城市地下工程概論
前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇城市地下工程概論范文，相信會為您的寫作帶來幫助，發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。
城市地下工程概論范文第1篇
Abstract： Aiming at the chronic problems in the development of urban underground space （subway station）， such as， large investment， long construction period， low work efficiency， and so on， the author proposes a new idea of closed underground space development， constructs new structural system， technology and supporting construction methods of subway station， and strives to make the underground space development toward mechanization， industrialization and automation.
關鍵詞： 地鐵站；地下空間；連續(xù)墻；樁
Key words： subway station；underground space；continuous wall；pile
中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）14-0134-02
0 引言
地鐵技術自1843年發(fā)明以來，已經(jīng)歷了一百多年的工程實踐和探索，目前地鐵站間隧道技術無論硬巖和軟巖均已達到較為理想的機械化、工業(yè)化和自動化水平，其掘進速度也是驚人的，處于技術成熟的狀態(tài)。然而，目前地鐵站的施工技術除個別發(fā)達國家采用三園盾構施工外，均還處于半機械化與機械化相結合的狀態(tài)，施工效率低，工期長，費用高。本文結合目前的施工工藝研究開發(fā)了《多功能地鐵換乘站綜合體構筑方法》，并獲得發(fā)明專利，專利號：200810230796.4。
1 地鐵站施工技術現(xiàn)狀
1.1 降水、放坡開挖 目前大多數(shù)地鐵站施工均采用此法。這種方法的缺點是現(xiàn)場用地面積大，浪費水資源，受氣象條件干擾大。
1.2 支撐鋼管作基坑臨時支撐，維持土體應力平衡，進行地鐵站順筑施工。這種方法的缺點是：①需不停抽水維持基坑作業(yè)條件，浪費大量水資源，造成地鐵站附近地下水位下降，永久性造成地面下沉，給城市持續(xù)發(fā)展帶來負面影響。②鋼管支撐安裝和拆除工作量大，分割基坑空間，不利于機械化作業(yè)。③大型機械無法進場作業(yè)，工效低。④不安全因素多，需要持續(xù)、嚴密的監(jiān)控措施。
1.3 蓋挖順筑法 此法除地鐵站頂板現(xiàn)澆，形成永久頂層支護層外，其內部與鋼管支撐類同。這種方法的缺點是與鋼管支撐法相比除受氣象條件干擾較少外，其他類同。
1.4 蓋挖逆筑法 地鐵站頂板現(xiàn)場現(xiàn)澆，內部結構主體構件自上而下逐層分部構筑，完成地鐵站主體施工。其主要優(yōu)點是去掉鋼管支撐，結構本身維持地應力平衡。不足之處是施工期間仍需不停抽水維持作業(yè)條件。由于地鐵站原結構體系影響，大型機械仍無法進場作業(yè)，工效低、進度慢、工期長。
