工学地下工程概论-第三章1课件

第三章地下工程的利用形态

为人类生存、确保安全的

生活设施、地下储藏设施

伴随城市的现代化发展，而利用地下空间的

地下街、地下停车场、地下铁道、市政地下管道、能源供给设施、上下水道设施

伴随科学技术的发展而利用地下空间的

地下生产工厂、地下水力发电、原子能发电站、废异物地下处理设施

大规模国土的有效利用

铁路隧道、公路隧道、海峡通道工程

防御和减少灾害的地下设施。灾害及防灾设施、防护建筑、储备设施、防洪地下坝、地下河

第一节为人类生存、确保安全的地下工程

一、生活设施1、基本概念地下生活设施：主要指个人用以生活的住宅、贮藏室、车库及掩护体等地下设施。2、代表建筑城市地下住宅：

据统计：住宅人防工程建造量最大的是北京市；地下室住宅最多是哈尔滨和天津；地下居住环境最好的是沈阳市；地下室居住居住最久的是青岛。中国窑洞民居，黄土高原，占全国总面积的7%

（黄土资源、气候、木材资源、技术经济条件）窑洞的类型：靠山式窑洞、下沉式窑洞、混合式窑洞单孔靠山式窑洞的平、立、剖面图

下沉式窑洞的村落概貌

存在的问题：

安全问题：结构的合理尺寸、震害及防治、水害及防治。

环境问题：通风、采光等。美国覆土式建筑地面常规方法修建，结构完工后，屋顶和外墙面用50%以上的土覆盖。发展背景结构：圆形，椭圆形屋顶：拱形，壳形4、住宅地下利用发展的背景（1）

城市的土地利用条件；（2）

对住宅的“质”的要求；（3）积极利用地下空间的特性；地下空间的隔热、隔音、遮蔽、节能、安全性。

5、规划地下住宅的要求（1）

使地下结构与地形、上部结构的协调；（2）解决好采光、采暖、通风、排水问题，确保高密度住宅对环境的要求。（3）降低工程造价，选择经济适用、安全无公害、简易的施工方法。二地下贮藏设施水库：饮用水，生产用水食物库：粮食（种子）、食油、冷冻食品、冷藏食品能源库：化学能（石油和石油制品、液化天然气和液化石油气）物资库：车辆、装备、设备、军需品、商品地下储藏设施废料、废物库：核废料、工业废料、城市废物（垃圾、粪便、工业和生活用水）地下储藏设施的综合效益：

经济效益

初期投资低于地面储库

初期投资略高于地面储库，后期运营管理费用大大低于地面。节能效益

节省地面土地

减少库存损失保护环境安全

一、能源贮藏能源地下贮藏设施的方法：（1）金属贮槽埋入地下；（2）利用废弃油库、汽库坑道等地下坑道；（3）在岩盐层中溶解出地下空间；（4）用开挖方法修建地下空洞形成贮藏空间。开挖竖坑的地中式贮槽(竖型地下贮槽)；开挖横洞的地下式贮槽1．地中式贮槽（竖坑式地下贮槽）

贮槽壁：圆筒型混凝土壁和底板，其内设有保证液密性的钢板。贮藏对象：为常温、常压下的石油类，低温（－40～－160℃）、常压下的液化石油及液化天然气等。

特点：储量大、安全性、环境保护等都较优越。易腐蚀，造价高。2．横型地下贮槽

使用背景：瑞典在二次大战中开始修建的，用以贮藏石油等。北欧盛行，瑞典80％采用

发展过程：

水封式贮槽系统

原理：利用液体燃料的比重小于水，与水不相容的特性，在稳定的地下水位以下的完整坚硬岩石中开挖洞槽，不衬砌直接储存，利用岩石的承载力和地下水的压力将液体燃料封存在洞管中。

使用条件：（1）岩石完整坚硬，岩性均一，构造简单，裂隙不发育；（2）在适当的深度存在稳定的地下水位，但水量不大；（3）所储存油品比重小于1，不溶于水，且不与岩石或水发生化学作用。

分类：按储藏压力分：常压储藏和加压储藏；

按泵的形式分：泵的位置设于底部和设于附近；

按储藏温度分：按水床分类：固定水床法和变动水床法优点：不须大量注水或排水，运行费节省，污水处理量小。缺点：油品的挥发损耗量增加，爆炸危险大优点：无油品的挥发损耗量及爆炸危险缺点：须大量注水或排水，运行费高，污水处理量大。瑞典最早的水封油库示意

构造图

作业坑道配管竖井配管竖井上部室泵室水床水封隧道、水封钻孔隔离壁隔墙防爆墙敞口竖井：我国第1座水封油库象山水封油库图3-6我国象山水封油库透视图l—罐体；2—施工通道；3—第一层施工通道；4—第二层施工通道；5—第三层施工通道；6—操作通道；7—操作间；8—竖井；9—泵坑；10—水封墙；ll—施工通道门；12—操作通道口；13—码头3．其它能源贮藏

