城市地下空间工程专业认识实习报告材料终结版.docx
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城市地下空间工程专业认识实习报告材料终结版
南京市新街口地区地下空间开发利用分析报告
学生姓名：
杜康
学号：
1808110113
所在学院：
交通学院
专业：
城市地下空间规划指导教师：
蒋刚
2013年12月
第一篇地下工程的概念··························3
一、地下工程的定义······························3
第二篇地下工程的类型及用途····················3
一、地下工程的类型及用途························3
二、地下工程的用途······························4
●人类生存和安全而利用的地下工程··············4
●城市现代化发展而利用的地下工程··············5
●科学技术发展而利用的地下工程················9
●大规模国土有效利用的地下工程················9
第三篇地下工程的发展现状······················10
●国外地下空间开发利用现状及趋势·············4
●我国城市地下空间开发利用现状及存在问题·····5
第四篇地下工程的主要施工方法··················11
一、明挖法·····································11
二、暗挖法······································11
三、盖挖法······································13
第五篇所参观工程的情况························14
一、基坑工程····································14
二、南京地铁····································
第六篇实习认识和收获··························
第一篇地下工程的概念
一、地下工程的概念
地下工程，包括隧洞（隧道）、地下空间等建筑物的工程，是指深入地面以下为开发利用地下空间资源所建造的地下土木工程.它包括地下房屋和地下构筑物,地下铁道,公路隧道、水下隧道、地下共同沟和过街地下通道等
地下建筑,顾名思义，就是修筑在地下的建筑物和构筑物，如巷道、管道、隧道、油库及人防工程等等。
地下建筑具有显著的不同于地上建筑的特征:
1.有良好的热稳定性和密闭性；2.具有良好的抗灾和防护性能；3.具有很好的社会效益和环境效益；4.地下工程施工困难，工期一般较长，一次性投资较高；5.使用时须充分考虑人的心理状况；对通风干燥要求较高。
第二篇地下工程的类型及用途
一、地下工程的类型及用途
地下工程类型及用途
类型
用途
按
用
途
分
类
工业民用
住宅、工业厂房等；
商业娱乐
地下商业城、图书馆等；
交通运输
隧道、地铁、地下停车场等；
水利水电
电站输水隧道、农业给排水隧道等；
市政工程
给水、污水、管路、线路、垃圾填埋等；
地下仓储
食物、石油及核废料存储等；
人防军事
人防工事、军事指挥所、地下医院等；
采矿巷道
矿山运输巷道和开采巷道等；
按
使
用
功
能
分
类
工业建筑
包括地下仓库，地下油库，地下粮库，地下冷库，各种地下工厂及火电站、核电站的地下厂房等
民用建筑
各种人防工程，一些平战结合的地下公共建筑，如地下商业街，地下车库，地下影剧院，地下餐厅，地下物资储存仓库及地下住宅等
交通建筑
铁路和道路隧道，城市地下铁道，运河隧道，水底隧道等
水工建筑
水电站地下厂房和附属洞室，以及引水，尾水等水隧洞，电缆洞和调压井等
