地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1：緒論1課件

第一章緒論

第一節(jié)概述

第二節(jié)地下結(jié)構(gòu)的分類第三節(jié)地下結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)程序第四節(jié)課程內(nèi)容與學(xué)習(xí)方法第一節(jié)概述1.1地下結(jié)構(gòu)的概念

在保留上部地層（山體或土層）的前提下，在開(kāi)挖出能提供某種用途的地下空間內(nèi)修筑的建筑結(jié)構(gòu)。1.1.2地下結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)地下建筑與地面建筑結(jié)構(gòu)相比在計(jì)算理論和施工方法上等都有很多不同點(diǎn)。如兩者之間在賦存環(huán)境（初始地應(yīng)力場(chǎng)，滲流場(chǎng)和溫度場(chǎng)以及其生態(tài)場(chǎng)，如圖1.1所示）不同，其力學(xué)作用機(jī)理以及所采用的理論和方法均有所差異。地面結(jié)構(gòu)體系

一般都是由上部結(jié)構(gòu)和地基組成。地基只在上部結(jié)構(gòu)底部起約束或支承作用，除了自重外，荷載都是來(lái)自結(jié)構(gòu)外部，如人群、設(shè)備、列車、水力等。是埋入地層中的，四周都與地層緊密接觸。結(jié)構(gòu)上承受的荷載來(lái)自于洞室開(kāi)挖后引起周圍地層的變形和坍塌而產(chǎn)生的力，同時(shí)結(jié)構(gòu)在荷載作用下發(fā)生的變形又受到地層給予的約束。地下結(jié)構(gòu)體系

