土木工程概論第八章地下工程開發(fā)和利用

1、土木工程概論地下工程開發(fā)和利用第八章第八章：地下工程8.1 地下工業(yè)建筑8.2 地下倉庫建筑8.3 地下民用建筑8.4 人防工程8.5 開發(fā)和利用地下空間第八章：地下工程簡介 隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國城市化水平正在快速提高，改革開發(fā)以來，我國國民經(jīng)濟(jì)進(jìn)入持續(xù)、穩(wěn)定、高速發(fā)展的新時期。高速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展促使城市化進(jìn)程加快。1995年，我國城市數(shù)量已超過660座，城市人口已占全國人口總數(shù)的，2000年，全國城市數(shù)預(yù)計將超過800座，城鎮(zhèn)人口預(yù)計將占全國人口總數(shù)的30左右。開發(fā)地下空間的根源：第八章：地下工程簡介 城市數(shù)量和城市規(guī)模的急劇增大，勢必使與不協(xié)調(diào)的城市化相伴而生的“城市綜合癥”也越來越嚴(yán)

2、重：城市人口超飽和，交通擁擠、堵塞，建筑空間擁擠，綠化面積減小，城市污染加劇、環(huán)境質(zhì)量下降，城市抗災(zāi)自救能力降低等等。城市化的高速發(fā)展，迫使人們開發(fā)利用地下空間。綜合開發(fā)城市地下空間這種新型國土資源是解決城市人口、資源、環(huán)境三大危機(jī)的重要措施，是城市走可持續(xù)發(fā)展道路的重要途徑。第八章：地下工程簡介當(dāng)今世界，人類正在向地下、海洋和宇宙開發(fā)向地下開發(fā)地下資源開發(fā)資源包括人力資源和社會資源，這里指的資源是指自然資源中的水、土地等。地下能源開發(fā)能源：自然界賦存的已經(jīng)查明和推定的能夠提供熱能、動力和電能等各種形式的能量來源。地下空間開發(fā)國際隧道協(xié)會ITA提出：“大力開發(fā)地下空間，開始人類新的穴居時代”第

3、八章：地下工程簡介 第一時代：從出現(xiàn)人類至公元前3000年的遠(yuǎn)古時期。 人類為防寒暑、避風(fēng)雨、躲野獸而居住洞窟。地下空間的利用歷史第二時代：從公元前3000年至5世紀(jì)的古代時期 用于引水的隧道、地下糧倉、地下宮殿已有相 當(dāng) 當(dāng)水平和技術(shù)。第三時代：從5世紀(jì)至14世紀(jì)的中世紀(jì)時代。 礦石開采技術(shù)的出現(xiàn)推進(jìn)了地下工程的發(fā)展。第四時代：從15世紀(jì)開始的近代和現(xiàn)代。 諾貝爾發(fā)明黃色炸藥，成為開發(fā)地下空間的有 力 力武器。第八章：地下工程定義地下工程：在地面以下土層或巖體中修建各種類型的地下建筑物或結(jié)構(gòu)的工程，稱為地下工程。定義：包括：交通運(yùn)輸方面包括地下鐵路、公路隧道、地下停車場等；軍事方面包括地下指

4、揮所、軍火庫等；工業(yè)與民用方面包括地下車站、電站、商場、人防等。8.1 地下工業(yè)建筑地下水電站 一、 定義 是指廠房設(shè)置在地下的水電站。充分利用了地形、地勢，具有簡化襯砌結(jié)構(gòu)、苦水季節(jié)發(fā)點(diǎn)等特點(diǎn)，十分經(jīng)濟(jì)有效。 二、地下水電站包括水壩和電站兩大部分 龍灘水電站的地下廠房系統(tǒng)是目前國內(nèi)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廠房8.1 地下工業(yè)建筑廣州龍灘水電站碾壓混凝土施工地下核電站 一、 核電站：將原子核裂變釋放的核能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿南到y(tǒng)和設(shè)備。 二、我國現(xiàn)有四座核電站 大亞灣核電站、秦山核電站、田灣核電站、嶺澳核電站8.1 地下工業(yè)建筑8.1 地下工業(yè)建筑秦山核電站大亞灣核電站

5、大亞灣核電站嶺澳核電站田灣核電站8.1 地下工業(yè)建筑地下工廠 一、 地下工廠具有以下優(yōu)點(diǎn)： 縮短生產(chǎn)工藝流程； 減少噪音； 恒濕、恒溫； 避免破壞景觀。8.2 地下倉庫建筑地下倉庫 地下環(huán)境的優(yōu)越性 有良好的熱穩(wěn)定性、密閉性和地下建筑良好的防護(hù)性。更大空間供應(yīng)物儲存和放射性、廢棄物儲存都可以利用地下倉庫。地下停車場由于地面空間的緊張，城市內(nèi)的停車場大多建在地下，是合理利用建筑用地的表現(xiàn)。8.3 地下民用建筑一、地下綜合體定義 為建設(shè)沿三維空間發(fā)展的，地面地下連通的，結(jié)合交通、商業(yè)貯存、娛樂、市政等多用途的大型公共地下建筑。二、地下綜合體特點(diǎn) 多重功能、空間重疊、設(shè)施綜合8.3 地下民用建筑一、

