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1、第 一 篇地下工程概论第一章地下空间开发与地下工程第一节地下空间开发概述一、地下空间及地下建筑从历史上看，建筑物是伴随着人类的起源而出现的。在原始社会，建筑物是人类为了避风雨和防备野兽侵袭而产生的，最初人类的原始建筑就是地下穴居，也可以说地下空间建筑是现代建筑的最原始阶段。在漫长的社会不断进步的过程中，建筑发展到今天这样的模式，它不仅仅是完成最原始的功能，而且赋予了人们在生活、生产、政治、经济、文化、艺术、防灾、减灾、环保、生态、国防安全等方面所需要的众多功能。今天的科学技术日新月异，使建筑和城市也以从未有过的速度和景象在人们的视野中展现，绿色建筑（!“#$ %“+9? A“）在 451! 年
2、出版的双层城镇 （B-,C,-?）一书中，提出了城市空间立体化开发的设想，意在使人、建筑、交通三者在三维空间中取得协调的发展，主张以公共交通为主的机动车交通全部在地下，非机动车和步行则在地上，沿交通干道布置约 4D( 的带状城镇。理论来源于实践，实践不断完善理论后又指导实践，任何学科的建立都遵循这一规律而在发展、提高和完善，城市规划学科理论也是如此，城市规划理论来自于新的生活实践。城市规划是一个连续的、动态的过程，对于城市发展的不同阶段，应有不同的对策，城市面临问题不同，规划对策也不同。如上所述，随着城市化进程加快，人类生存空间拓展及我国城市地下空间开发时机的到来，城市建设逐渐走上了向三维方向
3、拓展的轨道，这就要求有一个新的规划理论，即城市的立体规划与5! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !第一篇地下工程概论立体开发（!“#$% $ 8$，以满足浅埋管道通过，保证了线路和车站的结构厚度，以及必要的纵波速度要求。深埋区间隧道多采取暗挖施工，用圆形盾构开挖和钢筋混凝土管片支护，结构上覆土的深度应不小于盾构直径。莫斯科早期的地下铁路适应备战要求，采用深埋形式，有的路段深达 9?902+） ，在那里散布着 %) 个地下聚居点，已有 %#
4、年的历史，至今仍有人居住或作为其他用途。凯马可地下城 + *+.8*;，7*85+.(8-9 ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !地下工程勘察设计与施工技术实用手册我国在这方面尚属起步阶段，上海浦东新区城市综合管道可行性研究课题已经完成。我国由于城市基础设施落后，在短时期内不可能有明显的改变，但从长远看，若从根本上改变落后状况，应坚持逐步走公用设施大型化、综合化和地下化的路子，应当结合旧城区的改造和新城市的建设，适当修建地下多功能廊道。!
5、“ 城市地下多功能廊道（#）城市地下多功能廊道的基本含义城市市政管线综合布置，目前无统一的名称，有的国家称为综合管线廊道，在日本将之称为共同沟，但现在比较常用的名称是城市地下多功能廊道（$%99)?= A)*B),C）加利福尼亚州首府萨克拉门托（;+?:+2=,)17 建在地下，其余露出地面的半地下方式，解决了这一难题，利用路边一个隆起的山丘，挖一个深9# 的岩石坑，将整个音乐厅建筑下沉到坑底标高。观众厅部分有 &%# 高露出地面，但由于周围的休息厅和其他辅助房间只有 # 高，故从地面上看建筑体量并不很大，完全不同于常规的音乐厅或影剧院的建筑形象，与周围的公园式环境较为协调。音乐厅设备完善，音
6、质良好，设有两层休息厅，主要出入口在底层，观众通过一个宽敞的楼梯可上至二层休息厅。并从此进入楼座。二层休息厅朝向室外部分均开满落地窗，厅内十分明亮，沿大楼梯的一侧外墙为完全裸露的花岗岩（坑壁） ，与光洁的楼梯和柱形成强烈的对比，产生一种特有的建筑艺术效果。7 ?*./ A4B*，C*4+D*34,1 E1F*+3G）体育馆美国华盛顿特区的乔治城大学，历史悠久，校园内已没有增加新建筑的用地，但急需扩充体育设施，因此决定在一个原有的足球场下，建一座全地下的浅埋体育馆，建成于 &898 年，屋顶不覆土，仍恢复为足球场。8%&! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !
