地下工程概论(马桂军版) 第二章
地下工程概论(A卷)标准答案_(西南交通大学)2023年修改整理
西南交通大学2008～2009学年第1学期期末考试试卷(A 卷)课程代码 0100798 课程名称 地下工程概论 考试时刻 120 分钟题号 一 二 三 四 五 六 总成绩 得分阅卷教师签字：一、填空(每空0.5分，共20分)1、地下空间开发利用进展包括 远古时期 、 古代时期 、 中世纪时代 和 近、现代时期 四个时期。
2、地下工程具有 易封闭性 、 热稳定性 和 高防护性 三个要紧特性。
3、新奥法施工的三要素包括 光面爆破 、 喷锚支护 和 监控量测 。
4、地下停车场的动线包括 汽车的交通动线 、 使用者的步行动线 和 治理者的动线 。
5、沉管法施工中，管段制作方式有 钢壳方式 和 干坞方式 。
6、地下结构在地应力（主动荷载）作用下，支护结构的一部分将发生向围岩方向的变形，此刻，围岩会对支护结构产生反作用力来抵制这种变形，这种反作用力就称为 弹性抗力 ，其大小常用温克列尔（Winkler）假定为基础的 局部变形理论 来确定。
而支护结构的另一部分则背离围岩向着隧道内变形，形成所谓 脱离区 。
7、矿山法施工工序，能够按衬砌的施作顺序分为 先拱后墙法 和 先墙后拱法 。
8、地下街的基本类型要紧有 广场型 、 街道型 、 复合型 等三种。
9、地铁线路按其在运营中的作用能够而分为 正线 、 辅助线 和 车场线 。
10、按隧道埋深可分为 浅埋隧道 和 深埋隧道 。
11、隧道纵断面坡道形式包括 单面坡 和 人字坡 两种形式。
12、隧道明洞包括 拱式明洞 和 棚式明洞 两种形式。
13、隧道通风通常包括 自然通风 和 机械通风 两种形式。
14、目前公路隧道以 单心圆 和 坦三心圆 两种断面应用最为普遍。
15、地下结构围岩（土）松动压力的形成过程包括 变形时期 、 松动时期 、 塌落时期 和 成拱时期 四个时期。
二、单项抉择题（每空1分，共10分）1、地下冷库利用了地下空间的（ B ）。
A）易封闭性 B）热稳定性 C）高防护性 D）遮光性 2、下列施工方法中属于暗挖法的是（ B ）。
地下工程2
经济原则：最小投入原则越岭隧道：最短隧道原则，安全原则还要接长明硐。
隧道的附属建筑物包括硐顶上方的仰坡，排水天沟，硐内的大小纵曲线（起伏限界）坡度大于3%有利于排水，限定坡度长度（i1-i2）>60%净空限界：全国铁路线上所有建筑物都都不允许侵入的净空范围，以保证列车往来行驶绝无乱碰并安全通过。
>③计划开挖线>④建筑限界>⑥车辆限界>⑤设备限界b稳定边坡 c引离地面流水 d装饰硐口形式：a硐口环框b端墙式硐门c翼墙式硐门d其他，柱式硐门，台阶式硐门，机械通风：利用通风机和风道组成通风系统实现风流的连续循环风管式通风，压入式、抽出式、混合式用于较短隧道巷道式通风，主坑道与辅助坑道及大型通风机组成风流循环。
用于有辅助巷道的情况是工程施工的技术要求、工程的性质、现场的实际条件、施工的技术装备和施工力量等技术经济因素编制的。
内容：A选择合理的施工方案、施工方法和施工设备B确定合理的施工程序、施工进度和开竣工时间C计划各种建筑物资的需求量，以便进行加工和进货D对建筑，安放和配置相当数量的机械设备，布置满足运输需要的道路及不知其他附属不占或少占农田，不影响农田水利建设，应该用弃喳造田B尽可能C临时设施尽量不占拟建的永久建筑物的位置，以免中途拆迁造成不必要的浪费D运输道路布置必须同附近的生产企业、仓库、材料堆放场地的布置结合起来，以保证各种材料的运距最短转运次数最少E办公室及工人宿舍等生活区的布置应便于生产和生活F生产设施的布G施工平面图还应满足防洪等其他特殊要求，项目进度控制，项目质量控制，项目安全控制，项目成本控制，项目人力资源管理。
