地下工程概論復習

1、1. 什么是地下工程？地下工程是一個泛指的技術領域，凡在地層內部天然形成或人工修筑的地下建筑物（或空間）均稱為地下工程（或地下空間）。對人類來說，地下空間也是一種資源。2. 為什么要開發(fā)地下空間（P2），（城市）地下空間發(fā)展的重點？大城市地面空間不足；保護歷史建筑物和城市景觀；充分利用和發(fā)揮地下空間的優(yōu)越性和特性3. 地下空間利用的形態(tài)有哪些（P1 五種形態(tài)）(要舉例)(1)為人類生存，確保安全的，如糧食的地下儲藏，地下式住宅；(2)伴隨城市的現代化發(fā)展的，如城市的有軌交通系統(tǒng)，地下商業(yè)街，地下停車場等(3)伴隨科學技術發(fā)展的如地下水利發(fā)電站，地下能源發(fā)電站等；(4)大規(guī)模國土有效利用的，如城

2、市間、國家間的交通設施（鐵路、公路、跨海通道工程等；(5)防御和減少災害的地下設施，如人防避難工程，防御洪水災害的地下壩、地下河等4. 地下工程的特性構造特性a) 物理特性；化學特性；環(huán)境特性；技術及力學特性：1）隱蔽性：2）力學狀態(tài)的不確定性；3）地下環(huán)境影響的嚴重性；4）可維修性差；5）施工條件和環(huán)境條件的約束。2.地下工程的空間類型按不同開挖方法分類：開挖出來的空間、開挖后覆土的空間、明挖空間按地下結構物與地表面的關系分類：在建筑物上填土(一般高出地面)，埋設在地層中開口部與地表的關系：密閉型、天窗型、側面開口型及半地下型5. 住宅地下空間的分類及對規(guī)劃地下住宅的要求。a) 從地下空間與

3、外部聯系看分為完全地下密閉型，半地下型，側部開放型，中庭型、開放型；從地下空間與上部的結構關系分為獨立型、部分地下型，全地下型；從地形條件分為平底型、臺地型、斜坡地型b) 不管何種形式，都要解決好地下結構與地形、上部結構的協(xié)調以及采光、采暖、通風、排水等問題，確保高密度居住對環(huán)境的要求，盡量降低工程造價，選擇經濟適用、安全、無公害、簡易的施工方法。6. 能源地下貯藏設施的方法（P24）將金屬貯槽埋入地下、利用廢棄坑道、在巖鹽中溶解出地下空間、開挖后修建地下空間；而開挖方法中有開挖豎坑的地中式貯槽和開挖橫洞式的地下貯槽7. 水封式貯槽的原理及分類原理：地下水充滿于空洞，在空洞中儲藏石油類物質時由

4、于油水不相容，地下水的壓力比石油壓力大，可防止石油的泄露分類：按儲藏壓力分常壓儲藏、加壓儲藏；按儲藏溫度分常溫、低溫儲藏；按儲藏類型分變動水床法、固定水床法；按泵型分設于貯槽內、設于貯槽外8. 城市地下工程發(fā)展的重點（P5、P32）聯絡城市地下各處設施的地下通道；跨海、江、河高速通道的基礎設施建設；辦公樓、地下街、地下停車場、交通系統(tǒng)、能源供給設施、通信設施、上下水道、廢棄物處理設施、文化設施等9. 地下街的概念（包含組成）和類型及其特征概念：在各種建筑物之間或獨立修建的、兩側設有商店及其他設施，融商業(yè)、交通及其他設施為一體的綜合地下服務群體建筑。類型：廣場型，特點是規(guī)模大、客流量大、停車面積

5、大街道型，特點：出入口多與地面街道和地面商場相連也兼作地下人行道或過街人行道復合型，具有兩者的特點10. 地下街的功能與修建原則。功能與下述的修建目的綜合。目的：建立各建筑物之間的聯絡通道，減少地面人員交叉流動，減少交通事故；解決地面購物及服務設施等的不足；建立交通樞紐的聯絡通道，便于辦公樓人員生活交通，避免地面交通堵塞；解決鬧市區(qū)車輛的停放；滿足戰(zhàn)備要求；修建原則：店鋪面積一般不要大于通道面積；設有簡易的誘導標志，以解決緊急情況下利用者的避難及疏散；與地面廣場、道路等相配合，形成一體化，充分發(fā)揮地下街的功能；原則上禁止與其他建筑物的地下室連通；從防火觀點出發(fā)，每200平方米要設防火壁；11.

