地下空间的开发利用课件.ppt

1、地下空间的开发利用地下空间的开发利用主讲教师主讲教师:熊建林熊建林2011.42011.4第一部分 总 论一、引言一、引言二、地下空间概念、分类、用途及其意义二、地下空间概念、分类、用途及其意义三、人类地下空间开发利用简况三、人类地下空间开发利用简况四、地下岩土工程施工技术四、地下岩土工程施工技术一、一、引言：关于城市的交通引言：关于城市的交通以湖北武汉市为例以湖北武汉市为例 湖北武汉自古就有湖北武汉自古就有“九省通衢九省通衢”之地的之地的称谓，是联系南北的咽喉要道。在当今社会，称谓，是联系南北的咽喉要道。在当今社会，人员、物资流通频繁的情况下，交通问题已人员、物资流通频繁的情况下，交通问题已

2、经是一个大到影响社会经济发展、小到影响经是一个大到影响社会经济发展、小到影响个人切身利益的非常重要的问题，这个问题个人切身利益的非常重要的问题，这个问题在武汉市尤其突出。解决这个问题的根本出在武汉市尤其突出。解决这个问题的根本出路之一，就在于地下空间的开发利用。因此，路之一，就在于地下空间的开发利用。因此，我们的课程就以武汉市的交通问题作为引言我们的课程就以武汉市的交通问题作为引言来开始。来开始。一组图片武汉长江二桥交通状况武汉长江二桥交通状况武昌火车站公交拥挤状况武昌火车站公交拥挤状况武汉六座长江大桥的位置及内环、中环、外环线示意图军山大桥军山大桥白沙洲大桥白沙洲大桥长江大桥长江大桥长江二桥

3、长江二桥天兴洲天兴洲大桥大桥阳逻阳逻大桥大桥武汉市内环线的交通压力中 心 城 区过江隧道过江隧道主要问题1.武汉三镇之间交往频繁，过江车流、人流庞大，而两座大桥武汉三镇之间交往频繁，过江车流、人流庞大，而两座大桥的承载能力有限，长期处于超负荷运行状态，如长江二桥通的承载能力有限，长期处于超负荷运行状态，如长江二桥通车仅十几年，中间进行过一次较大规模的维修，现正进行大车仅十几年，中间进行过一次较大规模的维修，现正进行大规模的维修加固；规模的维修加固；2.为解决城市客运问题，武汉市最近十几年的公共交通得到快为解决城市客运问题，武汉市最近十几年的公共交通得到快速发展，在一些主要干道上还划出了公交专用

4、车道，但过江速发展，在一些主要干道上还划出了公交专用车道，但过江公共交通，虽然巴士很多，但速度很慢，尤其在交通高峰期，公共交通，虽然巴士很多，但速度很慢，尤其在交通高峰期，过江已成为公共交通快速发展的瓶颈；过江已成为公共交通快速发展的瓶颈；3.最近几年，随着我国经济水平的提高，以及汽车工业的快速最近几年，随着我国经济水平的提高，以及汽车工业的快速发展，汽车已走进寻常百姓家，武汉市的汽车保有量已是成发展，汽车已走进寻常百姓家，武汉市的汽车保有量已是成倍增加，给城市交通，尤其是过江交通带来了更大的压力，倍增加，给城市交通，尤其是过江交通带来了更大的压力，目前虽然两座大桥均实行单双号限制通行，但过江

5、交通仍然目前虽然两座大桥均实行单双号限制通行，但过江交通仍然越来越紧张；越来越紧张；4.桥在不停地修，车在不停地增加，归根结底修桥速度没有汽桥在不停地修，车在不停地增加，归根结底修桥速度没有汽车增加速度快，这一矛盾仅仅靠修桥没法根本解决。车增加速度快，这一矛盾仅仅靠修桥没法根本解决。解决办法1.继续建设汽车过江通道（包括大桥、隧道）：只是继续建设汽车过江通道（包括大桥、隧道）：只是解决问题的一种方法，但不是根本办法；解决问题的一种方法，但不是根本办法；2.限制汽车通行：也不是长久之计，目前已经限制单限制汽车通行：也不是长久之计，目前已经限制单双号了，往后再怎么限制？双号了，往后再怎么限制？3.

