地下建筑结构绪论

绪论本讲内容（1）本课程教学改革方案（2）地下建筑结构的发展现状（3）地下建筑结构的概念、作用和形式（4）地下建筑结构的设计程序和内容（5）地下建筑结构面临的挑战§1本课程教学改革方案《地下建筑结构设计》课程教学改革总体方案铁路隧道：2500km(解放后修建)，其中：大遥山隧道（1987）为14.295km，居世界第10位；秦岭隧道(1999)由两座基本平行的单线隧道组成，间距30米，各全长18.46公里，居亚洲第2位，世界第6位。最大埋深1600米，为目前世界之最。

公路隧道（水下）：打浦路隧道（第一条，2761m）甬江、珠江、上海外环江底沉管隧道、上海长江隧道、琼州海峡隧道、台湾海峡隧道（未来可能的）铁路和公路隧道§2地下建筑结构的发展现状9/22/2023绥芬河北京乌海临汾洛阳荣成丹东锡林浩特乌兰浩特满洲里珲春青岛连云港宁波厦门汕头河池瑞丽霍尔果斯石家庄太原济南长春哈尔滨郑州上海杭州福州武汉长沙南昌合肥南京广州南宁贵阳昆明成都重庆西安银川乌鲁木齐天津9纵

18横国家高速公路网布局方案沈阳海口兰州在山岭，全国各省，特别是西部地区，将建设众多隧道工程。在沿江，宁波、广州、上海、南京、武汉、重庆等越江通道工程。

在沿海，有渤海湾跨海工程、大连湾跨海工程、青-黄海底隧道工程、上海崇明越江通道、港-珠-澳跨海工程、琼洲通道工程、台湾连线工程、厦门东通道工程等。9/22/2023东、西部高速公路隧道工程9/22/2023同三国道主干线沈阳至海口国家高速琼州海峡1、厦门公路越海隧道由于隧道穿越地层为质地良好的花岗岩，决定采用双向六车道钻爆法施工，中间设管廊式服务通道；

蓬勃发展的江、河、海底隧道2、武汉长江隧道由于隧道穿越粉细沙不稳定地层，决定采用双向四车道、泥水加压式盾构，盾构直径

11.4m，采用复合式刀具，以实现长距离不换刀掘进。9/22/20233、南京-浦口长江第二隧道南京-浦口长江第二隧道是铁路高速跨越点，原定沉管法，后因冲刷深度变化较大，流速大而改为盾构法。目前，南京市政府采用双向六车道，工程造价约44亿元。采用大直径15m泥水盾构，造价高，风险大，埋深也要加大。

15m的隧道断面图南京长江隧道平面位置图4、杭州市庆春路钱塘江市区水底隧道通道采用双向四车道盾构方案，理念正确，已进行了安全、风险评估，对环境影响很小。杭州庆春路隧道断面图建成后杭州庆春路隧道5、联结青岛－黄岛胶州湾湾口海底隧道由于穿越优质花岗岩地层，采用双通道六车道钻爆法施工方案，设计合理，但青岛侧的交通联结方式采用高架穿越城区，产生影响环境。青岛海底隧道平面位置6、港、珠、澳海上大通道全长36km，分别由6km沉埋管段和大桥相联后，用3.6km盾构或浅埋暗挖法修建隧道，在珠海拱北上岸，再用桥和6km长的山岭隧道相联，并和太澳公路相联，工程规模为双向六车道。

平面位置图

隧道埋位置图

隧道埋深位置图7、上海地区多条水底隧道穿越黄浦江均采用双向四通道，盾构法施工，效果很好，两端接线容易，方便市民。8、大连市区海湾海底隧道经过桥、隧对比，决定采用双向六车道，钻爆法方案，因该地区的岩体为花岗岩，水文地质很好，不破坏环境，少占地，少拆迁。9、上海浦东至长兴岛水底隧道双向六通道，采用盾构法施工，盾构直15.18m，长距离4km掘进，风险很大，需认真研究，尤其不易在江中设置横通道，应充分利用主洞行车道下面的很大空间进行疏散救援，取消横通道对两个主体隧道的结构沉降减少制约，防止结构开裂非常有利。盾构

15.18m10、广州市区地铁和城市交通多条穿越珠海水底隧道正在设计、施工的有五条，采用双向六通道方案沉埋管段法。

沉管隧道断面图

隧道单元预制图11、琼州海峡34km跨海隧道，采用盾构法修建铁路海底隧道，正在论证中，目前轮渡过渡。有公铁合建桥梁中线、西线方案和中线铁路隧道与西线公路桥梁分建方案用于比选。12、台湾海峡海底铁路隧道修建的愿望在日趋增高，正在论证中。13、渤海湾大连至烟台110km跨海铁路隧道，目前轮渡正在修建，可能采用TBM法和盾构法。

