1、网络精品课程土木工程概论地下工程主讲：刘伟超地下工程目录一地下工程简介及其发展二地下电站三地下工厂与仓库四地下综合体一.地下工程简介及其发展 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。包括：交通运输方面的地下铁道、隧道、停车场、通道等；军事方面的地下指挥所、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。一.地下工程简介及其发展公路隧洞公路隧洞铁路隧洞铁路隧洞过江隧道过江隧道过海隧道过海隧道交通工程交通工程冶金矿井冶金矿井煤矿矿井煤矿矿井矿井工程矿井工程石油工程：油井石油工程：油井城
2、市地下管线工程城市地下管线工程城市地下铁道城市地下铁道城市地下排污城市地下排污建筑物地下基础建筑物地下基础地下油库地下油库地下停车场地下停车场地下商场、地下游乐场等地下商场、地下游乐场等市政工程市政工程地下工程地下工程一.地下工程简介及其发展地下发电厂房、地下变电站地下发电厂房、地下变电站地下泵站地下泵站导流洞、泄水洞、引水洞、溢洪洞等导流洞、泄水洞、引水洞、溢洪洞等防空洞、地下医院、地下粮库等防空洞、地下医院、地下粮库等地下通道、地下输油管、地下商店等地下通道、地下输油管、地下商店等地下指挥部地下指挥部地下飞机库地下飞机库地下舰艇库地下舰艇库地下弹药库地下弹药库地下核废料处理场地下核废料处理
3、场水利工程水利工程人防工程人防工程国防工程国防工程地下工程地下工程一.地下工程简介及其发展 第一时代第一时代 从出现人类至公元前3,000年的远古时期。人类原始穴居，天然洞窟成为人类防寒暑、避风雨、躲野兽的处所。如：北京周口店的北京猿人洞穴是迄今所知世界上最早的与岩土工程有关的遗址。第二时代第二时代 从公元前3,000年至5世纪的古代时期。埃及金字塔、古代巴比伦引水隧道，均为此时代的建筑典范。我国秦汉时期的陵墓和地下粮仓，已具有相当技术水准和规模。远来君子到此庄，休笑土窑无厦房，虽然不是神仙洞，可爱冬暖夏天凉 一.地下工程简介及其发展第三时代第三时代 从5世纪至14世纪的中世纪时代。世界范围矿
4、石开采技术出现，推进了地下工程的发展。第四时代第四时代 从15世纪开始的近代与现代。欧美产业革命，诺贝尔发明黄色炸药，成为开发地下空间的有力武器。俄罗斯西伯利亚米尔钻石矿坑俄罗斯西伯利亚米尔钻石矿坑深525米，直径1200米，是前苏联最早、最大的管状钻石矿之一，目前已被废弃。据称，在其开采运行时，一辆卡车从矿坑底部开到顶部需要两个小时的时间。一.地下工程简介及其发展 发达国家的首都基本已形成了完备的城市地铁交通网发达国家的首都基本已形成了完备的城市地铁交通网 各发达国家均建有种种地下油库、飞机库、舰艇库等各发达国家均建有种种地下油库、飞机库、舰艇库等 已建的著名地下工程：已建的著名地下工程：挪
5、威奥林匹克岩石地下体育场挪威奥林匹克岩石地下体育场 61m25m91m超大型地下建筑物超大型地下建筑物 澳大利亚悉尼歌剧院地下停车场澳大利亚悉尼歌剧院地下停车场 12层，上覆岩层仅层，上覆岩层仅7m 美国堪萨斯市地下商业中心美国堪萨斯市地下商业中心 30万平方英尺万平方英尺一.地下工程简介及其发展 日本青函隧道经过日本青函隧道经过25年的勘察研究年的勘察研究 长达长达24年艰难施工，年艰难施工，1988年建成年建成“世界上最长的（世界上最长的（53.85km）”海峡隧道海峡隧道 地层加固注浆用水泥水玻璃地层加固注浆用水泥水玻璃84.7万万m3，喷射混凝土，喷射混凝土22.9万万m3 共耗资共耗
6、资5000多亿日元多亿日元 重要的世纪性工程：英吉利海底隧道重要的世纪性工程：英吉利海底隧道 总长约总长约50km，海底部分约，海底部分约38km 1986年开工，年开工，1993年年12月建成通车，历经月建成通车，历经7年年7个月个月 南线、北线及服务隧道，直径南线、北线及服务隧道，直径7.6-10.0m 预算总造价预算总造价57亿英磅亿英磅 我国已建的水利工程隧道，总长近我国已建的水利工程隧道，总长近300km 我国已建的铁路隧道，总长已超过我国已建的铁路隧道，总长已超过2100km 一.地下工程简介及其发展 我国现代地下空间的开发和利用始于我国现代地下空间的开发和利用始于6060年代。年
7、代。19651965年北京建设地下铁道。一期工程自北京站至苹果园，年北京建设地下铁道。一期工程自北京站至苹果园，24.17km24.17km，明挖法施工。二期工程为环线，于老城墙下修建，明挖法施工。二期工程为环线，于老城墙下修建，16.1km16.1km，浅埋明，浅埋明挖法施工。复兴门地铁车站及折返线，位于建筑物与地下管线密集挖法施工。复兴门地铁车站及折返线，位于建筑物与地下管线密集的街区，采用了浅埋明挖法施工。的街区，采用了浅埋明挖法施工。6060年代上海修建打浦路水底公路隧道。年代上海修建打浦路水底公路隧道。7070年代，我国修建了大量地下人防工程，其中相当一部分目前已得年代，我国修建了大