1.5 淺埋暗挖法 通過對地鐵站地基的改良加固，使其具有大洞室的開挖施工條件，地鐵站施工在原地面下進行作業(yè)，此法是我國工人的創(chuàng)造。
以上地鐵站構筑的幾種傳統(tǒng)方法給地鐵站施工帶來極為沉重的負擔，其主要標志是投資大、工期長、工效低，嚴重制約地鐵事業(yè)的發(fā)展。
2 新理論的探索、確立及其要點
2.1 新理論的探索 目前，地鐵站施工的諸多方法中，絕大多數(shù)屬于地下空間開放式方法，在地基與封閉構筑物之間均存在物質交換，是造成地面永久性沉降、水資源浪費、工效低、投資大、工期長的根本原因。結合地鐵站的構筑原理和國內外地鐵站構筑先進技術成果，綜合運用地下空間開發(fā)技術，水利工程施工技術，橋梁工程技術，地基處理技術，工業(yè)與民用建筑技術解決了地鐵站構筑過程中多層次一系列技術難題，形成了《地鐵站構筑方法》的獨特技術和地下空間封閉式開發(fā)的新理念。其核心技術為在地下空間開挖體結合界面處（相應地層處）通過采取填充、壓密、劈裂灌漿等方法，人為構筑地基內封閉隔水層，有效制止土體及封閉構筑物界面處的物質交換，為地鐵站施工過程中保持地基穩(wěn)定奠定了可靠的施工基礎條件。
2.2 地下空間封閉式開發(fā)理念的技術要點 ①著重解決地下工程結構的應力平衡，以保障地下工程地基穩(wěn)定和施工安全。②針對性解決地下工程施工中局部土體的水土分離問題，為機械化快速施工創(chuàng)造條件。③著重解決地下空間封閉式開發(fā)的作業(yè)空間條件問題，對傳統(tǒng)地鐵站結構體系進行優(yōu)化。④按地下空間封閉式開發(fā)的要求對地鐵站結構體系的工序進行拆解和調整，以保證地鐵站工程安全、快速的推進。
3 新理論條件下構筑的多功能地鐵換乘站綜合體
3.1 綜合體的構成及概況如圖1。綜合體為地下、地上圓形構筑物，地下三層，24m深，地上二層，16m高。直徑約？準160m。總面積約160768m2（其中，車庫、倉庫面積：60228m2，為結構內部空間）。
3.2 綜合體結構體系，見圖2。
4 綜合體主要構筑工序及方法
多功能地鐵換乘站綜合體是一個龐大的系統(tǒng)工程，涉及到多種技術，現(xiàn)僅就土建工程施工領域主要的工序簡述如下（注：{1}～{16}為逆作法施工，以后為常規(guī)施工）：
{1}多功能地鐵換乘站高壓水泥灌漿防滲體（地鐵站地基內隔水層）。{2}地鐵換乘站鋼筋砼連續(xù)墻（地鐵站圍護及承重構件）。{3}地鐵換乘站連續(xù)墻頂部剛性壓力環(huán)及環(huán)板（由鋼管砼及型鋼砼構成）。{4}地鐵換乘站地下灌注樁群（含抗拔樁）。{5}地鐵換乘站內土體中水分“疏干”（按需分階段疏干）。{6}井格式雙向預應力鋼纖維型鋼砼地鐵換乘站頂板（±0.00，現(xiàn)場現(xiàn)澆）。{7}地鐵換乘站地下負一層土方開挖（通過采光井機械出土）、負一層連續(xù)墻縱橫加強肋施工、負一層樁間聯(lián)系梁施工、負一層相應樓層鋼桁架施工。{8}地鐵換乘站負二層土方開挖、負二層連續(xù)墻縱橫肋施工、負二層灌注樁群柱間聯(lián)系梁施工、負二層相應樓層鋼桁架施工。{9}地鐵換乘站空中站臺地鐵隧道施工。{10}空中站臺橋梁鋼構施工（五跨連續(xù)鋼構）。{11}地鐵換乘站負三層土方開挖、負三層連續(xù)墻縱橫肋施工、負三層灌注樁群柱間聯(lián)系梁施工、負三層相應樓層鋼桁架施工。{12}地鐵換乘站底層站臺盾構隧道施工。{13}地鐵換乘站底層站臺橋梁鋼構施工（五跨連續(xù)鋼構）。{14}底層站臺下相應部位土方開挖。{15}連續(xù)墻底部扶壁環(huán)形地梁型鋼砼施工。{16}綜合體底部倒拱底板型鋼砼施工（至此工序為自上而下施工方向）。{17}綜合體中央采光井施工（自此工序由下而上施工方向）。{18}綜合體型鋼砼電梯井施工。{19}綜合體負三層樓面施工。{20}綜合體底層站臺施工。{21}綜合體負二層樓面施工。{22}綜合體空中站臺施工。{23}綜合體地上一層施工。{24}綜合體地上二層施工。{25}綜合體抗震體系。{26}綜合體三維預應力體系。{27}綜合體各類管線及設備安裝調試。
