地下工程 修订本PDF电子书下载

绪论 1

第1章 地下空间资源及开发利用价值 7

1.1地下空间利用的基本概念 7

1.1.1地下空间的含义 7

1.1.2地下空间利用的历史沿革 7

1.1.3地下空间发展的宏观背景 11

1.2地下空间资源的潜在与实际价值 12

1.2.1地下空间资源 12

1.2.2开发地下空间的战略意义 14

1.2.3地下空间的城市功能 16

1.2.4地下空间的开发价值与综合效益 17

1.3地下空间的防灾及环境特性 19

1.3.1地下空间抗御外部灾害的能力 19

1.3.2地下空间的内部防灾要求 22

1.3.3地下空间与生态环境 23

1.3.4地下空间的内部环境要求 25

1.4地下空间开发的法律与政策问题 27

1.4.1法律问题 27

1.4.2政策问题 28

第2章 地下工程地质环境及围岩分级（类） 33

2.1概述 33

2.2围岩结构分类及其破坏特征 34

2.2.1岩体结构分类 35

2.2.2地下工程围岩失稳破坏性态 35

2.3围岩的初始应力场 36

2.3.1围岩初始应力场的组成——自重应力场和构造应力场 37

2.3.2围岩初始应力场的变化规律与影响因素 37

2.3.3围岩初始应力场的确定方法 40

2.4围岩稳定性的影响因素及围岩分级因素与指标的选择 44

2.4.1影响围岩稳定性的主要因素 45

2.4.2分级（类）的因素指标及其选择 48

2.5国内外主要地下工程围岩分级（类）标准 50

2.5.1国内主要地下工程围岩分级（类）标准 51

2.5.2国外主要围岩分类系统简介 66

第3章 交通地下工程规划 71

3.1地下工程投资分析 71

3.2交通地下工程规划 72

3.2.1山岭隧道的规划 73

3.2.2水底隧道的规划 78

3.2.3城市地下铁道的规划 80

3.3交通隧道的限界与构造形式 84

3.3.1交通隧道结构的限界与净空要求 84

3.3.2铁路隧道曲线地段断面加宽 86

3.3.3交通隧道结构的构造形式 89

第4章 地下结构的设计方法 94

4.1地下结构的设计内容与目的 94

4.2地下结构设计方法 95

4.2.1容许应力法 96

4.2.2破损阶段法 96

4.2.3极限状态法——按结构可靠度设计 98

4.2.4支护设计的特征曲线法 102

4.2.5支护结构的工程类比设计法 104

第5章 地下结构计算理论 105

5.1地下结构的受力特点和力学计算模型 105

5.2荷载结构模型中荷载的计算方法 107

5.2.1荷载（作用）及其组合 107

5.2.2主动围岩压力的计算 110

5.2.3围岩被动反力的计算 116

5.2.4地下水压力和浮力的计算 118

5.2.5地震力的计算 119

5.3地下结构内力的计算方法 121

5.3.1荷载结构法 121

5.3.2地层结构法 132

第6章 交通地下工程支护结构类型及参数设计 144

6.1地下工程围岩与支护结构的共同作用 144

6.1.1围岩特征曲线 144

6.1.2支护结构的补给曲线（支护特征曲线） 146

6.1.3围岩与支护结构的相互作用 148

6.2支护结构的设计原则 149

6.2.1对支护结构的基本要求 149

6.2.2支护结构类型的选择和设计 150

6.3铁路隧道支护类型的选择和设计参数 151

6.4公路隧道支护类型的选择和设计参数 158

6.4.1支护（衬砌）类型及其选择 158

6.4.2分离式独立双洞隧道复合式衬砌设计参数 158

6.4.3小净距及连拱隧道支护类型选择及设计参数 159

6.5盾构隧道衬砌结构类型选择与设计参数 159

6.5.1盾构隧道衬砌结构类型选择 159

6.5.2横截面内轮廓和结构尺寸拟定 164

6.5.3盾构法施工时特殊地段的衬砌 166

第7章 地下工程防水 168

7.1地下工程防水的重要性 168

7.2地下工程中常遇的地下水 168

7.3地下工程防水设计原则和要求 170

7.3.1设计原则 170

7.3.2设计要求 171

7.4地下工程防水等级和设防要求 172

7.4.1地下工程的防水等级 172

7.4.2地下工程的防水设防要求 173

7.5地下工程防排水系统 175

7.6地下工程防水层的材料 175

7.6.1卷材防水层 175

7.6.2涂料防水层 176

7.6.3塑料防水板防水层 177

7.6.4膨润土（纳米）板（毯）防水层 177

7.7地下工程混凝土结构自防水 179

7.7.1现浇混凝土结构早期裂缝控制设计指南 180

7.7.2现浇混凝土结构早期裂缝控制施工指南 190

7.8地下工程混凝土结构细部构造防水 195

7.8.1变形缝防水 195

7.8.2施工缝防水构造 196

7.8.3后浇带防水 197

7.9盾构法隧道结构防水 198

7.9.1管片防水 198

7.9.2管片接缝防水 199

7.10北京地铁区间暗挖隧道复合衬砌可穿刺自愈合材料防水新技术与新工艺 204

7.10.1地铁暗挖隧道复合衬砌防水技术及工艺现状 204

7.10.2可穿刺、自愈合防水材料 206

7.10.3地铁暗挖区间隧道复合衬砌可穿刺、自愈合材料防水新技术及新工艺 212

7.10.4工程应用结论 223

第8章 地下水赋存及运动的基本理论 227

8.1岩土中水的存在形式 227

8.1.1气态水 227

8.1.2结合水 227

8.1.3重力水 228