6、 地下街規(guī)劃和設計中應包括哪些內容、對設施的基本要求和注意什么關系（P35P37）？內容：1）周圍地區(qū)的土地利用2）周圍地區(qū)的交通3）周圍地區(qū)的商業(yè)4）現場的狀況對設施基本要求：1）安全性2）便利性3）舒適性4）健康性注意的關系：1）與地表公共設施的關系。設置的通向地面的出入口、給排氣孔應盡量設在道路區(qū)域之外，對地面交通和景觀不應造成障礙，也不能使地上步行者直接受到排出的廢氣的影響。2）與公共地下人行道的關系。公共人行道的寬度由下式決定，其值不滿時，應采用W=P/1600+F式中W一地下公共人行道的有效寬度（）；P一根據預測，預計年后最大小時步行者人數（人數小時·最大）；F一余裕寬度

7、，常采用，沒有店鋪等時采用。3）與公共地下停車場的關系要結合地下街規(guī)劃一定數量的地下停車場。聯系地下街的地下停車場，多為兩層以上，形成一個大規(guī)模的地下結構物，且通風、排水等機械設備的設置較地下街本身的設置更為龐大。4）與地下鐵道的關系在有地鐵的城市，可在修建地鐵車站時考慮將地鐵上部作為地下街。（1）一般地鐵車站采用明挖法，節(jié)約成本。（2）便于地鐵車站與地面交通站之間的聯系。（3）人員流通量大，可為地下街帶來豐厚利潤。5）與周圍建筑物的關系地下街是一個大型商業(yè)中心，在規(guī)劃時應充分研討該城市的商業(yè)發(fā)展以及地下街周圍地點的商業(yè)網點分布。12. 地下街設計中的注意事項。1）公用地下通道（1）布局：直線

8、布局、標志簡單、明顯、在所有地點應有兩個方向的避難口；（2）人行道的寬度：W=P/1600+F6m（3）出入口：地下通道長度超過6時，考慮避難方便，每隔 設置雙向出入口。2）臺階（1）通向地面的臺階有效寬度1.5m；（2）當地面人行道寬度>以上時，臺階出入口方能設置于其上；（3）需考慮無障礙設施（供殘疾人群）3）地下廣場（1）作導向標志（2）設置通風、排煙設施（3）至少應有兩個直通地面的臺階（一般雙 向設置）（4）原則上在公共地下人行道的端部及其所有地段，每隔都應設置對防災有效的地下廣場。4）店鋪（1）地下街中店鋪（包括機械室。防災中心）的總面積，不能超過公共地下人行道，（包括廣場、臺階

9、）的總面積。（2）限制火源（3）設置耐火壁5）防災中心（1）監(jiān)視（監(jiān)視器）、控制系統(tǒng)（自動噴淋系統(tǒng)）（2）位置：易于掌握地下街全貌、便于通往地面6）附屬設施（1）地面：給排氣口等設施（2）地下：水泵、電氣（配電房）等13. 按位置不同地下停車場的類型及各種類型的特征（P38P39）公路型地下停車場特點：規(guī)模受到一定限制，多為自行式，細長型，其地面部分（進出車口、通風塔等設施）的設置受到較大約束。公園型地下停車場特點：規(guī)模大，平面規(guī)劃容易，可以采用一層或多層的停車場廣場型地下停車場特點：可與地下商業(yè)街、地下鐵道、地下通道等一起規(guī)劃。進出口設置要與上部廣場的汽車公共汽車等的行駛路線一致。建筑物地下

