地下结构工程之一绪论（PPT35）

安徽建建筑工工业学学院地下下结结构构工工程程主讲教教师：：席席培培胜第1章1.绪论地下结结构的的定义义：保留上上部地地层（山体体或土土层））的前前提下下，在在开挖挖出能能提供供某种种用途途的地地下空空间内内修建建的结结构物物，统统称为为地下下结构构。地下工工程分类：交通通隧道道，水水工隧隧洞、、矿山山巷道道、地地下仓仓库、、地下下工厂厂、地地下民民用与与公共共建筑筑、地地下市市政工工程、、人防防工程程、国国防地地下工工程。。铁路和和公路路隧道道解放后后：修修建的的铁路路隧道道计2500km。其中中：大大遥山山隧道道为14.295km（1987），居世世界第十十位；秦秦岭隧道道由两座座基本平平行的单单线隧道道组成，，间距30米，各全全长18.46公里，居居亚洲第第二位，，世界第第六位。。最大埋埋深1600米，为目目前世界界之最，，1999年贯通。。我国国水下隧隧道：打打浦路隧隧道（第第一条，，2761m），外环环沉管隧隧道，甬甬江、珠珠江江底底隧道，，在建的的崇明大大通道隧隧道；未未来可能能的隧道道：琼州州海峡隧隧道、台台湾海峡峡隧道。。国外：日日本发展展最快，，修建达达2000km。其中：：圣哥达达隧道16.5km。水下隧隧道发展展较快，，港九海海底隧道道、青函函隧道（（53.85km）,为世界之之最；英英法海峡峡隧道（（49.6km，在建）），直布布罗陀海海峡隧道道（拟建建，连接接欧非大大陆）；；马海峡峡隧道（（拟建，，连接日日本与南南朝鲜，，230km）一、地下下建筑结结构的发发展现状状秦岭隧道道实景打浦路隧隧道宁波常洪洪沉管隧隧道瑞士圣哥哥达大隧隧道全长长16.5公里，是是穿越海海拔2千多米的的阿尔卑卑斯山、、连接瑞瑞士南部部和意大大利北部部的主要要公路干干道，为为世界第第二长车车辆隧道道图片为2001年10月24日因车辆辆相撞发发生大火火，死亡亡14人。英吉利海海峡隧道道耗资100亿英镑，，接通英英国肯特特郡的福福克斯通通和法国国的加来来，建造造工程于于1987年12月开始，，到1990年12月结束。。1994年5月6日由英国国女王伊伊丽莎白白二世和和法国总总统密特特朗正式式剪彩通通车。这这条双轨轨隧道长长49.94公里，直直径7.6米。在英英吉利海海峡底开开凿隧道道的规划划是19世纪初拿拿破轮战战争期间间首次提提出的。。水电站及及航运地地下工程程水电站包包括：引引水隧道道、泄水水隧洞及及大跨度度、高边边墙的地地下厂房房等地下下工程。。据统计计，我国国建国后后建成的的大小中中型水电电站引、、泄水隧隧洞约140座，全长长120km；最长的的为四川川渔子溪溪一级电电站有压压发电隧隧道，长长8429m。天生桥桥水电站站，有压压发电隧隧道三座座，内径径9.0m，各长11.34km。航运地下下工程:世界最大大的航运运隧道为为法国马马赛至罗罗那航运运线上的的罗佛隧隧道，全全长7km，断面宽宽24.5m,高17.5m.天生桥水水电站龙滩水电电站城市地下下工程在地铁方方面，法法国巴黎黎高速地地铁横贯贯东西，，全长50km余；日本本东京地地铁更有有若干层层好几条条线；我我国的上上海、北北京、广广州等地地铁正如如火如荼荼。多层次综综合开发发利用地地下空间间，是城城市地下下工程建建设的一一个特点点。如日日本东京京的上层层地下工工程，便便多作为为地下街街、商场场等；瑞瑞典、挪挪威、美美国等更更把地下下工程用用于民用用住宅、、图书馆馆等。我我国有利利用人防防工程改改造的商商场、地地下人行行街、车车库等。。上海徐家家汇地铁铁站广州越秀秀公园站站其他各类物资资的储库库，如瑞瑞典佛斯斯马克海海底核废废料储库库系统；；我国柳柳州大型型天然洞洞室作冷冷藏库；；以及地地下油库库、大型型跨江海海桥梁的的基础等等。新日本石石油公司司的海上上油库串木野基基地的地地下油库库二、地下下建筑结结构的概概念、作作用和形形式（一）地地下建筑筑结构的的概念（1）基本概概念地下建筑筑是修建建在地层层中的建建筑物。。