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1、地下工程的现状及发展前景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。何谓地下洞室？即在沿途体内，为各种目的经人工形成的地下建筑物成为地下工程，其中经人公开凿形成的地下空间称为地下洞室，包括各种地下厂房及隧道等。在这里我不想过多的谈论关于地下工程的专业问题，那我要说什么呢？发展地下工程刻不容缓及美好前景！发展地下工程刻不容缓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
2、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
3、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。甚至可以说，地铁是都市生活不可或缺的道具，如果没有地铁，你都不好意思自称自己是大城市。工程内容隧道及地下工程一
4、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
5、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。
6、 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、勘测、设计、施工和使用管理部门密切配合。地下洞室在未来将闪烁光芒近年来，我国的人口出生率居高不下，伴随社会经济高速发展的同时，我国的城市化进程也在不断加快，大量的人口涌入城市，住房问题，交通问题等一系列现实问题使我国的城市土地空间资源的利用遭遇到了严峻的挑战。因此，如何充分利用地下资源，发展城市地下工程，就具有了重大现实意义。可以预见，充分发展地下工程将对我国的城市建设带来不可估量的作用。下面就我国的城市建设与地下空间的利用作几点探讨。一、城市发展与地下空间的利用现阶段关于开发利
7、用地下空间的现实意义，是在于为可持续发展战略创造条件。进入21纪以来，城市化趋势在不断发展，规模在不断扩大，这样发展下去。城市地区土地无论怎样节约，终究要有大片土地被占，对我国城市的可持续发展造成严重的威胁。近时期来，世界上一些国家特别重视地下发展，以寻求新的平衡。作为解决城市地面问题重要手段之一，地下空间能够设法把地面沃土尽量多地保留给生活环境需要，把道路交通，工厂和仓库尽量多地分配给地下岩土，成为一种资源进行有计划的长期开发，为人类安全舒适生活的朴助空间提供服务。因此，在21世纪可持续发展战略中，隧道和地下工程的利用和规模将会日益扩展。二、现阶段地下空间利用的重点当今一些发达国家的地下空间
8、利用，实际上是与城市的发展紧密相关，一般多与维护城市的功能和优化城市间联络通道的效率相联系。我们国家现在若普遍地进行地下空间开发利用，经济上尚不具备条件。但沿海一些地区和城市，经济发展已达到一定程度，年人均国民经济产值在8001000美元左右，作为开发地下空间的所谓“门槛值”，一般认为已经具备，能够适应经济发展的要求，逐步开发利用地下空间；地下空间利用又由此促进经济的进一步发展。具体来说，当前我们的工作重点首先要立足于以下的基点，即从改善城市交通效率的观点出发、为缓解城市交通紧张创造条件，以及从优化城市的交通输送效率的观点出发，为发展地区经济创造条件。三、地下铁道在城市交通中的作用80年代改革
9、开放的大潮中，城市经济发展，都市人口流量猛增，都市交通状况恶化严重。已成为困扰城市市民生活与制约城市发展的一大难题。事实上，增车扩路已远赶不上交通量的增长速度，而且道路面积也不可能无限制增加，因此，地下铁道便成为了解决交通拥堵问题的重要手段之一。一般地铁作为现代化都市交通方式具有五大优点：一是运量大。二是速度快、时间准。三是干扰小，在地下运行不受气候、地面行人和车辆的干扰。四是耗能低，无废气污染，乘车舒适，对城市噪音污染轻，满足了市民对生存环境质量和时间速度的要求。五是大大节约了地上土地空间资源。同时，作为开发城市地下空间相关的地下工程建设技术，随着建设发展，现已日趋完善，基本形成了体系。因此