10、停車場附建于建筑物下，一般用于私人或單位停車，規(guī)模不大。14. 地下停車場動線汽車的交通動線利用者的步行動線停車場管理者的動線。15. 地下停車場的平面組成及構造基準的內容及標準。了解平面組成：三大區(qū)：車庫區(qū)；通風設備區(qū)；辦公區(qū)；構造基準：車道寬度（單向大于3.5米，雙向大于5.5米）梁下有效高度（車道部分大于2.3米，停車室大于2.1米）彎曲段回轉半徑：內經大于5米；坡道：不得超過17%，坡道底板要求抗滑、耐磨、保濕、防凍；16. 地下鐵道的優(yōu)越性（P49）運量大、速度快、運輸成本低；安全可靠、舒適；節(jié)省地面空間、保護城市景觀等18. 地鐵規(guī)劃的內容（P51），從中掌握：路網形式（形式：單線

11、式、多線式、環(huán)線式、蛛網式、棋盤式）；路網中車站的布置；車站間距（城市中心大約7001500米、郊區(qū)約15002000）、車站位置（換乘、聯絡方便）p53地鐵線路的埋置深度的確定；（1）工程造價：一般而言埋深越淺造價越低（2）地面情況及城市地下管線設置：地面為道路時及考慮設置地下埋設物和管道：要求從地面到隧道拱頂的深度>2.5m（3）防護要求：埋深越深防護效果越好地鐵線路的平面、縱斷面設計的要求：隧道應位于對沿線房屋沒有影響的中心線上車站應設于道路中心線下，便于兩側出入口設于地面道路兩側當隧道中心線為曲線時，盡量選擇大半徑曲線。19. 地鐵線路組成（P49）區(qū)間隧道（雙線、單線）、車站及

12、附屬建筑20. 地鐵區(qū)間隧道的概念、作用、與施工方法相關的斷面型式概念：包括區(qū)間行車通道段和區(qū)間設備段（如折返線、地下存車線、聯絡線）以及其它附屬建筑物。內設列車運行及安全檢查用的各種設施。如：軌道、電車線路、線路標志、通訊及信號用電纜、照明、通風設施等。作用（1）供列車通過（2）放置設備與施工方法相關的斷面形式（1）箱形明挖法（2）圓形盾構法（3）馬蹄形礦山法21. 地鐵車站的類型及其功能類型，按運營功能分：起始、終點站、中間站、換乘站、區(qū)域站、樞紐站；按設置位置分：聯絡站、中心站、郊區(qū)站；按形式分：雙層、單層；功能：地下鐵道車站是供乘客上下車和換乘、候車的場所22. 地鐵車站的站臺型式（島

13、式、側式、混合式）及其特征。（1）島式站臺特點：折返方便、便于集中管理、需設中間站廳進入站臺、站臺長度固定。適用于規(guī)模較大的車站如終點站、換乘站。適用于規(guī)模較大的車站如終點站、換乘站。（2）側式站臺特點：人流不交叉、折返需通過聯系通道、可不設中間站廳、管理分散、可延長站臺長度，適用于規(guī)模較小的車站（3）混合式站臺特點：乘客可同時在兩側上下車，能縮短?？繒r間，常用于大型車站，折返方便。23. 地鐵車站的組成包括乘客使用、運營、技術用房、生活輔助用房、通風、空調、防災等設施24. 交通隧道的分類按用途分：鐵路隧道、公路隧道、航運隧道；按位置分：山嶺隧道、地下鐵道、水底隧道25. 鐵路隧道規(guī)劃設計中

14、，越嶺、傍山、及不良地質條件下隧道位置的選擇，隧道位置選擇影響因素（1）越嶺隧道平面和立面位置選擇越嶺隧道：當鐵路線路從一個水系過渡到另一個水系時，穿越高程很大的分水嶺而修建的隧道稱為越嶺隧道。平面位置選擇平面位置主要選擇埡口（分水嶺的山脊線上高程較低處稱為埡口。）a、兩端直線距離最近的低埡口b、良好的展線條件（展線，為拔起一定高程而設置的線路）c、工程和水文地質條件良好、便于布置施工場地立面位置選擇確定隧道高程a、隧道位置高，山體較薄，隧道長度短，工程量小，但線路拔起高度大，兩端引線長度增加，技術條件惡化；b、低位置隧道則與之相反。所以在選擇隧道高程時，務必從技術和經濟兩方面綜合衡量，確定最

