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地下工程勘察设计与
施工技术实用手册
晏金桃主编
吉林音像出版社
编委会
主编晏金桃
副主编赵文城李松年
编委王长红冯志平史振杰
孙书正刘海洋周鑫元
陈玉平李群耀赵新柱
曾丹燕钱晓志吴天平
前言
当今世界,人口密度日益增长,城市化的进程不断加快,生产和交通工具越来
越密集,有限的地面空间日趋紧张,并由此产生一系列的社会生态问题。地下空间
资源的开发和利用,已成为人类摆脱空间危机,解决城市用地不足、交通拥挤、环
境污染等难题的一条重要途径。!" 世纪是人类开发利用地下空间的世纪。合理、
有序、经济高效地利用地下空间资源,已成为许多国家城市建设的一项重要内容。
我国的地下空间利用肇始于上个世纪#$ 年代的人防工程建设,而今,随着社
会的大发展,已经渗透到交通、仓储、生产、环保、能源、商业、居住、文化娱
乐、科技等各个领域,形成了良好的发展局面。"%%& 年颁布的《城市地下空间开
发利用管理规定》为我国城市地下空间的合理规划、建设与管理提供了坚实的政策
基础;在技术方面,既有孙钧、童林旭、侯学渊、张咸恭等前辈的开拓和进取,又
有后起之秀的继承和发展,我日益提高。
地下工程环境条件与地面工程十分不同,不能沿用地面工程的理论和方法去解
决地下工程中的问题,而要依据地下工程的特点,形成适用的新的理论和方法。近
年来,地下工程新技术、新方法、新材料和各种先进的施工机具不断涌现,施工技
术不断改进和完善,理论研究方面也取得了许多成果,这些都使得地下空间的规
划、勘察设计和施工技术水平有了质的提升。
为了及时总结地下工程设计与施工中不断涌现的学术成果和各种新技术、新经
验,我们组织了一批从事工程科研、设计、施工及教学的专家学者,编写了这部手
册,帮助广大读者更好地从事地下工程建设工作。
本手册共分十三篇,内容涉及地下工程勘察设计与施工的各个方面,贯彻执行
国家标准、规范、规程的基础上,全面系统地介绍地下工程建设的理论知识、设计
原则、施工工艺和方法,理论联系实际,深入浅出地阐述各项实用技术知识。全、
精、新、细,是本手册内容的一大特点。
由于编者水平有限,错误及疏漏处在所难免,敬请读者批评指正。
编委会
!$$’年# 月
第一篇
地下工程概论
第一篇地下工程概论
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第一章地下空间开发与地下工程
第一节地下空间开发概述
一、地下空间及地下建筑
从历史上看,建筑物是伴随着人类的起源而出现的。在原始社会,建筑物是人
类为了避风雨和防备野兽侵袭而产生的,最初人类的原始建筑就是地下穴居,也可
以说地下空间建筑是现代建筑的最原始阶段。在漫长的社会不断进步的过程中,建
筑发展到今天这样的模式,它不仅仅是完成最原始的功能,而且赋予了人们在生
活、生产、政治、经济、文化、艺术、防灾、减灾、环保、生态、国防安全等方面
所需要的众多功能。今天的科学技术日新月异,使建筑和城市也以从未有过的速度
和景象在人们的视野中展现,绿色建筑(!"##$ %"&’()#&)*"#)、生态建筑(#&+,+!- %".
&’()#&)*"#)、智能建筑(($)#,,(!#$) %"&’()#&)*"#)、地下建筑(*$/#"!"+*$/ %"&’()#&)*"#)
等都是随着社会可持续发展的要求而出现的。
在过去的历史中,人们过分强调为自身的生存而向自然索取,人口的急剧膨胀
与战争使地球自然资源迅速减少与破坏,人们赖以生存的母体已向人类发出了严重
警告,这样下去的结果最终会使人类自身受损,这一切无不与建筑、与城市有关。
今天,重提地下空间建筑的重大意义就是让人们在保护自然生态、保证社会可持续
发展方面进行不断探索与努力。
地下空间是相对地上空间而言的,指地球表面以下由天然或掘造形成的地下空
间(0*10*"2%&# 03%&#)。例如,石灰岩山体由水冲蚀而形成的天然溶洞,人们对自然
资源开采后而留存的矿井及挖掘构筑的各种地下建筑,这些都是地下空间。
地下空间建筑是指在自然形成的溶洞内或由人工挖掘后进行建造的建筑,泛指
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地下工程勘察设计与施工技术实用手册
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各种生活、生产、防护的地下建筑物及构筑物(!"#$%#&’( )&% (*+",*"+-(),也可特指
某一类型的地下建筑,如交通隧道及国防工程等。构筑物常指那些仅满足使用功能
要求而对室内外艺术要求不高的建筑,如各种管沟、矿