项目材料管理；项目机械设备管理，项目技术管理，项目资金管理，项目合同管理，项目信息管理，施工特点：A工程地质和水文地质条件对施工成败起决定性作用B一般情况下仅有一个工作面所以施工速度比较慢，工期较长，一些长大隧道往往是控制新建交通线路竣工的关键工程C地下作业环境较差D工地往往远离交通线、材料、设备运输不便，硐外场地布置困难E一旦建成，难以更改F不受或者么联系的另一个炸药药包也发生爆炸的现象B最小抵抗线：指从装药重心到自由面的最短距离，需要根据不同爆破形式来进行确定C爆破漏斗：指的是抛掷爆破时所形成的爆破坑D准爆电流：电流产生的热效应能使炸药引爆的最小电流E管道效应：在爆破工程中，若采用深孔爆破，由于药卷与炮眼孔壁间存有间隙，当其装药长度大于一定值时，常常会发生爆轰的中断或爆轰转变燃烧的现象，这种现象称为“管道采用不耦合装药或装低威力炸药，在主体结构引爆之后引爆，形成平整轮廓的爆破方式。
【VIP专享】《地下工程概论》复习资料
地下工程复习资料1.什么是地下工程？地下工程师一个泛指的技术领域，凡在地层内部天然形成或人工修筑的地下建筑物（或空间）均称为地下工程（或地下空间）。
对人类来说，地下空间也是一种资源。
2.为什么要开发地下空间（P2），（城市）地下空间发展的重点？大城市地面空间不足；保护历史建筑物和城市景观；充分利用和发挥地下空间的优越性和特性3.地下空间利用的形态有哪些（P1 五种形态）(要举例)(1)为人类生存，确保安全的，如粮食的地下储藏，地下式住宅；(2)伴随城市的现代化发展的，如城市的有轨交通系统，地下商业街，地下停车场等(3)伴随科学技术发展的如地下水利发电站，地下能源发电站等；(4)大规模国土有效利用的，如城市间、国家间的交通设施（铁路、公路、跨海通道工程等；(5)防御和减少灾害的地下设施，如人防避难工程，防御洪水灾害的地下坝、地下河等4.地下空间按不同开挖方法分类：开挖出来的空间、开挖后覆土的空间、明挖空间地下空间按地下结构物与地表面的关系分类：在建筑物上填土(一般高出地面)，埋设在地层中地下空间开口部与地表的关系：密闭型、天窗型、侧面开口型及半地下型5.地下工程的特性构造特性：空间性、密闭性、隔离性、耐压性、耐寒性、抗震性；由结构物及其所处的环境而形成的特性。
1)空间性——空间的有限性，封闭空间2)密闭性——由于埋设在地层中，封闭3)隔离性——结构物间由于岩土的存在而相互隔4)耐寒性——物理特性：隔热性、恒温性、恒湿性、遮光性、难透性、隔声性；化学特性：反应性。
组成地层的化学成分复杂有可能与外界物质发生反应，如地下贮库、粮食贮库、地下水库等这些特性对不同的使用目的，有的是有利的，有的是不利的。
因此，在规划和利用地下空间时，应充分理解这些特性而加以有针对性的利用。
6.住宅地下空间的分类及对规划地下住宅的要求。
a)从地下空间与外部联系看分为完全地下密闭型，半地下型，侧部开放型，中庭型、开放型；从地下空间与上部的结构关系分为独立型、部分地下型，全地下型；从地形条件分为平底型、台地型、斜坡地型b)不管何种形式，都要解决好地下结构与地形、上部结构的协调以及采光、采暖、通风、排水等问题，确保高密度居住对环境的要求，尽量降低工程造价，选择经济适用、安全、无公害、简易的施工方法。
《地下工程(贺少辉)》2第二章 地下工程地质环境及围
第三节 地下工程围岩分级(类)
岩体完整程度的定性划分:结构面发育程 度(组数,平均间距),主要结构面的结合程 度,主要结构面类型和岩体结构类型. 岩石坚硬程度的定量指标:岩石单轴饱和 抗压强度 岩体完整程度的定量指标:岩体完整性指 数,岩体体积节理数
第三节 地下工程围岩分级(类)
岩体基本质量级别的确定 岩体基本质量分级,应根据岩体基本质量的定性 特征和岩体基本质量指标(BQ)两者相结合确定. 何谓岩体基本质量指标BQ? 工程岩体级别的确定 在岩体基本质量分级的基础上,结合不同类型工 程的特点,考虑地下水状态,初始地应力状态,工程 轴线或走向线与主要软弱结构面产状的组合关系等必 要的修正因素确定. 岩体基本质量指标修正值[BQ]
第三节 地下工程围岩分级(类)
④《水工隧洞设计规范 水工隧洞设计规范》(SL279—2002) 水工隧洞设计规范 的围岩分类 方法: 方法:综合评分
第三节 地下工程围岩分级(类)
分级因素: 两个因素:岩石坚硬程度,岩体完整程度. 分级思路,方法: 分两步走:先确定围岩基本分级 围岩基本分级,围岩基 围岩基本分级 基 本分级的修正.围岩基本分级由岩石坚硬程度, 本分级的修正 岩体完整程度两个因素确定;岩石坚硬程度和 岩体完整程度,采用定性划分和定量指标两种 方法确定.
