土木工程概论-第8章-地下工程课件.ppt
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- 土木工程 概论 地下工程 课件
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1、第八章地下工程简述l l 地下工程 指地面以下土层或岩体中修建各种类型的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;挥所、通讯枢纽、掩蔽所、军火库等; 工业与民用方面的地下车间、电站、库房、商店、人工业与民用方面的地下车间、电站、库房、商店、人防与市政地下工程;文化、体育、娱乐与生活等方面的联合防与市政地下工程;文化、体育、娱乐与生活等方面的联合建筑体。建筑体。
2、上海杨浦电厂上海杨浦电厂取水工程取水工程香港东区海底隧道香港东区海底隧道简述类型类型:按使用功能使用功能分为工业建筑工程(如工厂、电站)、民用建筑工程(如人民防空工程、地下商店、地下剧场)、交通运输工程(如地下铁道、铁路和公路隧道)、矿山建筑工程(如矿井)、水工建筑工程(如输水道)、军事工程(如指挥所、通讯枢纽、军火库)和各种服务性设施。匈牙利布达佩匈牙利布达佩斯地铁候车室斯地铁候车室储藏室储藏室岩石中的岩石中的地下建筑地下建筑简述地下厂房地下厂房利用天然岩洞地利用天然岩洞地下工厂下工厂简述东京八重洲地下街。分三层,左右东京八重洲地下街。分三层,左右两侧上层为商场、中层为车库,底两侧上层为商场
3、、中层为车库,底层为机房,中部为地下铁道。层为机房,中部为地下铁道。埋入土中的地下街道埋入土中的地下街道简述结构结构 形式形式:地下建筑物可以构筑成隧道形式,也可以和地面房屋相似,在平面布局上采用棋盘式和房间式的布置,并可建成多层多跨的框架结构。平顶直墙式隧道平顶直墙式隧道简述北京天外天地下商场主要采用了:五连拱多跨梁柱柱结构施工方法,双层导洞转向技北京天外天地下商场主要采用了:五连拱多跨梁柱柱结构施工方法,双层导洞转向技术。平顶直墙田字型开挖施工技术;暗挖拱型结构与明挖框架结构连接结构施工技术术。平顶直墙田字型开挖施工技术;暗挖拱型结构与明挖框架结构连接结构施工技术 简述五连拱效果图五连拱效
4、果图简述地下建筑物的横断面有各种不同形状。最常见的有圆形、矩形、拱顶直墙(包括厚拱薄墙)、拱顶曲墙、落地拱、穹顶直墙等简述 地下建筑物的特点地下建筑物的特点:可作为有效的防空、防炸设施,形成恒温恒湿防震防振的环境,并能节约地面建筑占地。但地质条件要求较高,施工困难、投资较高。简述地下建筑物的结构特点:与岩(土)接触处岩(土)接触处必须有衬砌结构衬砌结构。衬砌结构的作用:承受岩(土)层和爆炸等静力和动力荷载,并防止地下水和潮气的侵入。简述衬砌结构。材料衬砌结构。材料为钢筋混凝土或为钢筋混凝土或砖、石。砖、石。简述 发展概况:发展概况:v古代地下建筑:人类在原始时期就利用天然洞穴作为群居、活动场所
5、和墓室。我国的地下储粮已有5000多年历史,敦煌、云岗、龙门三大石窟群也是我国古代杰出的地下建筑工程。这个历史时期所谓地下建筑工程多局限于帝王贵人的陵墓和人类居住的窑洞。简述简述v 近代地下建筑从英国1860年修建、1863年运营的第一条地下铁道算起,至今也只有140多年的历史。由于战争频繁、城市人口增加、环境污染日益严重以及能源危机等因素的影响,地下建筑工程在一些国家得到迅速发展。日本60年代建造地下工程总量近1亿立方米,70年代为3亿立方米。法国巴黎地下交通规划为上下两层。美国已建成4000多座人防指挥所。瑞典建成埋在地下210m深的地下岩石中的热水库。我国自50年代初开始,修建了大量的防
