地下空間的分層開發原則是實現地下空間資源可持續開發利用的具體體現，包含兩方面的含義：一是將地下空間開發利用的功能置於不同的豎向開發層次；二是按照可持續發展原則，根據城市不同發展時期對地下空間開發利用的不同需求進行綜合規劃，將開發的重點控制在地下不同的豎向層次，從而使得在城市發展的各個不同階段、不同建設時期中，各類原有設施與新建設施都能做到協調統一。
1、淺層空間
淺層空間是指由地表至地下埋深10m深度開發的空間，其特徵在於此層與外界溫度絕緣，能保持季節的穩定性。其主要用於商業及民用地下室和文娛活動場所，是最接近地表建築的地下開發空間，其開發利用率普遍較高。淺層空間開發主要遇到的環境巖土工程問題主要有軟土和地下水對工程的影響，以及基坑工程對周邊環境的影響。根據廣州火車站及周邊鑽探資料，第四系覆蓋層厚度一般不大，為3.2014.60m；軟土層厚一般為0.50～4.O0m.廣州地區的軟土通常具有高含水率、低滲透性、高壓縮性、低強度、觸變性和不均勻性等特點f81.在軟土層中施工常會發生地面的不均勻沉降、管道的上舉、橫移、開裂、脫口、基底的隆起和坑頂坑壁的失穩，建築物發生樁基斜歪、漂移和傾斜等現象。
地下水對地下空間開發利用的影響主要表現為：在地下工程施工（基坑開挖）過程中，因局部改變地下水流場，可能產生滲流、潛蝕、突湧和管湧，影響地下工程基底、圍護結構和周邊環境，突發危險性的安全事故。地下水對地下結構產生巨大的浮託作用，如防水措施或抗浮措施不力，可能引發結構破壞，影響其安全運營。局部三角洲相沉積砂土中賦存富含S042-的微鹹水，對鋼混凝土結構具有弱腐蝕性，構成持久的安全隱患。
基坑工程對地下空間開發的影響主要表現在基坑變形和基坑施工擾動對環境的影響。基坑變形包括基坑邊坡變形、基坑基底隆起變形和基坑支擋變形。由於支撐物受彎破壞或錨杆體系抗拔力不足，拉杆自身斷裂或拉杆及錨座的連接不牢導致支護結構自身破壞，導致邊坡失穩，此外還可能由於支護結構嵌入深度不足所致。這種類型的破壞都會引起基坑隆起，並使地基土強度降低或失效導致支護結構整體破壞，基坑隆起。支護結構發生變形和位移引起的環境效應主要表現為：（1）支護結構自身破壞而導致邊坡失穩；（2）支護結構整體破壞而導致基坑隆起；（3）支護結構發生變形和位移而引起鄰近建築設施破壞。
基坑施工擾動對環境的影響主要包括基坑工程圍護結構施工階段、基坑工程土方開挖階段和地下結構施工階段對周圍環境的影響等。圍護結構施工擾動取決於圍護結構形式及施工方法，擠土樁施工擾動影響與靜壓樁擠土效應相同，地下連續牆或非擠土樁則施工擾動影響類同於土方開挖造成的影響。基坑工程土方開挖過程中對周圍環境的影響取決於地下水位的變化、圍護結構的位移，以及基底土體的隆起；地下結構施工階段對周圍環境的影響取決於圍護結構的改變，如拆除支撐和土體蠕變引起土壓力的改變等。如地鐵二號線火車站圍護採用了人工挖孔樁+錨索和土釘牆兩種圍護結構形式，為了避免衝孔樁在施工過程中對地層的擾動破壞，五號線設計施工時就採用了土釘牆，局部二層為人工挖孔樁+預應力錨索，以減小對環境的影響。
2、次淺層空間
次淺層空間與淺層空間通常聯繫較大，主要有商業、文娛、餐飲和部分規劃的交通系統，其深度為地下埋深10-30m左右，是目前地下空間的主要開發和應用空間。廣州火車站周邊區域在次淺層空間開發程度較高。次淺層空間的開發主要遇到的環境巖土工程問題有地下水對工程的影響、巖溶等不良地質作用的影響，以及工程施工對環境的影響。
次淺層空間的地下水活動一般表現在孔隙承壓水和巖溶裂隙水對次淺層空間開發的影響。廣州火車站及周邊地區基巖厚度變化大，層面起伏較大。白堊系沉積巖中的灰巖質礫石和石炭系石灰巖常被溶蝕和形成溶洞，據鑽探資料統計，白堊系和碳酸鹽巖巖溶率一般為10％～15％，溶洞埋深多在l4.85～49.20m，溶蝕高度一般在1～5m，個別可達9～10m.溶洞及土洞多集中在次淺層空間。由於目前地下空間開發活動主要利用在次淺層空間內，對於基礎位於碳酸鹽巖上的構建築物，由於下伏碳酸鹽巖巖溶發育程度的不同，以及上覆鬆散蓋層的工程性質差異和裂隙巖溶水、孔隙承壓水、地表水三者的不斷循環，導致上部土體的吸蝕、潛蝕破壞，最終使地面塌陷，發生巖溶地面塌陷。地下空間開發中因盾構法施工而採取的止水措施，以及開採裂隙巖溶水、江水位的陡漲陡落、地面漬水下滲等，都能加劇「三水」的循環運動，從而加劇發生巖溶地面塌陷的可能。
基坑和樁基施工時常會發生一些因施工導致的巖土工程問題。如廣州火車站及周邊地區開挖基坑的深度一般是在7.0m～12.0m，有的則達到l7.5m.其上部出露由厚約10～15m粘土、粉質粘土的第四系沉積層組成，且部分地區夾有淤泥類土。當基坑開挖到一定深度，含水量大，且具有觸變性的淤泥類土等易失穩成「流沙」湧人基坑，從而導致基坑邊坡穩定、基坑底板變形及突水等環境工程地質問題。錘擊沉樁施工過程中引起的樁身及樁周附近地基土體的強烈振動，造成沉樁區及其鄰近地基土的水平位移和豎向位移，從而影響周圍建（構）築物。打樁施工使土體原來所處的平衡狀態破壞，對周圍原有的建築物和地下設施諸如地下管線等帶來不良影響；以及打樁與基坑開挖的相互影響等。
3、次深層空間
由於高密度建城區上部建（構）築物密集，樁基礎多且複雜，因此在地下埋深30—50m範圍內的次深層空間內開發利用複雜的地下軌道交通網絡、城市水、電、氣、通訊等公用設施是十分適宜的。廣州火車站及周邊地區基巖以紅層碎屑巖為主，中等風化巖天然抗壓強度約為4～25MPa，微風化巖約為16～71MPa；而在越秀山附近存在燕山期花崗巖和附近的斷裂角礫巖強度最大達250MPa.由於圍巖相對較好，一般在隧道的掘進和開挖中使用礦山法施工。由于越秀山附近存在多條斷裂帶且巖石較破碎，膠結程度較差，成為地下水的良好通道和富水帶。礦山法施工經常使施工面成為集水面，造成地面下陷，周邊建築物沉降。普遍存在的軟弱夾層現象，也會給隧道的掘進和開挖帶來影響。
4、深層空間
深層空間（地下埋深50～100m左右）：是一個獨特的區域，在這個區域裡，通常不存在人類的基本活動。國際上對此區域的利用通常都是設置程序化、自動化的系統，可用作快速地下交通線路、危險品倉庫、冷庫、貯熱庫、油庫等。目前將其作為有待開發空間。
責任編輯：風聆