一,何谓"初始应力场"?为什么要研 究它? 二,初始应力场的组成
按成因,分为:自重应力场,构造应力场;按形 成时间,构造应力场又可分为:构造残余应力 场,新构造应力场.
三,初始应力场的变化规律
1,自重应力场的变化规律 2,构造应力场的变化规律
自重应力垂直分量 σoz=γH 自重应力水平分量:
第三节 地下工程围岩分级(类)
岩体基本质量 分级因素 基本质量的分级因素 基本质量 分级因素及其确定方法 确定方法 岩体基本质量应由岩石坚硬程度和岩体完 整程度两个因素确定. 岩石坚硬程度和岩体完整程度,应采用定 性划分和定量指标两种方法确定. 岩石坚硬程度的定性划分:锤击,浸水, 岩石风化特征观察.
马桂军隧道工程课程设计
马桂军隧道工程课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握隧道工程的基本概念、设计原理和施工技术，培养学生解决实际工程问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：学生能理解隧道工程的基本概念、分类、构造及特点；掌握隧道工程的设计原理、施工方法和技术要求。
2.技能目标：学生能运用所学知识进行隧道工程的设计和计算；具备分析、解决实际工程问题的能力。
3.情感态度价值观目标：学生培养对隧道工程事业的热爱和敬业精神，树立正确的工程观念，增强社会责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括隧道工程的基本概念、分类、构造及特点，隧道工程的设计原理、施工方法和技术要求。
具体安排如下：1.隧道工程的基本概念、分类、构造及特点：介绍隧道的定义、分类、构造要素及各类隧道的特点。
2.隧道工程的设计原理：讲解隧道工程的设计流程、设计方法、设计原则及设计中的关键环节。
3.隧道工程的施工方法和技术要求：介绍隧道工程的施工准备、施工工艺、施工和管理，以及施工中的质量控制和安全防范措施。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性。
主要教学方法如下：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握隧道工程的基本概念、设计原理和施工技术。
2.案例分析法：分析实际工程案例，使学生了解隧道工程在实际工程中的应用和解决问题的方式。
3.实验法：学生进行隧道工程的实验，培养学生的实践能力和创新精神。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
具体如下：1.教材：选用国内权威的隧道工程教材，确保学生掌握坚实的基础知识。
2.参考书：推荐学生阅读相关领域的经典著作和最新研究成果，拓宽视野，加深理解。
3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣和效果。
4.实验设备：配置完善的实验设备，为学生提供实践操作的机会，培养学生的实践能力。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等，以全面客观地评价学生的学习成果。
地下工程概论
点
（四）、公路隧道的通风
混合式通风(隧道分段设置）： 由纵向式与半横向式组合 由横向式与半横向式组合 由竖井与纵向式组合 由竖井与横向式组合
等等
通风方式大致的发展趋势:
横向或半横向式
分段纵向式或混合式
（四）、公路隧道的通风
（四）、公路隧道的通风 通风方式的适用长度
典型隧道横断面和通风构造
（四）、公路隧道的通风
