地下建筑工程

地下建筑工程建造在地下或水底以下的工程建筑物01工程簡介分類發(fā)展簡況特點結(jié)構(gòu)形式目錄03020405襯砌和材料防水和防潮施工方法目錄0706基本信息地下建筑工程是建造在地下或水底以下的工程建筑物。近代的地下建筑工程，開始是在采礦、地下交通運輸、市政、工業(yè)和水工地下建筑工程等方面得到廣泛的發(fā)展，如礦井和巷道、鐵路隧道和道路隧道、地下鐵道和水底隧道、地下倉庫和油庫，以及各種用途的輸水和其他的水工隧洞等。工程簡介工程簡介建造在地下或水底以下的工程建筑物。包括各種工業(yè)、交通、民用和軍用的地下工程。從廣義上理解，尚應計入各種用途的地下構(gòu)筑物，如房屋和橋梁的基礎，礦山井巷，輸水、輸油和煤氣管線，電纜線，以及其他一些公用和服務性的地下設施。發(fā)展簡況特點發(fā)展簡況特點地下建筑工程的歷史可以追溯到遠古(見地下空間的開發(fā)和利用)。近代的地下建筑工程，開始是在采礦、地下交通運輸、市政、工業(yè)和水工地下建筑工程等方面得到廣泛的發(fā)展，如礦井和巷道、鐵路隧道和道路隧道、地下鐵道和水底隧道、地下倉庫和油庫，以及各種用途的輸水和其他的水工隧洞等。在第二次世界大戰(zhàn)期間，地下建筑物在戰(zhàn)爭防護方面的優(yōu)越性受到了重視。不少國家都將一些軍事設施和工廠、倉庫、油庫等修建在深層地下，并利用原有的許多地下工程，如城市地下鐵道、大樓地下室、廢舊的礦井巷道以及天然溶洞等作為防空掩蔽所和地下兵工廠。這期間，在中國的一些后方城市也陸續(xù)修建了不少防空洞。戰(zhàn)后，地下防護工程迅速發(fā)展，修建和防護技術也更加先進。近30年來，由于一些尖端產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝對恒溫、恒濕條件的嚴格要求（如精密導彈儀表等），將生產(chǎn)這些產(chǎn)品的車間設在地下更顯示其優(yōu)越性。為了獲得更高的水頭,或節(jié)省高山峽谷內(nèi)大面積的地面開挖工程量,多年來在世界范圍內(nèi)修建了大量的水電站地下廠房及其附屬洞室。在一些北歐國家(如瑞典等)，為了節(jié)約地上工程建成后的運營和維護費用（如裝修、通風、取暖、照明以及平日維修保養(yǎng)方面耗用的資金），并與山區(qū)地面施工經(jīng)過詳細的技術經(jīng)濟比較以后，也常將一些工業(yè)建筑物改設在地下，出現(xiàn)了技術先進的地下工廠（車間）。分類地下建筑物按使用功能分類按習慣稱謂分類按地質(zhì)條件和建造方式分類分類地下建筑物按使用功能分類可分為：①工業(yè)建筑。包括倉庫、油庫、糧庫、冷庫、各種地下工廠（車間），以及火電站、核電站的地下廠房等。②民用建筑。包括各種民防（人防）工程（人員掩蔽部、指揮所和通信樞紐、救護站和地下醫(yī)院等），一些平戰(zhàn)結(jié)合的地下公共建筑，如地下街、車庫、影劇院（見彩圖）餐廳、招待所和物資貯存?zhèn)}庫，以及地下住宅等。中國西北黃土地區(qū)修建了為數(shù)眾多的窯洞民居（見彩圖）。③交通運輸建筑。包括鐵路和道路隧道、城市地下鐵道、運河隧道和水底隧道等。④水工建筑。包括水電站地下廠房（圖1）和附屬洞室，以及引水、尾水等水工隧洞、電纜洞和調(diào)壓井等。⑤礦山建筑。