在穩(wěn)固地層的情況下，開(kāi)挖出的洞室中甚至可以不設(shè)支護(hù)結(jié)構(gòu)而只留下地層，如我國(guó)陜北的黃土窯洞。因此，周圍地層能與地下結(jié)構(gòu)一起承受荷載，共同組成地下結(jié)構(gòu)體系。地層既是承載結(jié)構(gòu)的基本組成部分，又是形成荷載的主要來(lái)源。在非穩(wěn)固地層中，需要修建支護(hù)結(jié)構(gòu)，即襯砌。它是在坑道內(nèi)部修建的永久性支護(hù)結(jié)構(gòu)。支護(hù)結(jié)構(gòu)有2個(gè)最基本的使用要求：一是滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度要求，以承受諸如水、土壓力以及一些特殊使用要求的外荷載；二是提供一個(gè)能滿足使用要求的工作環(huán)境，以便保持隧道內(nèi)部的干燥和清潔。支護(hù)結(jié)構(gòu)即是我們所要研究的地下結(jié)構(gòu)物。有時(shí)，在襯砌內(nèi)部還設(shè)有為分割不同使用空間的梁、板、柱等內(nèi)部結(jié)構(gòu)。所以地下結(jié)構(gòu)包括襯砌結(jié)構(gòu)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)兩部分，內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算與地面結(jié)構(gòu)相同。初期支護(hù)樁頂縱梁導(dǎo)洞二次襯砌鉆孔樁站臺(tái)板拱背回填地下結(jié)構(gòu)的工程特點(diǎn)地下空間內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)替代了原來(lái)的地層，結(jié)構(gòu)承受了原本由地層承受的荷載。在設(shè)計(jì)和施工中要最大限度發(fā)揮地層自承能力，以便控制地下結(jié)構(gòu)的變形，降低工程造價(jià)。在受載狀態(tài)下構(gòu)建地下空間結(jié)構(gòu)物，地層荷載隨著施工進(jìn)程發(fā)生變化。因此，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮最不利的荷載工況。作用在地下結(jié)構(gòu)上的地層荷載，應(yīng)視地層介質(zhì)的地質(zhì)情況合理概化確定。對(duì)于土體一般可按松散連續(xù)體計(jì)算，而對(duì)于巖體，首先查清巖體的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等發(fā)育情況，然后確定按連續(xù)或非連續(xù)介質(zhì)處理。地下水狀態(tài)對(duì)地下結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工影響較大，設(shè)計(jì)前必須弄清地下水的分布和變化情況。地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要考慮結(jié)構(gòu)物從開(kāi)始構(gòu)建到正常使用以及長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)過(guò)程的受力狀況，注意合理利用結(jié)構(gòu)反力作用，節(jié)省造價(jià)。在設(shè)計(jì)階段獲得的地質(zhì)資料，有可能與實(shí)際施工揭露的地質(zhì)情況不一樣。因此，地下結(jié)構(gòu)施工中應(yīng)根據(jù)工程的實(shí)時(shí)工況動(dòng)態(tài)修改設(shè)計(jì)。地下結(jié)構(gòu)的圍巖既是荷載的來(lái)源，在某些情況下又與地下結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成承載體系。當(dāng)?shù)叵陆Y(jié)構(gòu)的埋置深度足夠大時(shí)，由于地層的成拱效應(yīng)，結(jié)構(gòu)所承受的圍巖垂直壓力總是小于其上覆地層的自重壓力。1.1.3地下結(jié)構(gòu)的作用可供給城市地區(qū)的工業(yè)和生活用水、污水排放，并利用地下空間修建地下污水處理設(shè)施等，對(duì)環(huán)境保護(hù)起重要作用。如修建地下污水處理廠（2）可提供食料、能源（瓦斯和石油）等物質(zhì)的儲(chǔ)藏空間，使土地利用面積倍增和增強(qiáng)國(guó)防防御能力。（3）可作為城市重要的“生命線工程”，提高城市抗御自然災(zāi)害和戰(zhàn)爭(zhēng)的能力。（4）可提供放射性廢棄物或其他有害廢棄物唯一安全的場(chǎng)所?？商峁┌踩摹h(huán)境健全、高速而經(jīng)濟(jì)的交通通道，如城市地鐵、地下快速路、地下人行通道等。波士頓拆除穿過(guò)市中心的六車道高架路，建設(shè)8－10車道的地下高速路，原有的地面變成林蔭路和街心公園。這樣的結(jié)果是市區(qū)空氣的一氧化碳濃度降低了12％；市中栽植了2400棵喬木樹(shù)，7000多棵灌木樹(shù)；在海灣的景觀島上栽植了另外的2400棵喬木和26000棵灌木；增加了260英畝新的公園和開(kāi)敞空間?？商峁┑叵律a(chǎn)設(shè)施、辦公場(chǎng)所、休閑娛樂(lè)以及居住等所需的空間。地下空間的利用可極大地緩和城市的混雜。1.1.4地下結(jié)構(gòu)及其計(jì)算理論的發(fā)展地下結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況地下結(jié)構(gòu)計(jì)算理論的發(fā)展階段地下結(jié)構(gòu)計(jì)算理論的發(fā)展趨勢(shì)地下結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況1）鐵路和公路隧道中國(guó)已成為世界上隧道最多，建設(shè)發(fā)展最快的國(guó)家。截至2011年3月，我國(guó)已投入使用各類隧道1.2萬(wàn)座以上，延長(zhǎng)總計(jì)7000km。其中鐵路隧道7000多座，總長(zhǎng)度超過(guò)4000km；公路隧道4000多座，總長(zhǎng)度超過(guò)2000km。

秦嶺隧道實(shí)景一秦嶺隧道實(shí)景二秦嶺隧道簡(jiǎn)介

西康鐵路秦嶺隧道是我國(guó)目前最長(zhǎng)鐵路隧道之一，位于陜西省長(zhǎng)安縣和柞水縣交界處，在青岔車站與營(yíng)盤車站之間，設(shè)計(jì)由兩座基本平行的單線隧道組成，兩線間距為30m。其中I線隧道全長(zhǎng)18452m，里程為DK64+361.6~DK82+813.6：Ⅱ線隧道全長(zhǎng)18456m，里程為DK64+370~DK82+826。隧道兩端高差155m。I、Ⅱ線隧道縱坡基本相同，由西安端進(jìn)洞后約14.7公里范圍為11‰上坡，然后約3.2公里范圍以3‰的下坡出洞。I線隧道較Ⅱ線隧道高0.24～0.56m。隧道兩端均位于半徑500m的曲線地段。