15、優(yōu)立面位置。（2）傍山隧道位置選擇鐵路線沿河傍山修建的隧道稱為傍山隧道。應根據地形地質、河流沖刷情況以及洞外相關工程和運營條件等綜合考慮。寧里勿外：注意在埋藏較淺的地段處洞身覆蓋的厚度，隧道位置“寧里勿外”，即隧道位置以稍向內靠為好最小覆蓋厚度：一般要求隧道外側最小覆蓋厚度不應小于表3-18中的數值?？紤]沖刷對山體和洞身穩(wěn)定的影響：河流凸岸堆積、凹岸沖刷（3）不良地質條件下隧道位置的選擇滑坡地段隧道位置的選擇a、應盡量避開滑坡體b、在可能滑動面以下一定深度通過，其深度一般參考傍山隧道最小覆蓋厚度來確定。C、在不得已必須將隧道置于滑坡體內時，應考慮上部減載和加強排水措施。在巖堆地段隧道位置的選擇

16、巖石經風化作用，崩解、剝離成大小不一的碎塊，在重力作用下，脫離母巖，從山坡滾落至坡腳，形成無粘結力的碎石堆積體。避開不穩(wěn)定的堆積體，將隧道置于基巖中，并考慮有足夠的埋置厚度。泥石流地段隧道位置的選擇泥石流是由于山頂積聚的土壤、礫石、巖塊等受到水的侵蝕，順山溝或峽谷流淌，形成的流體。來勢兇猛，破壞力大。A、盡量避開。B、無法避開時，應考慮泥石流溝的改造，將隧道置于下切深度以下的基巖中（4）按地質條件選擇單斜構造區(qū)：要避開軟弱結構面褶曲構造區(qū)：最好在背斜，其次是兩翼注意偏壓，盡量避開向斜受力、排水不利斷層地區(qū)：在斷層構造的地區(qū)，斷層帶中的巖體呈破碎狀態(tài)，稱為斷層泥。它的強度很低，而且往往是地下水的

17、通道。施工時，遇到這種地質條件，十分困難。A、盡可能避開。B、不得已時，也要與斷層帶隔開足夠的安全距離；c、切忌隧道中線與斷層方向一致，最好大角度相交，使穿越斷層的隧道距離最短（5）影響因素工程和水文地質條件、地形地貌，工程難易程度、投資和工期、施工技術和運營條件等26. 隧道洞門位置的選擇原則和要求。原則：應結合洞口的地形、工程地質和水文地質條件、施工技術、運營條件以及附近相關工程綜合考慮，詳細比較、決定。最重要的是考慮邊仰坡的安全。要求：（1）應盡量設在山體穩(wěn)定、地質較好、地下水不豐富的地方，避免不良地質（2）洞口不宜設在排水困難的溝谷低洼處（3）洞口處為懸崖陡壁時不宜擾動原坡面（4）洞口

18、應盡可能與地形等高線大致垂直（5）當線路位于有可能被淹沒的河灘上或水庫水影響范圍內時，洞口設計標高應高于設計洪水位以上0.5米（6）洞口應考慮生產活動的場所總之首先按地質條件控制邊坡和仰坡的安全和穩(wěn)定，然后盡量躲避不良地質區(qū)域，最后經濟方面27. 隧道平、縱斷面設計內容及要求（坡度、曲線的設置要求及坡度折減原因）平面線形的要求（1）盡量采用直線或大半徑曲線，避免小半徑曲線；（2）直線與圓曲線之間需設置緩和曲線（3）隧道內應盡量避免設置反向曲線；必須設置時，要求夾直線長度不宜小于44。（4）當洞外明線出現曲線時，最好要使曲線的緩直點（或直緩點）距洞口不小于25。 ?？v斷面設計主要是對坡度的設計，

