地下工程發(fā)展概述

.z.**理工大學"土木工程概論"課程論文學生**：余學勝**：202104273 指導教師：陳靜茹土木工程學院土木工程專業(yè)116班2021年11月27日地下工程開展概述余學勝：namedmu2021163.Tel：關(guān)鍵字：地下工程開展工程技術(shù)引言〔概述〕早在1981年5月聯(lián)合國自然資源委員會就把地下空間確定為與宇宙和海洋并列的"最重要的自然資源〞。隨著城市化的開展、人口的過度膨脹以及耕地的越來越少，人類在生存空間的利用上可以采用的有效措施之一就是開發(fā)和利用地下空間。2.開發(fā)地下空間的必要性2.1耕地與人口的缺乏地球外表的分派大致是海洋占71%，陸地占29%。其中陸地大局部是山陵、森林、草原、沙漠等各種不適宜耕種或構(gòu)造建筑物的土地，而城市化開展必定會占用局部耕地，這樣真正用于生產(chǎn)糧食的可耕地還要小于這個比例。而中國在耕地方面更不樂觀，表2-1給出了幾個大國的耕地情況。表2-1世界幾個主要國家國土、人口及耕地簡況國家國土面積〔萬k㎡〕耕地面積〔億h㎡〕耕地占國土〔%〕人口〔億〕人均耕地〔h㎡〕相當于中國的人均耕地倍數(shù)中國9601.01013.00.0761印度297.41.735380.192.5美國937.21.9202.50.253.2加拿大997.60.686.80.260.587.6由上表可以看出，中國在耕地上可以說與世界平均水平相差甚大，而與之相反，中國人口卻是世界最多，故與之相對應的土地人口不相適應的矛盾日益突出，因此，開發(fā)利用地下空間就成了一個有效措施。2.2地下工程具有較強的抗災能力幾乎沒有人疑心地下工程具有很強的抗爆能力，但地下工程對其他災害的抵抗能力卻容易唄人們無視。地下工程在抗震、防火、防核泄漏以及抵御旱災等方面都有不可比較的優(yōu)勢，幾乎對絕大多數(shù)災害都可以干預，可防、可抗、可減，具有極強的積極主動性。地下工程現(xiàn)狀3.1鐵路與公路隧道雖然比起歐美和日本，我們起步比較完。然而近幾年鐵路與公路隧道的大力建立，在全球的隧道開展速度都是最快的。1874年我國開場修建第一條**至*淞的窄軌鐵路。1898～1904年修建了長度為3078米的興安嶺隧道，這是當時亞洲最長的寬軌鐵路隧道。于1908年建成的還有我國自行修建的第一座越嶺鐵路隧道，著名的八達嶺隧道。還有我國最長的鐵路隧道：蘭新鐵路烏鞘嶺特長隧道，長20.05千米。我國最長公路隧道：秦嶺終南山隧道等等著名的隧道。3.2城市地下市政建立世界上有許多國家建立向地下開展，如地下商場、地下冷藏室、地下倉庫、地下游泳池、地下車庫等等。修建地下民用建筑，可以更充分利用城市面積；修建地下冷藏庫有明顯的優(yōu)點，可以將十幾、二十幾米厚的地層冷凍起來，即使停電半個月，溫度仍可保持在零度一下。地下體育館、游泳池等都是因此而保溫性好，受人們的青睞。近十幾年來，我過城市地下空間資源的開發(fā)利用，正逐步走向城市改造和建立相結(jié)合的軌道。一些大中城市相繼開場或完成了城市地鐵、商業(yè)街為主體的地下空間開發(fā)規(guī)劃，并且已經(jīng)擁有大型的地下設(shè)施。3.3水利、水電地下工程調(diào)水工程在我國已有假設(shè)干工程實例，南水北調(diào)工程的開展，將會出現(xiàn)很多輸水隧道。調(diào)水工程翻山越嶺，必須打通隧道，如引大入秦修建的盤道嶺隧道長10多公里、引黃入晉工程修建的21公里長隧道等。據(jù)統(tǒng)計，目前世界上已經(jīng)有400多座地下電站，而我國只有40余座?？梢韵胂螅瑢τ谖覀冞@樣國土遼闊、人口眾多、開展迅速的國家，在今后幾十年內(nèi)必然要建造大量的地下水電站。地下工程的施工方法4.1明挖法敞口開挖基坑，再在基坑中修建地下構(gòu)造，最后用土石重新覆蓋填實。4.2盾構(gòu)法用盾構(gòu)開挖隧道的一種施工法。盾構(gòu)為一個鋼制圓筒，前部為切口環(huán)，目的為保護開挖面上工作人員的平安；中部為支承環(huán)，承受地層壓力，安設(shè)千斤頂，并靠這些千斤頂將盾構(gòu)向前推進。盾構(gòu)內(nèi)部空間用橫向及豎向隔板分隔成小的工作室，并在隔板上安設(shè)輔助機具。后部盾尾局部是用來支撐坑道，并作為裝配襯砌環(huán)的空間。修建時在開挖面上掘進襯砌的一環(huán)長度后，盾構(gòu)可推進到挖好的空間內(nèi)，并在盾殼保護下裝配隧道襯砌。