秦嶺隧道地處北秦嶺的中低山區(qū)，屬亞濕潤(rùn)溫暖山地氣候區(qū)。穿越我國(guó)兩大水系，即黃河水系與長(zhǎng)江水系的分水嶺，北坡地形陡峻，谷深流急，南坡地形較緩，水系發(fā)育。隧道最大埋深1600m，由于穿過(guò)地段為我國(guó)揚(yáng)子陸臺(tái)和華北陸臺(tái)的交界處，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)頻繁，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷裂構(gòu)造發(fā)育，隧道通過(guò)的巖石為混合片麻巖和混合花崗巖，地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重。其中主要的地質(zhì)災(zāi)害有：斷層、涌水、高地應(yīng)力巖爆、高地?zé)帷⒏咻椛?、特硬巖等多種地質(zhì)災(zāi)害。加之長(zhǎng)隧獨(dú)頭通風(fēng)和出口反坡排水等困難，使該隧道成為全線重點(diǎn)、難點(diǎn)、控制工期工程。秦嶺隧道簡(jiǎn)介續(xù)

根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)的總體安排，I線隧道采用TBM掘進(jìn)機(jī)施工，29個(gè)月貫通，平均單口月掘進(jìn)350m。6個(gè)月襯砌完，平均單口月襯砌1940m，1999年建成；Ⅱ線隧道先期用鉆爆法進(jìn)行平導(dǎo)施工，先于I線隧道兩年開(kāi)工，為今后I線隧道通風(fēng)、掃冰、探明地質(zhì)和處理不良地質(zhì)地段創(chuàng)造條件，要求42個(gè)月貫通。平均單口月掘進(jìn)220m，待I線隧道建成后，再進(jìn)行擴(kuò)挖和襯砌。擴(kuò)挖平均單口月完成280m，襯砌平均單口月完成894m，要求2004年建成，總工期113個(gè)月。

安全順利地通過(guò)27條斷層帶和3200m長(zhǎng)的強(qiáng)烈?guī)r爆區(qū)，成功解決了9公里的隧道獨(dú)頭通風(fēng)和特硬巖爆破等施工難題。I線TBM掘進(jìn)施工科技含量高，技術(shù)性要求強(qiáng)，在全路隧道機(jī)械化施工中尚屬首次。秦嶺隧道I線被建設(shè)部評(píng)為魯班獎(jiǎng)。打浦路隧道寧波常洪沉管隧道過(guò)江隧道瑞士圣哥達(dá)大隧道全長(zhǎng)16.5公里，是穿越海拔2千多米的阿爾卑斯山、連接瑞士南部和意大利北部的主要公路干道，為世界第二長(zhǎng)車輛隧道圖片為2001年10月24日因車輛相撞發(fā)生大火，死亡14人。英吉利海峽隧道耗資100億英鎊，接通英國(guó)肯特郡的?？怂雇ê头▏?guó)的加來(lái)，建造工程于1987年12月開(kāi)始，到1990年12月結(jié)束。1994年5月6日由英國(guó)女王伊麗莎白二世和法國(guó)總統(tǒng)密特朗正式剪彩通車。這條雙軌隧道長(zhǎng)49.94公里，直徑7.6米。在英吉利海峽底開(kāi)鑿隧道的規(guī)劃是19世紀(jì)初拿破輪戰(zhàn)爭(zhēng)期間首次提出的。廈門翔安海底隧道水電站、航運(yùn)和引水工程

水電站地下工程包括：引水隧道、泄水隧洞及大跨度、高邊墻的地下廠房等地下工程。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)建國(guó)后建成的大小中型水電站引、泄水隧洞約140座，全長(zhǎng)120km；最長(zhǎng)的為四川漁子溪一級(jí)電站有壓發(fā)電隧道，長(zhǎng)8.429km。