5 保證綜合體地基和結構穩(wěn)定的技術措施
本發(fā)明根據(jù)綜合體的各項功能要求及工程結構的受力特點，構思創(chuàng)造了綜合體的結構體系、工藝技術。為增大綜合體圍護及承重結構地下型鋼砼連續(xù)墻的剛度和整體結構穩(wěn)定性，具體采取了以下技術措施：
5.1 在連續(xù)墻頂端設置型鋼砼壓力環(huán)及環(huán)板，與連續(xù)墻頂端固接。
5.2 距連續(xù)墻5m，間距10～20m設型鋼砼灌注樁群，與連續(xù)墻縱、橫加強肋連為一體，形成厚5m的框架剪力圈層。
5.3 土方開挖前于地面按設計構筑井格式預應力鋼纖維砼地面（±0.00）樓層，與連續(xù)墻剛性連為一體。
5.4 為確保綜合體地基穩(wěn)定，在地基內設置型鋼砼支撐墻，抗拔樁。
5.5 根據(jù)地質情況，在綜合體連續(xù)墻外土中設置鋼筋砼減載樁。
通過以上技術措施，為綜合體工程安全提供保證。
6 多功能地鐵換乘站綜合體無與倫比的優(yōu)勢
6.1 把位于兩個以上方向的地鐵線路換乘站集中建于地下，大大縮小了地面換乘站的規(guī)模，不僅節(jié)約投資，而且大幅度節(jié)約土地和地下空間資源。
6.2 把地下、地上工程有機結合起來，實現(xiàn)地鐵站功能多元化，大幅度減輕地鐵工程資金壓力，而且收到節(jié)約土地和促進房地產事業(yè)的發(fā)展。
6.3 地基中“隔水層”的設置，使地鐵站內土體可以“疏干”，進而實現(xiàn)水土分離，為地下站內機械化、工業(yè)化、自動化高效、快速施工提供作業(yè)平臺，從而達到大幅縮短工期的目標。
6.4 采用蓋挖逆筑法建設地鐵站，自上而下逐層分部施工，既適應巖土工程環(huán)境，保證施工安全，又使各層結構在站內“地面”上作業(yè)，減少空中作業(yè)，提高工效，保證質量。
6.5 利用綜合體空間鋼桁架的內部空間設置車庫和倉庫，充分利用地下空間資源，增加可用建筑面積60288m2。
6.6 變傳統(tǒng)法地鐵站施工不停頓抽取地下水為間斷“疏干”站內局部地基內水分，既可有效制止站周地面永久下沉，還可以節(jié)約水資源。
6.7 改善作業(yè)環(huán)境和條件，把工人從傳統(tǒng)法繁重而條件惡劣的勞動中解放出來，減輕勞動強度，體現(xiàn)人本主義理念。
6.8 綜合體作為現(xiàn)代城市軌道交通的重要節(jié)點，將有力加大現(xiàn)代城市的輻射力，促進城鄉(xiāng)一體化和諧發(fā)展。
6.9 經(jīng)測算，該專利技術實施后，同等規(guī)模工程可節(jié)約投資1/4，工期可縮短1/3。無疑是地鐵工程效益的大跨越。
參考文獻：
[1]張冠增.城市發(fā)展概論[M].北京：中國鐵道出版社，2000.
[2]孫章，何宗華，徐金祥.城市軌道交通概論[M].北京：中國鐵道出版社，2002.
[3]Fuller Moore（著）趙夢琳（譯）.結構系統(tǒng)概論[M].遼寧科學技術出版社，2001，8.
[4]王星華.粘土固化漿液在地下工程中的應用.北京：中國鐵道出版社，1997，9.
[5]周起敬，姜維山，潘泰華.鋼與混凝土組合結構設計施工手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1991，12.