矿山建筑
各种矿井，水平巷道和作业坑道等
军用建筑
各种永备的野战工事，屯兵和作战坑道，指挥所，通讯枢纽部，人员或装备掩蔽所，飞机和舰艇洞库，军用油库，导弹发射井，以及军火弹药和各种军用物资仓库等
公用和服务性建筑
给排水管道，热力和电力管道，输油和煤气管道，通讯电缆，以及一些综合性的市政隧道等
按所处的地质条件和建造方式分类
岩石中的地下建筑
在岩石中修建的地下建筑，利用石灰岩地区已有的天然溶洞，及经过加固和改造后的废旧矿坑而形成的地下建筑
土层中的地下建筑
采用明挖法施工的浅埋通道和地下是，以及在深土层中采用暗挖法施工的深埋通道和地下建筑
按埋置深
度分类
深埋地下建筑
浅买地下建筑
二、地下工程的用途
（一）人类生存和安全而利用的地下工程
1、安全设施
生活设施主要指人们用以生活的住宅、储藏室、车库及掩护体等地下设施。
近年来由于城市的发展，人口激增，造成住宅用地不足：
生活水平的提高，人们对居住条件的要求也提高了。
因此地下住宅的利用也引起了广泛的重视。
地下住宅利用发展的背景主要有以下几点：
①土地利用条件城市人口激增、住房紧张更高的要求空地减少、地价猛涨，要求对有限的土地加以高度利用。
地下住宅就成为人们高速和扩展居住条件的途径。
②对住宅“质”的要求随着生活水平的提高，对居住空间的要求和功能提出了更高的要求。
不仅要求具有最低限度的居住条件，而且要求有丰富的功能，舒适和富余的空间。
③地下空间利用的特性地下空间隔热、隔声、遮蔽等特性，对节能和生活的多样化提供了条件。
2、地下贮藏设施
⑴能源贮藏
利用地下空间进行出仓的能源有：
石油、液化天然气、压缩空气、超导能等，作为地下贮藏设施主要有：
埋入地下的金属储槽、废弃轨道、天然的地下空洞、用开挖方法修建的地下空洞等。
目前以采用开挖修建地下空洞形成的贮藏空间的方法为主，其中如竖坑的地下贮槽、横洞的地下式贮槽等。
地下式贮槽结构可采用钢、混凝土、合成树脂等做衬砌，有时也利用地下水防止贮藏物的泄漏形成水封式贮槽。
⑵用水贮藏设施
由于生产和生活的需要，用水量逐年增加，除对河川进行开发利用之外，用水贮藏也成为一个重要的研究课题，这里面包括贮藏农业用水的地下贮水坝以及饮用水的地下贮槽等。
①地下贮水坝为了保证稳定的水资源，在降雨量比较多，季节变动显著，地质渗透性大的地区可以采用地下贮水坝的形式贮藏用水；
地下贮水坝的形态有平地贮水坝和盆地贮水坝两类。
②饮用水贮藏主要是在干燥和半干燥、季节型缺水地区建造地下饮用水库，挪威等曾在岩体中建造饮用水贮藏设施，利用集水竖井、钢管井等取水和刚睡。
从实例中看，在经济上较地面型优越。
⑶放射性废弃物处理设施
放射性废弃物视放射性水平的高低，在处理方法上各有不同。
一般说原子能发电站使用完后的核燃料都含有残余的铀（U）和新产生的（Pu），可以用化学方法将其提炼出来后再度作为核燃料使用，这类工程称再处理工程。
再处理后的废弃物不能再加以使用，而要加以处理使其对人体不产生不良影响。
这种经过再处理的废弃物比从发电站生产的废弃物放射性高，且长时间不衰减，属于高放射性废弃物。
这种废弃物的处理设施大体有地上式、古墓式、金字塔式和地下式四种，其中以地下式最好，不仅维修管理容易，社会上易于接受，而且结构坚固，造价适宜。
⑷粮食贮藏设施
我国在5000年前就开始地下贮藏粮食。
主要是利用地下恒温性这一特点。
目前除粮食外，水果和蔬菜等也可以进行地下贮藏。
地下贮藏的成本低，可保护环境，节约能源等，具有较多的优点。
尤其是地下冷冻，由于能耗低，近几年发展极为迅速。
（二）城市现代化发展而利用的地下工程
1、地下商业街
“地下街”一词最早出现在日本。
地下街是城市的一种地下通道。
不论是联系各个建筑物的，还是独立修建的，均可称为地下街，其形式可以是独立体或附属于某些建筑物。
地下街在我国的城市建设中起着多方面的积极作用，其具体表现为：
