地下工程地下工程的利用形態(tài)1人類生存，確保安全的2發(fā)展人類文明利用地下資源的3 隨近代城市的發(fā)展而應用的4 大規(guī)模國土的有效利用六大設施：生活設施、城市設施、生產(chǎn)設施、儲藏設施、輸送設施、防災設施地下工程的特性和利用構造特性： 空間性、密閉性、隔離性、耐壓性、耐寒性、抗震性；物理特性： 隔熱性、恒溫性、恒濕性、透光性、難透性、隔音性；化學特性：反應性。地下工程的優(yōu)點1 被限定的視覺的影響2 地表面的開放空間3 有效的土地利用4 有效的往來和運輸方式5 環(huán)境與利益6 能源利用的節(jié)省和氣候的控制7 地中的季節(jié)濕度的差異8 自然災害的保護9 市民防衛(wèi)10 安全11 噪聲和震動的隔離12 維修管理地下空間的缺點（1）獲得眺望和自然采光的機會有限（2）進入和往來的限制（3）能源上的限制地下停車場地下停車場分類：1建筑形式 單建式和附建式地下停車場 2使用性質(zhì) 公共停車場和專用停車場 3運輸方式 坡道式和機械式地下停車場4地質(zhì)條件 土層和巖層中的地下停車場5設置場所 道路地下式停車場 公園式地下停車場 廣場地下式停車場 建筑物地下式停車場*地下停車場設計的幾個原則：與上位計劃相配合 計算停車需要量；構造基準 坡道小汽車為1824，普通載重車為2228地下停車場的組成 地下停車場主要由停車間、通道、坡道或機械提升間、出人口、調(diào)車場地等組成 標志 其設置是為了更有效的確保安全交通而設定的。一般分為：引導標志、誘導標志、其他標志地下街的定義：在各建筑之間（或獨立）修建的，兩側設有商店 、事務所、交通及其其它設施的地下人行通道，稱之為地下街。地下街的類型 廣場型 街道型 復合型建設地下街的基本原則：1、地下街的店鋪面積人行通道面積2、地下街內(nèi)必須設置簡單明顯的誘導標志，以滿足緊急狀態(tài)時使用者避難，疏散的需要3、地下街是城市規(guī)劃的一部分，所以它與地面道路，站前廣場等應相配合，形成一體，以充分發(fā)揮地下街的功能4、地下街原則上禁止與地面建筑物的地下室相連，必須相連時設識別標志，設排煙通風設備5、地下街要求在于平方米內(nèi)設置隔火墻*地下街的規(guī)劃設計要點（各項設施構成的基本要求）：周圍地區(qū)的土地利用情況；周圍地區(qū)的交通情況；周圍地區(qū)的商業(yè)情況；現(xiàn)場的狀況規(guī)劃設計要點（設計中的注意事項）地下公共人行道 形狀直線 標志簡單、易懂、明顯、數(shù)量 公共地下人行橫道的寬度確定寬度 W= P/1600+ F W地下公共人行通道的有效寬度 （m） P根據(jù)預測，預計20年后最大的一小時步行者人數(shù) （人數(shù)/小時） F余裕寬度，兩旁設有店鋪時，F(xiàn)取2m，沒有店鋪時，F(xiàn)取1m。端部每m應設地下廣場臺階 臺階寬度1.5m地下廣場 有通風，排煙設施 標志隧道影響隧道位置選擇的五個因素： 工程和水文地質(zhì)條件、地形地貌條件、工程難易程度、投資和工期、施工技術和運營條件等。越嶺隧道平面位置選擇：是指隧道埡口位置的選擇，著重考慮埡口地質(zhì)條件和隧道長度，埡口兩側展線的難易程度、線形和工程量的大小。越嶺隧道立面位置選擇：是指的是隧道越嶺標高的選擇。考慮運營條件、通過能力的提高，宜采用低位置方案，但必須進行地形、地質(zhì)、施工、運營、經(jīng)濟技術等多種因素綜合比較來確定最優(yōu)立面位置。