城市地下工程概論范文第2篇
【關鍵詞】環(huán)境維護；土木工程；全過程；可持續(xù)
在近一個世紀以來，人類在大規(guī)模改造自然，建設符合自己需要的基礎設施過程中，逐漸開始面臨自身活動對人類自我產生的挑戰(zhàn)，這可能是前人未能料到的。由于生產力的發(fā)展，大規(guī)模的土木工程建設，比如公路，鐵道建設，大壩建設，地下空間開發(fā)等等，雖然大大提高了人類的生活質量和生活水平，但卻也是對自然環(huán)境的改造。土木工程建設對環(huán)境破壞的例子不勝枚舉，包括：
1）地下工程建設中過量抽取地下水引起的區(qū)域性地面沉降，以及由此引起的海平面上升而造成的風暴潮加劇、海岸侵蝕加速與鹽水入侵對沿海城市的影響；
2）不恰當?shù)墓I(yè)作用或工程作用在成巖土環(huán)境的失衡，如道路建設、采空區(qū)、大面積滑坡導致的災難性后果；
3）若干老城市也相繼出現(xiàn)了一些新的工程環(huán)境問題，如西安市區(qū)的地裂縫和武漢等地的地面塌陷；
4）交通建設中引起的環(huán)境問題 .其對生態(tài)環(huán)境的影響 ，主要包括占用土地、改變生態(tài)、對珍稀動植物的影響等。此外，線路工程建設（包括道路與鐵道建設）對社會環(huán)境也會照成影響，比如高速公路的建設有可能分隔原有的居民村莊和土地，造成居民出行不便；公路，鐵路的建設有時會造成居民拆遷、人文景觀環(huán)境的改造和破壞等。
在最近的十年里，大規(guī)模的土木工程建設，也引發(fā)了一系列的超過以往的嚴重環(huán)境問題。
水利港口工程的建設不僅會改造原有河床結構，打破原有河床環(huán)境，也會對地面環(huán)境照成巨大影響。三峽大壩的建設在緩解我國電力緊張，促進國家工業(yè)化水平提升上將發(fā)揮巨大作用。但是大壩的建設使得土地短缺矛盾突出，不合理的開發(fā)造成當?shù)刂脖黄茐模瑲夂蜃兓沟蒙鷳B(tài)退化，水土流失加劇。同時還影響了壩區(qū)上當?shù)氐牡刭|基礎的穩(wěn)定。有地質學家稱，三峽大壩攔截水量的龐大重力已開始在好幾個地點侵蝕長江陡峭邊岸。再加上水位波動頻繁，因而引發(fā)了一系列的滑坡災害，也使得大壩附近的地區(qū)的地質結構被破壞。此外，峽水庫蓄水之后，三峽地區(qū)儀器可測到的地震次數(shù)明顯增加。雖然到現(xiàn)在為止還沒有發(fā)生破壞性的地震，但是地震專家認為有可能發(fā)生六級或六點五級地震。
地鐵成為我國許多大城市解決城市交通問題，提高城市品味的一項重要工程，全國目前建設有地鐵的城市已有30多個，大規(guī)模的地鐵建設也帶來一系列環(huán)境問題。比如線路規(guī)劃全線拆遷房屋，施工中城市綠地被暫時破壞，施工打亂了城市正常交通秩序，但這些影響只是臨時性的。而地鐵建設對地下環(huán)境的影響，則是永久的，并且往往是難以恢復的。
地鐵施工往往照成城市地面塌陷，引發(fā)建筑物的破壞。其引起地表的沉降是多方面的，各種因素之間相互影響的結果。國內比較典型案例包括：廣州地鐵6號線施工中照成沿線地表大面積沉陷，影響城市道路通行；深圳地鐵5號線施工中也因基坑降水引發(fā)大面積地面沉降，照成地表建筑物出現(xiàn)大開裂，嚴重影響了城市環(huán)境。而施工工程中采取切實有效的措施應對沉降的發(fā)生，往往又造價偏高，效果不明顯。
地鐵建成運行時，車輛的行駛中的震動往往會引起周圍土體的變形，最后將這種變形影響傳遞到地表面。為了減輕這種影響，國內地鐵建設中往往采用減震鐵軌（鋼彈簧浮置板減震道床）等措施，典型的工程案例包括西安地鐵2號線中鐘樓的保護。鐘樓位于西安市城中心，是國家一級重點保護文物，西安地鐵二號線在下穿鐘樓時為了盡量減輕對鐘樓的影響，采取將隧道線路外撤18米的方案，避開從鐘樓正下方穿行，同時在鐘樓基礎5米外采用水泥灌注一圈深20米的水泥樁的方法，每個水泥樁直徑1米，水泥樁頂部設置寬1米高0.8米的冠梁，將水泥樁連接成一個整體，整個將鐘樓“箍”起來。較好解決了地鐵建設與城市土工環(huán)境保護問題。