8.1.4毛细水 228

8.1.5固态水 229

8.1.6矿物水 230

8.2岩土的水理性质 230

8.2.1容水性 230

8.2.2持水性 230

8.2.3给水性 231

8.2.4透水性 231

8.2.5毛细性 232

8.3地下水的赋存 232

8.3.1包气带与饱水带 232

8.3.2含水层与隔水层 233

8.3.3不同埋藏条件的地下水 234

8.3.4水文地质单元与水文地质边界 236

8.3.5不同岩土介质中的地下水 238

8.3.6实例：北京城近郊区水文地质概况 241

8.4地下水的运移 243

8.4.1地下水的渗流 243

8.4.2渗流的基本定律 245

8.5流向井的地下水运动 247

8.5.1地下水的稳定井流 247

8.5.2地下水的非稳定井流 250

8.5.3地下水流向直线边界附近完整井的运动 260

8.5.4井群干扰的计算 264

8.6地下水的渗透破坏作用 265

8.6.1流砂 265

8.6.2管涌 266

8.6.3突涌 266

第9章 地下水对地铁等地下工程施工的影响 268

9.1设置止水帷幕的情况 268

9.2不设置止水帷幕的情况 269

第10章 地下工程施工降水方案与设计计算 273

10.1施工降水的特点、作用、原则和方法 273

10.1.1施工降水的特点 273

10.1.2施工降水的作用 275

10.1.3施工降水方案制定的原则 276

10.1.4施工降水方法的选择 276

10.2制定施工降水方案应掌握的资料 276

10.2.1地质、水文地质资料 277

10.2.2基坑支护结构设计资料 277

10.2.3工程场地周边的环境状况资料 277

10.3水文地质勘察的内容及要求 278

10.3.1勘察孔布置 278

10.3.2抽水试验 278

10.3.3水文地质参数计算 280

10.4施工降水设计计算 282

10.4.1降水参数的确定 282

10.4.2基坑涌水量计算 284

10.4.3单井出水能力计算 288

10.4.4降水井数量及间距的确定 289

10.4.5水位降深检验 289

第11章 地下工程施工降水技术 290

11.1管井降水 290

11.1.1管井降水及自渗降水的工作特性及适用条件 290

11.1.2管井设计 291

11.1.3管井施工 294

11.1.4管井降水维护管理 300

11.1.5工程实例 300

11.2辐射井降水 303

11.2.1辐射井降水原理及特点 305

11.2.2辐射井设计 305

11.2.3辐射井施工 307

11.2.4工程实例 314

11.3轻型井点降水 318

11.3.1轻型井点降水原理及适用条件 318

11.3.2轻型井点种类及特点 318

11.3.3轻型井点布置 320

11.3.4轻型井点施工 320

11.3.5轻型井点降水维护管理 324

11.4喷射井点降水 324

11.4.1喷射井点降水原理及适用条件 324

11.4.2喷射井点施工 325

11.5真空管井降水 327

11.5.1真空管井降水系统的工作原理及适用条件 327

11.5.2真空管井降水设计 328

11.5.3施工工艺 328

11.5.4抽水系统的自动控制 329

11.5.5工程实例 330

11.6明排降水 334

11.6.1明排降水的特点及适用条件 334

11.6.2明排降水施工 335

11.7降水监测与管理 335

11.7.1水位观测 335

11.7.2水量观测 336

11.7.3出水含砂量监测 336

11.7.4建、构筑物及地面沉降监测 337

第12章 地下工程施工降水引起的环境问题及对策 339

12.1施工降水引发的地面沉降 339

12.1.1地面沉降的发生机制 339

12.1.2地质环境模式与地面沉降 341

12.1.3地层的固结特性与地面沉降 342

12.1.4地面沉降预测计算 343

12.1.5降水引发地面沉降的一般规律 345

12.2地下水回灌 345

12.2.1回灌井的布设 345

12.2.2回灌水质要求 346

12.2.3管井回灌技术 347

12.2.4回灌过程中经常出现的问题及处理方法 349

12.3施工降水与水资源的再利用 351

第13章 地下工程施工方法 355

13.1地下工程明挖法施工 355

13.1.1放坡开挖基坑的设计与施工 355

13.1.2有围护结构的基坑设计与施工 360

13.2地下工程逆作法施工 383

13.3山岭隧道新奥法施工 386

13.3.1山岭隧道工程特点 386

13.3.2隧道施工方法及其选择 387

13.3.3新奥地利隧道施工法——岩石地层的新奥法施工 387

13.4城市地下工程浅埋暗挖法施工 395

13.4.1地铁区间隧道的浅埋暗挖法施工 395

13.4.2地铁车站的浅埋暗挖法施工 400

13.4.3城市地下工程暗挖法施工控制地层沉降的主要措施 407

13.5盾构法施工 407

13.5.1盾构法施工、盾构概貌及其适用范围 408

13.5.2盾构选型 409

13.5.3盾构法施工 412

第14章 地下工程施工监控量测 417

14.1地下工程施工监测意义 417

14.2监测方案的编制 417

14.3地下工程施工主要监测项目 418

14.4监测资料的整理分析与反馈 424

参考文献 430