8、量地下人防工程，其中相当一部分目前已得到开发利用，改建为地下街、地下商场、地下工厂和贮藏库。到开发利用，改建为地下街、地下商场、地下工厂和贮藏库。8080年代上海建成延安东路水底公路隧道，全长年代上海建成延安东路水底公路隧道，全长2,261m2,261m，采用直径，采用直径11.3m11.3m的超大型网格水力机械盾构掘进机施工。自的超大型网格水力机械盾构掘进机施工。自19841984年开工，年开工，19891989年年5 5月竣工通车，建成了当时世界第三条盾构法施工的长大隧道。月竣工通车，建成了当时世界第三条盾构法施工的长大隧道。1.地下水电站 概念：厂房设置在地下的水力发电站。优点：充分利用
9、地形、地势，可获得更大的水位差，枯水期水位较低时也可发电 一般可选建于坚硬、完整的岩石中，可简化衬砌结构。二.地下电站拉格朗德拉格朗德级水电站，世界最大级水电站，世界最大的地下水电站。的地下水电站。位于加拿大魁北克省北部詹姆斯（James）湾边远地区，在拉格朗德(La Grande)河上，距河口以上117km处，是拉格朗德梯级开发中最重要、规模最大的工程。主坝为斜心墙堆石坝，最大坝高最大坝高168m168m，水库总库容，水库总库容617.15617.15亿立方米。水电站总装机亿立方米。水电站总装机容量容量732.6732.6万万kWkW。第一期工程于1973年5月开工，1979年10月开始发电
10、，1982年16台机组全部安装完毕。第二期工程于1987年夏季动工，1991年10月投产发电。二.地下电站2.地下抽水蓄能水电站（1）地下抽水蓄能水电站的蓄能原理 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。（2）地下抽水蓄能水电站的优点 有利于解决电网负荷不均问题；生产平稳、成本低、不占土地、不污染环境。二.地下电站3.地下原子能发电站（1）原子能发电站的优点 选址容易 岩体对地下放射物质有良好的遮蔽效果 耐震、具有良好的防护性（2）原子能发电站的形式 半地下式 完全地下式二.地下电站二.地下电站秦山核电秦山核电站站大
11、亚湾核电站大亚湾核电站大亚湾核电站大亚湾核电站岭澳核电站岭澳核电站田湾核电田湾核电站站三.地下工厂与仓库1.地下工厂：将工厂建于挖空的山体中或地面下。优点：（1）缩短工艺流程（2）减小噪音（3）地下空间恒温、恒温（4）保护景观三.地下工厂与仓库2.建造地下仓库的必要性（1）地下环境对于许多物质的贮存有突出的优越性，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。四.地下综合体1.概念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。2.特点多重功能、空间重
12、叠、设施综合。上海人民广场地下综合体上海人民广场地下综合体四.地下综合体3.3.结构形式结构形式地下建筑物可以构筑成隧道形式隧道形式，也可以和地面房屋相似。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。四.地下综合体平顶直墙式隧道平顶直墙式隧道四.地下综合体北京天外天地下商场主要采用了五连拱多跨梁柱结构施工方法。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。四.地下综合体五连拱效果图五连拱效果图四.地下综合体4.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，形成恒温恒湿防震防振的环境，并
13、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。四.地下综合体5.地下街与地下商场地下街：地下街：在各种建筑物之间建立地下连通道，形成总体形态狭长的旁边设商铺、事务所、停车场等服务设施的地下道路。地下商场：地下商场：设置于地下的商场或综合体。优点：充分利用地下空间，改善城市交通。地下街与地下商业结合，活跃市场，繁荣经济。改善城市环境，丰富人民生活。四.地下综合体地下街优点：建立地面各建筑物之间的地下联络通道，减少地面人流，避免地面人与车的交叉，减少交通事故 建立交通枢纽的地下联络通道，避免地面堵车现象，解决城市中心区车辆的停放问题。解决战时需要（人的避难和物资的贮存）。5.地下街与地下商场四.地下综合体地下商业街四.地下综合体四.地下综合体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库四.地下综合体四.地下综合体四.地下综合体四.地下综合体小结一地下工程简介及其发展二地下电站三地下工厂与仓库四地下综合体