方案1

方案2

台湾海峡海底地形图

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2030年前后发展展望烟大跨海通道跨海长100余公里，将烟台至大连通道缩短了1600余公里，是沿海通道的重要组成部分。世界主要跨海工程国外：日本发展最快，修建达2000km。其中：圣哥达隧道16.5km；水下隧道发展较快，港九海底隧道、青函隧道（53.85km),为世界之最；英法海峡隧道（49.6km），直布罗陀海峡隧道（拟建，连接欧非大陆）；对马海峡隧道（拟建，连接日本与南朝鲜，230km）瑞士圣哥达大隧道全长16.5Km，是穿越海拔2Km多的阿尔卑斯山、连接瑞士南部和意大利北部的主要公路干道，为世界第二长公路隧道。图片为2001年10月24日因车辆相撞发生大火，死亡14人。在英吉利海峡底开凿隧道的规划是19世纪初拿破轮战争期间首次提出的。英吉利海峡隧道耗资100亿英镑，接通英国肯特郡的福克斯通和法国的加来，建造工程于1987年12月开始，到1990年12月结束。1994年5月6日由英国女王伊丽莎白二世和法国总统密特朗正式剪彩通车。这条双轨隧道长49.94公里，直径7.6米。水中隧道（悬浮隧道技术）山岭隧道（新奥法）9/22/2023越江公路隧道（沉管法）城市地下工程在地铁方面，法国巴黎高速地铁横贯东西，全长50km余；日本东京地铁更有若干层好几条线；我国的上海、北京、广州、郑州等20多个地方地铁建设正如火如荼。

多层次综合开发利用地下空间，是城市地下工程建设的一个特点。如日本东京的上层地下工程，便多作为地下街、商场等；瑞典、挪威、美国等更把地下工程用于民用住宅、图书馆等。我国有利用人防工程改造的商场、地下人行街、车库等。上海徐家汇地铁站广州越秀公园站明珠二期上体馆车站（冰冻法）共同沟黄浦江行人隧道

（我国第一条观光隧道，盾构法）山区城市隧道（新奥法）打浦路隧道（盾构法）9/22/2023地下广场（明挖法）地下车站（盖挖、逆作法）最新盾构技术盾构隧道排水隧道（顶管法）9/22/2023地下通道（管棚法）地下通道（管幕—箱涵顶进技术）水利水电及航运地下工程

水电站包括：引水隧道、泄水隧洞及大跨度、高边墙的地下厂房等地下工程。据统计，我国建国后建成的大中小型水电站引、泄水隧洞约140座，全长120km；最长的为四川渔子溪一级电站有压发电隧道，长8429m。天生桥水电站，有压发电隧道三座，内径9.0m，各长11.34km。航运地下工程:世界最大的航运隧道为法国马赛至罗那航运线上的罗佛隧道，全长7km，断面宽24.5m,高17.5m。天生桥水电站龙滩水电站水电地下厂房坝高277m表孔6-12.5×18.5深孔7-5×8泄洪洞4-14×11.3厂房2-8×7509/22/2023主副厂房洞主变洞尾调洞母线洞尾水主洞交通洞出线洞引水发电系统设计白鹤滩水电站装机容量13050MW，多年平均发电量564.9亿kW

h。是西电东输骨干电源点之一广西龙滩水电地下厂房其他

各类物资的储库，如瑞典佛斯马克海底核废料储库系统；我国柳州大型天然洞室作冷藏库；以及地下油库、大型跨江海桥梁的基础、地下物流系统、地下防卫设施等。新日本石油公司的海上油库串木野基地的地下油库地下石窟洞室（小隧道棚大跨洞室开挖法）9/22/2023桥梁锚碇工程（基坑法）典型桥梁锚碇施工开挖中的低温气体储藏隧洞（新奥法）地下防卫设施（新奥法）（一）地下建筑结构的概念

地下建筑是修建在地层中的建筑物。它可以分为两大类：修建在土层中和修建在岩层中的。广义上讲，任何结构物都是修建在相应的介质中的，如上部结构是修建在空气介质中，地下建筑结构一般修建在土层中、岩层中或水中。

本学科所要研究的所有问题都可归为“结构与介质的相互作用问题