在“双碳”战略驱动下,岩土工程规划正与能源系统进行深度跨界融合,催生了“能源地下结构”与“岩土体储能”等创新方向。其核心思想是将地下结构与周边岩土体,从单纯的荷载承受体,转变为主动参与能量交换与存储的介质。
能源地下结构主要指在基坑支护桩、地下连续墙、隧道衬砌及基础中埋设换热管路,构建地源热泵系统的“取热/排热”端。在规划阶段,需统筹评估场区岩土体的导热特性、地下水渗流条件,优化能源桩/墙的布局与深度,并预测长期运行对桩基承载力、土体温度场及相邻结构的热干扰,实现结构与能源功能的一体化协同设计。
岩土体储能则更具革命性,主要涉及利用地下含水层、报废矿井或人工挖掘的洞穴,进行压缩空气储能或热能季节性存储。其岩土规划的重点在于:评估选址的地质封存能力(密封性、稳定性)、库容规模,以及大规模注采循环下(如高压注气、高温注热)引起的岩体应力重分布、孔隙水压变化及可能诱发微震的风险。这要求规划者具备多物理场耦合分析能力,从区域地质构造尺度进行安全性、经济性与环境影响的全生命周期评估。这些技术将地下空间的开发利用,从传统土木范畴拓展至城市能源基础设施领域,是未来零碳智慧城市不可或缺的组成部分。