19、包括隧道內線路的坡道形式、坡度大小和折減。坡段長度和坡段間的銜接等1）、坡度形式（1）單面坡適用條件：多用于線路緊坡地段或展線地區(qū)，可以爭取高程。優(yōu)點：運營時通風、排水有利；缺點：單下坡時，施工中排水、出碴困難。（2）人字坡適用條件：多用于長隧道，尤其是越嶺隧道無需爭取高程的情況，優(yōu)點：是利于兩端施工時的出碴和排水；缺點：是對運營通風不利。（污濁空氣易聚集于兩坡間的頂峰）2）、坡度（1）最大坡度限制明線上直線段的最大限坡f限隧道里直線段的最大限坡f隧=f限x折減系數A、折減原因：空氣阻力增大，削弱了列車的牽引力；機車動輪與鋼軌間的粘著系數降低。B、折減范圍：上坡進洞前，1/2個遠期貨物列車的長

20、度范圍C、折減系數（m）的取值：當隧道長L<400m時，m=1；當隧道長L>400m時,根據隧道長度及牽引方式的不同，m的取值界于0.70.9之間。曲線段的最大限坡：為克服曲線上的阻力，需減去一個曲線的當量坡度(2)最小坡度限制：考慮到通風、排水需求隧道坡度不宜小于3 ，特殊不小于23）、坡段連接坡段長度不小于列車長度（變坡點：隧道縱斷面上坡度的變化點。坡段長度：相鄰變坡點的距離。）當相鄰坡段間的坡度代數差大于3時，應設置半徑為10000m的豎曲線28. 隧道凈空限界的概念及隧道襯砌斷面的初步擬定。概念：隧道襯砌內輪廓所包絡的空間初步擬定P8029. 鐵路隧道建筑物的組成：主體建筑

21、物：洞門、洞身襯砌附屬建筑物：避車洞，防排水系統(tǒng)，電氣設施，通風設施，軌下基礎；30. 隧道洞身襯砌的作用、構造及襯砌類型作用：承受圍巖壓力、保持使用空間、封閉圍巖，防止圍巖風化；襯砌類型：現場灌注混凝土襯砌（也是二襯）明挖或礦山法的形式及構造：拱圈、邊墻及仰拱等裝配式，構造形式及基本要求，組成。錨噴式，組成、作用復合式，組成。結構形式：拱形直墻拱、曲墻拱；圓形、矩形等31. 鐵路隧道洞門作用、構造及類型。作用：減少洞口土方開挖量；引離洞頂流水；穩(wěn)定邊、仰坡；承受山體縱向推力；裝飾洞口構造：端墻、翼墻、洞口環(huán)襯砌、洞頂排水系統(tǒng)、洞門檢查設備等類型：環(huán)框式、端墻式、翼墻式32. 明洞的概念及類型

22、（1）概念：明挖法修建的隧道，在開挖的路塹或敞開的基坑里，先修建結構物再回填土石。（2）類型：拱形明洞棚洞33. 隧道內運營通風方式p9234. 地下空間利用規(guī)劃的特點（P112）公共利用型土木設施共有的）、空間固定性（共有的）、空間封鎖性（地下特有的）34. 規(guī)劃中的調查內容自然環(huán)境調查、經濟條件調查、社會條件及需求調查、地形地質調查、地下埋設物調查、環(huán)境保護調查、調查結果整理35. 地質調查流程規(guī)劃階段，設計階段、施工階段、維修管理階段36. 鐵路隧道圍巖分級指標及分級方法（按新規(guī)范）分級指標：由巖石強度的堅硬程度、圍巖的完整程度 確定圍巖的基本分級地下水及初始應力場修正圍巖基本分級具體而

23、言有以下四個指標:巖體的結構特征與完整性巖石強度地下水彈性波傳播速度。分級方法（見P128表4-8）37. 地下結構體系的主要計算模型的基本概念和模型建立方法?；靖拍睿河傻貙雍椭ёo結構共同組成，其中以地層為主，支護僅用來約束地層，不使它產生過大的變形而破壞坍塌，地層既是承載結構的基本組成部分，又是造成荷載的根本來源。模型建立方法：（荷載結構模型及考慮地層與結構相互作用的計算方法，地層結構模型）p142，14338. 地下結構（鐵路隧道）的設計方法p140結構力學方法、巖石力學方法、經驗類比方法、情報化設計方法39. 圍巖、圍巖壓力的概念圍巖：受工程影響的那部分巖（土）體（或地層中受坑道開挖影

