地下工程现状及前景教材

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1、地下工程现状及前景目录一 引言3二 地下工程概论4三 地下空间：一种等待开发的资源5三 地下空间：城市发展的迫切需求9（一） 地铁：城市交通的未来10（二） 地下街：城市未来的另一种文化11四 我国地下工程现状及展望13五 结语 土木工程：一生的职业，无悔的选择15关键词：土木工程 地下工程 地铁 地下街 地下商场 地下电站 地下空间引言2011年5月份我通过自己的努力申请进入了土木工程专业，通过本学期“土木工程概论”的学习我对土木工程有了更深、更新的认识。本文我将结合课程内容谈谈自己对土木工程的认识和和自己对土木工程前景的展望，以及自己以后从事这个行业的看法。当然土木工程是一个博大精深的学科

2、，限于时间和字数，我就针对地下工程这个自己最感兴趣的方向谈谈认识。若有不对之处望老师见谅并指出。19世纪是桥的世纪，20世纪是高层建筑的世纪，而21世纪应该是地下空间开发利用的世纪。20世纪80年代国际隧道协会（ITA）提出了“大力考法地下空间，开始人类新的穴居时代”的口号。顺应于时代的潮流，许多国家将地下开发作为一种国策，如日本提出了想地下发展，将国土扩大十倍的设想。1991年在东京召开的城市地下空间国际学术会议通过了东方宣言，提出了21世纪是人类开发利用地下空间的世纪。建造地下建筑将有效改善城市拥挤、节能和减少噪声污染等优点。日本国土狭小，城市用地紧张。1930年，日本东京上野火车站地下步

3、行通道两侧开设商业柜台形成了“地下街之端”。至今，地下街已从单纯的商业性质演变为包括多种城市功能的、有交通、商业及其它设施共同组成的相互依存的地下综合体。1973年之后，由于火灾，日本一度对地下街建设规定了若干限制措施，使得新开发的城市地下街数量有所减少，但单个地下街规模却越来越大，设计质量越来越高，抗灾能力越来越强，同时在立法、规划、设计、经营管理等方面已形成一套较健全的地下街开发利用体系。据统计，日本已至少在26个城市中建造地下街146处，日进出地下街的人数达到1200万人，占国民总数的九分之一。日本的地下共同沟在世界上是兴建数量居于前列的国家之一。1981年末，日本全国共同沟总长156.

4、6公里， 目前已达到526公里。日本在新建地区如横滨的港湾21世纪地区及旧城区的更新改造如名古屋大曾根地区、札幌的城市中心区都规划并实施了地下空间的开发利用。日本比较重视地下空间的环境设计，无论是商业街，还是步行道在空气质量、照明乃至建筑小品的设计上均达到了地面空间的环境质量。在地下高速道路、停车场、共同沟、排洪与蓄水的地下河川、地下热电站、蓄水的融雪槽和防灾设施等市政设施方面，日本充分发挥了地下空间的作用。可见，地下空间已经成为了21世纪土木工程研究的一个热门话题，地下空间的开发利用对资源的节约将会是一个新的有用的方向。地下工程是地下空间开发的技术支持和可行性保障，作为21世纪的土木工程的热

5、门方向，地下工程将会有更大的使用价值和更快的发展，本文将会着重讨论这个有潜力的土木工程方向。地下工程概论 地下工程 指地面以下土层或岩体中修建各种类型的地下建筑物或结构的工程。它包括：交通运输方面的地下铁道、隧道、停车场、通道等；军事方面和野战军事的地下指挥所、通讯枢纽、掩蔽所、军火库等；地下工程是有地下街、地下商场、隧道等建设的方向，有很多的用处，以土木工程的其他方向也有着不同，它有着自己的工程内容和工程特点。下面将结合隧道建设来谈谈地下工程的内容和自身特点。工程内容隧道及地下工程一般分为勘测设计和施工两大阶段。勘测设计。隧道位置的选择一般应服从路线走向。由于隧道工程数量、造价、工期控制等因