6、建设快速过江通道，让大家不乘（或开）汽车，就建设快速过江通道，让大家不乘（或开）汽车，就能快速过江。这里所谓的快速过江通道就是指能快速过江。这里所谓的快速过江通道就是指轨道轨道交通交通，尤其是，尤其是地铁交通地铁交通。试想一下，如果乘汽车从。试想一下，如果乘汽车从A地到地到B地，需要地，需要3045分钟，那么乘地铁仅需要分钟，那么乘地铁仅需要510分钟。这才是解决城市交通压力的根本之道，分钟。这才是解决城市交通压力的根本之道，世界上许多人口密集的大都市的经验已经证明了这世界上许多人口密集的大都市的经验已经证明了这一结论。一结论。轨道交通快捷、准时、环保，是唯一与小车有得一拼的公共交通方式。二、

7、二、地下空间概念、用途、地下空间概念、用途、分类及其意义分类及其意义2.1 2.1 地下空间概念地下空间概念地下空间地下空间：在岩层或土层中天然形成或人工开挖形成：在岩层或土层中天然形成或人工开挖形成 的空的空间称地下空间。天然形成的地下空间有：喀斯特溶洞、熔间称地下空间。天然形成的地下空间有：喀斯特溶洞、熔岩洞、风蚀洞、海蚀洞等；人工形成的地下空间有：各种岩洞、风蚀洞、海蚀洞等；人工形成的地下空间有：各种矿洞、工程建设需要开凿的地下洞室（如隧道、厂房等）。矿洞、工程建设需要开凿的地下洞室（如隧道、厂房等）。地下建筑地下建筑：地下形成的建筑空间。：地下形成的建筑空间。地下工程地下工程：建造在地

8、下的各种工程设施。：建造在地下的各种工程设施。2.2 2.2 地下空间的用途地下空间的用途 地下空间有着广泛的用途。地下空间有着广泛的用途。在远古时期，人类开始利用天然洞穴作为居住之用，以在远古时期，人类开始利用天然洞穴作为居住之用，以保护自己免遭自然灾害的威胁。北京西郊周口店，约保护自己免遭自然灾害的威胁。北京西郊周口店，约50多万多万年前，北京猿人居住在自然条件较好的龙骨山天然溶洞中。年前，北京猿人居住在自然条件较好的龙骨山天然溶洞中。在日本发现距今在日本发现距今2万万3万年前的古人类居住洞穴。欧美、中万年前的古人类居住洞穴。欧美、中东、北非等地都发现古人类穴居的遗迹。东、北非等地都发现古

9、人类穴居的遗迹。人类到地面居住以后，开始把开发地下空间用于满足居人类到地面居住以后，开始把开发地下空间用于满足居住以外的多种需求，如采矿、储存物资、水的输送及交通工住以外的多种需求，如采矿、储存物资、水的输送及交通工程等，直到现在大型公用设施、城市地下空间的综合利用及程等，直到现在大型公用设施、城市地下空间的综合利用及地下工业、商业及军事设施等等，地下空间用途得到普遍重地下工业、商业及军事设施等等，地下空间用途得到普遍重视。视。显然，人类对地下空间的开发利用，经历了从自发到显然，人类对地下空间的开发利用，经历了从自发到自觉的漫长过程，推动这一过程的，一是人类自身的发展，自觉的漫长过程，推动这一

10、过程的，一是人类自身的发展，如人口的繁衍和智能的提高，人类需求的扩展；二是社会如人口的繁衍和智能的提高，人类需求的扩展；二是社会生产力的发展和科学技术的进步。生产力的发展和科学技术的进步。2.3 2.3 地下空间的分类地下空间的分类1 1、矿山巷道、矿山巷道：包括各类矿物采掘后的洞室和：包括各类矿物采掘后的洞室和输送矿石的巷道工程。输送矿石的巷道工程。2 2、地下储存、地下储存：如粮食、油料、水果、蔬菜等：如粮食、油料、水果、蔬菜等的储存，汽车库、飞机库、舰艇库及核废料储存的储存，汽车库、飞机库、舰艇库及核废料储存等。等。3 3、水工洞室、水工洞室：如各种输水隧道、水电站地下：如各种输水隧道、

11、水电站地下厂房、地下抽水蓄能电站、地下水库等。厂房、地下抽水蓄能电站、地下水库等。4 4、地下工厂、地下工厂：如各种轻重工业地下厂房、地：如各种轻重工业地下厂房、地下核电站、地下火电站等。下核电站、地下火电站等。5 5、地下民用与公共建筑、地下民用与公共建筑：如地下商场、图书：如地下商场、图书馆、体育场馆、展览馆、影剧院、医院、旅馆、馆、体育场馆、展览馆、影剧院、医院、旅馆、住宅及其综合建筑体系住宅及其综合建筑体系城市地下街道等。城市地下街道等。6 6、地下交通工程、地下交通工程：如各种公路和铁路隧道、：如各种公路和铁路隧道、城市地铁、地铁站等。城市地铁、地铁站等。7 7、公用和服务性地下工程

12、、公用和服务性地下工程：如地下自来水厂、：如地下自来水厂、地下污水处理厂、给排水管道及煤气、供电、通地下污水处理厂、给排水管道及煤气、供电、通讯管线的综合工程等。讯管线的综合工程等。8 8、地下军事工程和防护工程、地下军事工程和防护工程：如各种野战工：如各种野战工事、指挥所、通讯枢纽、人员和武器掩蔽所、军事、指挥所、通讯枢纽、人员和武器掩蔽所、军火和物资库等。火和物资库等。2.4 2.4 地下空间开发利用的意义地下空间开发利用的意义一、动因分析一、动因分析1 1、综合集约化利用城市土地、综合集约化利用城市土地 1 1）我国城市发展沿用）我国城市发展沿用“摊煎饼摊煎饼”式的粗放经营模式，无式的粗