6、空地下建筑工程。这些工程可作为地下餐厅、商店、医院等。战争时期则可改建为人防指挥所和民房掩蔽所。8.1 8.1 地下电站地下电站地下水力、核能、火力发电站和压缩空气站,均属于动力类地下厂房。无论在平时或战时,都是国民经济的核心部门。一、地下水电站一、地下水电站8.1 8.1 地下电站地下电站l 地下水电站划分为两种主要类型 1、利用江河水源的地下水力发电站、利用江河水源的地下水力发电站 2、循环使用地下水的抽水蓄能水电站、循环使用地下水的抽水蓄能水电站l 地下水电站包括水坝和电站两大部分 龙滩水电站的地下厂房系统是目前国内在建工龙滩水电站的地下厂房系统是目前国内在建工程中最大、世界第二大的地下
7、工程。程中最大、世界第二大的地下工程。8.1.1地下水电站小浪底水利工程地下厂房二、地下抽水蓄能水电站二、地下抽水蓄能水电站 具有地上、地下两具有地上、地下两个水库。个水库。 供电时,水由地上供电时,水由地上水库、经水轮发电机发水库、经水轮发电机发电后流入地下水库;供电后流入地下水库;供电低峰时,用多余的电电低峰时,用多余的电力反过来将地下水库的力反过来将地下水库的水抽回原地面水库,以水抽回原地面水库,以便循环使用。便循环使用。8.1.2地下抽水蓄能水电站l 一、地下抽水蓄能水电站的蓄能原理l 供电时,水由地上水库经水轮发电机发电后流入地供电时,水由地上水库经水轮发电机发电后流入地下水库;供电
8、低峰时,用多余的电力将地下水库的水抽下水库;供电低峰时,用多余的电力将地下水库的水抽回原地面水库,以循环使用。回原地面水库,以循环使用。l 二、地下抽水蓄能水电站的优点l 1、有利于解决电网负荷不均问题;、有利于解决电网负荷不均问题;l 2、生产平稳、成本低、不占土地、不污染环境、生产平稳、成本低、不占土地、不污染环境。三、地下原子能发电站l 原子能发电站的优点 1、选址容易 2、岩体对地下放射物质有良好的遮蔽效果 3、耐震、有良好的防护性l 原子能发电站的形式 1、半地下式 2、完全地下式原子能发电站形式8.2 8.2 地下仓库地下仓库一、为何要建造地下仓库? 1、地下环境对于许多物质的贮存
9、有突出的优越性,地下环境的热稳定性、密闭性和地下建筑良好的防护性能,为在地下建造各种贮库提供了十分有利的条件。 2、人口的增长、集中和都市化,世界各国都面临能源、粮食、水的供应和放射性以及其它废弃物的处理问题。水封油库(变动水位法)水封油库(变动水位法) 二、地下燃料贮库可分为以下几种类型 1、开凿硐室贮库 2、岩盐溶淋洞室油库 3、废旧矿坑油库 4、其它油库储藏储藏室室地下仓地下仓库库8.3 8.3 城市地下综合体城市地下综合体一、地下综合体定义 为建设沿三维空间发展的,地面地下连通的,结合交通、商业贮存、娱乐、市政等多用途的大型公共地下建筑。二、地下综合体特点 多重功能、空间重叠、设施综合
10、。上海人民广场地下综合体上海人民广场地下综合体三、结构形式三、结构形式 地下建筑物可以构筑成隧道形式,也可以和地面房屋相似,在平面布局上采用棋盘式和房间式的布置,并可建成多层多跨的框架结构。平顶直墙式隧道平顶直墙式隧道北京天外天地下商场主要采用了五连拱多跨梁柱柱结构施工方法,双层导洞转向技术。平顶直墙田字型开挖施工技术;暗挖拱型结构与明挖框架结构连接结构施工技术。五连拱效果五连拱效果图图地下建筑物的横断面有各种不同形状。最常见的有圆形、矩形、拱顶直墙(包括厚拱薄墙)、拱顶曲墙、落地拱、穹顶直墙等。平顶直平顶直墙墙曲顶直墙曲顶直墙四、地下综合体的特点地下综合体的特点 可作为有效的防空、防炸设施,
11、形成恒温恒湿防震防振的环境,并能节约地面建筑占地。但地质条件要求较高,施工困难、投资较高。五、地下综合体的结构特点五、地下综合体的结构特点 与岩(土)接触处必须有衬砌结构。 衬砌结构的作用:承受岩(土)层和爆炸等静力和动力荷载,并防止地下水和潮气的侵入。衬砌结构材料:钢筋混凝土或砖、石。8.3.1地下街l一、地下街定义l 在各种建筑物的地下层之间建立地下连通道,或独在各种建筑物的地下层之间建立地下连通道,或独立单建,形成总体形态狭长的旁边设店铺、事务所、立单建,形成总体形态狭长的旁边设店铺、事务所、停车等设施的地下道路。停车等设施的地下道路。 日本东京车站八重州地下街8.3.1地下街l二、地下