天生橋二級(jí)水電站引水系統(tǒng)工程

由于隧洞深埋于獅子嶺腳下800米的地層深處，要穿過(guò)古老的石灰?guī)r和砂頁(yè)巖地帶，有破碎的圍巖、堆積淤泥的古暗河、危巖交錯(cuò)的溶洞群，每掘進(jìn)100米，就要遇到大小不等的溶洞、暗河100余個(gè)。施工條件異常惡劣。僅三號(hào)主洞的第三不良地質(zhì)洞段就是一個(gè)長(zhǎng)38.47米，寬16.3米的古溶洞，并且位于地表龍須(巖溶)洼地下方，下部為粘土夾塊石及孤石的溶洞填充物，底部還與二號(hào)隧洞2＋100的大溶洞相連，施工非常艱難。武警水電在第三不良地質(zhì)洞段修建了一座長(zhǎng)76米，橋面寬10.5米，跨度60米的地下拱橋，然后在拱橋上安裝直徑8.2米長(zhǎng)89米的鋼管連通隧洞。三號(hào)主洞第三和第七不良地質(zhì)洞段的處理共用去直徑8.2米鋼管170米，總重達(dá)1000余噸，僅制作時(shí)焊縫總長(zhǎng)就有18000米，工程量非常浩大。三號(hào)主洞不良地質(zhì)洞段是天生橋二級(jí)水電站引水隧洞主體工程，是我國(guó)水電建設(shè)史上最長(zhǎng)、洞徑最大的隧洞。天生橋二級(jí)水電站引水系統(tǒng)工程由3條相距40m并排開(kāi)挖的直徑9.7～10.8m，每條平均長(zhǎng)度為9.60km的隧洞組成，加上3條支洞，1條排水交通洞和36個(gè)聯(lián)通洞，總長(zhǎng)度達(dá)40km。

南水北調(diào)中線穿越黃河河床覆蓋層的輸水隧洞南水北調(diào)工程：從揚(yáng)州江都和丹江口水庫(kù)分別到達(dá)山東威海和北京團(tuán)城湖，近期工程靜態(tài)投資1548億元人民幣，年內(nèi)開(kāi)工的南水北調(diào)工程貫通長(zhǎng)江、黃河、淮河、海河四大江河，將成為迄今為止世界上最大的水利工程。穿黃工程是南水北調(diào)中線的關(guān)鍵工程。穿黃工程輸水隧洞穿越黃河河床覆蓋層，采用先進(jìn)的盾構(gòu)法施工，大型超深豎井在砂層中修筑，工程規(guī)模巨大，技術(shù)復(fù)雜，施工難度高。穿黃隧洞采用盾構(gòu)法施工，將開(kāi)創(chuàng)大型水利工程中泥水盾構(gòu)機(jī)在高水壓軟弱土層條件下進(jìn)行隧洞施工的先例。盾構(gòu)法是在盾構(gòu)保護(hù)下修筑軟土隧道的一類施工方法。這類方法的特點(diǎn)是地層掘進(jìn)、出土運(yùn)輸、襯砌拼裝、接縫防水和盾尾間隙注漿充填等作業(yè)都在盾構(gòu)保護(hù)下進(jìn)行，并需隨時(shí)排除地下水和控制地面沉降，因而是工藝技術(shù)要求高、綜合性強(qiáng)的一類施工方法。南水北調(diào)中線中的穿越黃河河床覆蓋層的輸水隧洞，全長(zhǎng)約3.450km。中國(guó)引灤入津輸水工程隧道城市地下工程

城市地下工程主要包括城市軌道交通（地鐵、輕軌）、地下商業(yè)街、地下停車場(chǎng)、地下快速路、地下共同溝等等。一般來(lái)講，地下軌道交通的建設(shè)是衡量一個(gè)城市現(xiàn)代化發(fā)展水平的重要標(biāo)志。世界上發(fā)達(dá)城市的地鐵建設(shè)均較完善，比如倫敦地鐵的運(yùn)營(yíng)里程為439km，紐約為368km，東京為304.17km，巴黎為213.5km。截至2012年6月，我國(guó)已經(jīng)開(kāi)通地鐵、輕軌的城市有：上海地鐵（446km）、北京地鐵（372km）、廣州地鐵（236km）、香港地鐵（218.2km）、深圳地鐵（178km）、臺(tái)北捷運(yùn)（101.9km）、天津地鐵（86.8km）、南京地鐵（85km）、大連地鐵（63km）、重慶地鐵（52.6km）、武漢地鐵（28km）、沈陽(yáng)地鐵（27.9km）、蘇州地鐵（25km）、西安地鐵（23km）、成都地鐵（18.5km）。

在建地鐵、輕軌的城市有：佛山、合肥、南昌、寧波、鄭州、無(wú)錫、長(zhǎng)沙、長(zhǎng)春、青島、哈爾濱、昆明、杭州、東莞。至2015年前后，北京、上海、廣州等22個(gè)城市將建設(shè)79條軌道交通線路，總長(zhǎng)2259.84公里，總投資8820.03億元。