13、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（北京际较低水平（北京8989年与东京年与东京8686年相差年相差16.516.5倍），综合、集倍），综合、集约化利用城市土地不够；约化利用城市土地不够；2 2）土地资源、尤其是耕地面积减少过快，城市用地限制）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；成为城市发展的突出矛盾；3 3）城市快速发展，人口急增、高楼林立，交通，环境、）城市快速发展，人口急增、高楼林立，交通，环境、公共市政、城市安全与防灾等矛盾突出，地下空间的开发利公共市政、城市

14、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；用是有效缓解措施，是实现城市可持续发展的重要途径；2 2、能源、水资源及其他物资的继续利用、能源、水资源及其他物资的继续利用 1 1）我国人均能源占有量为不到世界平均水平的一半，但）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能源消耗为最高的国家，尤其是建筑能耗占总能耗的30%30%，而，而建筑使用中的采暖、空调就占全国总能耗的建筑使用中的采暖、空调就占全国总能耗的19.5%19.5%2 2）地下空间隔热性好、冬暖夏凉，利用地热、地凉资源）地下空间隔热性好、冬

15、暖夏凉，利用地热、地凉资源前景广阔。（地热能开发利用、温泉、热岩发电站、储雪、前景广阔。（地热能开发利用、温泉、热岩发电站、储雪、储冰等；储冰等；3 3）地下各种资源、能源的开采和开发利用。油、气、煤、）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；金属与非金属资源开发等需要大量地下工程；4 4）水资源的储备、配置、调度利用、水力发电工程等；）水资源的储备、配置、调度利用、水力发电工程等；3 3、缓解城市发展的各种矛盾、缓解城市发展的各种矛盾1 1）缓解城市交通矛盾；）缓解城市交通矛盾；2 2）改善城市生态环境；）改善城市生态环境；3 3）提高城市综合

16、防灾能力；）提高城市综合防灾能力；4 4）解决）解决“城市综合症城市综合症”。以上几点综合表现如下：以上几点综合表现如下：解决人口增加，城市地面空间容纳能力有限的矛盾（交通、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。居住、日常生活拥挤等），城市功能设施、市政工程建地下。拓展生存空间（工厂、商店、街道、仓库等）、土地高度拓展生存空间（工厂、商店、街道、仓库等）、土地高度利用。利用。军事及人防工程；军事及人防工程；环境保护、景观保护、扩大绿化面积；环境保护、景观保护、扩大绿化面积；城市向高空、地面、地下立体全方位发展；城市向高空、地面

17、、地下立体全方位发展；利用和发挥地下工程优势性；利用和发挥地下工程优势性；抗灾防灾需求；抗灾防灾需求；排洪、供水供电供气、通信、垃圾填埋等市政工程；排洪、供水供电供气、通信、垃圾填埋等市政工程；火灾、战争、放射火灾、战争、放射能、核辐射、化学能、核辐射、化学药品、环境公害（药品、环境公害（振动、噪音等）振动、噪音等）提高城市功能提高城市功能提高城市功能措施提高城市功能措施防灾措施防灾措施地下空间利用地下空间利用城市膨胀城市膨胀人口过密人口过密地下空间利用地下空间利用城市功能降低城市功能降低地下空间利用地下空间利用地下空间利用地下空间利用地下空间利用地下空间利用地震、台风、地震、台风、洪水等洪水

18、等自然灾害自然灾害人为灾害人为灾害确保确保 安全安全二次灾害二次灾害利用地下空间的特点与优势利用地下空间的特点与优势地下工程、地下设施地下工程、地下设施输送设施输送设施（铁路、公路（铁路、公路、管道等）、管道等）储藏设施储藏设施（能源、粮食（能源、粮食、水、废弃物、水、废弃物、放射性等）、放射性等）防灾设施防灾设施（避难、储备（避难、储备等等）城市设施城市设施（办公楼、地（办公楼、地下街、停车场下街、停车场、文化设施等、文化设施等）生活设施生活设施（住宅等）（住宅等）生产设施生产设施（工厂、发电（工厂、发电设施等）设施等）二、必要性分析二、必要性分析1、地价高涨，建 地面 工 程 成本高2、地

19、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；地下住宅三、人类地下空间开发利用的三、人类地下空间开发利用的简况及成就简况及成就3.1 3.1 地下空间的开发利用简况地下空间的开发利用简况 人类对地下空间的开发利用有着悠久的历史，人类对地下空间的开发利用有着悠久的历史，经历了从自发到自觉的漫长历程