在地质条件较好的地层采用拱形直墙式断面； 在地质条件较差的地层采用接近圆形的断面；在浅 埋、深埋公路隧道中可采用矩形或近椭圆形断面
4、公路隧道路面 沥青系列路面：弹性路面； 水泥系列路面：刚性路面； 复 合 式路面：上面层为沥青，下面层为水泥混凝 土组成的路面
欧洲几乎所有隧道都采用沥青路面，而日 本则普遍采用水泥混凝土路面，我国绝大部分 隧道采用水泥混凝土路面。近年，且采用铺设 沥青上面层的复合路面开始增多。
英法海峡隧道平纵断面图
连接英国和法国的英法海峡隧道工程由三条隧道组成，内径4.8m的 服务隧道居中，内径7.6m的铁路隧道位于两侧。隧道海域部分的长 度为37.5km，全长49.2km。1985年开始融资，1987年动工，1993年 投入运营，历时6年，总投资54.2亿英磅。建成后从伦敦到巴黎的时 间仅需3小时
（3）科学技术的发展，尤其是开发和利用地下 空间技术的发展。
青函隧道 连接北海道、本州的青森和函馆，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
公路隧道通风设计的内容：
地下工程课程重点
《地下工程》课程重点第1章绪论1.地下工程、隧道旳定义2.隧道按长度分类、按地层分类。
3.地铁建筑旳3个构成：车站、区间、车辆段。
第2章地下工程勘察1.隧道勘察旳三个阶段：可行性勘察、初步勘察、详细勘察；三者区别？2.隧道勘察重要手段：挖探、简易钻探、钻探、物探第3章地铁线路规划及设计1.路网构造旳基本形式有哪些2.地铁线路按其在运行中旳作用分：正线、辅助线和车场线3.地铁纵断面设计：两相邻坡段旳坡度代数差等于或不不大于2‰时，应设竖曲线。
第4章隧道总体设计1.选定隧道洞口位置基本原则：首先……另首先…….最终。
2.隧道平面定义；隧道平面设计旳重要任务（或内容）？3.隧道纵断面定义；纵断面设计内容？纵坡规定（≥0.3%且不不不大于3%）？4.隧道内纵坡形式：单向坡（一般状况下采用）、人字坡（地下水丰富、专长、长隧道采用）5.限界、建筑限界（公路和铁路区别）、隧道净空（公路和铁路区别）6.铁路曲线隧道加宽旳原因，加宽值旳计算，曲线隧道中线与线路中线偏移距离；曲线隧道与直线隧道衬砌旳衔接措施第5章围岩分级及围岩压力1.围岩、围岩压力2.围岩分级指标：单一指标、综合指标（岩体旳完整性系数、岩石质量指标、围岩旳自稳时间、岩体质量指标）3.影响围岩分级旳基本要素（3大类）？4.铁路围岩分级基本原因、基本分级及修正措施5.公路围岩分级、及其根据、评估原因6.围岩压力按作用力发生形态分类7.深埋隧道围岩竖向压力、水平压力旳计算？8.深浅埋隧道鉴定？9.浅埋隧道围岩竖向压力、侧向压力计算？第6章地铁车站建筑设计1.地铁车站按站台形式？2.地铁车站构成：车站主体、出入口及通道、风道及风亭。
3.概念：站台有效长度、站台高度4.岛式车站宽度构成？侧式站台宽度构成？第7章地铁隧道构造构造1.隧道主体构造、附属构造？2.隧道衬砌类型2大类：整体式和拼装式。
3.整体式衬砌类型：直墙式、曲墙式、矩形、圆形等，及其合用条件？4.洞门概念及其作用，洞门类型5.明洞概念？6.隧道防排水原则？第8章区间隧道构造计算1.弹性抗力概念2.隧道构造设计旳计算模型？（4种，哪2种最为常用）3.隧道构造上旳荷载？公路隧道规范规定旳隧道荷载？4.隧道构造验算内容？第9章隧道施工9-1节1.隧道施工概念、重要施工措施2.矿山法，及其与新奥法区别。
地下工程概论工程概论
地下工程概论工程概论湖南科技大学《地下工程槪论》课程论文学院：能源与安全工程学院专业：07级采矿（3）班姓名：高奎学号：0701010325地下软岩工程施工与支护新技术摘要煤矿软岩巷道的锚喷支护同新奧法的技术总结了人们对地下空间结构及其支护性质认识的发展进程：通过对新奥法的起源、发展及其实质的系统分析，结合煤矿软岩巷道的变形破坏特征，论述了新奧法同巷道锚喷支护间的关系，阐明了用新奥法的基本原理解释软岩巷道的锚喷支护机制所存在的一些问题。
