Research and application of detection methods for urban underground space resources
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摘要:
地下空间资源探测是科学合理开发利用地下空间资源的基本前提，国内各大城市相继开展了地下空间资源调查评价工作，但对地下空间资源探测方法尚未开展系统梳理。在北京城市地下空间资源调查评价工作的基础上，对地下空间资源开发利用2个阶段，即建成区和待建区地下空间资源探测对象和探测方法分别做了阐述，指出建成区的探测对象是已开发利用的地下空间资源，可以采用遥感技术解译建筑物高度，利用建筑物竖向影响深度推算已利用开发地下空间，利用物探手段（电法、磁法、重力、地震）较精确地圈定已开发利用空间；对于待建区，调查对象主要是影响地下空间资源开发利用的地质条件，可以通过相应的地质工作开展调查。最后列举了应用实例，以期为城市地下空间资源探测工作起到借鉴作用。
Abstract:The pre-exploration is the basic premise of scientific exploitation and utilization of underground space resources. Although significant investigation and evaluation have been carried out in many large cities in China, there is no published systematic summarization of exploration. On the basis of investigation and evaluation of urban underground space in Beijing, this paper describes both detection objects and methods for underground space resources in built-up areas and places to be built respectively, which represent two key steps of underground space utilization. In built-up areas in Beijing, underground space is calculated by affected depth of buildings in the vertical direction with the application of various geophysical prospecting methods, including electrical method, magnetic method, gravity detection and seismic techniques, which can define exploited underground space accurately. On the other hand, geological conditions which are likely to have impact on underground space development become the major research objects in areas to be built. In addition, a practical example is summarized to explain the concrete operation, with the expectation of providing references for related work of urban underground space resources.
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致谢: 在地下空间资源探测方法研究中，北京市地质矿产勘查开发局蔡向民教授级高级工程师提出了有益的工作思路和方向，审稿专家对文章提出了中肯建议，在此表示衷心的感谢。
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图 1 建筑物基础对人防工程影响区域分布图
Figure 1. The influence of building foundation on civil air defence project
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图 6 高精度微重力探测成果图（红色代表重力高，蓝色代表重力低）
Figure 6. Interpretation diagram of high-precision micro-gravity exploration
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图 7 研究区地下空间各开发层次地层分布情况
Figure 7. Stratigraphic distribution in underground space in build-up district of the research area
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图 8 研究区已开发利用地下空间现状
Figure 8. Present situation of developed underground space in build-up district of the research area
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图 9 北京某待建区活动断裂空间分布示意图
Figure 9. Spacial distribution of active faults in building district of Beijing
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图 10 北京某待建区三维模型（地下0~100m）
Figure 10. Three-dimensional model (100m underground) of building district of Beijing
表 1 地面建筑高度与影响深度关系
Table 1 Relationship between ground building height and its influenced depth
建筑类型 建筑层数 建筑高度/m 桩基影响深度/m 其他地基类型影响深度/m 低层 2层 5 小于5 多层 2~6层 5~15 5~20 5~20 6~10层 15~30 20~30 25~35 高层 10~20层 30~60 30~40 35~55 20~30层 60~90 40~50 55~65 超高层 30层以上 大于90 大于60 大于80 
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表 2 地下空间探测的物探方法
Table 2 Geophysical prospecting methods for underground space exploration
物探方法 探测对象 探测深度 平面位置圈定的有效性 探地雷达 地下管线 地下2~5m 能准确圈定平面位置 高密度电法 地层的划分具有一定的效果浅层小型异常体及构造体都有较好显示 地下50m以内深度 由于体积效应能大体圈定平面位置 浅层地震 对地质分层有一定效果、对断裂等较大型的构造能较精准的定位，地下空间异常体 地下50~100m深度 能准确圈定平面位置 重力探测 地下室(尤其是私自开挖地下室, 可以不用入户凋查, 在周边布置测线) 能准确圈定平面位置和描述形态特征
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表 3 北京地下空间资源数量
Table 3 The amount of underground space resources in build-up district of Beijing
104m3 类型 0~10m 10~30m 30~50m 已利用 87670 60140 840 可充分利用 80750 287720 402880 局部可开发利用 63110 115160 59340 不可利用 3910 7820 7820
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