第第8章章 地下工程地下工程8.1 地下工业建筑地下工业建筑8.2 地下仓储建筑地下仓储建筑8.3 地下民用建筑地下民用建筑8.4 人防工程人防工程8.5 开发和利用地下空间开发和利用地下空间前言前言u 什么是地下工程？什么是地下工程？ 即在地面以下土层或岩体中修建各种类型的地下建筑物或在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结构的工程。 包括：包括：交通运输方面的地下铁道地下铁道、公路隧道公路隧道、地下停车场地下停车场、过街或穿越障碍的各种地下通道地下通道等；军事方面和野战工事工事、地地下指挥所下指挥所、通讯枢纽通讯枢纽、掩蔽所掩蔽所、军火库军火库等；工业与民用方面的各种地下车间地下车间、电站电站、各种储存库房各种储存库房、商店商店、人防与市政地下人防与市政地下工程工程，以及文化、体育、娱乐与生活等方面的联合建筑体联合建筑体等。 u 地下工程地下工程及其及其分类分类 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地下下工工程程地下发电厂房、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地下下工工程程u 地下工程地下工程及其及其分类（续）分类（续） 国际隧道协会(ITA)提出“大力开发地下空间，开始人类大力开发地下空间，开始人类新的穴居时代新的穴居时代”的口号。 地下空间利用历史的四个阶段：地下空间利用历史的四个阶段： 人类出现至公元前人类出现至公元前3000年的远古时期年的远古时期人类原始穴居，人类原始穴居，的天然洞窟；的天然洞窟；公元前公元前3000年至年至5世纪的古代时期世纪的古代时期埃及的金字塔、古代埃及的金字塔、古代巴比伦的引水隧道；中国秦汉时期的陵墓和地下粮仓；巴比伦的引水隧道；中国秦汉时期的陵墓和地下粮仓； 5世纪至世纪至14世纪的中世纪时代世纪的中世纪时代矿石开采技术；矿石开采技术； 15世纪至今的近现代世纪至今的近现代欧洲产业革命和诺贝尔发明的黄欧洲产业革命和诺贝尔发明的黄色炸药，成为了开发地下空间的有力武器，并推动隧道和色炸药，成为了开发地下空间的有力武器，并推动隧道和铁路技术的快速发展。铁路技术的快速发展。天然洞窟天然洞窟埃及金字塔埃及金字塔兵马勇帝王陵墓兵马勇帝王陵墓 近代的地铁工程：纽约地下铁道长达近代的地铁工程：纽约地下铁道长达200km 热力管道热力管道 电缆电缆 给排水管给排水管 燃气管道燃气管道 地下铁地下铁 污水管污水管u上海外滩观光隧道：上海外滩观光隧道：我国第一条越江人行隧道，建于浦西南京我国第一条越江人行隧道，建于浦西南京路外滩与浦东陆家嘴东方明珠塔之间，全长路外滩与浦东陆家嘴东方明珠塔之间，全长646.7米。米。首次采用了首次采用了铰接式土压平衡盾构掘进机铰接式土压平衡盾构掘进机， 2000年年10月开通。月开通。u 打浦路越江隧道：打浦路越江隧道：上海第一条穿越黄浦江的双车道越江隧道。上海第一条穿越黄浦江的双车道越江隧道。隧道全长隧道全长2761米，于米，于1971年年6月正式通车。月正式通车。上海外滩观光隧道上海外滩观光隧道打浦路越江隧道打浦路越江隧道 本节所介绍的地下工程，是指除了作为地下通路的本节所介绍的地下工程，是指除了作为地下通路的隧道和矿井等地下构筑物外的地下工程。隧道和矿井等地下构筑物外的地下工程。地下工业建筑地下工业建筑地下仓储建筑地下仓储建筑地下民用建筑地下民用建筑人防工程人防工程开发和利用地下空间开发和利用地下空间8.1 8.1 地下工业建筑地下工业建筑 地下工业建筑主要包括：地下水电站、地下核电站、地地下水电站、地下核电站、地下工厂、地下垃圾焚烧厂下工厂、地下垃圾焚烧厂等。8.1.1 地下水电站地下水电站 可以划分为两种主要类型，即利用江河水源的地下水力利用江河水源的地下水力发电站发电站和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。 充分利用地形、地势；充分利用地形、地势； 易获得更大水力压头，经济有效，且在枯水季节，水位较低易获得更大水力压头，经济有效，且在枯水季节，水位较低时也能发电。时也能发电。 一般水电站的压力隧道，选建于坚硬、完整的岩石中，可简一般水电站的压力隧道，选建于坚硬、完整的岩石中，可简化衬砌结构。化衬砌结构。 地下水电站，在我国的东北和西南地区建设较多。 地下水电站地下水电站 地下水电站包括水坝水坝和电站电站两大部分。8.1.2 8.1.2 地下核电站地下核电站 地下原子能发电站有半地下式半地下式和完全地下式完全地下式两类。u 优点：优点： 不需要宽阔的平坦地，不需要宽阔的平坦地，在海岸和山区均可修建，在海岸和山区均可修建，选址容易；选址容易； 岩体对地下放射物质岩体对地下放射物质有良好的遮蔽效果；有良好的遮蔽效果； 耐震、并具有良好的耐震、并具有良好的防护性。防护性。8.1.3 地下工厂地下工厂 把山体挖空或在平地挖下去，将一些工厂置于地下，把山体挖空或在平地挖下去，将一些工厂置于地下，不仅是战略的要求，也是经济发展的趋势。不仅是战略的要求，也是经济发展的趋势。