在含水淤泥地層中可采用壓縮空氣以穩(wěn)定工作面。4.3地下連續(xù)墻法該法是在地下鐵道或其他地下構(gòu)造的兩個邊墻位置處沿線路方向挖槽，灌注特制的泥水，以穩(wěn)定槽壁，然后安放鋼筋籠，灌筑混凝土邊墻。在兩側(cè)邊墻的保護下，可以挖開街道先修建構(gòu)造頂蓋，然后進展填實，恢復交通，再進展下部地層的開挖。此法優(yōu)點是對地面交通的干擾時間短，范圍小，對路邊建筑物的影響也較小。意大利米蘭地鐵就是用此法修筑的典型例子。4.4礦山法4.4.1鉆眼爆破法位于各類巖石地層內(nèi)的隧道，均可采用鉆眼、裝藥、爆破的方法開挖。在硬巖中開挖隧道可采用鑿巖臺車鉆眼，進展全斷面開挖。4.4.2新奧法20世紀30年代開展起來的新方法。其要義是以隧道圍巖作為支護的主要手段。施工過程中盡量減少圍巖的松動破壞，并在開挖后及時支護，以確保離臨空面一定深度處的圍巖內(nèi)形成承載圈。支護設(shè)置有一個最正確時間：過早支護會使噴射混凝土和巖層間產(chǎn)生很大地層壓力；過遲支護則圍巖將因變形過度而松動。為了正確估計合理的支護時間，必須對開挖后的隧道圍巖及時進展收斂量測。4.4.3掘進機開挖法近年來得到了大力推廣。掘進機是利用安裝在機軸轉(zhuǎn)盤上的刀具直接切削巖層。首先制造隧洞掘進機的是美國羅賓斯公司。中國已經(jīng)制造了直徑5.8米的水工隧洞掘進機，使用效果良好。近年來隧道開挖后的支護有了很大的開展。噴錨支護為各種復雜地質(zhì)條件下使用礦山法修建各種隧道提供了有效的支護。地下工程特點1.線路在穿越天然高程或平面障礙時修建地下通道，是克制障礙的有效方法。2.能夠分擔地面交通和人流的負荷，節(jié)約城市用地。3.承受爆炸荷載和地震荷載的能力比地面構(gòu)造強，許多國防、民防工程及抗震和各類防護工程都可采用。4.地下建筑物內(nèi)部的氣溫和濕度比較穩(wěn)定，節(jié)能，可作為各類貯庫和冷藏庫。5.造價昂貴，只有在論證它有充分的戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)和經(jīng)濟效益時才宜興建。6.施工期限長，施工作業(yè)面較窄，可容納的勞力和機械都受限制。但由于工業(yè)化施工和機械性能的提高，這種情況正在改善。7.穿越地層的地質(zhì)條件復雜多變，遇到的意外情況比較多，工程的定位、設(shè)計和施工方法都必須隨時作相應的調(diào)整，要求有關(guān)規(guī)劃、勘測、設(shè)計、施工和使用管理部門密切配合。地下工程開展趨勢在當今工業(yè)經(jīng)濟與知識經(jīng)濟并存的時代，經(jīng)濟的競爭歸根結(jié)底就是科技創(chuàng)新能力的競爭。二十一世紀是地下空間的開展世紀，特別是隨著城市的快速開展，資源的過渡開發(fā)，必然會帶來環(huán)境污染、能源緊*、交通擁擠和水資源短缺等嚴重問題，因此人們不得不向地下要生存空間，以緩解土地資源緊*而帶來的壓力。面臨著人口、糧食、資源和環(huán)境的四大挑戰(zhàn)，這決非是危言聳聽、杞人憂天。它如晨鐘暮鼓，告誡人們必須從現(xiàn)在開場認真研究對策"可持續(xù)開展〞被作為國策提出來了，擺在每個學科、每個產(chǎn)業(yè)的面前，土木工程界也應順潮流而檢討自己。大量的土建工程拔地而起，每天都看到大片良田被鋼筋混凝土所取代，并且無法再生，居住、交通、環(huán)境的矛盾日益突出。把地面活土多留點給農(nóng)業(yè)和環(huán)境，使地下空間成為人類在地球上平安舒適的第二個空間，是土木建筑工作者的緊迫課題。國際上已提出把"二十一世紀作為人類開發(fā)利用地下空間的年代〞，日本提出要利用地下空間，把國土擴大數(shù)倍。中國也開場重視地下空間利用的立法工作，各地區(qū)已開場進展地下空間的開發(fā)規(guī)劃。但由于技術(shù)立法不夠，在這方面出了不少問題，花費了許多不該花的工程費。交通擁堵已經(jīng)成為城市致命的瓶頸，人們在擁堵中等待、憤怒、絕望，也開場因為渴望速度而尋找方向。當一個名字叫地鐵的尤物可以讓交通煩惱消卻、速度誘惑滿足時，幾乎所有的中國城市都愛上了她，開場了轟轟烈烈的地鐵建立之旅。地鐵的另類空間激發(fā)著人們的國際化大都會想象力和商業(yè)想象力，地鐵天文數(shù)字般的投資令城市人痛并快樂著，地鐵承載著所有都市人內(nèi)心的柔軟和抒情