关键词软岩巷道新奥法锚喷支护人类利用地下空间和地下有用矿物的历史可以追溯到遥远的古埃及和古罗马时代。
这些早期的地下工程主要用于宗教和引水等方面。
为了利用地下空间或开采地下的有用矿物, 人们不仅掌握了隧道巷道等地下空间的开掘技术，而J1还初步掌握了一些简单的隧洞砌衬方法。
古埃及修建了许多地下墓穴和教堂，以及开凿于软性石灰岩中的地下水道：而古罗马在隧道兴建方面更有令人称道的成就，他们不仅掌握岩石隧道的开挖方法，而IL还掌握了将陶土磨成细粉, 掺以石灰制成泥浆來对隧道进行砌衬的手段。
我国也是地下空间和地下有用矿物开采利用最早的国家之一。
1981年湖北大冶铜绿山发掘出土的东周时期的采矿遗址中，就发掘出架设F古巷道中的木质框形支架。
并J1我国古人就开挖及开采过程中，这些支护的防塌作用都留有较详细的记载。
以口然平衡拱学说为代表的早期地压理论对巷道维护的影响虽然中外古人对地下空间及其支护的性质有了一定程度的认识，但总的说來，人们的认识还较肤浅，认识的发展进程还相当缓慢。
在很长的一段时期内，人们都是按地面构筑物的观点來理解地下空间结构的，并按设计地面构筑物的方法和原理來进行地下支护结构的设计。
随着矿井开采深度的日益加深及各种巷道隧洞开挖条件的复朵多样化，按这种思想设计的地下空间支护结构同实际需要的出入越來越大。
这就促使人们不得不按新的思路來考虑地下空间结构及其支护性质的问题。
到本世纪初叶，以前苏联普氏M. M. npOTOnbflKOHOB所提出的以散体地圧理论为主体的口然平衡拱学说的出现为代表，标志着人类对地下空间结构的认识出现了第一次质的飞跃，如图1所示。
地下工程概论_隧道2
曲墙式
①
整体式混凝土衬砌 1）直墙式衬砌组成：
– 顶部拱圈； – 两侧竖直边墙； – 下部铺底（底板）；
2）曲墙式衬砌组成：
– 顶部拱圈； – 两侧曲边墙; – 底部仰拱(或铺底);
② 锚喷衬砌 • 特点：采用锚喷支护发挥围岩的自承能力，能较好适 应软弱和膨胀性地层中的隧道开挖，还可用于整治坍 方和隧道衬砌的裂损。
台阶式洞门
2、隧道内附属建筑物
• 避车洞 保证隧道内检查维修人员和必要的行人安全。分 为大、小避车洞 。
2、隧道内附属建筑物 防排水设施 治水原则：“防、截、排、堵结合，因地制宜，综合治 理”。 1、防水：防水材料隔离地下水； 2、截水：地表排水沟拦截地表水； 3、排水：隧道排水沟排离渗漏水 1）泄水洞（有较大地下水且流向明确时） 2）纵、横向盲沟排水； 3）侧向或中心排水沟。 4、堵水：衬砌壁后注浆堵住地下水 • 电缆槽 在不侵入隧道净空限界的位置上条件下，在隧道内沿衬砌 边墙侧水沟的内侧设置全长的电缆槽。
– ③复合式衬砌 • 特点：复合式衬砌不同于单层厚壁的模筑混凝土衬砌， 它把衬砌分成两层或两层以上。 • 外衬（初期支护、一次衬砌）：锚喷支护，柔性支护， 作用是容许围岩产生有 限制的变形。 • 内衬（二次支护、二次衬砌）：一般待初期支护与围 岩变形基本稳定后再施作内衬，通常为就地灌筑混凝 土整体衬砌。 • 防水层：为了防止地下水流入或渗入隧道内，可以在 外衬和内衬之间设防水层，其材料可采用防水卷材或 防水涂料。
三 、铁路隧道的组成和构造
主体建筑物 铁路隧道 附属建筑物
洞门 洞身衬砌
避车洞 防排水设施 电气设备 轨下基础 通风建筑物
1、洞门 1、洞门
洞门的作用
保持洞口边坡的稳定和仰坡的安全； 减少洞口土石方开挖量； 引离地表水流； 装饰洞口；