12、街在我国的城市建设中起着多方面的积极作用:l1、有效利用地下空间,改善城市交通。、有效利用地下空间,改善城市交通。l2、地下街与商业开发相结合,活跃市场,繁荣了城市、地下街与商业开发相结合,活跃市场,繁荣了城市经济。经济。l3、改善城市环境,丰富了人民物质与文化生活。、改善城市环境,丰富了人民物质与文化生活。 东京八重洲地下街。东京八重洲地下街。分三层,左右两侧上分三层,左右两侧上层为商场、中层为车层为商场、中层为车库,底层为机房,中库,底层为机房,中部为地下铁道。部为地下铁道。埋入土中的地下街埋入土中的地下街道道l 地下街8.3.2地下商场l 中国式的大中型地下综合体、地下商场在一些城中国式
13、的大中型地下综合体、地下商场在一些城市建成,以下是开封相国寺地下商场平、剖面图:市建成,以下是开封相国寺地下商场平、剖面图:开封相国寺地下商场平剖面图开封相国寺地下商场平剖面图开封相国寺地下商场平剖面图l 地下商场地下商场8.3.3地下停车场l 我国若干大城市的停车问题已日益尖锐,对有组我国若干大城市的停车问题已日益尖锐,对有组织的公共停车的需求已十分迫切。织的公共停车的需求已十分迫切。l 以下所示为城市地下停车库的形式之一:以下所示为城市地下停车库的形式之一: 附建在高层住宅楼的装配式地下停车库附建在高层住宅楼的装配式地下停车附建在高层住宅楼的装配式地下停车库库l 地下停车场地下停车场8.4
14、开发和利用地下空间l 8.4.1开发和利用地下空间是城市建设的迫切需求l 合理开发和利用地下空间是解决城市有限土合理开发和利用地下空间是解决城市有限土地资源和改善城市生态环境的有效途径。地资源和改善城市生态环境的有效途径。l 以下列举美国波士顿地下空间开发利用对城以下列举美国波士顿地下空间开发利用对城市的发展所起到的积极作用。市的发展所起到的积极作用。8.4.1开发和利用地下空间是城市建设的迫切需求l中央大街规划方案中央大街规划方案线路图及已建成的通向线路图及已建成的通向波士顿地下空间开发利用波士顿地下空间开发利用波士顿地下空间开发利用1959年中央大街建成时交通状况与现在的比较年中央大街建成
15、时交通状况与现在的比较8.4.1开发和利用地下空间是城市建设的迫切需求l穿越波士顿港通向机场的穿越波士顿港通向机场的4车道车道隧道隧道波士顿地下空间开发利用8.4.2 合理开发利用地下空间有利于提高城 市的防空抗毁及防灾能力l1 1、地下空间具有极高的抗爆性能;、地下空间具有极高的抗爆性能;l l2 2、地下空间具有良好的抗震能力。、地下空间具有良好的抗震能力。 发展地下工程的意义发展地下工程的意义 1、为人类的生存开拓了广阔的空间。、为人类的生存开拓了广阔的空间。 2、地下空间具有恒温性、恒湿性、隔热性、遮光性、地下空间具有恒温性、恒湿性、隔热性、遮光性、气密性、隐蔽性、空间性、安全性等优点
16、。气密性、隐蔽性、空间性、安全性等优点。 3、社会、经济、环境等多方面的综合效益良好。、社会、经济、环境等多方面的综合效益良好。 4、节省城市占地、节约能源、克服地面各种障碍改善、节省城市占地、节约能源、克服地面各种障碍改善城市交通、减少城市污染、扩大城市空间容量、节省时间、城市交通、减少城市污染、扩大城市空间容量、节省时间、提高工作效率和提高城市生活质量。提高工作效率和提高城市生活质量。5.4 隧道工程隧道工程 了解掌握各类隧道工程的结构特点及施了解掌握各类隧道工程的结构特点及施工方法。工方法。5.4 隧道工程概述 l世界经济发展合作组织(世界经济发展合作组织(OECDOECD)对隧道所下的
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