淺析城市地下空間工程導(dǎo)論

丁思超 曹夢珂

【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(jié)構(gòu)物的工程，它是一門涉及范圍廣闊的綜合性學(xué)科，是實(shí)現(xiàn)高效、文明、舒適和安全的現(xiàn)代化城市的重要的土木工程。它包括交通運(yùn)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(yè)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(lián)合建筑體等等。由此可見城市地下空間工程運(yùn)用的廣泛性。

【關(guān)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(gè)緊迫的問題，再加之社會的不斷進(jìn)步，人文素養(yǎng)的提高，人們越來越注重環(huán)保綜合各方面因素，地下空間是人類的一個(gè)發(fā)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(qiáng)環(huán)境改善。21世紀(jì)是地下空間發(fā)展的世紀(jì)隨著城市的快速發(fā)展，資源的過度開發(fā)，環(huán)境污染、能源緊張、交通擁擠和水資源短缺等問題將日益嚴(yán)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(fā)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(fā)利用地下空間資源所建造的地下土木工程。在上個(gè)世紀(jì)，城市地下空間工程所開發(fā)利用的方向主要是國防、人防工程建設(shè)。而在進(jìn)入21世紀(jì)后，防空防災(zāi)等結(jié)合人防工程建設(shè)開發(fā)與地下空間開發(fā)、兼顧人防要求建設(shè)開發(fā)協(xié)調(diào)發(fā)展。目前，國內(nèi)已有的地下空間利用設(shè)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(shè)施、排放設(shè)施;地下街、地下車庫、地下步行道網(wǎng)等。國外也發(fā)展出了一些地下綜合體，如：地下步行道路系統(tǒng)、地下快速軌道系統(tǒng)，以及地下綜合體和地下交通換乘樞紐的結(jié)合等。

按用途及其適用范圍分可分為工業(yè)民用（住宅、工業(yè)廠房等）、商業(yè)娛樂（地下商業(yè)城、圖書館等）、交通運(yùn)輸（隧道、地鐵等）、水利水電（電站輸水隧道、農(nóng)業(yè)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(yī)院等）。

按使用功能分類可分為工業(yè)建筑、民用建筑、交通建筑、水工建筑等等;按所處地質(zhì)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(jìn)行回填的施工方法。其關(guān)鍵工序?yàn)椋航档偷叵滤?、邊坡支護(hù)、土方開挖、結(jié)構(gòu)施工及防水工程等。其中確保安全施工的關(guān)鍵技術(shù)是邊坡支護(hù)。

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(gòu)法、新奧法等。其施工順序可簡要為開挖一側(cè)導(dǎo)坑，并及時(shí)地將其初次支護(hù)閉合。相隔適當(dāng)距離后開挖另一側(cè)導(dǎo)坑，并建造初次支護(hù)。開挖上部核心土，建造拱部初次支護(hù)，拱腳支承在兩側(cè)壁導(dǎo)坑的初次支護(hù)上。開挖下臺階，建造底部的初次支護(hù)，使初次支護(hù)全斷面閉合。拆除導(dǎo)坑臨空部分的初次支護(hù)，施作內(nèi)層襯砌。

3.逆作法：

逆作法施工技術(shù)是在基坑開挖前首先沿建筑物地下室外墻施工地下連續(xù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu)，并進(jìn)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(xù)墻、樁基與柱連在一起，作為支承結(jié)構(gòu)?？梢詫⒋朔Q為高層建筑物目前最先進(jìn)的施工技術(shù)方法之一。

4.蓋挖法：

蓋挖法是指當(dāng)?shù)叵鹿こ淌┳鰰r(shí)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(jìn)行施工。主體結(jié)構(gòu)可以順作，也可以逆作。蓋挖法適用于松散的地質(zhì)條件、隧道處于地下水位以上的地區(qū)。

5.淺埋暗挖法：

淺埋暗挖法是在距離地表較近的地下進(jìn)行各種類型地下洞室暗挖施工的一種方法。在城鎮(zhèn)軟弱圍巖地層中，在城鎮(zhèn)淺埋條件下修建地下工程，一改造地質(zhì)條件為前提，一控制地表沉降為重點(diǎn)，以格柵（或其他鋼結(jié)構(gòu)）和噴錨作為初期支護(hù)手段，按照“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測”十八字原則進(jìn)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(guī)模擴(kuò)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(wěn)定的溫度環(huán)境，十一掩蔽及對環(huán)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(chǎn)用房等，同時(shí)還能節(jié)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(qiáng)的防災(zāi)減災(zāi)的優(yōu)越性，可以有效地防御包括核武器在內(nèi)的各種武器的殺傷破壞作用，對地震、風(fēng)、雪等自然災(zāi)害及爆炸、火災(zāi)等災(zāi)害抵御能力較強(qiáng)，如對爆炸、火災(zāi)的蔓延控制較為容易。

由此可見，地下空間工程建設(shè)有利于緩解城市空間發(fā)展的矛盾，推動現(xiàn)代城市社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能夠有效解決交通擁擠等問題，還能夠有效節(jié)能，具有不可磨滅的巨大意義。