10、，可以预见，将来的城市交通系统中，地下铁道将发挥越来越大的作用，更多地下铁道的建设也将纳入各地政府的规划之中。四、隧道是优化城市间通道质量的关键城市经济发展。必然关联影响整个地区，二者互相促进，互相依存。因此，提高城市间联络通道的输送效率，必然同时会提到日程上来。与通道输送效率直接有关的主要因素之一，是城市间的线路质量。高等级线路应该使两点间线路距离最短，曲线最少，曲线半径大，线路尽量顺直。按照这个标准建设时就要坚持逢山开路、遇水架桥原则，因此，隧道的建设就显得愈发重要。隧道在运输过程中可以充分体现出快速、方便、舒适、安全的优点，从时空上缩短城市间的距离，大大提高输送量。国际上这方面引入瞩目的
11、实例很多，如穿越英法海峡，联接英国与欧洲大陆建成长度50km的海峡隧道、穿越津青海峡长度有53km的青函隧道以及穿越勃朗峰联接法、意长116km的勃朗峰公路隧道等。这些隧道的建成在繁荣国家和地区的经济、文化等方面有着非常重大的意义。近年来，我国在建设隧道，增加城市间的输送联络方面也做出了巨大努力，如穿越胶州湾、渤海湾、杭州湾等海弯线工程中的跨海通道等。在城市间联系越来越紧密，地面土地空间有限且大都已被利用的现在，地下隧道的建设无疑将在缓解土地利用方面做出巨大的贡献。因此，地下工程中地下隧道的建设前景也非常的可观，利用价值非常巨大。由于地下空间的开发对解决交通拥堵、改善城市环境、保护城市景观、减
12、少土地资源的浪费等方面都有着不可替代的作用，目前世界上的大城市都在加紧开发利用地下空间的研究。虽然我国的城市地下空间利用已经具备的一定的规模，但我国人口众多且城市化进程还在不断加快，现有的土地资源以及地下空间已经满足不了人们对物质生活水平的需要，继续挖掘地下空间的利用价值已到了刻不容缓的地步。因此，地下工程在我国将来的城市建设和可持续发展中将发挥不可替代的作用。近年来地下工程在各个方面已经有所突破和发展取得了令世人瞩目的成绩例如：地下铁道由于城市的不断扩大和发展，市内地面运输已经不能满足交通要求，修建地下铁道成为最有效的手段之一。世界上有80多个城市已修建或正在修建地下铁道，中国北京已修建了4
13、0.1公里地铁，天津已建地铁7.2公里，其他大城市正在规划中。地下铁道的优点是:和其他城市运输类型相比较,其运送能力最大；由于没有平面交叉和采取自动闭塞信号，可以保证通行安全；地铁各列车间的间歇时间可以很短，给旅客以很大方便；噪声小，保护环境条件好。地下铁道还必须和地面其他运输类型及相应设施彼此配合，才能发挥更好的作用。近2030年来，在某些国家的大城市（如日本东京、大阪等地）和地铁相配合还修建了具有相当规模的地下街和地下商场等。地铁的缺点是：固定运营费用比重较大，只有客流密度很大时才是经济合理的。铁路和公路隧道中国1949年以来为克服山岭障碍修建了总延长2000多公里的铁路隧道，正在修建中的
14、大瑶山铁路隧道长达14公里。还修建了许多公路隧道。较长的有河南省辉陵公路的向阳隧道，长1400米；林石公路的太行隧道,长960米。铁路和公路常需要跨越江河港口。为此，需要修建水下的铁路或公路隧道。修建水底隧道过去多采用盾构法。但盾构法施工的断面是圆形的，内部净空不能很好利用，且埋深较大，使隧道总长度增加。采用沉管法可避免上述缺点。在荷兰已经用沉管法修建了十几条水底隧道。中国在上海用盾构法已建成黄浦江打浦路隧道，正在修建第二条越江隧道，还准备用沉管法修建第三条越江隧道。在日本，已经修建了许多铁路或公路隧道，把一些岛屿联结起来，著名者如青函海底隧道。横越英法海峡的海底隧道还在研究技术经济方案。现在
15、通过直布罗陀海峡的隧道方案正进行可行性研究。从九龙到香港的海底隧道已修建完成。（见彩图）其他地下工程水电站都修引水和泄水隧洞，有的还修有地下厂房和其他洞室。核电站有全部修建在地下的，也有为掩埋核废料的地下深层洞库。军工工程和人民防空工事，有不少修于地下。有些地下工程可利用天然洞穴，在加固修缮后使用。由于土地资源的稀缺,人口压力的不断增大,地下工程又符合人类可持续发展的原则,因此21世纪将迎来全球地下空间开发的新世纪。目前已经进入了地下工程建设的飞速发展阶段。地下工程建设由于其特殊性,属于高风险的建设项目,因此希望广大土木工程师们能从地下工程的建设高潮中冷静下来,多总结和吸取以往地下工程建设中的经验和教训,多将高、新技术手段应用于传统的土建工程,在工法创新方面多动脑筋,使地下工程设施起到真正造福于民的作用感谢上天让我生在这个时代，用我的双目去见证用双手去创造这个时代的伟大吧！让我们拭目以待！