隧道洞口位置的選擇一般原則和要求： （1）應根據(jù)地質(zhì)條件考慮“早進晚出”的原則，盡量避免大挖大刷破壞地層穩(wěn)定狀態(tài)。（2）洞口位置山體地質(zhì)穩(wěn)定、利于排水的地方。（3）洞口不宜設在排水困難的溝谷低洼處，一般宜 將洞口設在溝谷地質(zhì)條件較好的一側山嘴處。（4）當洞口處為懸崖陡壁時，一般不宜擾動原坡面，避免落石或坍方的可能。一般采用貼壁進洞方式或接長明洞的方式。（5）洞口位置宜與地形等高線大體上正交，若為斜交時，應盡可能大斜交角度。（6）洞口位置的選擇應減少對環(huán)境的影響考慮提前進洞。（7）當位于有可能被淹沒的河灘，洞口的路肩設計標高應高于設計洪以上0.5m。（8）洞口部分埋深較小，應考慮附近的地上構筑物、地下埋設物對隧道的影響。（9）洞口的位置應預先考慮運營后，通風設備排出的廢氣和噪聲對周圍環(huán)境的影響程度和解決辦法。（10）洞口應考慮設置防雪、防風和防路工程以及凍害工程的必要性。 隧道位于曲線上的缺點以及隧道坡度折減的原因及要求：隧道凈空：指隧道襯砌內(nèi)輪廓線所包圍的空間，包括建筑限界、通風及附屬設備所需的斷面積，以及富裕量和施工允許誤差量等。建筑限界：指任何建筑物不得侵入的一種限界。道路隧道的建筑限界是由車道、路肩、路緣帶、人行道等的寬度，以及車道、人行道的凈高組成的。行車限界：指為了保證道路隧道中行車安全，在一定寬度、高度的空間范圍內(nèi)任何物件不得侵入的限界（建筑限界去除人行部分） 。直線隧道凈空加寬計算考試要求：加寬的原因（三個） 公式及字母含義和單位（要求的上限） 加寬范圍： 直線段 緩和曲線段 曲線段 能看懂圖直線隧道的凈空及曲線隧道的加寬：（1）直線隧道的凈空：凈空：指隧道內(nèi)輪廓（軌面以上）所包括的空間；高 6.65m(電氣) 6.15m(非電化)寬：4.9m實際根據(jù)其使用條件決定：機車車輛外型尺寸車輛限界設備接近限界建筑限界凈空（受力合理的因素）（2）曲線隧道的凈空加寬： a)由于外軌超高引起的加寬： 因為ABCCDF，則ED就是加寬值。 AC/BC=OD/ED ED=（BCxOD）/AC，令BC=E ， OD=H， AC=G，代入得：ED=d內(nèi)超=ExH/G(cm)式中 H傾斜時控制點至軌面的高度（cm）； G鋼軌中心距（近似值1435mm）； E曲線外軌超高值，E=0.7v2/R(cm)； v行車速度； R曲線半徑（m）。 b) 由于車輛通過曲線作剛體平移運動時引起的加寬：d內(nèi)曲 l2/8R d外曲(L2l2)8R式中：R曲線半徑； L車輛剛距 d內(nèi)曲4050/R d外曲4400/R曲線隧道總凈空加寬值：d內(nèi)d內(nèi)超d內(nèi)曲 d外d外曲 d總d內(nèi)d外 內(nèi)外加寬值不同 加寬后的隧道中線與線路中線就不會重合，會發(fā)生偏離 d偏0.5x(d內(nèi)d外)c) 曲線加寬的范圍：i.所有圓曲線加1/2緩和曲線和向直線方延長的13m 緩和曲線加寬值為d內(nèi)，d外ii.剩余的緩和曲線加直線部分的22m加寬值為 1/2d外,1/2d內(nèi)支護結構基本作用1.與圍巖組成較安全的隧道結構體系，承受各種荷載2.保持隧道斷面的使用凈空3.防止圍巖質(zhì)量惡化，提供光滑表面。對支護結構的基本要求 1.必須能與圍巖大面積地牢固接觸，保證支護結構與圍巖作為一個整體進行工作2.要允許隧道結構體系能產(chǎn)生有限制的變形，充分發(fā)揮圍巖的承載能力減少支護結構的作用的，使兩者更加協(xié)調(diào)工作3.要能分期施工，并使早期支護和后期支護相互配合，“主動”控制圍巖的變形。