压缩空气贮藏

:指把原子能发电站等多余的夜间电力以压缩空气形态加以储藏的方式。

热水贮藏:把发电站的剩余电力、太阳能以及其他排热等，以热水形态加以储藏的系统。

压缩空气贮藏

热水贮藏:二、用水贮藏设施（1）地下坝1）上盘地层透水性好，下盘基岩透水性弱，具有做为贮槽的适宜结构；2）从降雨和地表水可获得充足的地下水量，水具有良好的循环状态。（2）饮用水储藏:在岩体中建造饮用水的储藏设施。

三、放射性废弃物处理设施四、粮食贮藏设施1）满足粮库的温度和湿度要求，防止霉烂变质和发芽。2）具备良好的封密性与保鲜功能，既不发生虫、鼠害，又能保持一定的新鲜度。

3）具有可靠的防火设施。

4）平面合理，方便运输。利用地下恒温这一特点.第二节伴随城市发展而利用的地下工程

城市地下工程发展的重点：办公楼、地下街、地下停车场、交通系统、能源供给设施、通信设施、上下水道、废弃物处理设施、文化设施等。一、

地下（商业）街

地下街：在各种建筑物之间或独立修建的，两侧开设有商店及其它设施，融商业、交通及其它设施（如文化娱乐设施）为一体的综合地下服务群体建筑。

发展背景：融合商业、交通、与其他一体（文化娱乐）一体，地下服务设施。基本类型：广场型：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。（天府广场、沈阳北广场）街道型：修建在城市中心区主干道之下，出入口与地面街道和商场相连。天座商城复合型：上述两种类型的综合。日本车京站的八重州地下街

日本车京站的八重州地下街

2层，上层为人行通道及商业区，下层为交通通道，有高速铁路和地下铁道。地下街总面积达68000m2，总延长6.0km，拥有141个商店、与51座大楼连通，每天利用人数达300万人以上。兰州市中心广场地下空间开发方案

下沉广场地下商场博览中心地下室地下车库地下车道北京市前门商业区地下空间开发规划设想成都市顺城街地下商业街长1300m，单、双2层，总建筑面积41000m2，宽为18.4～29.0m，中间步行道宽7.0m，两边为店铺。有30个出入口。另有设备（通风、排水等）和生活设施房间、灾监控中心办公室等成都市顺城街地下商业街日本地下街的组成通道占29.6％停车场占30.5％商店占25.6％机房等设施占14.4％通道和停车场占了总面积的60％主要功能和作用在于交通2、设置地下街应遵循的原则（1）店铺面积一般不要大于通道面积；（2）设置简易诱导标志，解决紧急情况下利用者的的避难及疏散；（3）与地面站前广场、道路等相配合，形成一体化，充分挥其功能。（4）原则上禁止地下街与其它建筑物的地下室相连接；（5）应具有比地面建筑要求高的防灾系统，每200平方米设置防火壁。

下述情况可考虑修建地下街：

城市广场以及繁华商业区的地面交通十分拥护而需改善时：

城市规划的规模中需要建立时；

为使地面交通安全、顺畅、而必须整顿时；从该地区情况看，在道路以外或上空等位置设置有显著困难时。

二、地下街的规划调查内容

1、现状调查及未来预测现状调查未来预测周围地区的土地利用

周围地区的交通

周围地区的商业

现场的状况地价、事务所、就业人口、

住宅、建筑物、

城市设施、

建设的动态等、土地区域规划、交通量

交通量观测调查

汽车起终点的调查

人员流通调查

物资流动调查。停车实态调查：

周围地区商业的实态和存在问商业者的现状和动向

地质、地下水位滞水层位置、水头、水质埋设物弃土场运输路径2、规划重点内容（1）与地表公共设施的关系

与地表上公共设施相互配合、协调，形成一个整体，以充分发挥其功能（2）与公共地下人行道的关系

考虑利用者的方便以及易于紧急时避难，公共人行道的宽度由下式决定：

W＝P／1600＋F（3－4）其值不满6m时，应采用6m。（3）与公共地下停车场的关系

结合地下街规划一定数量的地下停车场。

（4）与地下铁道的关系

（5）与周围建筑物的关系

原则上，地下街与其它建筑物的地下室不应接续。如不得已，必须接续时应满足下述条件：从公用性出发，必须接续时；建筑物的地下室每200m2面积内设有耐火墙结构：建筑物和有地下街均有独立直接通向地面的台阶和排烟设施；接续时应满足利用方便，便于避难，形状简明的要求。

3、对设施的基本要求安全性：防灾救援系统便利性：地下通道、地下停车场舒适性：采光、环境舒适健康性：通风与空调（三）、地下街设计中的注意事项

1、公用地下通道布局：简明的直线布局；避难口：所有地点应有两个方向的避难口。宽度：由（3－4）式计算，不满6m时，应采用6m。

出入口：每隔30m设一出入口，单测距离60m。