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文檔簡介
精品文檔地下工程的現狀與未來發(fā)展前景摘要:地下工程現狀與優(yōu)越性,地下工程未來的發(fā)展前景 關鍵詞:地下鐵道,鐵路和公路隧道,生態(tài)環(huán)境優(yōu)越性,城市地下快速路,隧 道,發(fā)展前景 19 世紀是橋的世紀,20 世紀是高層建筑的世紀,而 21 世紀應該是地下洞室 開發(fā)利用的世紀。 在當今工業(yè)經濟與知識經濟并存的時代, 經濟的競爭歸根結底就是科技創(chuàng)新 能力的競爭。二十一世紀是地下空間的發(fā)展世紀,特別是隨著城市的快速發(fā)展, 資源的過渡開發(fā),必然會帶來環(huán)境污染、能源緊張、交通擁擠和水資源短缺等嚴 重問題,因此人們不得不向地下要生存空間,以緩解土地資源緊張而帶來的壓 力。 面臨著人口、 糧食、 資源和環(huán)境的四大挑戰(zhàn), 這決非是危言聳聽、 杞人憂天。 它如晨鐘暮鼓,告誡人們必須從現在開始認真研究對策 “可持續(xù)發(fā)展”被作為國策提出來了,擺在每個學科、每個產業(yè)的面前,土 木工程界也應順潮流而檢討自己。大量的土建工程拔地而起,每天都看到大片良 田被鋼筋混凝土所取代,并且無法再生,居住、交通、環(huán)境的矛盾日益突出。把 地面活土多留點給農業(yè)和環(huán)境, 使地下空間成為人類在地球上安全舒適的第二個 空間,是土木建筑工作者的緊迫課題。國際上已提出把“廿一世紀作為人類開發(fā) 利用地下空間的年代” ,日本提出要利用地下空間,把國土擴大數倍。中國也開始重視地下空間利用的立法工作,各地區(qū)已開始進行地下空間的開發(fā)規(guī)劃。但由于技術立法不夠,在這方面出了不少問題,花費了許多不該花的工程費。 交通擁堵已經成為城市致命的瓶頸,人們在擁堵中等待、憤怒、絕望,也開始因為渴望速度而尋找方向。 當一個名字叫地鐵的尤物可以讓交通煩惱消卻、速度誘惑滿足時,幾乎所有的中國城市都愛上了她,開始了轟轟烈烈的地鐵建設之旅。 地鐵的另類空間激發(fā)著人們的國際化大都會想象力和商業(yè)想象力,地鐵天文 數字般的投資令城市人痛并快樂著,地鐵承載著所有都市人內心的柔軟和抒情,令那些對城市失望的人可能重新愛上城市。1地下工程發(fā)展現狀1.1 地下鐵道 隨著城市在不斷的發(fā)展, 并隨之擴大的趨勢,市內的地面運輸功能已經無法 滿足市內交通的需求量,而修建地下鐵道則是改變這一現象最有效的手段之一。 而在世界上存在已修建或者是正在修建地下鐵道的城市有 80 多個,而我國北京 現在經修建地下鐵道達 11401 km,而天津已修建了 72 k m 的地下鐵道,同 時在其他的大城市內也正在籌劃中。地下鐵道和其他城市運輸類型相比較,其運 送能力最大;由于沒有平面交叉和采取自動閉塞信號,可以保證通行安全;地鐵 各列車間的間歇時間可以很短,給旅客以很大方便;噪聲小,保護環(huán)境條件好。 近 2030 年來,在某些國家的大城市(如:日本東京、大阪等地)和地鐵相配合 還修建了具有相當規(guī)模的地下街和地下商場等。地鐵的缺點是:固定運營費用比重較大,只有客流密度很大時才是經濟合理的。 12 鐵路和公路隧道 中國 1949 年以來為克服山嶺障礙修建了總延長 2000 多公里的鐵路隧道, 正 在修建中的大瑤山鐵路隧道長達 14 公里。還修建了許多公路隧道。較長的有河 南省輝陵公路的向陽隧道,長 1400 米;林石公路的太行隧道,長 960 米。鐵路和 公路常需要跨越江河港口。為此,需要修建水下的鐵路或公路隧道。修建水底隧 道過去多采用盾構法。但盾構法施工的斷面是圓形的,內部凈空不能很好利用,且埋深較大,使隧道總長度增加。采用沉管法可避免上述缺點。在荷蘭已經用沉 管法修建了十幾條水底隧道。 中國在上海用盾構法已建成黃浦江打浦路隧道,正 在修建第二條越江隧道,還準備用沉管法修建第三條越江隧道。