地下建筑结构-绪论-第一讲A.ppt

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地下建筑结构绪论地下建筑结构绪论陆浩亮陆浩亮陆浩亮教授教授教授1366180291813661802918，，岩土楼，岩土楼327327室室室同济大学土木工程学院地下建筑与工程系同济大学土木工程学院地下建筑与工程系同济大学土木工程学院地下建筑与工程系隧道及地下工程研究所隧道及地下工程研究所隧道及地下工程研究所第一讲对地下工程的需求对地下工程的需求对地下工程的需求对地下工程的需求二十一世纪是地下空间的世纪二十一世纪是地下空间的世纪二十一世纪是地下空间的世纪二十一世纪是地下空间的世纪。

开拓生存空间抑制城市病（人口拥挤、交通阻塞、环境污染、能源紧开拓生存空间抑制城市病（人口拥挤、交通阻塞、环境污染、能源紧开拓生存空间抑制城市病（人口拥挤、交通阻塞、环境污染、能源紧开拓生存空间抑制城市病（人口拥挤、交通阻塞、环境污染、能源紧缺）缺）缺）缺）缓和现代城市发展中的各种矛盾缓和现代城市发展中的各种矛盾缓和现代城市发展中的各种矛盾缓和现代城市发展中的各种矛盾,改善生活环境改善生活环境改善生活环境改善生活环境,开拓了新的生活领域开拓了新的生活领域开拓了新的生活领域开拓了新的生活领域2010201020102010年前，我国地下空间将会广泛发展；年前，我国地下空间将会广泛发展；年前，我国地下空间将会广泛发展；年前，我国地下空间将会广泛发展；20202020202020202030203020302030年，地下空间将高水平发展年，地下空间将高水平发展年，地下空间将高水平发展年，地下空间将高水平发展（11）地下空间将成为城市的第二空间）地下空间将成为城市的第二空间（22）地下空间造价新说：

城市土地昂贵，地下开发造价相对会有所降低；）地下空间造价新说：

城市土地昂贵，地下开发造价相对会有所降低；（33）把飞机开到地下去：

解决城市交通的出路就是高效率的地下交通。

可造无）把飞机开到地下去：

解决城市交通的出路就是高效率的地下交通。

可造无两翼的飞机，以超过两翼的飞机，以超过600600的速度飞行，不需要驾驶员，由中心遥控，类似于磁的速度飞行，不需要驾驶员，由中心遥控，类似于磁悬浮列车；悬浮列车；（44）贯通海洋的地下工程）贯通海洋的地下工程如大连隧道、琼州隧道、台海隧道等；如大连隧道、琼州隧道、台海隧道等；（55）新型城市公用市政隧道）新型城市公用市政隧道如建设共同沟。

如建设共同沟。

.本讲内容

（1）地下建筑结构的发展现状

（2）地下建筑结构的定义、作用和分类（3）地下建筑的结构形式（4）地下建筑结构设计的程序和内容（5）地下建筑结构面临的挑战一、地下建筑结构的发展历史远古时期，人类就开始利用天然洞穴防寒暑、避风雨和躲避野兽。

周口店发现远古时期，人类就开始利用天然洞穴防寒暑、避风雨和躲避野兽。

周口店发现5050多万年前多万年前,北京猿人就居住在天然岩洞中。

北京猿人就居住在天然岩洞中。

距今距今7000700050005000年前开始出现人工挖掘的居住洞穴，年前开始出现人工挖掘的居住洞穴，古时有些粮仓也建在地下，如隋代洛阳的古时有些粮仓也建在地下，如隋代洛阳的含嘉仓含嘉仓黄土高原黄土高原地区，由于黄土地层便于挖掘和气候干燥，穴居的传统一直延续至今。

地区，由于黄土地层便于挖掘和气候干燥，穴居的传统一直延续至今。

估计中国目前仍有估计中国目前仍有35003500万以上的人口居住在窑洞中万以上的人口居住在窑洞中产业革命以后，由于矿业和交通事业的发展，产业革命以后，由于矿业和交通事业的发展，矿井、巷道、公路隧道、铁路隧道等相继建成。

矿井、巷道、公路隧道、铁路隧道等相继建成。

18631863年英国伦敦建成世界上第一条城市年英国伦敦建成世界上第一条城市地下铁道地下铁道。

第二次世界大战第二次世界大战期间，地下建筑在防护上的优越性受到重视，一些参战国期间，地下建筑在防护上的优越性受到重视，一些参战国把重要的军事设施和军火工厂、仓库等建在地下，并为居民修建防空洞。

