《地下空間與未來世界》本課程安排和要求教學(xué)環(huán)節(jié)課堂講授(12次24學(xué)時)考核及成績60％（調(diào)查研究報告）40％（出勤＋作業(yè)＋課堂表現(xiàn)）要求1.必須出席，不定期點名。2.作業(yè)：獨(dú)立完成，在該章講課結(jié)束后1周內(nèi)按時交。3.課堂紀(jì)律：遵守課堂紀(jì)律，上課期間不得玩手機(jī)、不得睡覺，積極回答問題可以平時成績加分。本課程的教材陶龍光主編《城市地下工程》科學(xué)出版社，2011緒論——教材本課程參考書第一章

緒

論1第一節(jié)

城市地下工程的意義、特征及屬性1.城市地下工程的涵義?

城市地下工程是從事研究和建造城市各種地下工程的規(guī)劃、勘測、設(shè)計、施工和維護(hù)的一門綜合性應(yīng)用科學(xué)與工程技術(shù)，是土木工程的分支。?

城市地下工程包括交通運(yùn)輸方面的地下鐵道、公路隧道、地下停車場及各種穿越障礙的地下通道；工業(yè)與民用方面的各種地下制作車間、電站、各種車房及商店；人防市政地下工程，以及文化、體育、娛樂、與生活等方面的聯(lián)合體育建筑等。22.城市地下工程的特征A.可為人類的生存開拓廣闊的空間B.具有良好的熱穩(wěn)定性和密閉性C.具有良好的抗災(zāi)和防護(hù)性能D.社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等多方面的綜合效益好E.施工條件較復(fù)雜，造價較高33.城市地下工程的歷史沿革人類對地下空間利用大體可分為四個時期：?

A.

遠(yuǎn)古時期

從出現(xiàn)人類到公元前3000年。初始人類利用天然洞穴作為防風(fēng)雨、避暑寒的居住處所。?

B.古代時期

公元前3000年至5世紀(jì)。公元前2200年的巴比侖河底隧道。公元前

312～226年羅馬地下輸水道及貯水池。公元前206年我國建成的秦始皇陵，從已發(fā)掘出的兵馬俑坑群看可能是我國歷史上最大的地下陵墓工程。4天然洞窟古希臘薩摩斯隧道?

C.中世紀(jì)時期5世紀(jì)至14世紀(jì)我國隋朝(7世紀(jì))在洛陽東北建造了面積達(dá)600m×700m的近200個地下擱倉，其中第160號倉直徑11m，深7m，容量145m3，可存糧2500—3000t。宋朝在河北峰峰建造的軍用地道，約長40km。自4世紀(jì)中葉佛教傳人我國后，相繼建成著名的云岡石窟、龍門石窟(北魏)，敦煌莫高窟(從北魏到元各朝)，以及甘肅麥積山和河北邯鄲響堂山石窟等．這些石窟巖洞形成一個大型的雕刻藝術(shù)空間。5?

D.近代時期(國外)從15世紀(jì)開始至今1613年，英國建成倫敦地下水道。1681年修建廠地中海比斯開灣長170m的連接隧道。1843年倫敦，建成越河隧道。1863年英國在倫敦建成世界第一條城市地下鐵道。1871年穿越阿爾卑斯山，連接法國和意大利的隧道長12.8km的公路隧道開通。20世紀(jì)90年代初，世界上已有遍100多個城市修

建地下鐵道，目前線路總長度將達(dá)5000km(其中地下

線路近3000km)。6?

近代時期(國內(nèi))?

隨著國民經(jīng)濟(jì)的提高，我國各大城市相繼出現(xiàn)大量的城市地下結(jié)構(gòu)。其中以北京、上海、南京、香港等城市為主。右圖為1993上海地鐵規(guī)劃圖.7北京市地鐵規(guī)劃圖（1965）南京地鐵線路圖9?