①改善城市交通，减少地面人员的交叉流动，实现人车分流；
②地下街与商业开发相结合，解决地面购物及服务设施等不足的问题，繁荣城市经济；
③改善城市环境，建立交通枢纽及各个建筑物之间的联络通道，满足战备要求。
日本是修建地下街最发达的国家，目前已在20多个城市修建了各种规模的地下街150多处，约120多万平方米。
日本地下街在多年的发展中形成了自己的特点，即功能明确、布置简单、使用方便、重视安全等。
在规模上，地下街不追求过大，目前单个地下街面积最大的不超过8万m²，一些新建的地下街面积多在3万~4万m²。
我国地下街今年也有了较大的发展，目前全国大中城市大多开发了商业性质的地下街，并兼做步行街。
从目前的利用形态来看，地下街的基本类型有三种：
①广场型广场型地下街多修建在火车站的站前广场或附近广场的下面，与交通枢纽连通，其特点是规模大、客流量大、停车面积大等。
②街道型街道型地下街一般修建在城市中心区较宽广的主干道之下，出入口多与地面街道和地面商场相连，也兼做地下人行道或过街人行道。
③复合型复合型地下街即为上述两种类型的综合，具有两者的特点，一些大型的地下街多属于此类。
从表面上看，地下街中繁华的商业区还似乎给人以商业为主要功能的印象，其实地下街应是一个综合体，在不同的城市以及不同的位置，其主要功能并不一样。
因此，在规划地下街时，应明确其主要功能，以便合理地确定各组成部分的相应比例。
地下街修建应遵循的一般原则是：
①应以公用通道或停车场为中心来修建，为了提高其社会经济效益，应附有必要的店铺等，但主要作用在于交通，商业街店铺面积一般小于通道面积；
②地下街是一个闭锁空间，一旦发生火灾，人不能像在地面那样，很快辨别出自己的位置而迅速避难，所以应考虑利用者在紧急情况下的避难和逃生等问题，地下街内应有显著的诱导标志；
③地下街应与地面道路或站前广场等相互配合，形成一体，充分发挥其功能。
也就是说要把地下街作为城市规划的一个环节来进行规划和修建；
④为防止火灾扩大，原则上禁止地下街与其他建筑物的地下室相连接，如必须连接时，应有必要的识别、排烟及联络通道等设施；
⑤从防火观点出发，地下街与一般建筑相比，要求较高，每200㎡内要设防火壁等。
2、地下停车场
在城市用地日趋紧张的情况下，将停车场放在地面以下，是解决城市中心地区停车的主要途径之一。
地下停车场的类型按使用性质、设置场所和与地面连接等，有各种不同的分类。
（1）按使用性质分类
①公共停车场克服城市路边违章停车、改善城市静态交通环境而设置的供车辆停放的公共使用场所；
②专用停车库以停放载重车为主，包括其他特殊用途的车辆，如消防车、救护车等。
（2）按设置场所分类
①道路地下停车场占用公路的地下部分而设置的地下停车场，多为细长形；
②公园式地下停车场占用公园地下空间而设置的地下停车场，能利用较大的地下空间，平面规划容易，而且可以采用一层或多层
③广场型地下停车场利用城市广场的地下空间建造的停车场，从广场的立体利用看，与地下商业街、地下铁道、地下通道等一起规划的比较常见
④建筑物地下停车场修建在建筑物地下的停车场。
（3）按与地面的连接分类
地下停车场大多数是用升降道与地面连接。
按升降道的形式，又可分为自行式和机械式两类。
3、地下铁路
凡以电能为动力，采用轮轨运行方式的交通系统，旅行速度大于30km/h，单向客运能力超过1万人次/h，这样的交通系统即为城市快速轨道交通系统。
线路通常设在地下隧道内，也有的在城市中心以外的地区从地下转到地面或高架上。
它主要由地面铁路、高架铁路和地下铁路组成。
地下铁路的优点：
速度快，运送能力大，安全，交通组织简单。
缺点：
施工困难，工期长，造价高。
（1）地下铁路建设的前提条件分析
真正制约地下铁路建设的因素是经济性问题。
城市地下铁路建设必须考虑以下三点：
①城市人口。