20、。经历了从自发到自觉的漫长历程。远古时代：远古时代：利用天然洞穴作为防雨避风的住所利用天然洞穴作为防雨避风的住所 铜器和铁器时代铜器和铁器时代 ：地下空间的利用摆脱了单地下空间的利用摆脱了单纯的居住要求，进入更广泛的领域纯的居住要求，进入更广泛的领域 。如古埃及。如古埃及金字塔，实际上是建于纪元前金字塔，实际上是建于纪元前26502650前前25002500前前后的一种用于墓葬的地下空间；再如前后的一种用于墓葬的地下空间；再如前2222世纪巴世纪巴比伦幼发拉底河河底隧道，我国秦汉时期的地下比伦幼发拉底河河底隧道，我国秦汉时期的地下陵墓及地下粮仓等。陵墓及地下粮仓等。中世纪以后：中世纪以后：地下

21、空间的开发利用得到广泛的地下空间的开发利用得到广泛的发展发展 ，如采矿、地下交通、市政建设、工业和水，如采矿、地下交通、市政建设、工业和水工地下工程等工地下工程等 ，16131613年修建了伦敦水道；年修建了伦敦水道；16811681年年修建了地中海比斯开湾的连接隧道；修建了地中海比斯开湾的连接隧道；18451845年英国年英国建成第一条铁路隧道；建成第一条铁路隧道；18631863年英国伦敦建成第一年英国伦敦建成第一条城市地铁隧道；条城市地铁隧道；18711871年建成穿越阿尔卑斯山连年建成穿越阿尔卑斯山连接法国和意大利的公路隧道等等。接法国和意大利的公路隧道等等。二战期间：二战期间：由于地

22、下建筑物在防护方面的优越由于地下建筑物在防护方面的优越性十分明显，许多国家都将一些军事设施和工厂、性十分明显，许多国家都将一些军事设施和工厂、仓库、油库等修建在地下。另外，将生产一些尖仓库、油库等修建在地下。另外，将生产一些尖端的产品的车间设在地下，能够满足恒温、恒湿、端的产品的车间设在地下，能够满足恒温、恒湿、防震等生产工艺上的严格要求。防震等生产工艺上的严格要求。战后：战后：随着经济的发展，对能源的需求与日俱增，随着经济的发展，对能源的需求与日俱增，从而开始了大规模的水利水电建设。有时在高山峡从而开始了大规模的水利水电建设。有时在高山峡谷中修建水电站，由于施工场地的局限或者为了不谷中修建水

23、电站，由于施工场地的局限或者为了不破坏植被和生态环境，通常将水电站厂房建于地下。破坏植被和生态环境，通常将水电站厂房建于地下。随着世界人口的增长，城市面积扩大、土地减随着世界人口的增长，城市面积扩大、土地减少、能源短缺、城市交通拥塞、环境污染及备战防少、能源短缺、城市交通拥塞、环境污染及备战防灾诸方面的压力和问题，地下空间的开发和利用已灾诸方面的压力和问题，地下空间的开发和利用已成为建设现代化城市的重要标志。成为建设现代化城市的重要标志。典型工程：典型工程：城市地铁、长大隧道、地下水电站、城市地下公城市地铁、长大隧道、地下水电站、城市地下公用设施等。用设施等。l总长总长53.85km53.85

24、km的日本青涵隧道；的日本青涵隧道；l总长总长51km51km的英吉利海峡隧道；的英吉利海峡隧道；l长长13.32km13.32km的瑞士哥达隧道；的瑞士哥达隧道；l长长14.295km14.295km的大瑶山隧道（的大瑶山隧道（19801980年代修建）；年代修建）；l长长18.4km18.4km的秦岭铁路隧道（的秦岭铁路隧道（19991999年年6 6月贯通）；月贯通）；l亚洲最长的陆上隧道：长亚洲最长的陆上隧道：长20.05km20.05km的乌鞘岭隧道（右线及左的乌鞘岭隧道（右线及左线分别于线分别于20062006年年3 3月和月和8 8月正式建成通车）；月正式建成通车）；l秦岭终南山

25、公路隧道：长度秦岭终南山公路隧道：长度18.02km18.02km，居世界第二、亚洲第，居世界第二、亚洲第一，建设规模世界第一，被誉为一，建设规模世界第一，被誉为“天下第一隧天下第一隧”（20072007年年2 2月建成通车）。月建成通车）。地下电站发展迅速：地下电站发展迅速：包括地下水电站、地下火电包括地下水电站、地下火电站、地下核电站和地下抽水蓄能电站等。其中全站、地下核电站和地下抽水蓄能电站等。其中全世界的地下水电站已超过世界的地下水电站已超过400400座，规模越来越大。座，规模越来越大。l加拿大丘吉尔瀑布电站地下厂房长加拿大丘吉尔瀑布电站地下厂房长296m296m、宽、宽25m25m

