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单词 地下建筑与工地下工程
释义

【地下建筑与工地下工程】
 

拼译:underground structure and underground construction
 

建造在岩石中或土中的建筑物称为地下建筑。为国防、工业和民用目的而在岩石或土中开挖、修建地下建筑的全部实施过程称为地下工程。通常,地下建筑泛指地下建筑物或结构物;而地下工程则偏重于地下建筑的施工或实施。从广义上理解,地下建筑应包括地下工程的全部内容;而地下工程则包括建造所有的地下建筑或构筑物以及实施时的临时设施、临时工程。它们既相互区别,又相互联系,是有机结合在一起的地下建筑系统工程。

早在远古时期,人类就已经择洞或掘洞穴居,这大概就是最原始的地下建筑或地下工程。中国是世界文明发达最早的国家之一,远在4000多年前,人类就掌握了采矿技术,开采铁、铜等矿石。到了周代(公元前1122年)矿业就有了完善的组织,金属矿床开采得到发展,并开始了地下采煤。秦汉时期(公元前200年)修建的地下陵墓、粮仓和运兵栈道等地下建筑,已有较大规模和较高水平。唐代(公元800年)不仅发明了黑火药,而且开采铜、铁、锡、银和金的矿坑已有100余处。元代(公元1200年)出现有250m的深盐井。至明代(公元1400年),宋应星所著的《天工开物》是中国阐述地下工程较早的著作,书中详细记载了用立井采煤的技术,并有通风、支护和提升的方法。已发掘出来的明定陵(建于1584~1590年),是一座宏伟的地下宫殿。在水利工程方面,如陕西褒城的石门隧洞、大荔县的古给水涵洞等,规模都非常大。以上都显示了中国古代的地下建筑、地下工程方面的高超技术水平。

20世纪以来,由于工矿、交通和城市建设的发展,战争特别是核战争的威胁,大城市人口的膨胀、交通拥塞、环境污染以及能源危机等政治、经济的原因,也由于现代科学技术的进步,使得地下建筑和地下工程在世界各地获得了从未有过的高速度和大规模的发展。在工业发达国家中,日本在60年代建造的地下工程总量近1亿m3,而在70~80年代的工程量都在3亿m3以上,居首位;其次是美国、前苏联、法国、德国和意大利等。从地下铁道的发展情况来看,自1863年英国出现第1条地铁开始,至1964年的100年间,全世界有地铁的城市共32座,隧道总长855.2km。而从1964~1990年,有地铁的城市已增至80多座,隧道总长已超过5000km,可见其发展速度之快。70年代以来,世界兴建海底隧道有较大发展,例如著名的特大型长大海底隧道——日本的青函隧道,长53.85km;英法海峡隧道工程,共有3条,其中两条为铁路隧道,一条为辅助服务隧道,各长50km,采用机械化施工,仅用5年多时间即全部贯通。此外,还有丹麦的大海峡水底隧道和日本大阪港海底隧道等工程规模都比较大。中国也是世界地下工程大国,尽管地质条件复杂,但仅地下采矿每年的开拓掘进工程量就要上亿m3,而且应用面广。中国的国防峒库、平战结合的人防工程,长江黄河的水利工程、南水北调工程以及崇山峻岭中的铁路、公路隧道工程和北京、上海的地铁、越江隧道等工程均举世瞩目。

世界地下工程所以如此空前地蓬勃发展,还有另外两个原因:一是国际学术组织,如世界采矿协会、国际隧道协会、国际岩石力学学会等,频繁地开展学术交流活动,相互交流,相互促进;其二是地下建筑本身具有地面建筑所没有的独特的优点,如建筑物的隐闭性、自然防护能力强,热稳定性好,受外界影响小,恒温、恒湿、超净、防震动、防电磁干扰等。近来,美、日、俄等国已把地下工程作为大城市的一种“地下空间资源”进行有计划地开发利用。因此,除了国防、通讯指挥等地下工程外,又出现地下试验室、核电站、精密仪器仪表加工厂、地下商场,餐馆、医院、学校、停车场、游乐场、体育馆、疗养院、种植场、地下冷库、热库、水封油库、液化气库、核废料贮库、地下水厂,污水处理厂和殡葬公墓等地下生产、生活设施,甚至把它们联结成为“地下街”、“地下城”。

工程地质勘查是地下工程设计、施工前必不可少的工作,其目的为查明地层的地质情况和获得必要的地质参数,以便为设计选择建筑物场址(或线路)、计算地层压力和为施工有针对性的准备等服务。通常,地面建筑是采用“围”的办法构成使用空间,而地下建筑则是采用“挖”的办法来取得。因此,土石方工程量大,施工作业面小、空间狭窄,没有阳光,缺乏空气,环境潮湿(有时有涌水),以及当地质突然发生变化时周围岩土随时有可能发生坍方,威胁作业安全。

为了保证地下工程实施的顺序进行,在施工方法上,当地层的岩性较好时可使用普通方法施工,其中有钻眼爆破法、锚喷支护法、欧洲法(钢铁支护)和新奥地利隧道施工法(简称“新奥法”)等;当岩层松软、不稳定和有涌水时应采取特殊施工方法,有顶管、沉井、井点(降低地下水位)、帏幕、注浆堵水、化学加固、冻结法和钻井法等。根据工程断面大小,在施工顺序上有全断面一次开挖、分部开挖和导峒掘进法等。在工序作业安排上,有单行作业、平行作业和混合作业等。值得指出的是,在施工中要密切注意围岩地质情况的变化,处理好地下水和不稳定地层的支护,以及进行围岩收敛变形的安全监控量测,做到科学地管理和精心地组织施工,确保安全作业,使工程按计划顺利实施,达到既优质、快速、高效,又安全、低耗和经济的全面指标。

【参考文献】:

1 北京矿业学院,合肥矿业学院,东北工学院,等.井巷工程.北京:煤炭工业出版社,1960

2 兰州铁道学院隧道工程编写组.隧首工程.北京:人民铁道出版社,1977

3 徐思淑.岩石地下建筑设计与构造.北京:中国建筑工业出版社,1981

4 清华大学,等.地下防护结构.北京:中国建筑工业出版社,1982

5 重庆建筑工程学院,同济大学等.岩石地下建筑结构.北京:中国建筑工业出版社,1982

6 孙钧,侯学渊.地下结构.上海:科学出版社,1988

7 丛培经,黄友邦.工程建设目标控制与监理.北京:北京科技出版社,1992

8 国家劳动部.中华人民共和国矿山安全法.北京:中国劳动出版社,1993

(淮南矿业学院朱效嘉教授撰)

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