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一、世界问题（地球现状）土地退化（荒漠化）人口爆炸、物种灭绝资源短缺、环境恶化全球每年损失土地－爱尔兰国土中国每年减少耕地：300～400万亩发展中国家每年有2000～3000万人口进入城市一、世界问题（地球现状）上天：入地：地下空间－新型国土资源，造福人类（日本－扩大国土10倍）19世界－桥的世纪20世纪－高楼大厦的世纪21世纪－地下空间的世纪（地下工业）二、地下工业的优点利于环境保护利于生态平衡节约土地节约能源抗震与防护性能好运行费用低－效益好三、地下工业的范围开挖工程：地铁、隧道、地下电站、地下储库、水利工程、矿业工程、国防工程、地下商业街、地下停车场核废料处理利用废弃矿井（美国、法国）利用天然洞室开发地热－新能源能量＝（地球全部石油、天然气、煤）×30四、世界上已建成著名工程英吉利海峡隧道海底40～50m三条总长156km铁路隧道挪威地下体育场91m×61m×25m澳大利亚悉尼歌剧院地下停车场共12层（螺旋形结构）日本北海道－本州青函隧道53.85km，铁路，海底100m，三条，19年通风和应急管道电气往返列车双管海峡隧道五、规划的著名工程法国里昂－意大利米兰穿越阿尔卑斯山铁路隧道54km俄罗斯－日本海底铁路隧道50km美国－俄罗斯白令海峡隧道90km欧洲－非洲直布罗陀海峡隧道日本－地下飞机场建在市中心地表下50～150m深处六、我国地下工程概况地铁（轻轨）－现代大都市的标志（1）特点：容量大、快、准、能耗低环保好、城市可持续发展，战备伦敦400km1863年巴黎260km1900年柏林180km1902年纽约443km1904年棋盘式4层，埋深40m东京250km1927年莫斯科200km1935年蛛网式3层北京39km1969年（114km2000年）美国（2000年）现有1230km，占世界的21%六、我国地下工程概况地铁（轻轨）－现代大都市的标志（2）中国地铁1965年始建，北京、天津、上海、广州、深圳等共运营200km在建、将建城市：南京、重庆、沈阳、青岛、苏州、杭州、武汉、成都、西安、大连、长春共22个城市，2010年全国达1200km城市人口300万以上国家规定：GDP1000亿以上可建地铁年财政收入100亿以上六、我国地下工程概况地铁（轻轨）－现代大都市的标志（2）中国地铁京、沪、穗地铁平均造价6～8亿/km我国十五期间地铁投资2000亿城市规划：北京1000km，上海780km，天津223km，重庆300km，广州553km地铁建设：早规划，早主动；早筹备，早成功；早动工，早见效六、我国地下工程概况铁路隧道（穿山）1888年～1999年共建成6877条，3667km平均120条/年，70km/年丰沙、成昆、襄渝线隧道占27%、31.5%、34.5%80年代大瑶山隧道14.295km90年代安康线秦岭隧道18.45km，最大埋深1600m20世纪兰新线乌鞘岭隧道20.05km高速铁路：太原－石家庄时速200km，1小时到达武汉－广州980km时速200～300km，4小时台北－高雄300km，时速300km，80分钟六、我国地下工程概况公路隧道（高速公路）山西太旧、大运（雁门关隧道6.5km）太原－古交亚洲第一长公路隧道秦岭终南山隧道18.02km过江隧道广州珠江双向四车道上海黄浦江双向八车道，19亿，亚洲第一武汉长江双向四车道，汉口－武昌7分钟南京长江双向六车道，过江5分钟，80亿南京长江，京沪高速铁路武汉长江，地铁隧道六、我国地下工程概况海底隧道琼州海峡隧道（15～30km埋深80m）台湾海峡隧道（已召开两次研讨会）渤海海峡隧道（57km）水利工程我国水资源人均为世界1/4，山西为全国的1/6（1）南水北调（西