原標(biāo)題：城市地質(zhì)調(diào)查服務(wù)鄭州航空港地下空間開發(fā)利用

來源于《中國地質(zhì)調(diào)查成果快訊》

摘要：針對航空港區(qū)對地下空間資源的迫切需求，查明地下空間利用的地質(zhì)條件，成功破解地面建筑地基基礎(chǔ)占用空間測算難題與地下空間資源潛力評價關(guān)鍵技術(shù)，精準(zhǔn)評價地下空間資源潛力，提出航空港區(qū)地上地下空間統(tǒng)籌規(guī)劃利用建議，有力服務(wù)航空港區(qū)建設(shè)。

1.項(xiàng)目概況

“鄭州城市地質(zhì)調(diào)查”項(xiàng)目，歸屬于“城市地質(zhì)調(diào)查”工程，由中國地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所承擔(dān)，中國地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所參加。項(xiàng)目周期為2018—2020年。主要目標(biāo)任務(wù)是緊密圍繞鄭州“國家中心城市”建設(shè)對地質(zhì)調(diào)查工作的重大需求，開展鄭州市空間、資源、環(huán)境、災(zāi)害等多要素地質(zhì)調(diào)查，精準(zhǔn)服務(wù)鄭州市國土空間規(guī)劃、重大工程建設(shè)、自然資源合理開發(fā)利用和生態(tài)文明建設(shè)。

2.成果簡介

（1）查明了鄭州航空港區(qū)地下空間利用地質(zhì)條件。

區(qū)域地質(zhì)條件：鄭州位于黃河沖洪積扇頂部，地形西高東低，但總體較平坦。大地構(gòu)造上處于華北臺坳的中南部，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(fā)生中強(qiáng)地震的地質(zhì)條件，地殼基本穩(wěn)定，抗震設(shè)防烈度為Ⅶ度。

地下空間開發(fā)利用地質(zhì)條件：航空港區(qū)100m以淺主要分布新近系—第四系沖積、沖洪積、湖積及風(fēng)積松散地層，巖性可概括為粉土、黏性土、砂土3種類型。土體工程性質(zhì)較好。地下水屬松散巖類孔隙水，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(zhì)膠結(jié)層等不良地質(zhì)體與地基土的水土腐蝕等問題對地下空間開發(fā)利用有一定影響，但工程地質(zhì)條件總體上適合地下工程建設(shè)。

地下空間利用應(yīng)注意保護(hù)地質(zhì)資源：地質(zhì)條件總體上適合地下空間開發(fā)利用，地下工程建設(shè)可按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行。該區(qū)地下水資源與淺層地?zé)崮苜Y源較豐富，地下空間利用應(yīng)注意保護(hù)地下水水源地，結(jié)合港區(qū)功能規(guī)劃預(yù)留淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用空間。

（2）研發(fā)了地下空間探測技術(shù)及地下空間資源潛力評價方法。

研發(fā)了城市建筑物地基基礎(chǔ)“遙-地耦合”探測技術(shù)，解決了建筑物地基基礎(chǔ)占用地下空間資源難以測算的問題。城市地面建筑的地基基礎(chǔ)占用大量的地下空間資源，在進(jìn)行城市地下空間規(guī)劃時必須要掌握其地下分布狀況，但這方面信息極難以準(zhǔn)確獲取。針對這一問題，成功研發(fā)出了一套“遙-地耦合”探測技術(shù)。該技術(shù)采用高分辨遙感信息獲取地面建筑相關(guān)參數(shù)，并分析工程地質(zhì)勘查資料獲取相關(guān)巖土參數(shù)，進(jìn)而結(jié)合不同類型建筑基礎(chǔ)占用空間的計算方法，測算建筑地基基礎(chǔ)占用地下空間的資源量。應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)，準(zhǔn)確測算出了航空港區(qū)建筑基礎(chǔ)占用地下空間量及其分布狀況（表1）。

表1 鄭州市航空港區(qū)地下空間建筑地基基礎(chǔ)占用量與潛在資源量評價結(jié)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(zhì)災(zāi)害避讓（V避讓）、生態(tài)環(huán)境保護(hù)（V生留）、地質(zhì)資源利用（V資保）、人文保護(hù)（V文保）等因素對地下空間開發(fā)利用的影響，這也是長期未解決的理論方法問題。本項(xiàng)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(shù)學(xué)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(fā)系數(shù)-（V設(shè)施+ V地基基礎(chǔ)+ V工程）

式中，V潛在為可供未來城市開發(fā)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(yùn)藏量，K開發(fā)系數(shù)為地下空間合理開發(fā)利用系數(shù)，V設(shè)施、V地基基礎(chǔ)、V工程則分別表示已建設(shè)地下設(shè)施、建筑物地基基礎(chǔ)以及各類專項(xiàng)工程占用的地下空間資源量。利用該方法，對航空港區(qū)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(qū)地下空間資源潛力評價圖

航空港區(qū)地下空間利用規(guī)劃建議。以航空港區(qū)地質(zhì)條件、已占用地下空間及現(xiàn)存地下空間資源潛力探測評價結(jié)果為依據(jù)，綜合考慮資源環(huán)境保護(hù)及港區(qū)功能規(guī)劃要求，對航空港區(qū)不同層位地下空間開發(fā)利用的類型、范圍、深度提出了規(guī)劃建議。

3.成果意義

鄭州航空港經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)位于河南省鄭州市區(qū)南部，是我國首個上升為國家戰(zhàn)略、目前唯一一個由國務(wù)院批準(zhǔn)設(shè)立的航空經(jīng)濟(jì)先行區(qū)，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(qū)地質(zhì)條件的查明、地下空間資源潛力的科學(xué)評估與地下空間規(guī)劃利用建議的提出，為鄭州航空港區(qū)地上地下空間協(xié)調(diào)利用規(guī)劃提供了支撐。成功研發(fā)的地下空間資源探測與潛力評價技術(shù)，可以推廣應(yīng)用到華北平原及其他地質(zhì)條件類似的地區(qū)。

（中國地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所 呂敦玉 劉長禮 張建羽供稿）