除了城市地下鐵道，我國高速鐵路建設的步伐也在迅速加快。鐵路干線大都貫穿很多城市，干線的布局要穿過很多耕地，旅游景區(qū)，保護區(qū)，而沿線的土地保護問題尤其突出。而施工過程中的橋梁建設，路基堆填，隧道建設等，都會對環(huán)境照成巨大影響。比如：隧道施工向環(huán)境中排出大量挖掘的巖石，會在一定程度改變原有環(huán)境的外貌，同時也會改變地下水文環(huán)境。路基填筑往往制造很多人工邊坡，引發(fā)邊坡的穩(wěn)定問題，除此以外，高鐵運行后也會對沿線環(huán)境排放廢棄物，產生一定噪聲污染。
高鐵建設過程中，施工需要大量征地，對土地產生二次改造的不良后果，進過二次改造的土地哪怕在復耕之后，也難以達到改造前的狀態(tài)。而京滬高鐵在建設中就對耕地保護做了詳細而細致的研究，對施工中的征地保護和復原都進行了周密計劃，這對減少高鐵施工對土地和對環(huán)境的破壞具有相當積極的意義。
土木工程建設與環(huán)境的相互作用問題，已經(jīng)引起我國很多學者的高度重視。我國土木工程環(huán)境這一學科，就是是以土木工程學與環(huán)境科學，特別是環(huán)境生態(tài)學的基本理論為基礎，研究人類工程活動對地球土木工程的環(huán)境作用和影響的學科。許多著作都科普性地介紹了土木工程中常見的環(huán)境問題，以及解決環(huán)境污染的預防措施及治理技術，幫助土木工程師更加全面地了解當代工程師的職責，從而建立適應時展需要的環(huán)境友好型土木工程知識結構。
基于環(huán)境保護的土木工程建設，做好以下幾點非常重要：
1. 嚴格做好規(guī)劃設計中的環(huán)境問題的處理。在工程設計中基于環(huán)境保護對工程進行優(yōu)化。比如對于高速鐵路線路選擇要盡量繞過自然保護區(qū)以及大面積耕地區(qū)；選擇高橋大跨的橋梁設計方案，減少對土地的占用。地鐵線路規(guī)劃中也要全面考慮建設期間的環(huán)境問題，并應編制詳細的環(huán)境影響評估報告和環(huán)境問題的具體措施。
2. 施工期和運行初期加強對周圍環(huán)境的監(jiān)測。設立環(huán)境監(jiān)測站，并將相應的配備配置齊全，并且區(qū)域內對水源，地質條件等進行觀測，分析對比，對建設期環(huán)境的變化進行密切觀察；進行環(huán)境工程監(jiān)理，保護區(qū)內的工程必須經(jīng)過相應管理部門的審查，并且接受相關部門的檢查、監(jiān)督。加強環(huán)境工程監(jiān)理工作，加強各項保障措施的落實，從而減輕施工對環(huán)境造成的影響；強化環(huán)境管理，嚴格的遵照施工制度進行管理，嚴禁隨意擴大工作面，對作業(yè)人數(shù)和作業(yè)時間也應該嚴格規(guī)定。
3.做好后期建設環(huán)境恢與保護措施。比如對于成型的路基邊坡進行及時播植草皮或種植花草；對路線周邊的環(huán)境進行全面修復治理，力求盡量達到建設前狀態(tài)。同時在恢復初期加強對環(huán)境的保護，避免二次破壞。
只有在土木工程建設的全過程中恪守環(huán)境維護的原則，從工程立項，設計，施工到最后建成運營的全過程中，一切基于對環(huán)境保護的高度責任，才能真正實現(xiàn)土木工程技術的可持續(xù)和諧發(fā)展。
參考文獻：
[1]《土木工程環(huán)境概論》 王利平著 科學出版社
[2]《 淺談高速鐵路工程建設環(huán)境環(huán)保》 伍林 鐵道建設技術 2005.（2）
