地下工程概论第一章.

第一章绪论1-1概述地下工程的概念：凡在地层内部天然形成或人工修筑的地下建筑物（或空间）总称为地下工程。一、地下空间利用经历四个阶段第一个时代：原始时代----穴居时代人类出现-B.C.3000年的新石器时代，防御自然威胁的。开挖工具：兽骨等工具开挖洞穴。第二个时代：古代时期时间：B.C.3000年---5世纪，是为城市生活而利用的时代。地下空间技术的基础时代。结构型式：多种多样典型例子：元前2770年，埃及金字塔，元前2200年，古代巴比伦王朝连接宫殿和寺院，幼发拉底河水底隧道（1Km）。元前18~12世纪，中国殷代的墓葬群。元前5世纪，波斯的地下水路。元前312~216年期间，修建的罗马地下输水管。元后370年左右，东罗马帝国的地下储水池。第三个时代：中世纪时代时间：5世纪到14世纪的1000年左右。开挖方式：金属工具人工开挖。由于矿石开采需要.支护方式：木支撑，金属支撑，砌体支护。第四个时代：近代和现代时间：从16世纪以后的产业革命开始的时代。刺激因素:炸药的发明和应用，混凝土等新材料的发明。开挖方式：钻爆法，掘进机法，沉管法,盾构等。硬岩，软岩，水体下，不良地质条件下开挖成为可能。支护方式：木支撑，金属支撑，砌体支护，混凝土支护，锚喷支护。应用领域：如有益矿物的开采(采煤等)，运河隧道、地下铁道，上下水道、地下商业街等，使地下空间利用的范围迅速扩大。二、利用形态具体的形态分为五种：1、人类生存、确保安全为目的，这主要指在地下修建的生活、生产、储藏、输送、防灾等设施。2、伴随城市的现代化发展而存在的：上下水道、交通等；3、伴随科学发展：地下水电站、工厂、核电站等。4、大规模国土有效利用：公路、铁路隧道等5、防御灾害：防御灾害、防空洞等。•地下空间利用防灾措施提高城市功能措施确保安全提高城市功能贮藏设施生活设施城市设施生活设施防灾设施输送设施利用地下特性地下设施城市膨胀人口过密自然灾害人为灾害城市功能降低1.生活、作业空间不足1.地震1.战争环境灾害2.交通恶化2.台风、洪水2.放射能1.噪音3.功能恶化3.化学药品2.振动4.粮食、能源贮藏能力不足二次灾害4.火灾住宅办公楼工厂能源铁道避难．地下街发电设施粮食公路贮备．停车场．用水管道洪水．文化设施．放射性废．．．．弃物．．图1－1地下空间利用及其设施三、开发地下空间的原因（人类生存空间的危机）1、大城市空间的严重不足。2、保护历史建筑物和城市景观环境。3、要充分利用和发挥地下空间优越的特性。目前为什么进入地下可持续发展的基础利用地下空间特性提高抗御自然灾害的能力对生活生存环境的追求抗震性恒温，恒湿隔断性四、地下利用设施分类按设施的水平来划分，1、个人水平的设施，多是利用浅层（地价高涨，扩大居住空间）。2、城市水平的设施，主要是从经济观点决定的，包括停车场、地下街等。考虑环境、安全、便利等条件而建设的，上下水道、能源供给、交通等基础设施，3、国家水平的设施从增强国力、促进经济发展，改善和提高人民生活水平出发考虑的:我国南水北调工程中跨黄（河）输水隧洞；京沪高速铁路越（长）江隧道,西（安）安（康）线长达18.4km的秦岭铁路隧道4、国际水平的设施英法海峡隧道，勃朗峰隧道（意大利-法国）,联系欧洲共同体的高速铁路计划，是由南北和东西两条干线构成，总长度达3000km，全部位于地下100m的水平。五、地下工程的可持续性发展1、大量运输系统可持续性发展•设施的经济可持续性和方便；•生态系统的可持续性发展•社会的可持续发展2、地下工程的可持续性发展•隧道提供城市用水、排污通道，可保护环境•地下提供储藏、生活空间，提高土地利用率；•提高防御自然灾害能力，重要“生命线”•为有害废弃物提供安全场所•提供安全、环境健全、高速、经济的交通手段•提供生产、办公、居住空间•提供食物、燃料、瓦斯、液体的储藏空间第二节地下工程发展的重点一、城市建设1、从利用的现状看，主要重点发展在联络城市各处设施的地下通道。如地下商业街，地下联络通道。2、城市有轨交通系统（包括地铁、轻轨、单轨等运送系统等），作为城市的基础设施和灾害防御设施，得到了巨大的发展。3、防御和防灾设施的地下化，也是城市地下利用的重要方面。城市地下空间利用发展的重点：办公楼、地下街、地下停车场、交通设施、通讯设施、上下水道、废异物处理设施、文化设施等。这些设施与地面设施一起构成了城市的立体空间网络二、跨海、江、河高速交通通道的基础设施建设，已引起各国政府的关注。世界重大工程博斯普鲁斯通海峡架桥濹西拿海峡架桥东京湾海峡隧道爪哇.苏门答拿隧道直布罗陀海峡隧道第二巴拿马晕运河美国星球计划三峡大坝日韩隧道伊泰普坝英法海峡隧道平纵断面图青函隧道全长53.85Km，水下23.30Km，1988年3月13日正式运营1939年开始，1946年开始调查，1964年开始挖导坑，1971年正式施工，1972年进行海底段施工，于1983年1月27日导坑贯通，1988年3月正式通车运营，从规划到通车历时近50年日韩隧道日美横断太平洋悬浮地下铁道隧道（富士山——夏威夷——洛山矶）日——南美隧道工程第三节地下工程利用的预测地下空间利用的发展方向，包括三个方面的内容：1、浅层和次浅层空间应全面和充分地开发和利用浅层：地下10m以内；次浅层：地下10~30m。城市浅层和次浅层地下空间利用构想2、在次深层和深层空间之间建立城市公用设施的封闭再循环系统；次深层：地下50~100m城市再循环概念示意图3、在深层空间建立水和能源储藏系统，以及危险品存放系统。深层：地下100m以下总之，我们对地下空间利用应有以下几点认识：l21世纪将是充分利用地下空间的世纪，地下空间利用在可持续发展中占据着重要的地位；l地下空间是国家重要的社会资源，必须加以充分利用；l地下空间的利用应作为国家的基本国策，予以技术立法，推进其健康发展；l地下空间利用的重点是城市的地下空间的综合利用，是建立防灾型城市的基础；l降低地下空间利用的造价是当务之急，也是发展地下空间利用的关键；