线工程）145～195亿m3建库、隧洞，坝高150～350m，单洞最长131km（2）引黄工程坝高90m，引水12亿m3，隧洞200km，单洞43km六、我国地下工程概况地下电站（1）火电站：战备才建（2）水电站：全世界500余座，挪威200余座每年掘水电隧道125km前苏联罗戈水电站开凿隧道、硐室总长62km云南某水电站－大厂房，横断山脉，亚洲第一（3）抽水蓄能电站：全世界200余座，调峰增加地下水库六、我国地下工程概况地下电站（4）核电站：（半地下、完全地下）世界大发展，法国占75%我国浙江秦山核发电站，自力更生广东大亚湾核电站，法国技术200万千瓦岭澳核电站，近期890万千瓦，远期2000万千瓦江苏连云港核电站，俄罗斯技术计划20座核电站核能－洁净能源：大亚湾200万千瓦，仅需50吨/年核燃料如煤600万吨/年CO2、烟尘、粉煤灰、运输电力三分天下（化学能、水能、核能）六、我国地下工程概况地下燃料储库岩石中开凿：美国珍珠港20个φ33m×80m，90万m3岩盐洞库：NaCl巨厚，几百米，单个容量50～100万m3美国库容8000万m3德国库容1700万m3英国库容1500万m3法国库容1600万m3加拿大库容1400万m3西气东输：新疆－上海3900km，管径φ1016mm隧道断面3.2×3.1m六、我国地下工程概况城市地下综合体地下街：日本东京：长6km，商店141个与地面51座大楼连通，每天活动人数300万人中国：战备改造（北京地下城）新建－大连广场地下三层大型商场地下停车场：澳大利亚12层香港地下室3层上海人民广场地下176m×146m，深11m形式：马路式、公园式、广场式、地下式、隧道式市政地下管线：集中布置，现代化城市最重要的基础设施，24小时监控六、我国地下工程概况国防工程：导弹发射井、地下飞机场、潜艇基地、军用装备库、军用物资库、战时指挥所矿山工程核废料处理场所七、地下工程施工技术明挖法软土盖挖法盾构法Vmax＝400m/月V平＝200m/月矿山法（钻眼爆破）TBM（掘进机）冻结法沉箱法连续墙法管棚法辅助方法岩石七、地下工程施工技术盾构法－软土现代化施工技术英国1818年发明，190年历史中国1956年开始，50年历史，上海最发达1984年，上海延安东路公路隧道φ11.3m长2261m，当时世界第三武汉长江公路隧道日本φ14m欧洲φ15m（英吉利海峡公路隧道，单孔双层）微型盾构（φ25～300cm），全世界达6000公里七、地下工程施工技术TBM－长距离硬岩现代化施工技术特点：快（钻爆法3－10倍）、优质、安全环保、节力、经济英吉利海峡隧道：11台TBM，3年完成，φ8.6m，Vmax＝1719.10m/月美国超导对撞机：地下30m，环形隧道长87km，φ4.6m，Vmax＝2418.2.10m/月荷兰最大的TBMφ14.9m法国生产，8km高速双线铁路隧道中国70年代开始：引黄工程6台TBM，Vmax＝1821.51m/月总干φ6.125m陕西秦岭铁路隧道：Vmax＝508.96m/月V平＝301.06m/月Vmax＝35.254m/日，共掘5720.118m七、地下工程施工技术沉管法（沉管隧道）－江、湖底现代化施工技术美国－1910年，底特律河下第一座荷兰－发展快，最多12座，美国后来居上26座，全世界100余座中国－广州1992年过珠江，总长1238m，沉管435m，双向四车道上海外环过黄浦，总长5765m，沉管724m，双向八车道，宽43m，高9.55m（100～108）m×7节，亚洲第一，世界第二南京长江高铁隧道，总长5765m，沉管1930m，七节（145m×4+135m×10）八、技术问题力学问题：工程力学、岩石力学、土力学、结构力学工程地质与水文地质问题工程定向问题防水问题安全问题：通风、安全出口、监控防灾等