26、、高高47m47m；l长江三峡水利工程，其地下电站部分主厂房长长江三峡水利工程，其地下电站部分主厂房长311.3m311.3m，高，高87.24m87.24m，跨度为，跨度为32.6m32.6m。城市地下空间的开发利用：城市地下空间的开发利用：在这一时期成为城市在这一时期成为城市建设的重要内容。一些发达国家逐渐将地下商业建设的重要内容。一些发达国家逐渐将地下商业街、地下停车场、地下铁道及地下综合管线工程街、地下停车场、地下铁道及地下综合管线工程等联为一体，成为多功能地下综合体。等联为一体，成为多功能地下综合体。3.3 3.3 居住空间：居住空间：数千年前我们的祖先就在我国北方数千年前我们的祖先

27、就在我国北方的黄土高原建造了许多供居住的窑洞和地下粮食的黄土高原建造了许多供居住的窑洞和地下粮食储备工程，至今仍有不少农民居住在不同类型的储备工程，至今仍有不少农民居住在不同类型的窑洞中。窑洞中。人防工程：人防工程：采取平战结合的方式，既保证了战采取平战结合的方式，既保证了战略效益、又获得了社会效益和经济效益。略效益、又获得了社会效益和经济效益。交通隧道工程：交通隧道工程：20世纪世纪60年代开始的大规模三年代开始的大规模三线建设，修建了为数众多的铁路、公路隧道。据线建设，修建了为数众多的铁路、公路隧道。据相关资料统计，至相关资料统计，至2002年底，我国共有铁路、公年底，我国共有铁路、公路隧

28、道路隧道8600多条，总长度约多条，总长度约4370km，居世界第，居世界第一。一。城市地铁建设：城市地铁建设：19651965年在首都北京始建第一条城市地铁以年在首都北京始建第一条城市地铁以来，已有天津、上海、广州、南京、武汉和成都等城市建成来，已有天津、上海、广州、南京、武汉和成都等城市建成营运或处于规划设计与施工准备阶段。营运或处于规划设计与施工准备阶段。水利水电建设：水利水电建设：特别是大型地下水电站厂房的建设，说明特别是大型地下水电站厂房的建设，说明我国已具备开发大型或超大型地下空间的技术水平和能力。我国已具备开发大型或超大型地下空间的技术水平和能力。城市地下商城、地下综合体等的建设

29、城市地下商城、地下综合体等的建设：表明我国城市已经表明我国城市已经开始大规模开发利用地下空间。开始大规模开发利用地下空间。发展前景：发展前景：三峡库区水下博物馆已经建成；北京中关村将三峡库区水下博物馆已经建成；北京中关村将投资数十亿元建设地下商城；故宫拟建一个现代化地下展厅；投资数十亿元建设地下商城；故宫拟建一个现代化地下展厅；横穿万里长江的水下隧道也于横穿万里长江的水下隧道也于20042004年相继在南京和武汉破土年相继在南京和武汉破土动工。厦门、青岛、大连正在建设或即将建设海底隧道。可动工。厦门、青岛、大连正在建设或即将建设海底隧道。可以预见，随着经济、科技的发展，我国地下空间的开发利用以

30、预见，随着经济、科技的发展，我国地下空间的开发利用即将进入一个蓬勃发展的新时期。即将进入一个蓬勃发展的新时期。四、地下建筑空间施工技术四、地下建筑空间施工技术地下建筑空间的施工技术1 1、明挖法：、明挖法：也称挖盖法，就是为了在现有地表以下建造也称挖盖法，就是为了在现有地表以下建造建（构）筑物或其基础，在保证开挖边坡岩土体稳定建（构）筑物或其基础，在保证开挖边坡岩土体稳定的前提下，对于深度不大、环境条件许可的情况下，的前提下，对于深度不大、环境条件许可的情况下，实施明挖，开挖出符合施工要求的坑堑，一般是从上实施明挖，开挖出符合施工要求的坑堑，一般是从上往下分步依次开挖岩土体，然后才构筑地下结构

31、体系往下分步依次开挖岩土体，然后才构筑地下结构体系的施工方法。支护技术是其关键。的施工方法。支护技术是其关键。明挖法地下结构施工示意图明挖法地下结构施工示意图挖建盖（填）2 2、暗挖法、暗挖法（包含新奥法、浅埋暗挖法、管幕工法）（包含新奥法、浅埋暗挖法、管幕工法）（1 1）新奥法：）新奥法：“在岩质、土砂质介质中开挖隧道，以使围岩在岩质、土砂质介质中开挖隧道，以使围岩形成一个中空筒状支撑环结构为目的的隧道设计施工方法形成一个中空筒状支撑环结构为目的的隧道设计施工方法”（奥地利土木工程学会地下空间利用分会，（奥地利土木工程学会地下空间利用分会，1980.1980.）核心问题）核心问题是利用围岩支

32、护隧道，使围岩本身形成一定的支撑环。是利用围岩支护隧道，使围岩本身形成一定的支撑环。（2 2）浅埋暗挖法：采用足够刚性复合衬砌（由初期支护和二）浅埋暗挖法：采用足够刚性复合衬砌（由初期支护和二次衬砌及中间防水层所组成）为基本支护结构的一种用于软次衬砌及中间防水层所组成）为基本支护结构的一种用于软土地层近地表修道的暗挖施工方法。它以施工监测为手段，土地层近地表修道的暗挖施工方法。它以施工监测为手段，指导设计与施工，保证施工安全，控制地表沉降。指导设计与施工，保证施工安全，控制地表沉降。（3 3）管幕工法：用于大都市地下空间开发，为避免都市中交）管幕工法：用于大都市地下空间开发，为避免都市中交通中