它可以以分为两两大类：：一类是是修建在在土层中中的；一一类是修修建在岩岩层中的的；广义上上讲，任任何结构构物都是是修建在在相应的的介质中中的，例例如，上上部结构构是修建建在空气气介质中中，地下下建筑结结构一般般修建在在土层中中、岩层层中或水水中。本学科所所要研究究的所有有问题其其实都可可以归为为“结构构与介质质的相互互作用问问题”（2）示意图图（二）地地下建筑筑结构的的作用地下建筑结结构，即即埋置于于地层内内部的结结构。修修建地下下建筑物物时，首首先按照照使用要要求在地地层中挖挖掘洞室室，然后后沿洞室室周边修修建永久久性支护护结构——即衬砌结结构。而而内部结结构与地地面建筑筑的设计计基本相相同作用：衬砌结构构主要是是起承重和围围护两方面的的作用。。承重，，即承受受岩土体体压力、、结构自自重以及及其它荷荷载的作作用；围围护，即即防止岩岩土体风风化、坍坍塌、防防水、防防潮等。。地下建筑与与地面建建筑结构构的区别别（1）计算理理论、设设计和施施工方法法（2）地下建建筑结构构所承受受的荷载载比地面面结构复复杂。（3）地下建建筑结构构埋置于于地下，，其周围围的岩土土体不仅仅作为荷荷载作用用于地下下建筑结结构上，，而且约约束着结结构的移移动和变变形。所所以，在在地下建建筑结构构设计中中除了要要计算因因素多变变的岩土土体压力力之外，，还要考考虑地下下结构与与周围岩岩土体的的共同作作用。这这一点乃乃是地下下建筑结结构在计计算理论论上与地地面建筑筑结构最最主要的的差别。。地下结构构型式地下结构构：水平，倾倾斜（斜斜井）竖竖直（竖竖井）；；水平坑道埋置置深度的不同同，又分成浅浅埋和深埋两两种。结构型式首先先由受力条件件来控制，即在一定地地质条件的土土水压力下和和一定的爆炸炸与地震等动动载下求出最最合理和经济济的结构型式式。图结构型式也受使用要求求的制约；施工方案是决定地下结结构型式的重重要因素之一一。图1-1地下结构型式式北京地铁王府府井车站广州地铁东（（山口）~杨（箕）区间间隧道综合地质、使用、、施工三因素，地下下结构常见的的型式有以下下几种：go地下结构常见见的型式有以以下几种（1）附建式结结构图（2）浅埋式结结构图（3）地道式结结构图（4）沉井法结结构（5）盾构法结结构图（6）连续墙结结构图（7）顶管结构构图（8）沉管法结结构图图1-2附建结构exit图1-3浅埋式结构exit图1-4地道式结构图图1-5沉井exit图1-6盾构exit图1-7地下连续墙结结构exit图1-8顶管exit图1-9沉管exit1.2设计内容设计分工艺设计、、规划设计、、建筑设计、、防护设计、、结构设计、、设备设计等等。结构设计工作一般分初初步设计和施施工图设计两两个阶段。初步设计的内内容（1）工程防护护等级，三防防要求与动载载标准的确定定；（2）确定埋置置深度与施工工方法；（3）草算荷载载值；（4）选择建筑筑材料；（5）选定结构构型式和布置置；（6）估算结构构跨度、高度度、顶底板及及边墙厚度等等主要尺寸；；（7）绘制初步步设计结构图图；（8）估算工程程材料数量及及财务概算。。技术设计主要是解决结结构的强度、、刚度和稳定定、抗裂性等等问题，并提提供施工时结结构各部件的的具体细节尺尺寸及连接大大样。（1）计算荷载载：（2）计算简图图：（3）内力分析析：（4）内力组合合：（5）配筋设计计：(6）绘制结构构施工详图：：（7）材料、工工程数量和工工程财务预算算。1.3计算原则1）使用规范范2）设计标准准：确定地下建筑筑物的荷载、、建筑材料的的选用、允许许考虑由塑性性变形引起的的内力重分布布、截面计算算原则、材料料强度指标3）计算理论论（1）计算原理：：较多地应用以以文克尔假定定的基础局部部变形理论以以及以弹性理理论为基础的的共同变形理理论。说明（2）计算方法：：一般结构力学学法，弹性地地基梁法，矩矩阵分析法。。弹性抗力限制制了结构的变变形，故改善善了结构的受受力情况，如图1-10所示。exit本课程是土木木工程的一门门专业课。获得地下结构构工程的基础础知识，掌握握地下结构工工程的技术性性能，应用方方法及其施工工工艺