淺析城市地下空間工程導論
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【摘要】城市地下空間工程是指在城市地面以下土層或巖體中修建各種類型的地下建筑物或結構物的工程,它是一門涉及范圍廣闊的綜合性學科,是實現高效、文明、舒適和安全的現代化城市的重要的土木工程。它包括交通運輸方面的地下鐵道、公路隧道、地下停車場、過街或穿越障礙的各種地下通道等;工業與民用方面各種地下制作車間、電站、各種儲存庫房、人防與市政地下工程,以及文化、體育、娛樂與生活等各方面的聯合建筑體等等。由此可見城市地下空間工程運用的廣泛性。
【關鍵詞】地下空間 綜合性 廣泛性
緒論
隨著世界人口的快速增長,人均用地面積不斷縮小,人們開始重視這個緊迫的問題,再加之社會的不斷進步,人文素養的提高,人們越來越注重環保綜合各方面因素,地下空間是人類的一個發展方向,它既可以幫助人類解決人口過于擁擠而無處容身的問題,也能更好的加強環境改善。21世紀是地下空間發展的世紀隨著城市的快速發展,資源的過度開發,環境污染、能源緊張、交通擁擠和水資源短缺等問題將日益嚴重,因此人們不得不向地下尋求生存空間,以緩解土地資源緊張所帶來的巨大的壓力。因此地下空間發展勢在必行。
一、城市地下空間工程的類型及適用范圍
地下工程是以深入地面以下為開發利用地下空間資源所建造的地下土木工程。在上個世紀,城市地下空間工程所開發利用的方向主要是國防、人防工程建設。而在進入21世紀后,防空防災等結合人防工程建設開發與地下空間開發、兼顧人防要求建設開發協調發展。目前,國內已有的地下空間利用設施有:地下房屋、地下建筑物;地下鐵道、公路隧道、過街地下通道;供給設施、排放設施;地下街、地下車庫、地下步行道網等。國外也發展出了一些地下綜合體,如:地下步行道路系統、地下快速軌道系統,以及地下綜合體和地下交通換乘樞紐的結合等。
按用途及其適用范圍分可分為工業民用(住宅、工業廠房等)、商業娛樂(地下商業城、圖書館等)、交通運輸(隧道、地鐵等)、水利水電(電站輸水隧道、農業給排水隧道等)、市政工程(給排水管路線路、垃圾填埋等)、地下倉庫(食物、石油及核廢料的儲存等)、人防軍事(人防工事、軍事指揮所、地下醫院等)。
按使用功能分類可分為工業建筑、民用建筑、交通建筑、水工建筑等等;按所處地質條件和建造方式可分為巖石中的地下建筑和土層中的地下建筑;按埋置深度可分為淺埋地下建筑和深埋地下建筑。
二、地下工程的主要施工方法列舉
1.明挖法:
明挖法是指先將隧道部位的巖體全部挖除,然后修建洞身、洞門,再進行回填的施工方法。其關鍵工序為:降低地下水位、邊坡支護、土方開挖、結構施工及防水工程等。其中確保安全施工的關鍵技術是邊坡支護。
2.暗挖法:
暗挖法置不挖開地面,采用地下挖洞的方式施工。其主要有礦山法、盾構法、新奧法等。其施工順序可簡要為開挖一側導坑,并及時地將其初次支護閉合。相隔適當距離后開挖另一側導坑,并建造初次支護。開挖上部核心土,建造拱部初次支護,拱腳支承在兩側壁導坑的初次支護上。開挖下臺階,建造底部的初次支護,使初次支護全斷面閉合。拆除導坑臨空部分的初次支護,施作內層襯砌。
3.逆作法:
逆作法施工技術是在基坑開挖前首先沿建筑物地下室外墻施工地下連續墻支護結構,并進行樁基施工、澆筑鋼筋混凝土、安裝與混凝土柱胡樁基對接的鋼柱,然后施工首層樓板,通過首層樓板將地下連續墻、樁基與柱連在一起,作為支承結構??梢詫⒋朔Q為高層建筑物目前最先進的施工技術方法之一。
4.蓋挖法:
蓋挖法是指當地下工程施做時需要穿越公路、建筑等障礙物而采取的新型工程施工方法,是由地面向下開挖至一定深度后,將頂部封閉,其余的下部工程在封閉的頂蓋下進行施工。主體結構可以順作,也可以逆作。蓋挖法適用于松散的地質條件、隧道處于地下水位以上的地區。
5.淺埋暗挖法:
淺埋暗挖法是在距離地表較近的地下進行各種類型地下洞室暗挖施工的一種方法。在城鎮軟弱圍巖地層中,在城鎮淺埋條件下修建地下工程,一改造地質條件為前提,一控制地表沉降為重點,以格柵(或其他鋼結構)和噴錨作為初期支護手段,按照“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測”十八字原則進行施工,稱之為淺埋暗挖法。
三、地下空間工程開展的意義
地下空間資源為承受規模擴展提供了十分豐富的空間資源,而且具有良好的密閉性與穩定的溫度環境,十一掩蔽及對環境溫度有較高要求的工程,如指揮中心、精密儀器貯存室、生產用房等,同時還能節約城市用地、改善城市交通、減輕城市污染。此外,地下空間建筑具有較強的防災減災的優越性,可以有效地防御包括核武器在內的各種武器的殺傷破壞作用,對地震、風、雪等自然災害及爆炸、火災等災害抵御能力較強,如對爆炸、火災的蔓延控制較為容易。
由此可見,地下空間工程建設有利于緩解城市空間發展的矛盾,推動現代城市社會經濟的發展,能夠有效解決交通擁擠等問題,還能夠有效節能,具有不可磨滅的巨大意義。
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