把重要的军事设施和军火工厂、仓库等建在地下，并为居民修建防空洞。

一、地下建筑结构的发展历史5050年代末期以来，由于经济的发展和科学技术的进步年代末期以来，由于经济的发展和科学技术的进步,城市人口的迅速增加城市人口的迅速增加,环环境污染日益严重，能源危机以及战争危险的存在等因素的影响，地下建筑在境污染日益严重，能源危机以及战争危险的存在等因素的影响，地下建筑在日日本本、美国美国、瑞典瑞典、联邦德国联邦德国、法国法国、瑞士瑞士、挪威挪威、加拿大加拿大、中国中国、苏联苏联等许多等许多国家，有了高速度和大规模的发展。

国家，有了高速度和大规模的发展。

目前，世界上已有目前，世界上已有8080多个城市修建了地下铁道，多个城市修建了地下铁道，中国、苏联、瑞士、瑞典、芬兰等国从战备要求出发，建造了大量地下防空工中国、苏联、瑞士、瑞典、芬兰等国从战备要求出发，建造了大量地下防空工程，有一部分在平时可作各类公共建筑使用。

日本、联邦德国、法国等，国土程，有一部分在平时可作各类公共建筑使用。

日本、联邦德国、法国等，国土较小，大城市人口高度集中，城市各种矛盾突出，因而大量修建地下高速交通较小，大城市人口高度集中，城市各种矛盾突出，因而大量修建地下高速交通网和网和地下街地下街、地下商业中心。

、地下商业中心。

一些能源缺乏的国家，利用地下建筑大量贮存能源作为战略储备，例如一些能源缺乏的国家，利用地下建筑大量贮存能源作为战略储备，例如瑞典、芬兰等国建造的地下水封油瑞典、芬兰等国建造的地下水封油（或气或气）库的规模都很大库的规模都很大,单库容量已单库容量已超过超过100100万立方米万立方米一、地下建筑结构的发展现状国内：

国内：

铁路和公路隧道铁路和公路隧道解放后：

修建的铁路隧道计解放后：

修建的铁路隧道计2500km2500km。

大遥山隧道为大遥山隧道为14.295km14.295km（19871987），），居世界第十位；居世界第十位；秦岭隧道由两座基本平行的单线隧道组成，间距秦岭隧道由两座基本平行的单线隧道组成，间距3030米，各全长米，各全长18.4618.46公公里，里，19991999年贯通。

居亚洲第二位，世界第六位；年贯通。

居亚洲第二位，世界第六位；水下隧道：

打浦路隧道（第一条，水下隧道：

打浦路隧道（第一条，2761m2761m）；）；19691969年建成，年建成，外环沉管隧道，甬江、珠江江底隧道，外环沉管隧道，甬江、珠江江底隧道，在建的崇明大通道隧道；在建的崇明大通道隧道；未来可能的隧道：

琼州海峡隧道、台湾海峡隧道。

未来可能的隧道：

琼州海峡隧道、台湾海峡隧道。

国外情况：

国外情况：

日本发展最快，修建达日本发展最快，修建达2000km2000km。

其中：

圣哥达隧道其中：

圣哥达隧道16.5km16.5km。

水下隧道水下隧道发展较快，港九海底隧道、发展较快，港九海底隧道、青函隧道（青函隧道（53.85km53.85km）,为世界之最；英法为世界之最；英法海峡隧道（海峡隧道（49.6km49.6km），），直布罗陀海峡隧道（拟建，连接欧非大陆）；直布罗陀海峡隧道（拟建，连接欧非大陆）；对马海峡隧道（拟建，连接日本与南朝鲜，对马海峡隧道（拟建，连接日本与南朝鲜，230km230km）瑞士圣哥达大隧道全长16.5公里，是穿越海拔2千多米的阿尔卑斯山、连接瑞士南部和意大利北部的主要公路干道，为世界第二长车辆隧道图片为2001年10月24日因车辆相撞发生大火，死亡14人。

英吉利海峡隧道耗资100亿英镑，接通英国肯特郡的福克斯通和法国的加来，建造工程于1987年12月开始，到1990年12月结束。

1994年5月6日由英国女王伊丽莎白二世和法国总统密特朗正式剪彩通车。

这条双轨隧道长49.94公里，直径7.6米。

在英吉利海峡底开凿隧道的规划是19世纪初拿破轮战争期间首次提出的。

水中漂浮隧道水中漂浮隧道绥芬河绥芬河北京北京乌海乌海临汾临汾洛阳洛阳荣成荣成丹东丹东锡林浩特锡林浩特乌兰浩特乌兰浩特满洲里满洲里珲春珲春青岛青岛连云港连云港宁波宁波厦门厦门汕头汕头河池河池瑞丽瑞丽霍尔果斯霍尔果斯石家庄石家庄太原太原济南济南长春长春哈尔滨哈尔滨郑州郑州上海上海杭州杭州福州福州武汉武汉长沙长沙南昌南昌合肥合肥南京南京广州广州南宁南宁贵阳贵阳昆明昆明成都成都重庆重庆西安西安银川银川乌鲁木齐乌鲁木齐天津天津9纵纵18横横国家高速公路网布局方案国家高速公路网布局方案沈阳沈阳沈阳沈阳海口海口海口海口兰州兰州兰州兰州在山岭在山岭，全国各省，特别是西部地区，将建设众多隧道工程。