2010年至今(國內(nèi))7截至2018年10月，中國已開通的城市地鐵(以首條軌道交通開通時間排序)有36個，分別是:北京地鐵、港鐵、天津軌道交通、上海軌道交通、臺北捷運(yùn)、廣州地鐵、長春軌道交通、大連地鐵、武漢軌道交通、深圳地鐵、南京地鐵、高雄捷運(yùn)、成都地鐵、沈陽地鐵、佛山地鐵、重慶軌道交通、西安地鐵、蘇州軌道交通、昆明軌道交通、杭州地鐵、哈爾濱地鐵、鄭州地鐵、長沙地鐵、寧波軌道交通、無錫地鐵、青島地鐵、南昌地鐵、福州地鐵、東莞軌道交通、南寧軌道交通、合肥軌道交通、桃園捷運(yùn)、石家莊地鐵、貴陽軌道交通、廈門地鐵、烏魯木齊地鐵。海底觀光隧道廈門跨海半橋半隧道方案小浪底地下廠房內(nèi)景

秦嶺隧道4.城市地下工程的基本屬性A.綜合性?

規(guī)劃、設(shè)計與施工需要運(yùn)用工程測量、巖土力學(xué)、工程力學(xué)、工程設(shè)計、建筑材料、建筑結(jié)構(gòu)、建筑設(shè)備、工程機(jī)械、技術(shù)經(jīng)濟(jì)等學(xué)科和洞室施工技術(shù)、施工組織等領(lǐng)域的知識以及電子計算機(jī)和工程測試等技術(shù)。B.社會性?

城市地下工程是伴隨著人類社會發(fā)展需要而逐漸發(fā)展起來的，它所建造的工程設(shè)施應(yīng)反映出各個不同年代社會經(jīng)濟(jì)、文化、科學(xué)技術(shù)發(fā)展的面貌與水平。11C.實踐性?

在某種意義上說．城市地下工程的工程實踐常先行于理論。至今不少工程問題的處理，在很大程度上仍然依靠實踐經(jīng)驗；即使襯砌結(jié)構(gòu)的設(shè)計，以工程類比為主的經(jīng)驗法，至今仍在廣泛應(yīng)用。D.技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、建筑藝術(shù)和環(huán)境的統(tǒng)一性?

人們力爭最經(jīng)濟(jì)地建造既安全、適用又美觀的地下建筑工程，但工程的經(jīng)濟(jì)性和各項技術(shù)活動密切相關(guān)。首先表現(xiàn)在工程選址、總體規(guī)劃上，其次表現(xiàn)在工程設(shè)計與施工技術(shù)是否合理矢進(jìn)上。工程建設(shè)的總投資、工程建成后的社會效益與經(jīng)濟(jì)效益以及使用期間的維護(hù)費(fèi)用多少等，都是衡量工程經(jīng)濟(jì)性的重要依據(jù)，這些都與技術(shù)工作密切相關(guān)，必須綜合全面考慮。12第二節(jié)城市地下工程的結(jié)構(gòu)施工與建筑環(huán)境一.城市地下工程的結(jié)構(gòu)形式與襯砌?

A.結(jié)構(gòu)形式：附建式、單建式13?

B.襯砌?

襯砌是地下建筑物周邊構(gòu)筑的永久性支護(hù)結(jié)構(gòu)。它的主要作用：一是承重，即承受臣巖壓力、地下水壓力、結(jié)構(gòu)自重以及其他荷載的作用；二是圍護(hù)，除用來防止圍巖風(fēng)化與崩塌外，必須做到防水和防潮。根據(jù)施工方法的不同,大體可將襯砌分為下列四種：?

(1)模筑式襯砌?

(2)離壁式襯砌?

(3)裝配式襯砌?

(4)錨噴襯砌右圖為管片安裝14隧道襯砌斷面15上海地鐵隧道16廣州地鐵隧道18南京用的盾構(gòu)機(jī)22雙圓盾構(gòu)主機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖23DOT（雙圓盾構(gòu)）工法在城市軌道交通中應(yīng)用異形管片已建成異形隧道24泥水盾構(gòu)構(gòu)造圖26地下工程設(shè)計計算方法?