在日本,已經修 建了許多鐵路或公路隧道,把一些島嶼聯(lián)結起來,著名者如青函海底隧道。橫越 英法海峽的海底隧道還在研究技術經濟方案。現在通過直布羅陀海峽的隧道方案 正進行可行性研究。從九龍到香港的海底隧道已修建完成。 1.3 其他地下工程 水電站都修引水和泄水隧洞,有的還修有地下廠房和其他洞室。核電站有全 部修建在地下的, 也有為掩埋核廢料的地下深層洞庫。 軍工工程和人民防空工事,有不少修于地下。有些地下工程可利用天然洞穴,在加固修繕后使用。2.地下工程的優(yōu)越性2.1 地下快速路保護城市生態(tài)環(huán)境的優(yōu)越性 地下修建快速路保護了城市的風貌和歷史人文景觀,節(jié)省城市寸土寸金 的土 地資源,為城市的園林綠化,實現人車分流,疏導交通,增加城市綠地,減少環(huán) 境污染, 建設宜人和美麗的地面開敞空間,協(xié)調人和自然的和諧生態(tài)環(huán)境創(chuàng)造了 有利條件。 充分利用隧道工程開發(fā)利用地下空間資源為人類造福,無疑是保護和 改善人居生態(tài)環(huán)境,保護城市風貌,實現城市功能和環(huán)境和諧共生的最有效途徑。 2.2 山嶺隧道保護自然生態(tài)環(huán)境的優(yōu)越性 “逢山開路,翻山越嶺”,傳統(tǒng)的跨越山嶺公路主要采用修盤山路迂回爬坡翻越,設計主要考慮技術和經濟因素。為保證設計速度和安全行車,設計往往過度追求 路線平、 縱面線形的連續(xù)和流暢而采用高技術指標,或為了強調線形的優(yōu)美以及 填挖工程量的平衡,經常采用高填和深挖路基,于是產生很多高陡邊坡。 另外因施工還需要設置了一些的臨時便道、取土坑、棄土堆、漿砌工程防 護等構筑物,其結果是破了沿線的水系、造成水土流失 ,破壞了地面植被和森林,斷絕了動、植物的聯(lián)系和活動通道,生態(tài)平衡受到嚴重破壞,植被一旦被破 壞將無法替代和恢復。 隨著工程技術的發(fā)展進步和全斷面巖石掘進機的出現,國內外采取隧道工 程,甚至淺埋隧道工程穿越山嶺成為新的發(fā)展趨勢。隧道不但可使線路縮短,汽 車運輸快捷、舒適,大大提高運營效率,而且還使植被和森林得以保存,生態(tài)環(huán)境得以保護。 2.3水下隧道保護生態(tài)環(huán)境的優(yōu)越性 水下隧道在社會、 經濟、 生態(tài)環(huán)境和抵御不可抗力等方面的綜合效益要優(yōu)于橋梁。 采用水下隧道穿越水域,對城市生態(tài)環(huán)境影響小,可避免車輛行駛產生的噪音、 粉塵和廢氣對城市環(huán)境的污染; 隧道結構受巖土介質包圍,其穩(wěn)定性及耐久性遠 比暴露在空氣中、 承受各種不利環(huán)境因素影響的橋梁好,可大大延長隧道的使用壽命達百年以上,且結構維護費用比橋梁低的多;抵抗自然災害能力強, 不受 惡劣氣候條件的影響,全天候運營而大大提高運輸效率。 隧道工程保護生態(tài)環(huán)境的優(yōu)越性進行深入分析和探討,得出如下結論 : (1)減少車輛產生的噪聲,廢氣對環(huán)境的污染。 (2)節(jié)省城市土地資源,改善城市生態(tài)環(huán)境,保護城市人文景觀。 (3)減少山嶺地區(qū)的植被破壞,保護動植物自然生態(tài)環(huán)境。 (4)不受惡劣氣候影響,保證交通全天候暢通運行。 (5)水下隧道不影響水路航運,并保持原有水域自然景觀。 (6)較強的抵御自然災害和戰(zhàn)爭破壞的防御性能。 (7)分析表明,地下工程保護生態(tài)環(huán)境取得的社會整體利益遠大于其對環(huán)境的負面影響,且實際證明通過采取綜合措施完全可以將負面影響降低到最低程度。 (8)地下工程方案的比較應與時俱進,在根本上從傳統(tǒng)的技術經濟的比較,轉變 到技術、經濟、環(huán)境的比較,是保護生態(tài)環(huán)境,落實可持續(xù)發(fā)展國策。