7、! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !第一篇地下工程概论建筑面积共 !“ #$%#，其中运动大厅 & $%#，内有 !# 个多功能球场和 #$%室内跑道；在大厅以外，有一个 #% 室内游泳池，容纳 # $ 人的更衣室和一个面积 ! $%#的舞厅，& 个壁球室，和一些辅助设施。为了在地下获得足够大的运动空间，采用了大跨度双曲壳体结构，每个壳尺寸为 #$ ( )#%。壳体最高点距地面!%，最低点为 *%。壳体厚度仅 & + ,-%，上铺混凝土板，将屋顶垫平，中间可以走管、线。该工程造价 .#$ 万美元，单位造价 )$
8、美元/%#，还略低于地面常规体育馆的造价。由于热损失少，可节能 #$0，运行费仅相当于地面体育馆的 !/“。雅特斯地下体育馆的修建，解决了学校建筑用地不足的矛盾，同时使原来一个简单的足球场，成为一个综合的文娱体育活动中心，充分发挥了地下空间在扩大空间容量和节省土地等方面无法替代的作用。五、地下人防建筑（一）概述地下人防建筑是地下空间利用的又一功能，在开发地下空间过程中，分批分类别地考虑其防护能力，是对战争灾害的预防性措施。实践表明：地下空间建筑在战争灾害中的防御效果是最好的。因此，人防工程建设是地下空间的重要内容。许多国家都非常重视人防体系建设。平时多准备，一旦进入战争则能有效地保护人员和保存
9、物资。瑞典人防从 !,“& 年开始建设，目前已建工事 * &$ 个，面积.#$ 万 %#，在战争时期，全国 ,$0的人员都能进入掩体，平均每人达到 $1&%#。在设备方面也是十分先进的，包括通信、指挥、报警、防核化装备等。尽管瑞典近百年来未发生战争，但仍然作出战争爆发的各项准备，就以使用平均寿命 #$ 年的防护衣来说，已生产 .*$ 万套，占 ,$ 万人口的 &)1)0，到期就报废，定期更新，经费由国家负责。目前，瑞典人防建筑平时均已利用。以美国的地下核导弹基地为例，一个地下空间发射中心掌管着 !$ 枚核炸弹，总当量相当于 *$ 颗广岛原子弹。人们在和平时期很难想像，美军的 . $ 枚核弹头（
10、相当于当量为 !)1 万颗广岛原子弹的威力） ，高度戒备状态下核炸弹发射事故却能为零，因为它们深藏在地下控制中心。公众可能已经忘却了这些武器的威胁，但美国当局及各国的有关部门却没有忘却。地下空间能有效保护人身安全。二次大战期间，希特勒有一个叫“钨壁垒”的$! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !地下工程勘察设计与施工技术实用手册地下室，而斯大林的地下安全宫深度是希特勒地下宫的两倍，是真正的“一级防弹防毒地下建筑” ，地下宫建筑深 !“#，上面
11、铺有 !$%# 厚的钢筋混凝土，可经得住 &航空炸弹的一次性爆破。我国从 &( 世纪 )( 年代起进行人防工程建设，各地区建设许多交通干线、指挥所、掩蔽部、医院。&( 世纪 *( 年代这些工程已陆续投入平时使用。&( 世纪 *( 年代末期，已把地下空间开发同城市建设、人防建设相结合作为建设目标。进入 &(世纪 +( 年代中期，地下空间开发考虑把平时和战时功能转换作为人防的建设基调。现在，在大中城市中已开始建设或筹建地下铁道、地下街及地下综合设施，这些地下设施都有一定的防护能力。人防工程是为防御战时各种武器的杀伤破坏而修筑的地下空间建筑，通常有指挥所、掩蔽部、通讯、水库、贮库、医院、交通干线等。