按资料统计分析，城市人口100万，应作为城市地铁建设的宏观前提。
②城市交通流量。
按城市人口多少只能是一种宏观前提，只能是在采取增加车辆或拓宽道路等措施后仍无法满足客流量的增长时，才有必要考虑建设地铁。
③城市地面、上部空间进行地铁建设的可能性。
我国的地面、上部空间并未充分开发，地面存在很大的改造调整余地。
（2）地下铁路路网的基本类型及其布置原则
①地下铁路路网的基本类型
a）单线式。
仅在客运最繁忙的地段重点地修一、二条线路。
b）单环式。
在客流量集中的道路下面设置地铁线路，并闭合成环，便于车辆运行，减少折返设备，例如南京奥体中心站。
c）多线式。
城市具有几条方向各异或客流量大的街道，可设置多线式线路网，这几条线路往往在市中心区交汇，这样，便于乘客自一条线路换乘另一条线路，也有利于线路的延长扩建。
d）蛛网式。
该路网由多条辐射状线路与环形线路组合，其运送能力很大，可减少旅客的换乘次数，又能避免客流集中堵塞，减轻像多线式存在的市中区换乘的负担。
e）棋盘式。
地铁线路沿城市棋盘式的道路系统建设而成，线路网密度大，客流量分散，但乘客换乘次数增多，增加了车站设备的复杂性。
②地下铁路网布置的基本原则
a）基本走向要满足城市交通的需要。
路网应贯穿城市中心和城市人口集中区域及城市的重大枢纽。
b）要充分利用城市现有道路网。
c）必须考虑城市的发展远景。
d）应考虑技术水平和施工能力
（3）地铁区间隧道及车站
地铁是地下空间的一种综合体，其组成包括区间隧道、地铁车站和区间设备等设施。
地铁所用设备涉及各种不同的技术领域。
①地铁区间隧道地铁区间隧道式连接相邻车站之间的建筑物，它在地铁线路的长度与工程量方面均占有较大比重。
区间隧道衬砌结构内应具有足够空间，以满足车辆通行和铺设轨道、供电线路、通信和信号、电缆和消防、排水及照明等装置的要求。
②站台形式地铁车站设施要具有集中而有效的处理高峰期旅客的功能。
这些设施包括客流的乘降站台、升降口、出入口、售检票处、中央大厅、环境控制、管理、防灾等基本设施，各种设施的配置都要考虑有效的利用地下空间和提高旅客流动的效率。
站台是地铁车站的最主要部分，是分散上下车人流、供乘客乘降的场地。
世界各地车站站台的断面形式各异，但站台形式按其与正线之间的位置关系可分为：
岛式站台，侧式站台和岛侧混合式站台。
（4）防灾设施
防灾设施包括防止灾害发生、灾害救援和阻止灾害扩大等设施。
对地铁的车站、隧道、变电站等设备均要考虑防灾、灭火等设施。
从预防火灾和减少损失的角度来讲，建筑和设备的不燃化、良好的通风设计、旅客的诱导标志和避难设施是很重要的。
防灾中心可以迅速的进行火灾的早期发现、早期通报、综合指挥以及诱导避难等。
（5）通风空调设施
通风、空调的任务就是采用人工的方法，创造和维持满足一定要求的空气环境。
当列车阻塞在区间隧道内时，能维持车厢内段时间能接受的环境条件；当地铁发生火灾事故时，能提供有效的排烟手段给乘客和消防人员输送足够的新鲜空气，形成一定的风速，引导乘客迅速撤离现场。
地铁通风空调系统一般分为开式系统、闭式系统和屏蔽门式系统。
根据使用场所不同，标准不同，又可分为车站通风空调系统、区间隧道通风系统和车站设备管理用房通风空调系统。
4、市政管道
设置通信电缆、电气设备、瓦斯设备、上下水道等两种以上的地下埋设物的隧道称之为市政地下管道，这些埋设物一般都设在道路路面之下的隧道中。
（1）市政管线工程的分类
市政管线工程一般应包括供水、能源供应、通讯和废弃物的排除等四大系统。
市政管线工程按性能与用途、敷设方式、管线覆土深度和输送方式的不同分为若干类型。
一般以管线覆土深度超过1．5m作为划分深埋和浅埋的分界线。
各种输送管道，按承压情况可分为：
压力管道，重力流管道。
（2）市政管线工程的布置方式与布置原则
设计地下工程管网，要综合考虑到远景规划期的发展。
工程管网的线路要取直，并尽可能平行建筑红线安排。