6、素，隧道位置在选线方案中是经济技术比较的重要组成部分。对不良地质地段的隧道，特别是长大复杂隧道线及全线或局部线路方案的成立与否，必须精心勘测设计。通过对隧道位置所处的地形 、地质、水文等要素的测绘、勘测、测试及综合评定，设计正洞和明洞的长度和结构，决定施工方法，设计辅助坑道、排水系统和附属工程。施工。按设计图纸实施隧道掘进、衬砌和安装作业的过程。施工方法分明挖法和暗挖法。前者多用于浅埋隧道和地下建筑。对于大多数隧道和地下工程，多用暗挖法施工，并按开挖方法和所用机具分为矿山法、盾构法和地下连续墙法 。 此外 ，修筑水底隧道时 ，可用沉管法；穿越铁路、道路、河流或建筑物时，可用顶管法；修建地下的池

7、槽、厂房、仓库和地下井时，还可使用沉井法。工程特点线路在穿越天然高程或平面障碍时修建地下通道，是克服障碍的有效方法。能够分担地面交通和人流的负荷，节约城市用地。承受爆炸荷载和地震荷载的能力比地面结构强，许多国防、民防工程及抗震和各类防护工程都可采用。地下建筑物内部的气温和湿度比较稳定，节能，可作为各类贮库和冷藏库。造价昂贵，只有在论证它有充分的战术、技术和经济效益时才宜兴建。施工期限长，施工作业面较窄，可容纳的劳力和机械都受限制。但由于工业化施工和机械性能的提高，这种情况正在改善。穿越地层的地质条件复杂多变，遇到的意外情况比较多，工程的定位、设计和施工方法都必须随时作相应的调整，要求有关规划、

8、勘测、设计、施工和使用管理部门密切配合。 地下空间：一种等待开发的资源1 地下空间是一种可以开发利用的资源1） 资源 ：人类生存发展必不可少，可以开发利用。分一次性资源，多次循环利用的资源。自然资源：天然形成（常见）。包括水资源、矿产资源、森林资源、土地资源、天然气、石油、煤炭等能源资源。地下空间也是一种资源：新观念、新认识（随经济、技术发展，逐步形成的观念）。应科学规划规划、依法保护、安全有效合理开发利用。2） 地下空间资源含义 天然存在的资源总量：海洋以下7km；一般表面以下33km，理论上可以开发利用。地球表面积5.1108km2，空间总量7.51018m3。 一定技术条件下可以合理开发

9、利用的资源总量；目前技术2km为宜。考虑留安全间距即洞室尺寸的1-1.5倍岩体保留，则总量为4.121017m3。（技术因素制约） 一定历史时期可供有效利用地下总空间。我国目前陆地面积10%左右供使用，因此总量为1.151015m3，因此是一种潜力巨大的人类生存空间。（经济因素制约）；首先在大中城市开发利用（城市发展需要、地域因素、经济因素等）3）实际调查数据： 北京市城区10米深以上地下空间资源量为19.3亿立方米，可提供6.4亿平方米的建筑面积，将超过北京现有的建筑面积； 大连市城市地下空间利用规划纲要中，近期开发浅层地下空间（深度30米），开发面积为城市面积的30%（道路与绿化用地），考

10、虑0.4的利用系数，则可利用的资源空间为5.8亿立方米，可提供1.94亿平方米的建筑面积，将超过大连现有建筑住房面积； 莫斯科72年规划地下空间的面积为全市总面积的30%； 国际上学者预测，21世纪将有1/3的人生活、工作在地下空间；2、 地下空间开发利用的重要意义（动因分析、必要性分析）一、综合集约化利用城市土地1）我国城市发展沿用“摊煎饼”式的粗放经营模式，无限扩张城市范围，但单位城市用地的国民经济总产值处于国际较低水平（北京89年与东京86年相差16.5倍），综合、集约化利用城市土地不够；2）土地资源、尤其是耕地面积减少过快，城市用地限制成为城市发展的突出矛盾；3）城市快速发展，人口急增