中职教育-《地下工程概论》课件：第7章 地下工程灾害与防护(马桂军 主编 人民交通出版社).ppt
于战时人民防空袭、防常规武器、防核 辐射和防生化武器的工程项目。 • 人防工程在各类灾害中发挥重要作用 （地下工程的防护设计和平时期对战争 的遏制作用；战争初期对敌进攻的迟滞 作用；对战争潜力、经济发展能力的保
思考题
• 1.地下工程常见的灾害有哪些？ • 2.地下工程火灾的原因有哪些？如何进行地
下工程的火灾防护？ • 3.地下工程的水灾成因有哪些？ • 4.地下工程事故灾害的防护措施有哪些？
技术常规武器袭击的可能性很大。常规武 器主要包括炮弹、航（炸）弹和导弹。
• 核武器的破坏作用有（光辐射、空气冲击 波、早期核辐射、放射性沾染、核电磁脉 冲、直接地冲击、由直接地冲击或空气冲 击波沿地面传播产生的地运动。）
第七节 战争灾害的防护
• 7.7. 2 地下工程的战争灾害防护 • 城市人防工程，顾名思义就是城市里用
报工作、做好超前地质预测预报工作、加 强施工与设计的配合） • 事故发生前的防护对策 • 施工过程中预防对策（加强施工过程监控 管理、地下施工风险管理 、采用信息化施 工 、用专人管专业，抓弱点）
第七节 战争灾害的防护
• 7.7.1 常规武器和核武器的破坏作用 • 在局部战争的主要作战区域，遭到敌方高
第七章 地下工程灾害与防护
第一节 灾害分类
• 7.1.1灾害的定义和分类 灾害一般是指那些可以造成人畜伤亡和形成
物质财富损毁的自然或社会事件。 一般地下工程在施工和运营期间可能发生的
灾害大致可分为两大类：自然灾害和人为 灾害。
第一节 灾害分类
• 自然灾害包括： • 地质灾害（地震、火山爆发、地下毒气、海啸） • 地貌灾害（山崩、滑坡、泥石流、沙漠化、水土流失） • 气象灾害（暴雨、洪涝、热带气旋、冰雹、雷电、龙卷风、干旱、低
地下工程概论第二章地下工程的特性与利用 ppt课件
• 2、进出和通行的限制
人和车辆进入和通行于地 下空间，不如在地面上多 方向任意进行，是受到一 定限制的，只能根据地下 空间的形态和方式进出和 通行。
• 3、消耗能源较多
• 4、施工难度大，工程造价高
地下工程概论
地下空间的资源分析 地下资源开发分析
地下空间资源含义
• 天然存在的资源蕴藏总量
地球总表面积为5.15亿km2，陆地岩石圈厚度33km，海洋岩石圈厚 度为7km。从理论上讲，整个岩石圈都具备开发地下空间的条件。但 实际开发会受到诸多条件限制，因此可能开发的范围才是值得关注的。
（1）结构约束条件；（2）活动约束条件；（3）功能约束条件
我国生活空间用地面积约占国土总面积的15%，按照上面的测量
方法，将地下空间容积折算成建筑面积（以平均层高3m计），
可以计算出，在50m深度范围内，可提供建筑面积6万亿m2，以
目前的技术水平这是完全可以做到的。
地下工程概论
地下空间的资源分析 地下空间开发的效益
地下空间的资源分析 地下资源开发分析
可能开发的范围
• 开发的约束条件
温度：岩石圈的温度升高速率为（15-30）℃/1000m，到地壳底部的温 度在1000℃左右。 压力：岩石圈内部的压力增加速率为 2.736MPa/100m，地壳底部的压 力最大可能超过900MPa。
• 可供开发的容量
从目前的技术水平和造价来看，地下空间的合理开发深度以2km以内 为宜，但还需考虑三种约束条件：
地下工程概论
地下工程的空间分类
按埋藏深度分类
地下工程概论
地下工程的空间分类
按与主体的关系分类
•单建式 整个地下工程是独立建于地下
•附建式 整个工程既有地上部分、也有地 下部分
地下工程概论_隧道2
构造包括：端墙、洞顶排水系统、 洞门检查设备等。
翼墙式洞门
