土木工程概论第八章地下工程开发和利用

1、土木工程概论地下工程开发和利用第八章第八章：地下工程8.1 地下工业建筑8.2 地下仓库建筑8.3 地下民用建筑8.4 人防工程8.5 开发和利用地下空间第八章：地下工程简介 随着国民经济的高速发展，我国城市化水平正在快速提高，改革开发以来，我国国民经济进入持续、稳定、高速发展的新时期。高速的经济发展促使城市化进程加快。1995年，我国城市数量已超过660座，城市人口已占全国人口总数的，2000年，全国城市数预计将超过800座，城镇人口预计将占全国人口总数的30左右。开发地下空间的根源：第八章：地下工程简介 城市数量和城市规模的急剧增大，势必使与不协调的城市化相伴而生的“城市综合症”也越来越严

2、重：城市人口超饱和，交通拥挤、堵塞，建筑空间拥挤，绿化面积减小，城市污染加剧、环境质量下降，城市抗灾自救能力降低等等。城市化的高速发展，迫使人们开发利用地下空间。综合开发城市地下空间这种新型国土资源是解决城市人口、资源、环境三大危机的重要措施，是城市走可持续发展道路的重要途径。第八章：地下工程简介当今世界，人类正在向地下、海洋和宇宙开发向地下开发地下资源开发资源包括人力资源和社会资源，这里指的资源是指自然资源中的水、土地等。地下能源开发能源：自然界赋存的已经查明和推定的能够提供热能、动力和电能等各种形式的能量来源。地下空间开发国际隧道协会ITA提出：“大力开发地下空间，开始人类新的穴居时代”第

3、八章：地下工程简介 第一时代：从出现人类至公元前3000年的远古时期。 人类为防寒暑、避风雨、躲野兽而居住洞窟。地下空间的利用历史第二时代：从公元前3000年至5世纪的古代时期 用于引水的隧道、地下粮仓、地下宫殿已有相 当 当水平和技术。第三时代：从5世纪至14世纪的中世纪时代。 矿石开采技术的出现推进了地下工程的发展。第四时代：从15世纪开始的近代和现代。 诺贝尔发明黄色炸药，成为开发地下空间的有 力 力武器。第八章：地下工程定义地下工程：在地面以下土层或岩体中修建各种类型的地下建筑物或结构的工程，称为地下工程。定义：包括：交通运输方面包括地下铁路、公路隧道、地下停车场等；军事方面包括地下指

4、挥所、军火库等；工业与民用方面包括地下车站、电站、商场、人防等。8.1 地下工业建筑地下水电站 一、 定义 是指厂房设置在地下的水电站。充分利用了地形、地势，具有简化衬砌结构、苦水季节发点等特点，十分经济有效。 二、地下水电站包括水坝和电站两大部分 龙滩水电站的地下厂房系统是目前国内在建工程中最大、世界第二大的地下工程。小浪底水利工程地下厂房8.1 地下工业建筑广州龙滩水电站碾压混凝土施工地下核电站 一、 核电站：将原子核裂变释放的核能转变为电能的系统和设备。 二、我国现有四座核电站 大亚湾核电站、秦山核电站、田湾核电站、岭澳核电站8.1 地下工业建筑8.1 地下工业建筑秦山核电站大亚湾核电站

5、大亚湾核电站岭澳核电站田湾核电站8.1 地下工业建筑地下工厂 一、 地下工厂具有以下优点： 缩短生产工艺流程； 减少噪音； 恒湿、恒温； 避免破坏景观。8.2 地下仓库建筑地下仓库 地下环境的优越性 有良好的热稳定性、密闭性和地下建筑良好的防护性。更大空间供应物储存和放射性、废弃物储存都可以利用地下仓库。地下停车场由于地面空间的紧张，城市内的停车场大多建在地下，是合理利用建筑用地的表现。8.3 地下民用建筑一、地下综合体定义 为建设沿三维空间发展的，地面地下连通的，结合交通、商业贮存、娱乐、市政等多用途的大型公共地下建筑。二、地下综合体特点 多重功能、空间重叠、设施综合8.3 地下民用建筑一、

