程院院士,提出降低成本从政府刺激的技术研究切合+更广泛的社会影响评价。这经常会显示地下替代作为社会的更好的投资。至少三分之一的成本和减少一半在施工时间在接下来的二十年是预见到,它提出了社会和环境成本纳入估计以及建筑成本。1970年20个国家举行的国际会议在华盛顿特区下,经济合作与发展组织北约国家(组装),分享观点和发展这个地区政府的政策建议。会议建议,精力充沛的刺激地下建筑被采用为国家政策的20个国家的代表,实际上可视化地下基本未开发自然资源。这个资源,指出的那样,可以用来扩大城市地区下行保护上环境的例子,通过隧道交通和跨流域调水,矿物越来越所需的经济复苏,和目前发展中遥不可及的资源在海域毗邻的大洲。等国际共识表明,这的确是一个强大的概念为验收做好准备。
隧道市场的范围
同时告知人们预见一个伟大的地下建筑,增加数值估计很粗糙,尤其是统计过去没有积累地下建筑在公共工程或作为一个单独的项目矿业部门。包括上面提到的1970年大会的一项调查显示平均体积约10亿美元的20个成员国公共工程1960 - 69年十年(30亿美元包括矿业)。估计在未来十年翻倍体积的假定的延续目前的技术改进和认识到增加速度将是更大的刺激在一个充满活力的政府支持研究和开发程序来降低成本。估计都是都在预测大量增加地下建筑在接下来的二十年。关键影响因素实际增加技术改进降低成本和越来越意识的社会和公共工程规划者的许多潜在的应用程序更好地利用地下。
潜在的应用
预计未来的应用范围从扩张现有的使用引入全新的概念。其中一些被认为低于;许多人可能会成为创新规划者把注意力转向利用地下空间。最大的增加可能是岩石隧道:部分从项目的性质和部分的期望改进的摩尔比土隧道岩石隧道将更有吸引力,他们通常要求连续临时支护+永久混凝土衬砌。
深岩隧道快速运输城市之间也开始收到非常严肃的考虑。这些可能包括一个425英里系统涵盖了几乎连续的城市波士顿和华盛顿之间,华盛顿特区,用一种全新的可能交通工具在几百英里每小时的速度。一个系统是先驱新Tōkaidō线在日本,它使用标准铁路设备大约每小时150英里。公路隧道数量开始增加。城市高速公路隧道可能会提供一个方便的机会减少治疗的排气污染已收集的车辆长隧道的通风系统至关重要。
有越来越多的认识到需要更多的水流域间转移,涉及系统的隧道和运河。引人注目的项目包括加州渡槽从北部山区,转移水约450英里半干旱洛杉矶地区;Orange-Fish项目南非,其中包括50英里隧道;研究可能的转移盈余加拿大的水到美国西南部。排水也可以是一个问题,因为在墨西哥城所占据的古老湖床区域,目前的扩张的排水系统包括约60英里的隧道。
浅的隧道地铁肯定会增加之外扩张进行近年来在许多城市,包括旧金山、华盛顿特区、波士顿、芝加哥、纽约、伦敦、巴黎、布达佩斯、慕尼黑和墨西哥城。多个使用可能会得到进一步考虑通信机构开始表现出兴趣添加空间内结构的几种类型的实用工具。商店之间的一些商人可视化机械化运动的行人。一个明显的例子是蒙特利尔的广泛的组装的地下购物中心,互连大多数新市中心建筑以及提供地铁和通勤railroads-a宽慰的街道上行人交通项目,特别是在恶劣天气。另一个例子包括利用空间挖掘在地铁车站停车设施,在多伦多地铁和最近在巴黎地铁,上面的空间的一个站在香榭丽舍区域提供了七个级别的停车场。
水下口岸越来越雄心勃勃。世界上最长的铁路隧道为例,目前在日本,是34-mileSeikan海底岩石隧道之间的岛屿本州、北海道;14.4英里的导洞,19年的工作,后在1983年完成利用作为一个试验场对于一些新类型的摩尔数。相当的范围更公开预测英语英伦海峡海底隧道法国和英国之间的铁路连接,使用专用汽车汽车运输。研究集中在两种选择:双胞胎mole-excavated隧道用粉笔+服务隧道或一个沉管式结构提供了相当可观的空间。沉管式的过程也被考虑口岸——许多其他困难例如,从丹麦到瑞典和意大利西西里岛。沉浸管可能会变得更具吸引力与改善方法沟在深水疏浚和分级海沟底部支撑管结构。日本正在尝试一个水下推土机,robot-manned television-monitored。南加州一个创新方案提供额外的水可视化沉管式的方法来构造一个大管道浅海洋沿着下约500英里大陆架。水下隧道也可能涉及到程序开发利用世界广阔的大陆架划界的地区;概念已经被研究了隧道服务等广泛的海底开采的油井和已率先在英国和加拿大东部。