11、、高楼林立，交通，环境、公共市政、城市安全与防灾等矛盾突出，地下空间的开发利用是有效缓解措施，是实现城市可持续发展的重要途径；1977年在瑞典召开第1次地下空间国际学术会议；91年在东京召开城市地下空间国际学术会议，通过东京宣言，提出“21世纪是开发利用地下空间的世纪”；1997年在蒙特利尔召开的第7届国际学术会议，1998年在莫斯科召开国际学术会议的主题是“地下城市”；二、能源、水资源及其他物资的继续利用1）我国人均能源占有量为不到世界平均水平的一半，但能源消耗为最高的国家，尤其是建筑能耗占总能耗的30%，而建筑使用中的采暖、空调就占全国总能耗的19.5%2）地下空间隔热性好、冬暖夏凉，利用

12、地热、地凉资源前景广阔。（地热能开发利用、温泉、热岩发电站、储雪、储冰等；3）地下各种资源、能源的开采和开发利用。油、气、煤、金属与非金属资源开发等需要大量地下工程；4）水资源的储备、配置、调度利用、水力发电工程等；三、缓解城市发展的各种矛盾1）缓解城市交通矛盾；2）改善城市生态环境；3）提高城市综合防灾能力；4）解决“城市综合症”的有效途径；综合表现如下： 1） 解决人口增加，城市地面空间容纳能力有限的矛盾（交通、居住、日常生活拥挤等），城市功能设施、市政工程建地下。2） 拓展生存空间（工厂、商店、街道、仓库等）、土地高度利用。3） 军事及人防工程；4）环境保护、景观保护、扩大绿化面积；4）

13、 城市向高空、地面、地下立体全方位发展；5） 利用和发挥地下工程优势性；6） 抗灾防灾需求；7）排洪、供水供电供气、通信、垃圾填埋等市政工程； 地下空间资源开发利用技术经济条件（可行性分析）1） 技术上海洋：流动城市（航空母舰、钻井（油）平台）；太空：宇宙飞船：中国“神州五号”；美国“发现号”；沙漠戈壁：干旱少雨、昼夜温差大、生存环境恶劣、目前无法改变；地下空间：人类产生以来开始利用，原始人洞穴。到目前各种行业和用途的地下工程，技术成熟，设施、施工满足要求， 是目前最有效，可以规模开发利用的工程。其中成本高、技术难度大。但是技术制高点，如同“2弹1星工程”，在国际上影响大，具有战略与国防意义。

14、对比可知，技术上地下空间开发是可行的。2） 经济上由于地下环境特殊性，维持通风、照明、湿度等条件，维护使用费用较高，是地面建筑的士35倍。但目前没有其它的发展空间，在经济条件许多技术条件可行，现实生活急需情况下，只能开发利用地下空间。因此一般集中在大城市、人口密集、经济发达的城市（人均GDP超过1000美元的城市和地区才有经济基础开发利用地下空间）。 大型地下工程，考虑地面拆迁、土地征用、环境保护与城市景观等社会综合效益，成本便不高。（以厦门为例，反对高层立交桥建设等）3）减灾防灾、城市公共安全方面 尤其防空、军事工程、防震等方面（各级防空、防震法），地下工程具有抗震、抗风、大雾、暴雨等自然灾害天气的优势 地下空间开打的重要性和必要性1、地价高涨，建地面工程成本高2、地面不能提供建工程连续的土地铁路、交通地下化、建地下城市等3、保护地面空间，高架道路地下化5、开拓未来备用的地下空间开发利用地下空间必要性、重要性抗震性：（能源储藏、生命线工程隔断宇宙线、电磁波、核放射、爆炸等4、利用地下空间的优势和特点恒温、恒湿，冬暖夏凉；地下住宅 地下空间利用及其设施火灾、战争、放射能、