6、地下街定義 在各種建筑物的地下層之間建立地下連通道，或獨(dú)立單建，形成總體形態(tài)狹長的旁邊設(shè)店鋪、事務(wù)所、停車等設(shè)施的地下道路。 日本東京車站八重州地下街8.3 地下民用建筑二、地下街在我國的城市建設(shè)中起著多方面的積極作用：1、有效利用地下空間，改善城市交通。2、地下街與商業(yè)開發(fā)相結(jié)合，活躍市場，繁榮了城市經(jīng)濟(jì)。3、改善城市環(huán)境，豐富了人民物質(zhì)與文化生活。 8.3 地下民用建筑三、地下商城 商業(yè)是現(xiàn)代城市的重要功能之一。我國的地下空間利用和開發(fā)已經(jīng)從民防地下工程逐步走向與城市改造更新相結(jié)合的道路8.4 人防工程8.4 人防工程 定義：人防工程也叫人防工事，是指為保障戰(zhàn)時人員與物資掩蔽、人民防空指揮

7、、醫(yī)療救護(hù)而單獨(dú)修建的地下防護(hù)建筑，以及結(jié)合地面建筑修建的戰(zhàn)時可用于防空的地下室。 現(xiàn)在，新建的人防工程在建設(shè)前都經(jīng)過了可行性論證，既考慮到戰(zhàn)時防空的需要，又考慮到平時經(jīng)濟(jì)建設(shè)、城市建設(shè)和人民生活的需要，具有雙重功能。同時，人防工程嚴(yán)格按建設(shè)程序辦事，從土建到裝修都注重質(zhì)量。建成投入使用后，取得了顯著的戰(zhàn)備效益、社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。許多大中型人防工程成為城市的重點(diǎn)工程，如哈爾濱奮斗路地下商業(yè)街、沈陽北新客站地下城、上海人民廣場地下停車場、鄭州火車站廣場地下商場等，在社會上產(chǎn)生了巨大的影響。許多人用“地下仙境”、“洞天福地”來贊譽(yù)人防工程，這是對人防工程的最高獎賞。 8.5 開發(fā)和利用地下空間

8、8.5 開發(fā)和利用地下空間是城市建設(shè)的迫切需求 合理開發(fā)和利用地下空間是解決城市有限土地資源和改善城市生態(tài)環(huán)境的有效途徑。 以下列舉美國波士頓地下空間開發(fā)利用對城市的發(fā)展所起到的積極作用。第八章：地下工程1959年中央大街建成時交通狀況與現(xiàn)在的比較波士頓地下空間開發(fā)利用第八章：地下工程發(fā)展的意義發(fā)展地下工程的意義：1、為人類的生存開拓了廣闊的空間。2、地下空間具有恒溫性、恒濕性、隔熱性、遮光性、氣密性、隱蔽性、空間性、安全性等優(yōu)點(diǎn)。3、社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等多方面的綜合效益良好。4、節(jié)省城市占地、節(jié)約能源、克服地面各種障礙改善城市交通、減少城市污染、擴(kuò)大城市空間容量、節(jié)省時間、提高工作效率和提高城

9、市生活質(zhì)量。明挖法：也稱挖蓋法暗挖法：也稱礦山法，鉆爆法等淺埋暗挖法：盾構(gòu)法：沉井法：沉管法：頂管法：地下連續(xù)墻法：TBM法：關(guān)于地下建筑空間施工的幾個概念挖建蓋（填）明挖法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖明挖法又稱基坑法，從地面向下開挖，修建，回填土，恢復(fù)路面。一般堅(jiān)硬巖層中的隧道均采用該方法施工，如大瑤山隧道、秦嶺隧道等。挖襯埋深一般大于10m暗挖法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖初襯二襯超前支護(hù)錨桿、管棚或灌漿埋深一般小于5m一般用于城市交通繁忙地帶，不允許中斷交通，且地質(zhì)條件又較差的地段，地下過街通道大多采用該法施工。如淺埋暗挖法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖盾構(gòu)法隧道施工適用于軟土地區(qū)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線密集區(qū)的下部。 盾構(gòu)法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖 沉井結(jié)構(gòu)用途十分廣泛，主要用于點(diǎn)式地下建筑工程：如自來水廠、電廠和化工廠的水泵房、地下沉淀池和水池、地下熱電站、地下油庫、地下車間和地下倉庫等。此外，也可用作地鐵、水底隧道等各種設(shè)備井、通風(fēng)井、盾構(gòu)拼裝井、車間和區(qū)間段連續(xù)沉井等 。沉井法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖沉管法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖沉管法一般用于水下隧道施工，目前國內(nèi)已建成的最大的沉管隧道是上海外環(huán)越江隧道，總長2880m（沉管段長736m），雙向8車道。沉管法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖頂管法主要用于建造穿越城市交通繁忙地帶的地下工程，其長度、斷面尺寸均受到較大限制。國內(nèi)最長的頂管隧道是西氣東輸工程穿越黃河的隧道，長度近3000m，直徑約2m。頂管法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖 地下連續(xù)墻法可用于點(diǎn)式、條式地下工程的施工，如