12、防护工程基调是以战时为主兼顾平时利用，做到平战结合，使人防工程在和平时期也能发挥经济和社会效益。（二）地下人防建筑规划人防建筑规划必须同城市地下空间及城市建设规划相统一，并在总体规划的指导下再进行人防规划和单项工程设计。,$ 规划原则（,）城市的战略地位和现状 战略地位指城市在总体防御中的战略重要程度，通常由上级机关确定。现状指城市目前与工程有关的地下设施。（&）水文地质和工程地质、地形条件 此项要求尽可能避开重要的军事及战略重要地段，如桥梁、码头、车站等。（!）施工和运输条件。（-）与原有的地面建筑及地下空间结合的状况。&$ 规划内容（,）做出街、企业、区的规划体系，单项体系服从于城市体系。
13、（&）上述市、区、街的体系必须设有连接通道网，使之连成片，既能独立又连成整体。（!）确定工程项目中重点工程的项目、等级、数量、规模及位置。这些工程通常有指挥所（省、市、区） 、食品加工、医疗、电站、消防车库、贮藏等。（-）无论市级、区级还是街道的人防建筑整体都应具备相应的完善系统，如具,! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !第一篇地下工程概论备生活、电力、抢救、医疗、指挥、动力、物资系统。（三）人防工程有关技术!“ 武器的破坏作用与防护原则
14、（!）武器的破坏作用 武器破坏作用主要指：核武器，常规武器，化学、生物武器的破坏。在工程防护上称为“三防” 。总之，防护是随着武器的更新其措施也会不断改进。核武器主要是原子弹、氢弹和中子弹。前两种为战略核武器，后一种为战术核武器。核武器的杀伤作用因素有光辐射、早期核辐射、冲击波和放射性污染四种。常规武器主要指非核弹头的导弹、炮弹、火箭弹等，它可命中目标造成直接杀伤和破坏作用。#! 年海湾战争中美军使用了激光钻地炸弹，可钻地 $%& 深或穿透& 厚的钢筋混凝土板。针对上述特点，地下人防工程一方面要有足够的防护厚度，同时也要做好口部防护及伪装措施。（(）防护原则!人防建筑必须按有关规定确实达到防护
15、等级。“要按“三防”的设计要求进行设计。#防护工程最重要的两点，首先，是防层厚度为 !“%& 覆土或 %“)& 钢筋混凝土，能把辐射剂量削弱 #*，因此，增加覆土厚度是很重要的；其次，是口部要做好防冲击密闭，进风口的除尘、滤毒。(“ 人防工程口部设计（!）三种通风方式 通风主要有自然通风、机械通风及混合通风。自然通风是利用风压、地形的高差，以及室内外温度差等形成的通风。通风可保证室内的换气及空气新鲜。所以建筑布局上必须考虑进排风路线的畅通，防止出现涡流、死角，尽可能减少通风阻力。此种通风称为平时通风。战时通风是指人防工程在室外染毒情况下而采取的一种通风方式。这时就必须使染毒的风进行消毒、过滤，
16、从而达到使室内有清洁的通风，以便于人员呼吸新鲜空气。战时通风有三种通风方式：清洁式通风、滤毒式通风、隔绝式通风。（(）出入口的形式与平面设计!出入口的形式 防护工程中出入口的形式有以下几种：直通式、拐弯式、穿(! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !地下工程勘察设计与施工技术实用手册廊式、垂直式。各种出入口形式都有不同特点，必须根据防灾要求、人员数量综合确定，通常不少于 ! 个。出入口有主要出入口、次要出入口、备用出入口与连通口，在不同的状态下起不同的作用。!战时进排风口的平面设计 进风口兼出入口时，一般应根据防护等级设计，有进风扩散室、除尘室、滤毒室、进风机房、染毒通道、防护门、密闭门等。排风口设计时，其中有一个必须同出入口相结合，这样可以保证在染毒条件下，室外部分人员进入室内时进行吹淋、洗消等消毒措施。因此