u 地下工厂具有以下的特点：地下工厂具有以下的特点：（1）缩短生产工艺流程；）缩短生产工艺流程；（2）减少噪音；）减少噪音；（3）恒温、恒湿）恒温、恒湿如冷冻工厂和冷冻仓库等；如冷冻工厂和冷冻仓库等；（4）避免破坏景观。）避免破坏景观。8.2.1 地下仓库地下仓库 突出的优越性：突出的优越性： 热稳定性、密闭性和地下建筑良好的防护性能。 地下仓库是解决人口集中地区能源、粮食、水的供应和地下仓库是解决人口集中地区能源、粮食、水的供应和放射性以及其他废弃物处理问题的有效途径。放射性以及其他废弃物处理问题的有效途径。 地下燃料库类型：地下燃料库类型： 开凿硐室贮库；岩盐溶淋洞室油库；废旧矿坑油库；开凿硐室贮库；岩盐溶淋洞室油库；废旧矿坑油库；其它油库。其它油库。8.2 8.2 地下仓储建筑地下仓储建筑 日本清水公司连续建造了6座用连续墙施工的液化天然气库，其中有一直径64m、高40.5m，贮存量可供东京使用半个月的贮库。 美国有2000多口井处理酸碱废料，而且还将钠加工废料捣成浆状，注入深部底层以防污染。我国随着经济的发展也要求建造大量的地下液体燃料贮藏库。 地下仓库建设实例：地下仓库建设实例：水封油库8.2.2 地下停车场地下停车场 随着居民家庭拥有车辆不断增加，同时人们对居住环境要求越来越高，减少地面停车，建设地下停车库，更好地解决人车分流是当前迫切需要解决的问题。 日本有1/4的停车场属于地下停车场； 我国从1980年开始，城市中地下停车场数目逐年增加。8.3 城市地下综合体城市地下综合体 城市地下空间的开发利用，一些大城市从建造地下街、地下商场、地下车库等建筑开始，逐渐发展为将地下商业街、地下停车场和地下铁道，管线设施等结为一体，形成与城市建设有机结合的多功能的地下综合体。 地下综合体：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。 8.3.1 地下街地下街 地下街是城市的一种地下通道，不论是连系各个建筑物的，或是独立修建的均可称之为地下街。其存在形式可以是独立实体或附属于某些建筑物。俄罗斯地下铁道俄罗斯地下铁道u 地下街的作用：地下街的作用：（1）有效利用地下空间，改善城市交通。近年来我国地下街均建于大城市的十字交叉口的人流车流繁忙地段，修建地下街实现了人车分流，改善了交通。（2）地下街与商业开发相结合，活跃市场，繁荣了城市经济。（3）改善城市环境，丰富了人民物质与文化生活。 8.3.2 地下商场地下商场 商业是现代城市的重要功能之一。 我国的地下空间的开发和利用，在经历了一段以民防地下工程建设为主体的历程后，目前正逐步走向与城市的改造、更新相结合的道路。日本名古屋地下商店日本名古屋地下商店杭州宝石山地下会堂杭州宝石山地下会堂 哈尔滨地下疏散干道哈尔滨地下疏散干道南南京京人人防防工工程程埋入土中的地下街道埋入土中的地下街道p 东京八重洲地下街：东京八重洲地下街：分三层，左右两侧上层为商场、中层分三层，左右两侧上层为商场、中层为车库，底层为机房，中部为地下铁道。为车库，底层为机房，中部为地下铁道。p 北京天外天地下商场采用：北京天外天地下商场采用：五连五连拱多跨梁柱柱结构施工方法，双层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框架结构连接结构施工技术 。8.4 人民防空工程人民防空工程 也叫人防工事，是指为保障战时人员与物资掩蔽、人也叫人防工事，是指为保障战时人员与物资掩蔽、人民防空指挥、医疗救护而单独修建的地下防护建筑，以及民防空指挥、医疗救护而单独修建的地下防护建筑，以及结合地面建筑修建的战时可用于防空的地下室。结合地面建筑修建的战时可用于防空的地下室。u 人防工程的作用：人防工程的作用： 是防备敌人突然袭击，有效地掩蔽人员和物资，保存战争潜力的重要设施； 是坚持城镇战斗，长期支持反侵略战争直至胜利的工程保障。人民防空工程施工及验收规范人民防空工程施工及验收规范GB 50134-2004 按战时功能分类按战时功能分类指挥通信工程；指挥通信工程；医疗救护工程；医疗救护工程；防空专业队工程；防空专业队工程；人员掩蔽工程；人员掩蔽工程；其他配套工程。其他配套工程。 按构筑形式分类按构筑形式分类地道工程；地道工程；坑道工程；坑道工程；堆积式工程；堆积式工程；掘开式工程。掘开式工程。u 人防工程的类型：人防工程的类型： 8.5 开发和利用地下空间开发和利用地下空间 城市建设的迫切需求城市建设的迫切需求 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有效途径。 向地下要土地、要空间已成为城市发展的必然趋势必然趋势，并成为衡量城市现代化的重要标志重要标志。 提高城市土地的利用率与节省土地资源、缓解中心城市密度、扩充基础设施容量、增加城市绿地、保持城市历史景观。 提高城市的防空抗毁及防灾能力提高城市的防空抗毁及防灾能力 地下空间具有极高的抗爆抗爆性能。城市总体规划要考虑地下空间的平时使用和战时使用的结合。 地下空间资源的潜力巨大潜力巨大。典型：波士顿地下典型：波士顿地下空间改造工程空间改造工程