•洞口的岩体较差， 山体纵向推力较大 时，在端墙洞门的 单侧或两侧加设翼 墙，称为翼墙式洞 门。 •翼墙和端墙共同起 着保持路堑边坡稳 定和抵抗山体纵向 推力的作用。
构造包括：端墙、翼墙、洞顶排水系统、洞门检查设备等。
其它洞门型式
柱式洞门
4
明洞 概 念： 用明挖法修建的隧道称为明洞。
使用条件： • 地质差且洞顶覆盖层较薄，用暗挖法难以进洞时； • 洞口路堑边坡上有落石而危及行车安全时； • 铁路、公路、河渠在铁路上方通过，不宜做立交桥或 涵渠时。 作 用：是隧道洞口或线路上起防护作用的重要建筑。 拱式明洞、棚式明洞。
明洞的结构类型：
④ 装配式衬砌
• 工艺：将衬砌分成若干块构件，在现场或工厂预制， 然后运到坑道内用机械将它们拼装成环。 • 特点：拼装成环后立即受力，便于机械化施工，改善 劳动条件，节省劳力。 • 使用情况：目前多在使用盾构法施工的城市地下铁道 中采用。在铁路隧道中由于装配式衬砌要求有一定的 机械化设备，施工工艺复杂，目前采用 TBM施工的少 量隧道使用。
ห้องสมุดไป่ตู้ 1、洞门
环框式洞门 洞门形式 端墙式洞门 翼墙式洞门 ……
环框式洞门
条件：岩层坚硬而稳定、 完整不易风化、地形陡峻 且无排水要求时，这种洞 门一般不承载。
构造包括：洞口环框衬砌。
端墙式洞门
•又称一字式洞门，是 最常用的一种洞门型 式。 •端墙作用在于支护洞 口仰坡稳定，并汇集 排除仰坡地面水流。 •适用于地形开阔，岩 质基本稳定的地区。
– ③复合式衬砌 • 特点：复合式衬砌不同于单层厚壁的模筑混凝土衬砌， 它把衬砌分成两层或两层以上。 • 外衬（初期支护、一次衬砌）：锚喷支护，柔性支护， 作用是容许围岩产生有 限制的变形。 • 内衬（二次支护、二次衬砌）：一般待初期支护与围 岩变形基本稳定后再施作内衬，通常为就地灌筑混凝 土整体衬砌。 • 防水层：为了防止地下水流入或渗入隧道内，可以在 外衬和内衬之间设防水层，其材料可采用防水卷材或 防水涂料。
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• 可供开发的容量
从目前的技术水平和造价来看，地下空间的合理开发深度以2km以内 为宜，但还需考虑三种约束条件： （1）结构约束条件；（2）活动约束条件；（3）功能约束条件
在地下空间资源的天然蕴藏区域内，排除不良条件分布范围和地质灾 害危险区、生态及自然资源保护区、文物保护区和规划特殊用地等空 间区域后，剩余的潜在可开发利用地下空间的范围和体积，也称为可 用的地下空间资源。
• 在一定历史时期内可供有效利用的地下空间总量
地下空间的资源分析 地下资源开发分析 可能开发的范围 • 开发的约束条件
地下工程的空间分类
按埋藏深度分类
地下工程的空间分类
按与主体的关系分类
•单建式 •附建式 整个地下工程是独立建于地下 整个工程既有地上部分、也有地 下部分
按地下空间利用的内容分类
有人空间 生活设施 住宅、地下室 学校、医院 商业街 办公室 文化设施 停车场 仓库 基础设施 供水、排水设施 煤气、电力设施 交通设施 无人空间 生产设施 储存设施 发电厂 能源 生产工厂 粮食 水 废弃物 防灾设施 避难设施 防洪设施 储备设施
我国生活空间用地面积约占国土总面积的15%，按照上面的测量 方法，将地下空间容积折算成建筑面积（以平均层高3m计）， 可以计算出，在50m深度范围内，可提供建筑面积6万亿m2，以 目前的技术水平这是完全可以做到的。
地下空间的资源分析 地下空间开发的效益 有效益 地下商业街、地下仓储 无效益 地下人行通道 负效益 地下铁道
性。只要防水措施合理，其维修费将远小于地面建筑。
1/2-2/3的空调费用。但是在通风与照明方面，地下建筑耗费费 用比地面要多2-3倍。