城市工程管网基本上是沿着街道和道路布置，为此，在道路的横断面中必须考虑有敷设地下管网的地方。
一些常规做法是：
建筑线与红线之间的地带，用于敷设电缆；人行道用于敷设热力管网或通行式综合管道；分车带用于敷设自来水、污水、煤气管及照明电缆；街道宽度超过60m时，自来水和污水管道都应设在街道内两侧；在小区范围内，地下工程管网多数应走专门的地方。
此外，地下管网的布置，还应符合相应的的建筑规范要求。
5、能源供给设施
城市能源供给设施主要指电力、瓦斯、石油设施以及冷暖供应基地。
城市电力供应设施主要包括两方面：
一是送电和配电线路的地下化，二是地下变电站的大量涌现。
前者是为了协调城市环境，确保安全、稳定地送电；而后者是由于城市电力需要的大幅度增大，城市用电困难，而不得不求助于地下。
瓦斯供给设施与上下水道一样，也是利用地下空间最多的设施之一。
瓦斯供给的管道通常有高压和低压管之分，后者一般用于向家庭工供给瓦斯。
采用地区暖房的主要目的是为了减少对大气污染，目前国外修建的冷暖房，几乎都是利用石油以及城市瓦斯为燃料，今后将向利用废热或复合能源的冷暖房发展。
前者是利用工厂或垃圾燃烧厂等的废热为主要热源的系统，后者则是利用高效瓦斯、燃料电池等。
6、上下水道设施
上水道设施包括水源设施、取水设施、净化设施和供水设施等。
下水道设施包括汇集和排放由于生活和城市活动产生的污水的管路设施，汇集雨水并排放到河海中的泵处理设施及污水处理设施等。
（三）科学技术发展而利用的地下工程
1、地下水利发电站
近几十年采用地下空间的水力发电站发展很快，地下水力发电站多设在山区坚硬岩石层中，其特点是：
不受地形的制约可自由选择位置，能充分利用落差；不担心雪害和冰害以及落石的危害，在寒冷气候条件下，也能正常运转；构造物不露出地面，对自然环境损害小；与气候气温无关，可全年进行施工和生产。
缺点是在地下修建大空洞，地质条件对建设费用影响很大。
2、地下生产工厂
地下生产工厂的建筑结构设计及施工和通常的地下工程一样，一般是根据使用目的和规模来进行规划和设计。
充分利用地下空间的特性建立地下工厂，是近年来地下工程的一个发展方向。
例如，大规模矿山中将机械修理车间设在地下，可大大节省地面搬运的时间。
随着坑道的延长、深度的增加，其经济效益更显著。
在美国，利用地下埋深在3~5m的恒温和恒湿物理特性栽培苗木，所需光线由灯光供给，因温度管理成本低，故成绩斐然。
在城市中通常采用明挖法修建，山区采用暗挖法修建较多。
3、原子能发电站
长时期以来，人类使用的能源主要依靠石油，由于石油是一种有限的天然能源，因此，这是一种极其脆弱的能源供给结构。
为了确保能源供给，不得不寻求新的能源，原子能发电就是很有希望的一种能源。
地下式原子能发电站的优点是：
选址条件的范围大，不需要宽阔的平坦地，海岸或山区均可修建；修建在地下，对自然景观影响小；地下空洞围岩对放射性具有良好的屏蔽效果；抗震性好；防御外部下落物有利。
不利之处是：
为了开挖大型空洞，需要坚实岩体，建设费用高，工期长，扩建、改建困难。
4、废弃物地下处理设施
废弃物处理设施包括废弃物的排除、收集、运输、处理、处置等一系列作业设施。
废弃物地下输送设施与车辆运输系统完全不同，它是利用气流将排出场所的废弃物通过地下埋设的管路，输送到处理场。
这种方式之所以得以发展和应用，是由于废弃物的大量增加和多样化，生活空间高度密集，道路交通事故多，用地困难，采用车辆收集运送效率低，且要消耗大量人力、材料、费用。
利用废弃物地下管道输送设施，主要方式是以水和空气为媒介，矿石和砂土的输送多采用水，废弃物的输送主要采用后者。
（四）大规模国土有效利用的地下工程
1、公路交通设施
（1）地下公路的形式
①地下越江（海）公路。
②地下立交公路。
当公路与铁路相交时，或两条公路交叉又都需具较快速度、大容量交通特定点时，需要考虑利用地下立交公路来解决。