包括各種礦井（豎井和斜井）、水平巷道和作業(yè)坑道等。⑥軍事建筑。包括各種永備的和野戰(zhàn)工事(筑城)、屯兵和作戰(zhàn)坑道、指揮所、通信樞紐部、人員和武器掩蔽所、飛機和艦艇洞庫、軍用油庫、導彈發(fā)射井，以及軍火、炸藥和各種軍用物資倉庫等。⑦公用和服務性建筑。包括給排水管道、熱力和電力管道、輸油和煤氣管道、通信電纜道，以及一些綜合性的市政隧道等。按地質(zhì)條件和建造方式分類可分為：①巖石中的地下建筑。包括在山地中各種新建的人工洞室、利用石灰?guī)r地區(qū)已有的天然溶洞，以及經(jīng)過加固和改造后的廢舊礦坑等。②土層中的地下建筑。包括采用明挖法施工的淺埋通道和地下室，和在深層土體中采用暗挖法施工（見隧道及地下工程施工方法）的深埋通道和洞室建筑。按習慣稱謂分類當?shù)叵陆ㄖ毩⒌匦藿ㄔ诘貙觾?nèi)，在其地面直接上方不再有其他地面建筑物的，稱為單建式地下建筑；各種地面建筑物的地下室部分，稱為附建式地下建筑。在中國，還習慣于按軍事術語進行地下建筑分類（見人防工程）。結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式地下建筑物可以構(gòu)筑成隧道形式，也可以和地面房屋相似，在平面布局上采用棋盤式和房間式的布置(圖2),并可建成多層多跨的框架結(jié)構(gòu)。它的橫斷面可以有各種不同的形狀，最常見的有圓形、矩形、拱頂直墻（包括厚拱薄墻）、拱頂曲墻（當?shù)鼗浫鯐r在底板處多加設仰拱）、落地拱、穹頂直墻等幾種。襯砌和材料襯砌和材料地下建筑物的襯砌可與圍巖密貼，也可以離壁；既可以是整體灌筑和用磚石、砌塊等模筑式的，也可以是預制裝配式的和復合式的。修筑襯砌的建筑材料過去多沿用石塊、磚砌體和木材，以后逐步發(fā)展為混凝土、鋼筋混凝土和鋼材，也有采用預應力混凝土的。對不承力的圍護結(jié)構(gòu)還可以采用各種塑料、波紋鋼板和其他金屬制品作襯砌。施工方法施工方法在巖石地層內(nèi)的開挖，多采用礦山法和隧洞掘進機。前者常采用鉆眼爆破，分部或全斷面一次開挖。后者則用掘進機切削巖層一次開挖成洞。也有采用在盾構(gòu)掩護下的切割式鑿巖機開挖坑道。最近30年來，噴錨支護得到很大發(fā)展。采用噴錨作為初期支護，然后用模筑方法修筑整體式二次支護的復合式襯砌，能最大限度地利用圍巖的自承能力，保護施工安全，得到廣泛應用。在軟土地層內(nèi)建造地下建筑時，其施工方法有很大的不同。它應根據(jù)建筑物的類型、當?shù)氐乃牡刭|(zhì)情況和施工條件等來確定。最常用的施工方法有：明挖法、頂管法、沉井法(見地下工程沉井法施工)、盾構(gòu)法、地下連續(xù)墻法以及礦山法等。在含水地層的豎井施工中，也有采用凍結(jié)法或大鉆頭鉆井的方法。修建水底隧道的水下段，還可以采用沉管法施工。施工技術的發(fā)展主要表現(xiàn)在機械化和工業(yè)化方面，如各種大型高效綜合機械化施工機具的采用，預制裝配式構(gòu)件的快速組裝，以及現(xiàn)場混凝土拌和、運輸和灌筑一條龍的施工組織和管理方法。防水和防潮防水和防潮對于不同使用要求的各類地下建筑物，除施作防水混凝土襯砌外，還分別采用各種類別的防水材料，包括在襯砌背后注漿防水，在襯砌表面噴涂防水膠劑，設置嵌縫材料和敷設外貼式或其他油氈類防水層等。在夏季室外溫、濕度較