地下工程的襯砌設(shè)計和施工的要旨在于盡可能地發(fā)揮和利用圍巖的自持能力．使襯砌設(shè)計更經(jīng)濟(jì)合理。襯砌設(shè)計計算理論經(jīng)歷了若干個發(fā)展階段，目前襯砌設(shè)計計算方法可歸納為四種方法：?

(1)以工程類比法為主的經(jīng)驗法?

(2)作用—反作用模型，又稱荷載—結(jié)構(gòu)模型?

(3)收斂—約束法?

(4)連續(xù)介質(zhì)模型19二.城市地下工程的施工方法

：?

城市地下工程成敗的關(guān)鍵是施工問題。?

施工方法的選擇應(yīng)根據(jù)工程性質(zhì)、規(guī)模、土巖層條件、環(huán)境條件、施工設(shè)備、工期要求等要素,經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后確定。?

應(yīng)選用安全、適用，技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理的施工方法。20?

具體施工法如下：A.明挖法B.蓋挖逆筑法C.淺埋暗挖法D.礦山法E.水域施工法F.輔助施工法(注漿加固法,降低水位法,凍結(jié)法)27?

對埋置較淺的工程.在條件許可時，應(yīng)優(yōu)先采用明挖法施工?

近年常采用“地下連續(xù)墻”，蓋挖逆筑法施工，可避免打樁的噪聲與振動，減少明挖法對地面的影響；?

當(dāng)埋深超過一定限度后，常采用暗挖法施工，暗挖最初多用傳統(tǒng)的礦山法，20世紀(jì)中葉創(chuàng)造了新奧法，該法是盡量利用圍圍巖的自承能力，用柔性支護(hù)控制圍巖的變形及應(yīng)力重分布，使其達(dá)到新的平衡后再進(jìn)行永久支擴(kuò)，目前應(yīng)用較廣；?

對于松軟含水地層可采用泥水加壓或土壓平衡式盾構(gòu)施工?

有時亦可采用頂管法施工；?

修建水底隧道除采用盾構(gòu)法外，還可采用沉埋法，此法主要工序在地面進(jìn)行，避免了水下作業(yè)，優(yōu)點顯著，應(yīng)用日益廣泛；?

在堅硬的巖層中可以用掘進(jìn)機(jī)施工。目前我國城市地鐵施工中多采用盾構(gòu)法。21三.城市地下工程的建筑環(huán)境?

環(huán)境是指圍繞著人群的空間，及其該空間中可以直接、間接影響人類生活和發(fā)展的各種自然因素的總體(此處不含社會因素)。在任何情況下，都不允許地下建筑環(huán)境出現(xiàn)對人體產(chǎn)生致病、致傷、致死等危險的極限標(biāo)準(zhǔn)。A.空氣環(huán)境?

評價地下建筑空氣環(huán)境的指標(biāo)有舒適度和清潔度。其中溫度、濕度、二氧化碳濃度等是衡量空氣冷熱、干濕和清潔程度的主要指標(biāo)。28B.光環(huán)境與聲環(huán)境?

光與聲環(huán)境可稱為視覺環(huán)境與聽覺環(huán)境，衡量光環(huán)境質(zhì)量的指標(biāo)有照度、均勻度、色彩的適宜度等。C.地下建筑的心理環(huán)境?

建筑內(nèi)部環(huán)境在人的心理上引起一定的反應(yīng)，積極方面的反應(yīng)是舒適、愉快等；不適、煩悶等則屬于消極方面的反應(yīng)。29第三節(jié)

城市地下工程的發(fā)展前景?

城市地下工程的開拓應(yīng)遵循：人在地上，物在地下；人的長時間活動在地面，短時間活動在地下；先近后