33、断的的一种成功的暗挖方法。工法成本较高。在通中断的的一种成功的暗挖方法。工法成本较高。在日本、日本、西欧、马来西亚和我国台湾等地应用较为普及。西欧、马来西亚和我国台湾等地应用较为普及。暗挖法地下结构施工示意图暗挖法地下结构施工示意图一般坚硬岩层中的一般坚硬岩层中的隧道均采用该方法隧道均采用该方法施工，如大瑶山隧施工，如大瑶山隧道、秦岭隧道等。道、秦岭隧道等。挖衬埋深一般大于10m浅埋暗挖法地下结构施工示意图初衬二衬超前支护锚杆、管棚或灌浆埋深一般小于5m一般用于城市交通繁忙地带，不允许中断交通，一般用于城市交通繁忙地带，不允许中断交通，且地质条件又较差的地段。且地质条件又较差的地段。3 3、顶

34、管法：、顶管法：用千斤顶将管子逐渐顶入土层中，将土从管内用千斤顶将管子逐渐顶入土层中，将土从管内挖出修建涵管的施工方法。挖出修建涵管的施工方法。它是隧道或地下管道穿越铁路、道路、河流或建筑物它是隧道或地下管道穿越铁路、道路、河流或建筑物等各种障碍物时采用的一种暗挖式施工方法。在施工时，等各种障碍物时采用的一种暗挖式施工方法。在施工时，通过传力顶铁和导向轨道，用支承于基坑后座上的液压千通过传力顶铁和导向轨道，用支承于基坑后座上的液压千斤顶将管压入土层中，同时挖除并运走管正面的泥土。当斤顶将管压入土层中，同时挖除并运走管正面的泥土。当第一节管全部顶入土层后，接着将第二节管接在后面继续第一节管全部顶

35、入土层后，接着将第二节管接在后面继续顶进，这样将一节节管子顶入，作好接口，建成涵管。顶顶进，这样将一节节管子顶入，作好接口，建成涵管。顶管法特别适于修建穿过已成建筑物、交通线下面的涵管或管法特别适于修建穿过已成建筑物、交通线下面的涵管或河流、湖泊。顶管按挖土方式的不同分为机械开挖顶进、河流、湖泊。顶管按挖土方式的不同分为机械开挖顶进、挤压顶进、水力机械开挖和人工开挖顶进等。挤压顶进、水力机械开挖和人工开挖顶进等。顶管法地下结构施工示意图顶管法地下结构施工示意图 顶管法主要用于建造穿越城市交通繁忙地带的地下工程，顶管法主要用于建造穿越城市交通繁忙地带的地下工程，其长度、断面尺寸均受到较大限制。国

36、内最长的顶管隧道是其长度、断面尺寸均受到较大限制。国内最长的顶管隧道是西气东输工程穿越黄河的隧道，长度近西气东输工程穿越黄河的隧道，长度近3000m，直径约直径约2m。4 4、地下连续墙法：、地下连续墙法：地下连续墙法可用于点式、条式地下地下连续墙法可用于点式、条式地下工程的施工，如上海、广州大部分地铁车站均采用该法施工程的施工，如上海、广州大部分地铁车站均采用该法施工。其特点类似于明挖法，但比明挖法占用场地小，对周工。其特点类似于明挖法，但比明挖法占用场地小，对周围环境影响较小，且造价相对较低。围环境影响较小，且造价相对较低。5 5、盾构法：、盾构法：用带防护罩的特制机械用带防护罩的特制机械

37、(即盾构机即盾构机)在破碎岩层在破碎岩层或土层中掘进隧洞的施工方法。可同时有序进行掘进、出碴、或土层中掘进隧洞的施工方法。可同时有序进行掘进、出碴、拼装预制混凝土衬砌块。拼装预制混凝土衬砌块。严格地讲，盾构法属于暗挖法施工中的一种全机械化严格地讲，盾构法属于暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管施工方法，它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶

38、在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。构的一种机械化施工方法。盾构法地下结构(隧道)施工示意图盾构法隧道施工适盾构法隧道施工适用于软土地区埋深用于软土地区埋深大的隧道工程，可大的隧道工程，可穿越江河、湖泊、穿越江河、湖泊、海底、地面建筑物海底、地面建筑物和地下管线密集区和地下管线密集区的下部的下部。6 6、TBMTBM法：法：采用隧道掘进机采用隧道掘进机(TBM)(TBM)施工技术。用于岩石地施工技术。用于岩石地层的隧道掘进施工。（用于软土地层的隧道掘进机称为盾层的隧道掘进施工。（用于软土地层的隧道掘进机称为

