浅析日本深层地下空间的开发利用摘要：现在，日本城市的地下空间得到了很好的开发和利用，如地铁、停车场、商场等。

在本文中，首先提出了深层地下空间的定义及其开发利用的必要性；其次列举出一些地下空间利用的实例；然后介绍了开发深层地下空间常用的建造技术：山体隧道法、明挖法和盾构法；最后指出了日本深层地下空间的发展方向。

日本深层地下空间在城市未来的发展中，一定会更广泛地被开发利用。

关键词：深层地下空间、实例、建造技术、发展方向abstract: now, the japanese city underground space has been very good development and utilization, such as subway, parking lots, shopping malls and other. in this paper, firstly put forward the definition of deep underground space development and utilization of necessity; secondly enumerates some examples of the use of underground space; and then describes the development of deep underground space commonly used to construct technology: mountain tunnel, the open-cut method and shield driven method; finally it points out the development direction of deep underground space in japan. deep underground space in japan in the city development in the future, will be more widely used by development. key words: deep underground space, example, constructiontechnology, development direction在日本，地下空间利用的实例随着城市的重建和发展而逐渐增加。

在1989年的金融危机后，虽然土地成本下降，但是城市的土地价格仍然很高。

在这种情况下，地下空间的开发利用列入到城市的总体规划中，包括兴建地铁、地下商城和地下停车场等。

现在，深层地下空间的利用不再是一种计划，它已付诸实践，并且解决了一些因拥挤而造成的城市问题。

据报道，到目前为止，日本的深层地下空间已被用于展览、科研和体育等设施。

1．日本深层地下空间的概述1.1深层地下空间的定义“深层”地下空间的定义是模糊的，有的将其定义为地表50m以下的地下空间，也有将其定义为低于现有建筑物的地下部分。

日本首相在国土厅举行的针对深层地下空间利用的特别调查会议将深层地下空间定义为位于建筑的地下室或承载层之下的地下空间。

总体而言，深层地下空间是深度低于现有建筑的地下结构，它并不干扰已有地下设施的运行。

1.2日本的地质特征和地下空间利用的必要性在太平洋，日本从东北到西南绵延了3000多公里。

日本列岛是东亚最重要的组成部分，约由3500个岛屿组成，其中包括北海道、本州、四国和九州四个主要岛屿。

日本经过战后重建和经济高速发展的时期后，已经进入了软件、多媒体信息和国家化时代。

然而，目前该国面临着各种城市问题，如地价昂贵、交通拥堵、居住环境恶劣、城市功能混乱等。

许多其他国家的大城市也面临着相同的问题。

利用尚未充分开发的地下空间资源将是对于城市有限空间进行再开发的最优解决方案，它可以解决因拥挤而引发的一系列问题，在保留宝贵的城市资源的同时也改善了城市环境，从而创造出安全、舒适的城市。

2．日本深层地下空间利用的实例在日本，地下空间的利用已经与人们的日常生活息息相关，例如许多娱乐、出行、购物等活动都在地下进行。

而且，在土木工程专业快速发展的契机下，像水电站那样巨大的地下工程已较普遍地出现。

在未来，这样大型的地下项目将会设置在城市的深层地下空间内。

2.1迷你穹顶2.1.1迷你穹顶的简介迷你穹顶建造在神奈川县相模原市，是一种设在深层地下的穹顶空间，其直径约为50m、高30m（如图1）[]。

它是为了积累深层地下空间的施工技术而计划开发的项目。

2.1.2迷你穹顶的结构迷你穹顶主要由两部分组成：首先，从处于地表50m以下的现有地下设施再向下挖掘出一个深20m的竖井；其次，在竖井下方再构筑一个直径为20m、高12.5m的穹顶。