到2015年前后，我國(guó)建成和在建軌道交通線路將達(dá)到158條，總里程將超過(guò)4189km。到2050年，我國(guó)規(guī)劃將建成290條城市軌交線路，運(yùn)營(yíng)總里程約11740km。

多層次綜合開(kāi)發(fā)利用地下空間是城市地下工程建設(shè)的另一個(gè)特點(diǎn)。如日本東京的上層地下工程，便多作為地下街、商場(chǎng)和共同溝等；瑞典、挪威、美國(guó)等更把地下工程用于民用住宅、圖書(shū)館和下水道等。我國(guó)利用人防工程改造的商場(chǎng)、地下人行街、車庫(kù)、避難所等。

其他各類物資的儲(chǔ)庫(kù)，以及大型跨江海橋梁的基礎(chǔ)等，如地下糧食庫(kù)、地下油庫(kù)，瑞典佛斯馬克海底核廢料儲(chǔ)庫(kù)系統(tǒng)，我國(guó)柳州大型天然洞室作冷藏庫(kù)。

俄羅斯國(guó)家級(jí)的地下糧食庫(kù)地下結(jié)構(gòu)計(jì)算理論的發(fā)展階段

早期地下工程的建設(shè)完全依據(jù)經(jīng)驗(yàn)，19世紀(jì)初才逐漸形成自己的計(jì)算理論，開(kāi)始用于指導(dǎo)地下結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工。地下結(jié)構(gòu)計(jì)算理論發(fā)展的歷史沿革，大致可以分為四大階段。

應(yīng)該指出，地下結(jié)構(gòu)計(jì)算理論的上述幾個(gè)發(fā)展階段在時(shí)間上并沒(méi)有截然的先后之分，后期提出的計(jì)算方法一般也并不否定前期的研究成果。鑒于巖土介質(zhì)的復(fù)雜多變，這些計(jì)算方法都各有其比較適用的一面，但又各自帶有一定的局限性。設(shè)計(jì)者在選擇方法時(shí)，應(yīng)對(duì)其有深入的了解和認(rèn)識(shí)。地下結(jié)構(gòu)計(jì)算理論的發(fā)展趨勢(shì)

1）目前地下工程中主要使用的工程類比設(shè)計(jì)法，也正在向著定量化、精確化和科學(xué)化方向發(fā)展。2）地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的另一類內(nèi)容，是巖體中由于節(jié)理裂隙切割而形成的不穩(wěn)定塊體失穩(wěn)，一般應(yīng)用工程地質(zhì)和力學(xué)計(jì)算相結(jié)合的分析方法，即巖石塊體極限平衡分析法。這種方法主要是在工程地質(zhì)的基礎(chǔ)上，根據(jù)極限平衡理論，研究巖塊的形狀和大小及其塌落條件，以確定支護(hù)參數(shù)。3）在地下構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用可靠性理論、推行概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)研究方面也取得了重要進(jìn)展。采用動(dòng)態(tài)可靠度分析法，即利用現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)信息，從反饋信息的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)地下工程的穩(wěn)定可靠度，從而對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，是改善地下工程支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效途徑?？紤]各主要影響因素及準(zhǔn)則本身的隨機(jī)性，可將判別方法引入可靠度范疇。4）在計(jì)算分析方法研究方面，隨機(jī)有限元（包括攝動(dòng)法、紐曼法、最大熵法和響應(yīng)面法等）、Monte-Carlo模擬、隨機(jī)塊體理論和隨機(jī)邊界元法等一系列新的地下工程支護(hù)結(jié)構(gòu)理論分析方法近年來(lái)都有了較大的發(fā)展。1.2地下結(jié)構(gòu)的分類1.2.1按斷面形式分類1）矩形

斷面截面形式為矩形，適用于工業(yè)、民用、交通等建筑物的界限。但直線構(gòu)件不利于抗彎，故在荷載較小、地質(zhì)較好、跨度較小或埋深較淺時(shí)采用。2）圓形斷面截面形式為圓形，當(dāng)受到均勻徑向壓力時(shí)，彎矩為零，可充分發(fā)揮混凝土結(jié)構(gòu)的抗壓強(qiáng)度，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較差時(shí)優(yōu)先選用。