支護類型 木支撐 鋼支撐 錨桿和金屬網(wǎng)支護 噴射混凝土和混凝土支護洞門的作用減少洞口土石方開挖量邊坡穩(wěn)定邊坡引離地面流水裝飾洞口洞門的形式（類型）洞口環(huán)框端墻式洞門翼墻式洞門其它型式：柱式洞門 臺階式洞門斜洞門 交通隧道內(nèi)的附屬建筑物避車洞 小避車洞 不分道床種類,毎隔60m；寬2m凹入邊墻1m，中心高2.2m。大避車洞 碎石道床毎隔300m，整體道床毎隔420m；寬4m凹入邊墻2.5中心高2.8m。隧道長度在300m以下，可不設大避車洞;300400m內(nèi)，在中央設一處大避車洞。緊急停車帶 是為故障車輛離開干道進行避讓，以免發(fā)生交通事故，引起混亂，影響通行能力而專供緊急停車使用的停車位置。緊急停車帶間隔一般取500800m 。汽車專用隧道取500m，隧道長度600m時在中間設置一處；混合隧道取800m，隧道長度900m時在中間設置一處.緊急停車帶有效長度：全掛車進入所需20m(最低15m）+兩端延長（各5m）+預留緊急停車寬度：3.0m .路網(wǎng)規(guī)劃時應該考慮的問題路網(wǎng)中線路的主要走向要貫通城市的中心區(qū)（城市的主干道下） 要考慮城市的發(fā)展遠景 方便旅客使用在有條件的情況下，地鐵應盡量與地面鐵路相聯(lián) 考慮現(xiàn)實的可能性：技術要求、實際施工、設計能力、經(jīng)濟條件、自然條件 地鐵車站的類型1、按車站設置位置分類：中心站、郊區(qū)站2、按運營功能分類：中間站：供旅客上下車;換乘站：兩條線路的交匯點，供上下車、供換線;區(qū)間站：有折返設備的中間站，供列車折返;終點站：一條線路的兩端（特殊的區(qū)間站）3、按埋深分類：淺埋車站深埋車站；4、按車站規(guī)模分類：一、二、三級站5按車站與地面關系分類：地下車站地面車站、高架車站；地鐵站臺的類型：島式站臺；側式站臺；混合式站臺站臺處理的因素（三個）站臺有效長度：根據(jù)列車編組長度決定 L = nl + cL站臺有效長度 n 列車遠期編組數(shù)（車廂數(shù)目）l 每節(jié)車廂的長度 c 富佘量（北京=2m，廣州、香港 =1m，上海=0.3m）站臺寬度的計算：、確定寬度的因素： a).預測高峰時的客流量； b).列車運行時的時間間隔； c).站臺形式； d).車站橫截面的形狀； e).車站站臺層的用房、樓梯、自動扶梯的布置；、平面形式：b側站臺寬； c柱子直徑；d樓梯寬度；、計算公式： a).經(jīng)驗公式計算 b=(MW)L+0.48式中：M每列車單向在車站上下人數(shù)（高峰小時）W人流密度.（取0.44m2 人） L 站臺有效長度。0.48安全帶，直線至 站臺邊巖體、圍巖圍巖的定義:指地殼中受開挖隧道影響的那一部分巖體。巖體的定義:由結構面結構體組合而成的具有結構特征的地質(zhì)體。圍巖的三大特性：自然特性、圍巖的工程特性和圍巖特性數(shù)據(jù)的可靠性。圍巖的工程性質(zhì)：物理性質(zhì) 水理性質(zhì) 力學性質(zhì) 巖體的力學性質(zhì)：巖體的變形特性 抗拉變形抗壓變形剪切變形 流變圍巖的初始應力場 定義在開挖隧道前巖體中就已經(jīng)存在著一定的地應力場。組成自重應力場：指上覆巖體自重所產(chǎn)生的應力場構造應力場：地殼各處發(fā)生的一切構造變形與破裂都是地應力作用的結果。影響圍巖穩(wěn)定性的主要因素 1.地質(zhì)因素：巖體結構類型 結構面性質(zhì)和空間的組合 巖石的力學性質(zhì) 圍巖的初始應力場 地下水狀況2.