24、響的那部分巖體。）圍巖壓力：坑道開挖后，欲松動變形的巖體作用在襯砌支護上的壓力。圍巖壓力的計算方法（按新規(guī)范）（只講統(tǒng)計法：深埋、淺埋；給出塌落拱、圍巖壓力計算高度的概念，淺埋覆土層厚度表）40. 鐵路隧道結構計算的步驟。斷面形式和結構尺寸的擬定工程類比法；計算作用在結構上的荷載主動和被動荷載；計算結構內力；檢算：安全系數，偏心距，基底承載力；41. 地下工程施工特點特點：施工方法因地質條件不同而變化；工作面少，一般情況下只有2個。如要增加工作面，必須開挖輔助坑道，造價提高；工作空間狹窄，施工工序易發(fā)生相互干擾；施工環(huán)境差，空氣交流不便，光線暗而且潮濕；修建后改造困難；42. 地下工程施工基礎

25、技術（P152）：定義、類型、作用（分類見P153圖4-17）（1）地層改良技術：作用防止崩塌和涌水、增加地層的強度和強化其止水性能防止地下水位降低，防止地表下沉（2）錨固技術：采用各種錨桿對地層加固（3）支擋技術：作用為在開挖（尤其在明挖施工）中直接防止圍巖崩塌和涌水。（4）襯砌技術；（5）爆破技術；作用是主要解決爆破過程中減少對巖體的破壞和環(huán)境污染，即噪音和振動（6）量測技術：作用是判斷圍巖及支護結構的穩(wěn)定狀態(tài)，指導施工或修正設計。43. 地下工程的應用技術（即施工方法）及對各種工法有一個基本概況的了解（可以作圖說明）。明挖法：基坑法，蓋挖法，沉管法。暗挖法：礦山法（一般礦山法：全斷面法，

26、臺階法，分步開挖法；淺埋礦山法）；盾構法；掘進機法（TBM法）。（包含對管片的要求）明挖法中各工法的施工工序及適用條件。（1）明挖順筑法，施工順序是在開挖到預定深度后，按底板、側壁（中柱或中壁）、頂板的順序修筑，此為明挖法的標準施工方法。（2）明挖逆筑法，本方法多用在深層開挖、軟弱地層開挖、靠近建筑物施工等情況下。在開挖過程中，結構物的頂板（或中層板）利用剛性的支擋結構先行修筑；而后進行開挖。下部開挖前，可對頂板上面的埋設物和地面進行恢復。因此，此法可在急于恢復地面的情況下采用（3）分部開挖法P158（4）溝槽法P15944. 沉埋法、盾構法施工工序及適用條件沉埋法：節(jié)段制作沉管段施工堅井及引

27、道施工。是修建水底隧道通常采用的方法。盾構法施工的內容包括盾構的出發(fā)和到達，盾構的掘進、襯砌，壓漿和防水等。適用于軟弱地層，特別是鬧市中軟弱地層中修建地下工程，45. 一般礦山法施工方法選擇的因素及應遵循的技術原則（P179）。因素：工程地質和水文地質條件、工程規(guī)模（長度、斷面尺寸）、埋深、工期要求、施工隊伍技術力量（設備、技術熟練程度等）、經濟效益和社會效益、環(huán)境條件；46. 礦山法施工概況、基本作業(yè)與輔助作業(yè)的概要內容；基本作業(yè)：鉆爆與開挖、運輸與出渣，支護和襯砌等。輔助作業(yè)：施工通風與除塵、施工排水與供水、施工供電與照明、壓縮空氣的供應。47. 淺埋礦山法施工應貫徹的原則管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測。48. 信息化設計（施工）的基本概念。是指施工前后對導洞、試驗洞或正洞的測量（包括拱頂沉降、洞周收斂變形、地中變形、支護和圍巖相互作用力等），以這種實測的量測值反演分析，用來監(jiān)控圍巖和支護的動態(tài)的穩(wěn)定與安全，根據及時獲得量測信息進一步修改和完善原設計，并指導下階段施工，確定支護施工方式和時間