THE END
直接经济 效益
开发效益
综合效益
社会效益
环境效益
缓解城市交通矛盾 改善生态环境
防灾效益
地下空间的资源分析 地下建筑的造价 与地上建筑造价的比较
类型和规模相同的建筑物土建造价比：地面为1，地下为3-4，甚至可 以达到8以上。以城市轨道交通为例：地面轨道交通为1，高架铁道为 3-5，地铁为5-10。
地下工程的空间分类
按使用功能分类
地下居住建筑
地下工程的空间分类
按使用功能分类
地下公共建筑
地下工程的空间分类
按使用功能分类
地下交通设施
地下工程的空间分类
按使用功能分类
地下公用设施
水封油库
地下工程的空间分类
按使用功能分类
地下停车场
地下工程的空间分类
按使用功能分类
地下综合体
地下空间的资源分析 地下资源开发分析 地下空间资源含义 • 天然存在的资源蕴藏总量
地球总表面积为5.15亿km2，陆地岩石圈厚度33km，海洋岩石圈厚 度为7km。从理论上讲，整个岩石圈都具备开发地下空间的条件。但 实际开发会受到诸多条件限制，因此可能开发的范围才是值得关注的。
• 在一定技术条件下可供合理开发的资源总量
CHAPTER 2
地下工程的特性与利用
地下工程的空间分类
本章内容
地下工程的空间特性及优点
地下空间的资源分析
地下工程的空间分类
按地下建筑的存在环境及建造方式分类
• 修建在岩层中 • 修建在土层中 硬度大、完整性好、开挖困难 硬度小、开挖容易
按埋藏深度分类
• 浅层地下工程：地面（0m）至地面以下-10m； • 次浅层地下工程：-10m—-30m； • 次深层地下工程：-30m—-100m； • 深层地下工程：-100m以下。
影响地下建筑造价的因素
• 地价的影响 • 使用功能的影响 某些特殊用途的地下建筑的造价相比地上建筑的造
价可能更低，例如用于仓储功能的地下储存建筑。
地下建筑的特点对使用费用的影响 • 耗 能 地下建筑物在采暖与制冷方面具有很强的优势，比地面节省 • 维 修 地下建筑具有耐压、抗震的构造特点，因此具有很高的安全
地下工程的空间特性及优点 空间的封闭性 隔离性
构造特性
隔热性
空间特性
物理特性
恒温恒湿性 遮光性、隔声性
力学特性
耐压性
抗震性
地下工程的空间特性及优点 优 点
• 1、地面视觉不受影响 为不影响地面自然景观，可修建地下建筑物 为保护地面历史环境，可修建地下建筑物 • 2、保留了地表面的开放空间和土地的有效利用 如城市中心的地下停车场、地面部分为花园草坪；城市中 心多修地下通道而少修高架 • 3、有效的往来和运输方式 平面上：修建在地下的交通通道（地铁、地下通道、城市管 网）对地表的障碍更小 垂直距离：附建于高层建筑之下的停车场，也缩短了交通时间
• 1、视野和自然采光受到限制 由于建筑物全部或一部分 设在地下，外表面几乎所 有面积都被覆盖，供给自 然光和向屋外眺望在设计 选择上受到限制。这种限 制虽然可以利用中庭和天 窗等接近地表的开口部得 到一定的解决，但对于开 挖较深的地下空间，几乎 不可能。
地下工程的空间特性及优点 不 足
• 2、进出和通行的限制 人和车辆进入和通行于地 下空间，不如在地面上多 方向任意进行，是受到一 定限制的，只能根据地下 空间的形态和方式进出和 通行。 • 3、消耗能源较多 • 4、施工难度大，工程造价高
地下工程的空间特性及优点 优 点
• 4、保护环境 覆土结构具有形成潜在美的环境效益，优秀的设计可以使 周围的地面赏心悦目，与自然景观浑然一体。
• 5、节约能源、温湿恒定
• 6、防灾能力强 • 7、抗爆性能好 • 8、地下空间的特有防护性能 • 9、噪声和振动的隔离
Hale Waihona Puke • 10、维修管理工作量小
地下工程的空间特性及优点 不 足