工程活動所造成的人為因素 坑道的尺寸和形狀 施工中所采用的開挖方法圍巖分級的因素指標單一的巖性指標;綜合巖性指標支護結構計算方法：結構力學法、巖體力學法、信息反饋法及經(jīng)驗法。計算模式： 結構力學法：1主動荷載模型 2主動荷載加圍巖彈性約束的模型；3實際荷載模型。 巖體力學法：整體復合模型具體方法：結構力學法：1假定抗力圖形法 2彈性地基梁法 3彈性支承法（連桿法） 巖體力學法：數(shù)值法、剪切滑移破壞法和特征曲線法信息反饋方法及經(jīng)驗方法：理論反饋法 直接反饋法（正算法） 間接反饋法（逆算法） 經(jīng)驗反饋法 收斂：當隧道開挖以后無支護時，圍巖必然向洞室內(nèi)擠入而產(chǎn)生擠向隧道內(nèi)的變形，這種變形稱為收斂。約束：施加支護以后，由于支護的支頂而約束了圍巖的變形,稱之為約束。二次襯砌穩(wěn)定性標志及控制 二次襯砌基本穩(wěn)定的標志是外荷載基本不再增加，位移不再變化，可用周邊接觸應力和位移值兩項指標控制。地下工程施工基礎技術：地基處理技術、錨固技術、支擋技術、襯砌技術、爆破技術、量測技術。地下工程的施工方法明挖 1基坑開挖 2蓋挖法：逆筑法 順筑法 3沉管法暗挖 鉆爆發(fā)（礦山法）：一般礦山法 淺埋礦山法; 非鉆爆法：盾構法掘進機法（盾構掘進機法） 頂進法 主要施工的施工工序明挖法 順筑法 施工工序：底板 側壁（中柱或中壁）頂板;逆筑法 施工工序：頂板 底板 側壁（中柱或中壁） 礦山法施工工序：鉆孔裝藥放炮散煙（通風）清撬 出渣支護襯砌 盾構施工工序：盾構機的出發(fā)與到達 土體開挖與推進 襯砌拼裝與防水 新奧法施工基本原則：“少擾動，早支護，勤量測，緊封閉” 新奧法施工基本要點：(1)挖采用少擾動的控制爆破和較少的開挖步驟；開挖盡量利用圍巖的自承能力，發(fā)揮圍巖自身支護作用；及時施作柔性支護（鋼拱架、噴射砼和錨桿）；在軟弱破碎圍巖地段，使斷面及早閉合；二次襯砌原則上是在圍巖和初期支護變形基本穩(wěn)定的條件下修筑；盡量使隧道斷面周邊輪廓圓順，避免棱角突變處應力集中;施工中進行動態(tài)觀測，合理安排施工程序，修正設計和施工。盾構法施工的優(yōu)、缺點：優(yōu)點：地面作業(yè)很少（除豎井外），隱蔽性好，因噪聲、振動引起的環(huán)境影響?。凰淼朗┕さ馁M用和技術難度基本不受覆土深度的影響，適宜于建造深埋隧道；穿越河底或海底時，不影響通航，也不受氣候的 影響；穿越地面建筑群和地下管線密集的區(qū)域時，對周圍環(huán)境影響較?。蛔詣踊潭雀?、勞動強度低、施工速度較快。 缺點：施工設備費用較高；覆土較淺時，地表沉降較難控制；施作小曲率半徑隧道時掘進較困難。盾構機基本構造 盾構機的殼體由切口環(huán)、支承環(huán)和盾尾三部分組成。 盾構法施工的一般步驟：在盾構法隧道的起始端和終端各建一個工作井；盾構機在起始端工作井內(nèi)安裝就位；依靠盾構千斤頂推力（作用在已拼裝好的襯砌環(huán)和工作井后壁上）將盾構機從起始工作井的墻壁開孔處推出）；盾構機在地層中沿著設計軸線推進，在推進的同時不斷出土和安裝襯砌管片；及時地向襯砌背后的空隙注漿，防止地層移動和固定襯砌環(huán)位置；施工過程中，適時施作襯砌防水;盾構機進入終端工作井后拆除，如施工需要，也可穿越工作井再向前推進。錨桿的種類和常用形式：機械式錨固錨桿 粘結式錨固錨桿 摩擦式錨固錨桿輔助施工方法的分類地下工程防水原則及地下水防治的主要措施優(yōu)良防水材料應具備的特性鐵路、公路隧道運營通風的特點及通風方式運營隧道防治有害氣體的措施和改善隧道施工通風技術的途徑