39、盾构机。归类还是同在掘进机门下。）构机。归类还是同在掘进机门下。）7 7、沉井法：、沉井法：沉井法又称沉箱凿井法。在不稳定含水地层沉井法又称沉箱凿井法。在不稳定含水地层掘进竖井时，于设计的井筒位置上预先制作一段井筒，掘进竖井时，于设计的井筒位置上预先制作一段井筒，井筒下端有刃脚，借井筒自重或略施外力使之下沉，将井筒下端有刃脚，借井筒自重或略施外力使之下沉，将井筒内的岩石挖掘出的施工方法。挖掘与下沉交相进行，井筒内的岩石挖掘出的施工方法。挖掘与下沉交相进行，直到穿过不稳定地层。直到穿过不稳定地层。沉井结构用途十分广泛，主要用于点式地下建筑工沉井结构用途十分广泛，主要用于点式地下建筑工程：如自来水

40、厂、电厂和化工厂的水泵房、地下沉淀池程：如自来水厂、电厂和化工厂的水泵房、地下沉淀池和水池、地下热电站、地下油库、地下车间和地下仓库和水池、地下热电站、地下油库、地下车间和地下仓库等。此外，也可用作地铁、水底隧道等各种设备井、通等。此外，也可用作地铁、水底隧道等各种设备井、通风井、盾构拼装井、车间和区间段连续沉井等风井、盾构拼装井、车间和区间段连续沉井等 。沉井法地下结构施工示意图沉井法地下结构施工示意图 8 8、沉管法：、沉管法：沉管法是预制管段沉放法的简称，是在水底沉管法是预制管段沉放法的简称，是在水底建筑隧道的一种施工方法。其施工顺序是先在船台上或干建筑隧道的一种施工方法。其施工顺序是先

41、在船台上或干坞中制作隧道管段（用钢板和混凝土或钢筋混凝土），管坞中制作隧道管段（用钢板和混凝土或钢筋混凝土），管段两端用临时封墙密封后滑移下水段两端用临时封墙密封后滑移下水(或在坞内放水或在坞内放水)，使其，使其浮在水中，再拖运到隧道设计位置。定位后浮在水中，再拖运到隧道设计位置。定位后,向管段内加向管段内加载载,使其下沉至预先挖好的水底沟槽内。管段逐节沉放，使其下沉至预先挖好的水底沟槽内。管段逐节沉放，并用水力压接法将相邻管段连接。最后拆除封墙，使各节并用水力压接法将相邻管段连接。最后拆除封墙，使各节管段连通成为整体的隧道。在其顶部和外侧用块石覆盖，管段连通成为整体的隧道。在其顶部和外侧用块

42、石覆盖，以保安以保安全。全。沉管法一般用于水下隧道施工，目前国内已建成的最沉管法一般用于水下隧道施工，目前国内已建成的最大的沉管隧道是上海外环越江隧道，总长大的沉管隧道是上海外环越江隧道，总长2880m（沉管段（沉管段长长736m），双向），双向8车道。车道。沉管法地下结构施工示意图沉管法地下结构施工示意图 1 1 沉管法地下结构施工示意图沉管法地下结构施工示意图 2第二部分第二部分 地下空间的规划地下空间的规划第一讲第一讲 城市地下空间总体规划城市地下空间总体规划第一节第一节 城市地下空间规划的特点、原则与内容城市地下空间规划的特点、原则与内容一、城市地下空间规划特点一、城市地下空间规划特点

43、1、地下空间工程规划受到原有城市规划的限制。地面建筑、地下空间工程规划受到原有城市规划的限制。地面建筑下次浅层空间内往往受到地基基础的限制，通常地面建筑下次浅层空间内往往受到地基基础的限制，通常地面建筑工程建设影响深度为工程建设影响深度为10100 m之间，地下空间规划距地表之间，地下空间规划距地表越深则受限制越少。越深则受限制越少。2、地下空间规划应结合地面建筑的地下室开发利用进行。、地下空间规划应结合地面建筑的地下室开发利用进行。地下室的开发利用是地面空间资源的一部分，目前大多地地下室的开发利用是地面空间资源的一部分，目前大多地面建筑都利用多、高层建筑开发地下建筑，多层建筑的地面建筑都利用

44、多、高层建筑开发地下建筑，多层建筑的地下下2 2层及高层建筑的地下层及高层建筑的地下3838层建筑已多见，这样其影响深层建筑已多见，这样其影响深度可达几十米。度可达几十米。3、次浅层以内的地下空间工程规划常结合地面道路进行。、次浅层以内的地下空间工程规划常结合地面道路进行。这包括城市地下铁道、公路隧道、自行车道等交通设施，这包括城市地下铁道、公路隧道、自行车道等交通设施，一般同地面城市道路相统一。一般同地面城市道路相统一。4、次浅层以内的地下公共空间建筑常结合城市的广场、绿、次浅层以内的地下公共空间建筑常结合城市的广场、绿地、公园、庭院进行规划，如城市广场下的地下公共建筑，地、公园、庭院进行规