3）拱形

斷面截面形式為拱狀，包括直墻拱形和曲墻拱形，分別適用于頂部有較大圍巖壓力或頂部和兩側(cè)均有較大圍巖壓力的地層中。4）其他形式

其他形式系介于以上兩者的中間情況，按具體荷載和尺寸決定?？紤]到地下結(jié)構(gòu)的使用要求，其斷面形式還應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)：（1）人行通道：?jiǎn)慰缇匦位蚬靶?；?）地鐵車站或地下車庫(kù)：多跨結(jié)構(gòu)；（3）飛機(jī)庫(kù)：中間不能設(shè)置柱，而常用大跨度落地拱；（4）工業(yè)車間：矩形隧道接近使用界限；（5）拱形空間放置通風(fēng)管道：采用直墻拱形或圓形隧道。此外，斷面形式還受到地質(zhì)條件和施工方法等的影響。

1.2.2按使用功能分類

根據(jù)地下結(jié)構(gòu)的使用功能，可分為生活設(shè)施、城市設(shè)施、生產(chǎn)設(shè)施、儲(chǔ)藏設(shè)施、輸送設(shè)施和防災(zāi)設(shè)施等1.2.3按結(jié)構(gòu)形式分類（1）噴錨結(jié)構(gòu)

在地下結(jié)構(gòu)中，可采用噴混凝土、鋼筋網(wǎng)噴混凝土、錨桿噴混凝土或錨桿鋼筋網(wǎng)噴混凝土來(lái)加固圍巖。這些加固形式統(tǒng)稱為噴錨結(jié)構(gòu)。噴錨結(jié)構(gòu)可以做臨時(shí)支護(hù)，也可作為永久襯砌結(jié)構(gòu)。（2）復(fù)合襯砌結(jié)構(gòu)復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)一般認(rèn)為圍巖具有自支承能力，支護(hù)的作用首先是加固和穩(wěn)定圍巖，使圍巖的自支承能力可充分發(fā)揮，從而可允許圍巖發(fā)生一定的變形和由此減薄支護(hù)結(jié)構(gòu)的厚度。通常由初期支護(hù)和二次支護(hù)組成，防水要求較高時(shí)須在初期支護(hù)和兩次支護(hù)間增設(shè)防水層。（3）沉管結(jié)構(gòu)在預(yù)先開(kāi)挖的溝塹或河槽內(nèi)將預(yù)制好的管段沉放就位，再聯(lián)結(jié)成整體的地下結(jié)構(gòu)成為沉管結(jié)構(gòu)。過(guò)江隧道等可考慮采用沉管結(jié)構(gòu)。一般做成箱形結(jié)構(gòu)，兩端加以臨時(shí)封墻，托運(yùn)至預(yù)定水面處，沉放至設(shè)計(jì)位置。上海外環(huán)沉管隧道

（4）沉井結(jié)構(gòu)

沉井結(jié)構(gòu)是以沉井法施工的地下結(jié)構(gòu)。沉井結(jié)構(gòu)施工時(shí)一般先在地面打筑井壁和內(nèi)墻，形成井筒狀的結(jié)構(gòu)物，在井壁的圍護(hù)下從井內(nèi)挖土，使沉井在自重作用下逐漸下沉，達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后以鋼筋混凝土封底，再施筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)和頂蓋。沉井結(jié)構(gòu)水平斷面一般為矩形或圓形，并可做成單孔或多孔結(jié)構(gòu)。（5）地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)遇施工場(chǎng)地狹窄時(shí)可優(yōu)先考慮采用地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)。用挖槽設(shè)備沿墻體挖出溝槽，以泥漿維持槽壁穩(wěn)定，然后吊入鋼筋籠架并在水下澆灌混凝土，即可建成地下連續(xù)墻的墻體。然后在墻體的保護(hù)下明挖基坑，或用逆筑法施工修建底板和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，即建成地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)。

（6）其他結(jié)構(gòu)除上述地下結(jié)構(gòu)之外，還包括頂管結(jié)構(gòu)和箱涵結(jié)構(gòu)等。在城市管道埋深較大、交通干線附近和周圍環(huán)境對(duì)位移、地下水有嚴(yán)格限制的地段常采用頂管結(jié)構(gòu)施工更為安全和經(jīng)濟(jì)。而在鐵路和公路交叉口，為了不影響交通，需建立交橋和立交地道，一般采用箱涵結(jié)構(gòu)。1.2.4按與地面結(jié)構(gòu)聯(lián)系情況分類