地下立交公路一般距离短，在我国较为常见。
③地下快速公路。
④半地下公路。
该种公路有两种结构形式，即堑壕构造和U形构造。
（2）地下公路的线路与断面特点
地下公路与普通道路一样，根据公路规范设计。
地下公路隧道的纵坡通常应不小于0.3%，并不大于3%。
地下公路隧道净空，是指隧道衬砌内廓线所包围的空间，它包括公路的建筑限界、通风及其他需要的断面积。
建筑限界是指隧道衬砌等任何建筑物不得侵入的一种限界。
地下公路的建筑限界包括车道、路肩、路缘带、人行道等的宽度以及车道，人行道的净高。
公路隧道的横断面净空，除了包括建筑限界之外，还包括通过管道、照明、防灾、监控、运行管理等附属设备所需的空间，以及富裕量和施工允许误差等。
公路隧道净空断面的形状，即为衬砌的内轮廓形状，其形状的确定，应使衬砌受力合理、围岩稳定。
在浅埋和深埋公路隧道中，多采用矩形或近椭圆形断面。
三、地下工程的发展现状
在当今工业经济与知识经济并存的时代，经济的竞争归根结底就是科技创新能力的竞争。
二十一世纪是地下空间的发展世纪，特别是随着城市的快速发展，资源的过渡开发，必然会带来环境污染、能源紧张、交通拥挤和水资源短缺等严重问题，因此人们不得不向地下要生存空间，以缓解土地资源紧张而带来的压力。
·国外地下空间开发利用现状及趋势'{9[+w1D"\
7^+f5a2R#W8q·国外地下空间的开发利用主要基于以下几个方面的因素：
&X4Q \;V%E ⑴经济方面：
高密度市中心区地价的高涨使地下空间开发有利可图（投资上的赢利性）；雄厚的物质基础，经济实力使地下空间的建设成为可行（投资上的可行性）。
2x2a3M3|7|6P&L;V4l ⑵地理因素：
北欧、北美气候寒冷，广泛的城市地下空间开发形成一个四季温暖的地下世界，人口的无限制增长需要不断地拓展新的生活空间，同时在质量上寻求高密度环境下的秩序性和高效率的交通联系。
⑶社会和城市方面：
节能抗灾的考虑；保护历史性风貌和复苏城市中心活力之间折衷的产物；城市中心凝聚性和吸引力客观上产生建筑和人口的高密度和立体化交通的需要；同时，进入信息化社会，人和人之间的联系更为广泛和密切，需要更多功能化和集约高效的综合空间。
此外，大型城市地下空间的建设对有效地使用土地，节省市政，公用设施的投资，提高城市的交通效率，减少城市经营管理费，保护和改善城市景观都具有综合效益。
·现状介绍
+_8e（E%S,x7Y/P 国外城市地下空间的开发利用成就较高的是日本、美国、欧洲等发达国家。
u（J3~&Z&Z2Q/y#}:
J5n0O-c F3x+x'k&Z7c 美国城市由于高层建筑过分集中，城市空间环境恶化，在高层建筑最密集的地区，如纽约的曼哈顿区，费城的市场东街，芝加哥的中心区等，通常开发建筑物之间的地下空间与高层建筑物地下室连成一片，形成大面积的城市地下综合空间，成为整个综合性建筑群的组成部分，设置停车场、商场、地下通道、游乐设施，特别是下沉袖珍广场、庭园、洛克菲勒中心是这类地下空间的代表。
·1H#q#}!
Z&k+z;c国外地下空间发展趋势
从国外地下空间现状分析，其发展有以下一些趋势：
①从大型建筑物向地下自然延伸的简单利用（消极空间）发展为相对独立的实体（积极空间）。
②因地铁建设地下空间的内容和范围大大拓宽，从布置上分散，功能单一的孤立的地下建筑物发展成功能复杂的大型综合空间，并因经济上的赢利性调动社会在地下空间综合开发的积极投资。
③在旧城再开发中发挥重要作用。
④区域向促进地面实行步行街，使之在竖向上进行功能分区成为可能，消除传统城市分区格局中功单元之间联系不便的弊病，便分隔和联系得以统一。
⑤空间环境质量，防灾措施以及运营管理提高到一个新的水平，逐渐克服、缓
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