45、划，如城市广场下的地下公共建筑，公园下的地下健身项目，庭院的地下或下沉式广场及景观公园下的地下健身项目，庭院的地下或下沉式广场及景观等。等。5、影响利用地下资源的因素较多。例如：造价使投资者望、影响利用地下资源的因素较多。例如：造价使投资者望而却步，加之地下空间是全封闭状态，在日光、自然通风而却步，加之地下空间是全封闭状态，在日光、自然通风环境、绿化及环境艺术方面不如地面状况，因而封闭的地环境、绿化及环境艺术方面不如地面状况，因而封闭的地下下空间不宜长期居住。下下空间不宜长期居住。6、地下空间规划受地质条件影响很大，技术条件要求地下、地下空间规划受地质条件影响很大，技术条件要求地下空间建筑必须

46、认真对待不同土层的影响，甚至水的影响，空间建筑必须认真对待不同土层的影响，甚至水的影响，如越江隧道项目。如越江隧道项目。7 7、地下空间工程范围较广泛、类型多、技术条件复杂，是、地下空间工程范围较广泛、类型多、技术条件复杂，是城市防灾减灾的重要组成部分。城市防灾减灾的重要组成部分。8 8、地下空间建筑规划可使地上建筑产生的负面影响得到最、地下空间建筑规划可使地上建筑产生的负面影响得到最理想的解决。理想的解决。9 9、地下空间的某些局限性满足不了人类回归自然的要求，、地下空间的某些局限性满足不了人类回归自然的要求，因而地下空间规划反映不出城市的景观艺术，室内艺术表因而地下空间规划反映不出城市的景

47、观艺术，室内艺术表现成为主要方面。现成为主要方面。总之，人类对自然界资源的占有、掠夺与消耗也就是总之，人类对自然界资源的占有、掠夺与消耗也就是在逐渐削弱人类生存的基础，城市地下空间工程规划必须在逐渐削弱人类生存的基础，城市地下空间工程规划必须坚持城市可持续发展的原则。坚持城市可持续发展的原则。二、城市地下空间工程规划的基本原则二、城市地下空间工程规划的基本原则 城市地下空间开发利用是为了保证城市的可持续发展，城市地下空间开发利用是为了保证城市的可持续发展，为了保护人类赖以生存的自然环境，因此，地下空间工程规为了保护人类赖以生存的自然环境，因此，地下空间工程规划必须坚持下述基本原则。划必须坚持下

48、述基本原则。1 1、城市地下空间工程规划的编制应纳入城市总体规划之、城市地下空间工程规划的编制应纳入城市总体规划之中，遵循国家有关的方针、政策。中，遵循国家有关的方针、政策。2 2、城市地下空间工程规划应以保护城市的历史原貌，以、城市地下空间工程规划应以保护城市的历史原貌，以节约土地和扩大美化地面为基准，以保护环境生态为出发点。节约土地和扩大美化地面为基准，以保护环境生态为出发点。3 3、城市地下空间工程规划应根据地区发展水平及经济能、城市地下空间工程规划应根据地区发展水平及经济能力进行，分步实施近、中、远期规划目标，分层实行立体综力进行，分步实施近、中、远期规划目标，分层实行立体综合开发。合

49、开发。4 4、城市地下空间工程规划应从保障改善城市地面空间物、城市地下空间工程规划应从保障改善城市地面空间物理环境，降低城市耗能。改善地面生活环境为原则，做到不理环境，降低城市耗能。改善地面生活环境为原则，做到不重新污染和破坏自然环境。重新污染和破坏自然环境。5 5、应将对城市环境影响较大的项目规划在地下，如交通、应将对城市环境影响较大的项目规划在地下，如交通、市政管线市政管线(水、电、气、热等水、电、气、热等)、工业、公共建筑、工业、公共建筑(商店、影商店、影剧院、娱乐健身等项目剧院、娱乐健身等项目)。而将居住、公园、园林绿化、动。而将居住、公园、园林绿化、动物园、娱乐休息广场、历史保护建筑

50、留在地面或将居住建筑物园、娱乐休息广场、历史保护建筑留在地面或将居住建筑规划在地面及地下浅层空间内。居住建筑规划在地下时，应规划在地面及地下浅层空间内。居住建筑规划在地下时，应保证阳光、通风、绿化的实现。保证阳光、通风、绿化的实现。6 6、城市地下空间工程规划应结合城市防灾减灾及防护要、城市地下空间工程规划应结合城市防灾减灾及防护要求进行，因为地下空间对地震等各种灾害的防护，以及包括求进行，因为地下空间对地震等各种灾害的防护，以及包括对核袭击在内的各种武器的防护具有独特的优越性。对核袭击在内的各种武器的防护具有独特的优越性。三、城市地下空间工程规划的主要内容三、城市地下空间工程规划的主要内容