绪论 1
第1篇 地下空间资源及开发利用价值第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篇 地下工程设计 33
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3篇 地下工程施工降水 227
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4篇 地下工程施工 355
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