2.1.3施工过程穹顶被泥质岩层包围着，这种泥质岩属于软质岩层。

因此在开凿这个穹顶之前，应该先修建一个螺旋形的隧道，将其作为支撑体系以约束泥质岩层的位移和松动。

隧道挖凿完成后，沿其设置玻璃钢锚杆。

然后，用混凝土材料填补隧道，使其成为坚固的支撑体系。

待螺旋形隧道的支撑强度足够高时，再开凿穹顶结构，此时采用喷锚支护的支撑系统。

目前，周围环境的地表压力、水压较高，很难实施这种支护方法。

有人建议用水来填补开挖出的穹顶空间，这样就可以忽视地下水位变化带来的影响。

2.2超级神冈2.2.1超级神冈的简介超级神冈是一个建造在岐阜县神冈废弃矿场内，深约1000m的地下实验性设施。

它的主体为一个直径为40m、高42m的圆柱体，内部填充了50000吨纯净水（如图2）。

超级神冈是一种通过质子衰变来观测切伦科夫光的设施，其墙壁配备有约11200个光传感器[2]。

2.2.2超级神冈的特点这个实验性设施不需要舒适的内部环境，它只是用来观测世界各地的中微子的，人并不会在里面活动。

由于该地下结构位于地表1000m以下，它是研究深层地下空间利用概念的很好的实例。

3．日本深层地下空间的建造技术地下空间发展于隧道空间，因此地下空间的建造技术与隧道空间的开凿技术相类似。

目前，日本深层地下空间的建造技术主要有山体隧道法、明挖法和盾构法。

3.1.1山体隧道法山体隧道法就是在山体中挖掘隧道，这种方法在挖掘和支撑方面有许多特点，如它可以构建出任意形状的空间。

在坚硬的岩石山体中，一般采用爆破的方法进行挖掘。

现在，山体隧道法已经应用于城市建设中。

这种施工方法是通过引入tbm（隧道掘进机）来完成的。

随着tbm的改进，隧道的截面积也逐渐增大，如日本的一些高速公路和城市郊区都正在兴建截面积超过200m2的隧道。

因为tbm 可以明缩短施工时间，所以在施工现场它的使用量也逐渐增加，特别是tbm可以完成不均匀地质的钻探以满足长距离挖掘的目的。

3.1.2明挖法明挖法已经在日本城市的民用工程中发展成为一种重要的施工方法。

这种方法一般适用于相对较浅的地下空间，许多地下建筑都是采用明挖法建造的，如地铁和地下商城。

另外，在现有设施下方建造新设施也可以采用此方法，但现有设施应该有结构予以支撑。

所有的地下结构都低于地表，因此深层地下结构的施工过程也应该考虑到现有结构的分布。

在城市内使用明挖法建造地下空间，应该尽量优化其环境以适应施工现场。

3.1.3盾构法盾构法是用钢圆柱结构挖掘地面的、以“盾”来抵抗地表压力和水压的建造方法。

刚刚开挖后，挖开的区域就会被覆盖。

一般情况下，盾构法的施工成本高于明挖法的。

但是对于平行隧道而言，多面盾构机可以缩短现场的施工时间，以减少盾构法的施工成本。

目前，在日本先用“盾”挖掘外框，再用液压挖掘机挖掘隧道的内部，这样不仅降低了成本，也增大了隧道的截面积。

在复杂的地质条件下，盾构机新技术的卓越性能可以得到充分的利用。

现在，施工管理人员开始考虑新技术的效应和成本之间的平衡问题，建筑公司也尝试着改善隧道的衬砌技术以降低施工成本，如钢纤维混凝土和喷锚支护的应用。

4．日本深层地下空间的发展方向在日本，未来深层地下空间的应用区域主要是市区。

关于深层地下空间利用的特别调查会议将开始调查有关发展日本最大的三个城市东京、大阪和名古屋的深层地下空间利用的可能性。

最近，在日本不同地区也都推广了公共企业，可以在限定土地所有权的情况下，更加充分地利用深层地下空间的优势。

市区内的现有设施太旧太封闭了，继续得到改善，因此招集了很多的物力和财力来开发利用深层地下空间，以使城市系统恢复正常。

一方面，在城市现有建筑物下方的深层地下空间将构建新设施以维护地面景观环境；另一方面，在山区和沿海地区，大型的深层地下空间将被用于发电站和能源储备系统等。

5．结论基于超级神冈和迷你穹顶这些实例，预计在日本市区深层地下空间的利用将会进入一个全新的阶段。

目前，深层地下空间的建造技术主要是山体隧道法、明挖法和盾构法，一般在施工过程中都会考虑先进技术的效果和施工成本，并且会进行许多改进，从而降低建设成本。

未来深层地下空间的利用主要针对市区，以解决城市因拥挤而带来的一系列问题。

但是深层地下空间是有限的且它极具吸引力，因此对其的开发利用不应过度。

参考文献[] nakada, k., chikawahisa, h., kobayashi, k. and sakurai, s.: “plan and survey of and underground art museum in japan, using a large-scale rock carvern”, tunnelling and underground space technology, vol.11, no.4, pp.431-443. [2] inokuma, a., ookawa, t.: “verified experiment on mini dome toward the construction of geodome”, j. japan society of civil eng., vol.82, no.2, pp.12-14.。