挪威和瑞典都减少流体的直接成本存储通过将石油产品储存在地下洞室,从而消除频繁的重新绘制钢坦克的维护成本表面设施。定位这些钱伯斯低于永久性的水位(和下面的任何现有的井)确保渗流将向室而不是外在的;因此,阻止石油泄漏出室,和衬里可以省略。进一步经济体可能由于定向垂直腔利用提高钻和炉口技术,前面提到的。有许多地下设施的存储高度压缩气体冷却液体状态;这些可能会增加一次改善类型的衬了。虽然方法只涉及有限的隧道访问,美国原子能委员会开发了一个巧妙的方法处理吗核废料通过注射成裂缝性岩石在一个水泥灌浆,灌浆不断改善硬化核矿物质进入一个稳定的石头般的状态。其他处理方法涉及更多的隧道,在盐等有特别好的能力对辐射屏蔽。
富有想象力的概念是一个很好的例子芝加哥的下溢隧道和水库计划,这是目的缓解污染和洪水。最喜欢老的城市,芝加哥有一个结合下水道系统,暴雨径流和卫生污水在潮湿的天气,但只有在干燥的天气生活污水。城市的巨大的增长如此不堪重负旧系统的部分低地区严重的风暴导致洪水。而污水处理已经基本上消除了污水污染的密西根湖,使芝加哥几乎唯一的主要城市五大湖持续广泛的休闲使用的海滩,湖治疗植物一般大小的处理只有干季流动。因此,溢流期间主要是排入排水系统远离风暴湖生活污水稀释的混合物的雨水。传统解决方案采用了过去,如添加第二个管道系统收集雨水,卸货到流,或添加设备容量对所有组合流在暴风雨期间,事实证明非常昂贵。一个早期版本的计划包括一个临时存储多余的水分,大型地下洞室,每一场暴风雨之后可以抽出逐步由现有污水处理厂处理。包含地表水库的实际使用稀释污水抽水蓄能水泥;这种类型的设备的液体注入off-peak-electric-power晚上时期,当蒸汽动力便宜,然后允许回流产生峰值功率当需求超过蒸汽发电厂的经济能力。第二个多个使用是减少目前的表面的机会采石对碎石总通过使用白云石灰岩开采深层隧道和洞穴。
的使用岩室地下水泥肯定增加在大多数国家,尤其是那些植物表面,直到最近一直青睐,因为他们显然更低的成本。苏格兰的第一个国家认识到,额外的造价通常可以保证保护风景环境,也被选择的一个地下位置最近美国pump-storage plants-Northfield铜山在马萨诸塞州和浣熊铜山在田纳西州,加上其他的计划。瑞典的地下植物处理污水和水的使用,仓库,和轻工业很可能找到进一步应用。年温度范围比较小的地下了一个理想的环境设施要求关闭大气控制。在附近密苏里州的堪萨斯城,采空区的空间在地下石灰石采石场被有效地用于实验室空间,为除湿存储corrosion-sensitive设备和冷藏食品存储,应用程序也支持在瑞典。
类似的环境因素加上少扰动的概率在地震地下可取的科学设施,包括原子加速器、地震研究,核研究和太空望远镜。因为地震风险是定位的一个重要因素核能植物、地下位置的优点吸引了兴趣。
改进的技术
在世界范围内正在努力加快改善地下建筑的技术和可能导致刺激1970年经合组织国际会议建议改进政府政策。奋进号涉及地质学家等专家、土壤和岩石力学工程师、公共工程设计师,采矿工程师、承包商、设备和材料制造商,规划者,还有律师,帮助寻找更加公平合同方法分享未知地质和产生的额外成本的风险。很多改进和早期应用程序之前讨论;其他简要提到这里,包括一些尚未从研究阶段转移到飞行员,或者审判阶段。强调项目的岩石,因为岩石工程领域比老欠发达,土壤工程。
地质预测和评估被公认为值得改进的优先。自地面和水环境控制因素在选择设计和施工方法的地下,似乎注定要更多更多地使用摩尔,努力是为了提高无聊的信息(如钻孔相机),(会更快日本想生一到三英里隧道前摩尔),地球物理方法来估计岩体属性和技术观察水流的模式。为评价、岩石力学的新领域是专注于测量地应力和岩体属性,失败有节的岩石力学,分析方法应用结果设计地下开口。
岩石开挖,改善刀具通常被认为是摩尔的扩大经济的关键能力包括较硬的岩石。多努力致力于改善当前机械刀具,包括技术进步基于空间冶金、刀具几何形状和安排,presoftening切削力学行为,研究岩石。同时,有一个密集的搜索全新rock-cutting方法(有些接近一个试点应用程序),包括高压水喷射,俄罗斯水枪(在高压下操作),电子束,火焰喷射(通常是结合磨粉)。其他方法在研究涉及激光和超声波学。大多数的这些高功率需求和可能增加通风需要从系统已经不堪重负。尽管其中一些新方法将最终达到经济实用的阶段,目前是不可能预测哪些最终会成功。还需要的是一种用于测试岩石的摩尔在不同的岩石可钻性与摩尔+相关性能,有前途的工作是在几个位置。
决定改变电流物料搬运系统似乎不可避免的跟上快速发展摩尔通过匹配鼹鼠的大小产生的淤泥开挖和分散。计划现在正在研究包括带式输送机,高速铁路全新类型的设备,液压和气动管道。正在积累有用的经验与料浆管道运输铁矿石,煤炭,甚至罐头食品等笨重的材料。
地面支持,岩石力学工程师正在努力取代过去