，全国各省，特别是西部地区，将建设众多隧道工程。

在沿江在沿江，宁波、广州、上海、南京、武汉、重庆等越江通道工程。

，宁波、广州、上海、南京、武汉、重庆等越江通道工程。

在沿海在沿海，有渤海湾跨海工程、大连湾跨海工程、青，有渤海湾跨海工程、大连湾跨海工程、青-黄海底隧道工程、黄海底隧道工程、上海崇明越江通道、港上海崇明越江通道、港-珠珠-澳跨海工程、琼洲海峡通道工程工程、台湾澳跨海工程、琼洲海峡通道工程工程、台湾海峡连线工程、厦门东通道工程等。

海峡连线工程、厦门东通道工程等。

同三国道主干线同三国道主干线沈阳至海口国家高速沈阳至海口国家高速琼州海峡琼州海峡秦岭隧道实景一秦岭隧道实景二东、西部高速公路隧道工程东、西部高速公路隧道工程矿山法施工的隧道打浦路隧道（盾构法）宁波常洪沉管隧道沉管法施工的隧道沉管法施工的隧道主副厂主副厂房洞房洞主变洞主变洞尾调洞尾调洞母线洞母线洞尾水尾水主洞主洞交通洞交通洞出线洞出线洞白白鹤鹤滩滩水水电电站站装装机机容容量量13050MW，多多年年平平均均发发电电量量564.9亿亿kWh。

是是西西电电东东输输骨骨干干电电源源点点之之一一。

引水发电系统的示意图引水发电系统的示意图水电站及航运地下工程水电站及航运地下工程水电站地下工程包括：

水电站地下工程包括：

引水隧道、泄水隧洞引水隧道、泄水隧洞大跨度、高边墙的地下厂房等地下工程。

大跨度、高边墙的地下厂房等地下工程。

（据统计，我国建国后建成的大小中型水电站引、泄水隧洞约（据统计，我国建国后建成的大小中型水电站引、泄水隧洞约140140座，座，全长全长120km120km；最长的为四川渔子溪一级电站有压发电隧道，长最长的为四川渔子溪一级电站有压发电隧道，长8429m8429m。

天生桥水电站，有压发电隧道三座，内径天生桥水电站，有压发电隧道三座，内径9.0m9.0m，各长各长11.34km11.34km）。

）。

航运地下工程航运地下工程:

世界最大的航运隧道为法国马赛至罗那航运线上的罗佛隧世界最大的航运隧道为法国马赛至罗那航运线上的罗佛隧道，全长道，全长7km7km，断面宽断面宽24.5m,24.5m,高高17.5m.17.5m.天生桥水电站龙滩水电站城市地下工程城市地下工程地铁：

地铁：

法国巴黎高速地铁横贯东西，全长法国巴黎高速地铁横贯东西，全长50km50km余；余；日本东京地铁更有若干层好几条线；日本东京地铁更有若干层好几条线；我国的上海、北京、广州等地铁正如火如荼。

我国的上海、北京、广州等地铁正如火如荼。

地下空间：

地下空间：

日本东京的上层地下工程，作为地下街、商场等；日本东京的上层地下工程，作为地下街、商场等；瑞典、挪威、美国等更把地下工程用于民用住宅、图瑞典、挪威、美国等更把地下工程用于民用住宅、图书馆等。

书馆等。

我国有利用人防工程改造的商场、地下人行街、车库。

我国有利用人防工程改造的商场、地下人行街、车库。

地下工程施工方法例一明挖法施工方法例二盖挖、逆作法最最新新盾盾构构技技术术施施工工方方法法例例三三盾盾构构法法施工方法例四施工方法例四顶管工程顶管工程施工方法例五管棚法二、地下建筑结构的定义、作用和分类

（一）地下建筑结构的定义

（一）地下建筑结构的定义（11）基本定义）基本定义地下建筑是修建在地层地下建筑是修建在地层介质中介质中的建筑物。

的建筑物。

分为两大类：

分为两大类：

岩石（硬土）地下建筑岩石（硬土）地下建筑土层（软土）地下建筑土层（软土）地下建筑水中水中地下建筑，有否？

地下建筑，有否？

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