3.地下工程的發(fā)展前景近年來,由于我國的城市化進程在不斷加快,大量的人涌入城市,住房問題, 交通問題等一系列現實問題使我國的城市土地空間資源的利用遭遇到了嚴峻的挑戰(zhàn)。可以預見,充分發(fā)展地下工程將對我國的城市建設帶來不可估量的作用。3.1 城市發(fā)展與地下空間的利用 現階段關于開發(fā)利用地下空間的現實意義,是在于為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略創(chuàng)造條件。進入21紀以來,城市化趨勢在不斷發(fā)展,規(guī)模在不斷擴大,這樣發(fā)展下去。城市地 區(qū)土地無論怎樣節(jié)約,終究要有大片土地被占,對我國城市的可持續(xù)發(fā)展造成嚴重的威脅。近年來,世界上大部分國家很 重視地 下工程的發(fā)展,以尋求新的平衡 作為一個重要解決的城市 地面問題的重要方法,地下空間以嘗試保留盡可能多的面積滿足生活環(huán)境的需求,把道路交通、工廠和倉庫安排分配許到地下空間,形成土地資源有計劃性、長期性的人類安全和舒適的生活環(huán)境,幫助和提供更多的服務。因此,在2l世紀的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,利用隧道和地下工程及規(guī)模將不斷擴大 。 3.2 現階段地下空間利用的重點 當今一些發(fā)達國家的地下空間利用,實際上是與城市的發(fā)展緊密相關,一般 多與維護城市的功能和優(yōu)化城市間聯(lián)絡通道的效率相聯(lián)系。如果我國現在普遍使用地下空間開發(fā),且還缺乏相關的經濟條件。然而,一些沿海城市和地區(qū),經濟發(fā)展已經達到了一定的水平,每年人均 GDP達到 5000-8000 元,作為所謂的地下工程“門檻” ,一般認為已達到地下空間所需要開發(fā)的經濟條件,并不斷地開發(fā)和利用地下空間,地下空間利用的要求,反過來也能夠推動城 市經濟的發(fā)展,具體來說,當前我國的工作重點首先應基于這樣幾個基礎點: (1)從改善城市交通的效率出發(fā);(2)其次是緩解交通運輸緊張局勢;(3)創(chuàng)造條件為城市交通發(fā)展區(qū)域和城市的交通運輸效率,優(yōu)化城市交通創(chuàng)造經濟條件。 3.3 地下鐵道在城市交通中的作用 20世紀80年代改革開放的大潮中,城市經濟發(fā)展,都市人口流量猛增,都 市交通狀況惡化嚴重。 已成為困擾城市市民生活與制約城市發(fā)展的一大難題。 事實上,增車擴路已遠趕不上交通量的增長速度,而且道路面積也不可能無限制增加,因此,地下鐵道便成為了解決交通擁堵問題的重要手段之一。一般地鐵作為現代化都市交通方式具有五大優(yōu)點: 一是運量大;二是速度快、時間準;三是干擾小,在地下運行不受氣候、地面行人和車輛的干擾;四是耗能低,無廢氣污染,乘車舒適,對城市噪音污染輕,滿足了市民對生存環(huán)境質量和時間速度的要求;五是大大節(jié)約了地上土地空間資源。同時,作為開發(fā)城市地下空間相關的地下工程建設技術,隨著建設發(fā)展,現已日趨完善,基本形成了體系。因此,可以預見,將來的城市交通系統(tǒng)中,地下鐵道將發(fā)揮越來越大的作用,更多地下鐵道的建設也將納入各地政府的規(guī)劃之中。4.結語由于地下空間的開發(fā)對解決交通擁堵、改善城市環(huán)境、保護城市景觀、減少 土地資源的浪費等方面都有著不可替代的作用,目前世界上的大城市都在加緊開發(fā)利用地下空間的研究。雖然我國的城市地下空間利用已經具備的一定的規(guī)模,但我國人口眾多且城市化進程還在不斷加快,現有
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