城市地下空间工程概念发展前景.doc

地下工程导论报告

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19世纪是桥的世纪，20世纪是高层建筑的世纪，而21世纪应该是地下洞室开发利用的世纪。

在当今工业经济与知识经济并存的时代，经济的竞争归根结底就是科技创新能力的竞争。二十一世纪是地下空间的发展世纪，特别是随着城市的快速发展，资源的过渡开发，必然会带来环境污染、能源紧张、交通拥挤和水资源短缺等严重问题，因此人们不得不向地下要生存空间，以缓解土地资源紧张而带来的压力。

面临着人口、粮食、资源和环境的四大挑战，这决非是危言耸听、杞人忧天。它如晨钟暮鼓，告诫人们必须从现在开始认真研究对策

“可持续发展”被作为国策提出来了，摆在每个学科、每个产业的面前，土木工程界也应顺潮流而检讨自己。大量的土建工程拔地而起，每天都看到大片良田被钢筋混凝土所取代，并且无法再生，居住、交通、环境的矛盾日益突出。把地面活土多留点给农业和环境，使地下空间成为人类在地球上安全舒适的第二个空间，是土木建筑工作者的紧迫课题。国际上已提出把“廿一世纪作为人类开发利用地下空间的年代”，日本提出要利用地下空间，把国土扩大数倍。中国也开始重视地下空间利用的立法工作，各地区已开始进行地下空间的开发规划。但由于技术立法不够，在这方面出了不少问题，花费了许多不该花的工程费。

交通拥堵已经成为城市致命的瓶颈，人们在拥堵中等待、愤怒、绝望，也开始因为渴望速度而寻找方向。当一个名字叫地铁的尤物可以让交通烦恼消却、速度诱惑满足时，几乎所有的中国城市都爱上了她，开始了轰轰烈烈的地铁建设之旅。地铁的另类空间激发着人们的国际化大都会想象力和商业想象力，地铁天文数字般的投资令城市人痛并快乐着，地铁承载着所有都市人内心的柔软和抒情，令那些对城市失望的人可能重新爱上城市。

1、概述

城市地下工程师从事研究和建造城市各种地下工程规划、勘察、施工和维护

的一门应用科学与工程技术，是土木工程的分支。

城市地下工程包括交通运输方面的地下铁道、公路隧道、地下停车场及各种穿越障碍的地下通道；工业与民用方面的各种地下制作车间、电站、各种车房及商店；人防市政地下工程，以及文化、体育、娱乐、与生活等方面的联合体育建筑等。

城市地下工程是伴随着人类社会发展需要而逐渐发展起来的，它所建造的工程设施应反映出各个不同年代社会经济、文化、科学技术发展的面貌与水平。

2、发展前景

各种用途的地下工程的大力发展,能够有效地缓解经济发展,特别是城市发展与我国土地资源紧张的矛盾。据气象卫星遥感资料判断和测算,1986-1996年10年间,全国31个特大城市城区实际占地规模扩大50.2%,城市不能无限制的蔓延扩张,只能走内涵式集约发展道路。

充分利用城市地下资源,建设各类地下工程是城市经济高速发展的客观需要,另外,设计与施工技术的发展也为其提供了充分的技术保障,目前,我国沿海地区人均国民生产总值已超过1000美元,达到发达国家地下空间开发、地下工程建设达到高潮时的标准,所以,我国地下工程的建设,特别是东部经济发达地区和大中城市,将迎来建设高潮,同时也为土木工程施工企业带来了无限商机。

3、地下工程的分类

3.1、地下工程按使用功能可分为交通工程、地下工业建筑、地下民用建筑、地下军事建筑、地下仓储工程、地下娱乐体育设施。可以按其用途及功能再分组如下：

（1）地下交通工程：地下铁道、公路、过街人行道、海（河、湖）底隧道......（2）地下市政工程：地下给排水管道、通讯、电缆、供热、供气管道、将上述管道汇聚在一起的共同沟......

（3）地下工业建筑：地下核电站、水电站厂房、地下车间、地下厂房、地下垃圾焚烧厂......

（4）地下民用建筑：地下商业街、地下商场、地下医院、地下旅馆、地下学

校......

（5）地下军事工程：人防掩蔽部、地下军用品仓库、地下战斗工事、地下导弹发射井、地下飞机舰艇库、防空控指挥中心......

（6）地下仓储工程：地下粮油水药品等物资仓库、地下车库、地下垃圾堆场、地下核废料仓库、危险品仓库、金库......

（7）地下文化娱乐设施：图书馆、博物馆、展览馆、影剧院、歌舞厅......（8）地下体育设施：篮球场、乒乓球场、羽毛球场、田径场、游泳池、滑冰场等......

3.2、按四周岩介质分类

可以把地下工程分为软土地下工程、硬土（岩石）地下工程、海（河、湖）地下工程，按照地下工程所处围岩介质的覆盖层厚度，又分为深埋、浅埋、中埋等不同埋深工程。

3.3按施工方法分类

地下建筑和地面建筑结合在一起的常称为附建式，独立修建的地下工程称为单建式。地下工程结构形式可以为隧道形式，横截面尺寸远远小于纵向长度尺寸，即廊道式。平面布局上也可以构成棋盘式或者如地面房间布置，可以单跨、多跨，也可以单层或多层，通常的浅埋地下结构为跨多层框架结构。地下工程横断面可根据所处部位地质条件和使用要求，选用不同的形状，最常用的有圆形、口形、马蹄形、直墙拱形，落地拱、联拱、穹顶直墙等。

3.4按衬砌结构此案立案和构造分类：

衬砌结构材料主要有砖、石、砌块混凝土、钢筋混凝土、钢轨（型钢，格栅拱）、锚杆、喷射混凝土、铸铁、钢纤维混凝土。聚合物钢纤维混凝土等。

根据现场施工方法不同，衬砌构造形式又分为：

（1）模筑式衬砌

（2）离壁式衬砌

（3）装配式衬砌

（4）锚喷支护衬砌

4、地下工程主要施工方法

4.1、明挖法

明挖法是指挖开地面，由上向下开挖土石方至设计标高后，自基底由下向上顺作施工，完成隧道主体结构，最后回填基坑或恢复地面的施工方法。

明挖法是各国地下铁道施工的首选方法，在地面交通和环境允许的地方通常采用明挖法施工。浅埋地铁车站和区间隧道经常采用明挖法，明挖法施工属于深基坑工程技术。由于地铁工程一般位于建筑物密集的城区，因此深基坑工程的主要技术难点在于对基坑周围原状十的保护，防止地表沉降，减少对既有建筑物的影响。明挖法的优点是施工技术简单、快速、经济，常被作为首选方案。但其缺点也是明显的，如阻断交通时间较长，噪声与震动等对环境的影响。

明挖法施工程序一般

可以分为4大步：维

护结构施工→内部土

方开挖→工程结构施

工→管线恢复及覆

土，如图1.

4.2、盖挖法

盖挖法是由地面向下开挖至一定深度后，将顶部封闭，其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工。主体结构可以顺作，也可以逆作。

4.2.1盖挖顺作法

盖挖顺作法是在地表作业完成挡土结构后，以定型的预制标准覆萧结构（包括纵、横梁和路面板）置

于挡土结构上维持交通，

往下反复进行开挖和加

设横撑，直至设计标高。