（1）附建式結(jié)構(gòu)各種附屬于地面建筑的地下室部分，稱為附建式地下結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)型式與上部地面建筑布置相協(xié)調(diào)，其外圍結(jié)構(gòu)常用地下連續(xù)墻或板樁結(jié)構(gòu)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)則可為框架結(jié)構(gòu)、梁板結(jié)構(gòu)或無(wú)梁樓蓋。對(duì)于高層樓房，其地下室結(jié)構(gòu)都兼作為箱形基礎(chǔ)。

（2）單建式結(jié)構(gòu)當(dāng)?shù)叵陆Y(jié)構(gòu)獨(dú)立地修建在地層內(nèi)，在其地面上方無(wú)其他的地面建筑物或與其地面上方的地面建筑物無(wú)結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系，稱為單建式地下結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)平面成方形或長(zhǎng)方形，當(dāng)頂板做成平頂時(shí)，常用梁板式結(jié)構(gòu)。為節(jié)省材料，頂部可做成拱形，如地下防空洞或避難所常做成直墻拱形結(jié)構(gòu)（圖1.18）；當(dāng)平面為條形的地鐵等大中型結(jié)構(gòu)，常做成矩形框架結(jié)構(gòu)（圖1.19）。1.2.5按埋置深度分類根據(jù)地下結(jié)構(gòu)頂部至地面的垂直距離，可分為淺埋地下結(jié)構(gòu)和深埋地下結(jié)構(gòu)。1.3地下結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)程序

修建地下結(jié)構(gòu)，必須遵循勘察—設(shè)計(jì)—施工的基本建設(shè)程序。其中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是地下工程設(shè)計(jì)的重要組成部分。進(jìn)行地下工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一般采用初步設(shè)計(jì)和技術(shù)設(shè)計(jì)（包括施工圖設(shè)計(jì)）兩個(gè)階段。1、初步設(shè)計(jì)的內(nèi)容（一）

工程等級(jí)和要求，以及靜、動(dòng)荷載標(biāo)準(zhǔn)的確定；（二）確定埋置深度與施工方法；（三）初等荷載值；（四）選擇建筑材料；（五）選定結(jié)構(gòu)型式和布置；（六）估算結(jié)構(gòu)跨度、高度、頂?shù)装寮斑厜穸鹊戎饕叽?；（七?/p>

繪制初步設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖；（八）估算工程材料數(shù)量及財(cái)務(wù)概算。

襯砌截面尺寸的初步擬定

地下結(jié)構(gòu)的襯砌截面必須根據(jù)工程的使用要求（埋置深度、橫斷面幾何尺寸以及它的使用要求）、所選定的施工方法、隧道沿線的地質(zhì)、水文情況確定斷面形狀和凈空限界，據(jù)此進(jìn)行隧道襯砌斷面的初步擬定。初步擬定結(jié)構(gòu)形狀和尺寸需要考慮3個(gè)方面：①襯砌的內(nèi)輪廓必須符合前述的地下建筑使用要求和凈空限界，同時(shí)要選擇符合施工方法的結(jié)構(gòu)斷面形式。②結(jié)構(gòu)軸線應(yīng)盡可能地重合在荷載作用下所決定的壓力線上。③截面厚度是結(jié)構(gòu)軸線確定以后的重點(diǎn)設(shè)計(jì)內(nèi)容，要判斷設(shè)計(jì)厚度的截面是否有足夠的強(qiáng)度。（一）計(jì)算荷載：按地層介質(zhì)類別、建筑用途、防護(hù)等級(jí)、地震級(jí)別、埋置深度等求出作用在結(jié)構(gòu)上的各種荷載值；（二）計(jì)算簡(jiǎn)圖：根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)和計(jì)算工具情況，擬出恰當(dāng)?shù)挠?jì)算圖式；（三）內(nèi)力分析：選擇結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算方法，得出結(jié)構(gòu)各控制設(shè)計(jì)截面的內(nèi)力；（四）內(nèi)力組合：在各種荷載內(nèi)力分別計(jì)算的基礎(chǔ)上，對(duì)最不利的可能情