6、地下街定义 在各种建筑物的地下层之间建立地下连通道，或独立单建，形成总体形态狭长的旁边设店铺、事务所、停车等设施的地下道路。 日本东京车站八重州地下街8.3 地下民用建筑二、地下街在我国的城市建设中起着多方面的积极作用：1、有效利用地下空间，改善城市交通。2、地下街与商业开发相结合，活跃市场，繁荣了城市经济。3、改善城市环境，丰富了人民物质与文化生活。 8.3 地下民用建筑三、地下商城 商业是现代城市的重要功能之一。我国的地下空间利用和开发已经从民防地下工程逐步走向与城市改造更新相结合的道路8.4 人防工程8.4 人防工程 定义：人防工程也叫人防工事，是指为保障战时人员与物资掩蔽、人民防空指挥

7、、医疗救护而单独修建的地下防护建筑，以及结合地面建筑修建的战时可用于防空的地下室。 现在，新建的人防工程在建设前都经过了可行性论证，既考虑到战时防空的需要，又考虑到平时经济建设、城市建设和人民生活的需要，具有双重功能。同时，人防工程严格按建设程序办事，从土建到装修都注重质量。建成投入使用后，取得了显著的战备效益、社会效益和经济效益。许多大中型人防工程成为城市的重点工程，如哈尔滨奋斗路地下商业街、沈阳北新客站地下城、上海人民广场地下停车场、郑州火车站广场地下商场等，在社会上产生了巨大的影响。许多人用“地下仙境”、“洞天福地”来赞誉人防工程，这是对人防工程的最高奖赏。 8.5 开发和利用地下空间

8、8.5 开发和利用地下空间是城市建设的迫切需求 合理开发和利用地下空间是解决城市有限土地资源和改善城市生态环境的有效途径。 以下列举美国波士顿地下空间开发利用对城市的发展所起到的积极作用。第八章：地下工程1959年中央大街建成时交通状况与现在的比较波士顿地下空间开发利用第八章：地下工程发展的意义发展地下工程的意义：1、为人类的生存开拓了广阔的空间。2、地下空间具有恒温性、恒湿性、隔热性、遮光性、气密性、隐蔽性、空间性、安全性等优点。3、社会、经济、环境等多方面的综合效益良好。4、节省城市占地、节约能源、克服地面各种障碍改善城市交通、减少城市污染、扩大城市空间容量、节省时间、提高工作效率和提高城

9、市生活质量。明挖法：也称挖盖法暗挖法：也称矿山法，钻爆法等浅埋暗挖法：盾构法：沉井法：沉管法：顶管法：地下连续墙法：TBM法：关于地下建筑空间施工的几个概念挖建盖（填）明挖法地下结构施工示意图明挖法又称基坑法，从地面向下开挖，修建，回填土，恢复路面。一般坚硬岩层中的隧道均采用该方法施工，如大瑶山隧道、秦岭隧道等。挖衬埋深一般大于10m暗挖法地下结构施工示意图初衬二衬超前支护锚杆、管棚或灌浆埋深一般小于5m一般用于城市交通繁忙地带，不允许中断交通，且地质条件又较差的地段，地下过街通道大多采用该法施工。如浅埋暗挖法地下结构施工示意图盾构法隧道施工适用于软土地区埋深大的隧道工程，可穿越江河、湖泊、海

10、底、地面建筑物和地下管线密集区的下部。 盾构法地下结构施工示意图 沉井结构用途十分广泛，主要用于点式地下建筑工程：如自来水厂、电厂和化工厂的水泵房、地下沉淀池和水池、地下热电站、地下油库、地下车间和地下仓库等。此外，也可用作地铁、水底隧道等各种设备井、通风井、盾构拼装井、车间和区间段连续沉井等 。沉井法地下结构施工示意图沉管法地下结构施工示意图沉管法一般用于水下隧道施工，目前国内已建成的最大的沉管隧道是上海外环越江隧道，总长2880m（沉管段长736m），双向8车道。沉管法地下结构施工示意图顶管法主要用于建造穿越城市交通繁忙地带的地下工程，其长度、断面尺寸均受到较大限制。国内最长的顶管隧道是西气东输工程穿越黄河的隧道，长度近3000m，直径约2m。顶管法地下结构施工示意图 地下连续墙法可用于点式、条式地下工程的施工，如