地下工程概论第一章详解
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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。
博斯普鲁斯通海峡架桥
世界重大工程
濹西拿海峡架桥 直布罗陀海峡隧道
东京湾海峡隧道
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，
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。
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。
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
提高城市功能措施
城市膨胀
人口过密
自然灾害
防灾措施 人为灾害
城市功能降低
1.生活、作业空间不足 2.交通恶化 3.功能恶化 4.粮食、能源贮藏能力不足
1.地震 2.台风、洪水
二次灾害
1.战争 2.放射能 3.化学药品
4.火灾
环境灾害 1.噪音 2.振动
提高城市功能
确保安全
利用地下特性 地下设施
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： l 21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
生活设施
住宅 ． ． ． ．
城市设施
生活设施
贮藏设施
办公楼
工厂
能源
地下街
发电设施
粮食
停车场
．
用水
文化设施
．
放射性废
．
弃物
图 1－1 地下空间利用及其设施
输送设施
铁道 公路 管道
． ．
防灾设施
避难 贮备 洪水
． ．
三、开发地下空间的原因（人类生存空间的危机）
பைடு நூலகம்
对生活生 存环境的 追求
可持续发 展的基础
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。
日韩隧道 三峡大坝
美国星球计划 第二巴拿马晕运河
爪哇.苏门答拿隧道
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
目前为什 么进入地 下
提高抗御自然 灾害的能力
利用地下 空间特性
抗震性 恒温，恒湿 隔断性
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。
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。
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
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
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。
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。
博斯普鲁斯通海峡架桥
世界重大工程
濹西拿海峡架桥 直布罗陀海峡隧道
东京湾海峡隧道
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，
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。
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。
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
提高城市功能措施
城市膨胀
人口过密
自然灾害
防灾措施 人为灾害
城市功能降低
1.生活、作业空间不足 2.交通恶化 3.功能恶化 4.粮食、能源贮藏能力不足
1.地震 2.台风、洪水
二次灾害
1.战争 2.放射能 3.化学药品
4.火灾
环境灾害 1.噪音 2.振动
提高城市功能
确保安全
利用地下特性 地下设施
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： l 21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
生活设施
住宅 ． ． ． ．
城市设施
生活设施
贮藏设施
办公楼
工厂
能源
地下街
发电设施
粮食
停车场
．
用水
文化设施
．
放射性废
．
弃物
图 1－1 地下空间利用及其设施
输送设施
铁道 公路 管道
． ．
防灾设施
避难 贮备 洪水
． ．
三、开发地下空间的原因（人类生存空间的危机）
பைடு நூலகம்
对生活生 存环境的 追求
可持续发 展的基础
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。
日韩隧道 三峡大坝
美国星球计划 第二巴拿马晕运河
爪哇.苏门答拿隧道
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
目前为什 么进入地 下
提高抗御自然 灾害的能力
利用地下 空间特性
抗震性 恒温，恒湿 隔断性
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。
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。
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
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
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。