土木工程概论
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土木工程概论学问点及习题土木工程概论总复习第1 章绪论一、学习重点〔一〕根本概念1、土木工程:土木工程就是修建各类工程设施的科学技术的总称,它既指工程建设的对象,即为建好在地上、地下、水中的各种工程设施,也Ornain 应用领域的材料、设备和所开放的勘测设计、施工、修理保养、修理等技术。
2、根本建设:国家将工厂、矿井、铁道、大路、桥梁、农田水利、商店、住宅、医院、学校、给水排水、煤气输送等工程建设称为根本建设。
3、信息化施工:在施工过程中所牵涉的各局部各阶段广泛应用计算机信息技术,对工期、人力、材料、机械、资金、进度等信息开放搜集、存储、处置和沟通,并予以科学地综合利用,为施工治理准时、准确地供给更多决策依据。
4、可持续进展:是指“既满足当代人的需要,又不对后代人满足其需要的进展构成危害”。
〔二〕根本学问和根本理论 1、土木工程概论课程的任务“土木工程”包含哪些内容?“土木工程”专业的学生必需自学哪些科学学问、掌控哪些根本技能、具有哪些力量?怎样才能努力学习等?提问这些问题就是本书的主要任务。
土木工程的内容格外广泛,它和宽阔人民群众的日常生活亲热相关,在国民经济中起着格外重要的作用。
土木工程的范围包含房屋建筑工程、大路与城市道路工程,铁路工程,桥梁工程,隧道工程,机场工程,地下工程,排灌排水工程,港口、码头工程等。
2、土木工程进展历史简述土木工程的进展经受了古代、近代和现代三个阶段。
现代土木工程的特点存有:①功能要求多样化;②城市建设立体化;③交通工程快速化;④工程设施大型化。
3、土木工程的将来土木工程目前患病的形势就是:①信息(包括计算机、通讯、网络等)工业的迅猛进展。
②航空、航天事业等高科技事业的进展。
③地球上居住人口激增,而地球上的土地资源是有限的,并且会因过度消耗而日益枯竭。
④生态环境受到严峻破坏,随着工业的进展、技术的进步而人类生存环境却日益恶化。
〔1〕关键性工程工程将间续修建①为了解决城市土地供求冲突,城市建设将向高、深方向进展。
土木工程概论
土木工程是利用物理、化学等科学原理,运用建筑材料,遵循技术规范,解决建造工
程所面临的各种问题,从而完成各种建筑、交通运输、水利、环境保护等工程的科学。
土木工程有激励建设、维护和发展建设的功能,主要指在建筑、交通运输、水利、环
境保护等专业的工程经济服务,通过建设各种建筑物、搭建设施、改善环境等形式满足社
会需要,为社会提供有益的服务。
土木工程又称城市基础设施大类工程,主要分为建筑工程、交通运输工程、水利工程、给排水工程、隧道工程、环境工程等几大方向。
土木工程的具体工作和服务内容有:建筑建设,如构筑各种专业建筑、厂房、建筑结构、新建建筑物和改建旧建筑物;交通运输工程,如公路、铁路、水运河道、港口维护等;水利工程,如河流改造、建设水库、河道改建和治理、水质改善等;环境工程,如臭氧层
保护、园林规划、污水处理、水污染防治等。
土木工程是社会建设不可或缺的重要组成部分,结合当今社会的各种需求,土木工程
的发展将受到越来越多的重视。
它是一个技术性极高的行业,需要具有一定的科学技术水
平和较高的管理水平,工程所存在的工程经济、政策法规、自然环境、施工安全、工程决
策等方面的因素,都需要相应的专业知识和技术能力,从而来保障工程的建设和施工质量。
土木工程概论教案第一章:土木工程概述1.1 课程介绍了解土木工程的定义、范围和重要性理解土木工程与其他工程学科的区别1.2 土木工程的历史发展回顾土木工程的发展历程了解重要的人物、事件和里程碑1.3 土木工程的分支领域介绍结构工程、地质工程、交通工程等主要分支解释每个分支的基本概念和应用1.4 土木工程师的角色和责任描述土木工程师的工作职责强调职业道德和社会责任感第二章:土木工程材料2.1 材料概述了解土木工程中常用材料的类型和特性掌握材料的力学、热学、化学等基本性质2.2 常见结构材料学习混凝土、钢筋、木材等结构材料的规格和应用探讨材料的耐久性和可持续性2.3 土工材料研究土壤、岩石等土工材料的性质和分类掌握土工材料在工程中的作用和处理方法2.4 材料测试与检测介绍材料测试的方法和设备强调材料质量控制的重要性第三章:土木工程设计原理3.1 结构设计原则学习结构设计的标准和规范理解结构安全、可靠性和经济性的平衡3.2 力学基础复习力学的基本原理,如受力分析、应力、应变等掌握力学在土木工程中的应用3.3 结构分析方法学习静力、动力、稳定等结构分析方法探讨计算机辅助设计(CAD)和结构分析软件的使用3.4 工程实例分析分析具体的土木工程案例理解设计原理在实际工程中的应用和挑战第四章:土木工程施工技术4.1 施工准备与组织了解施工前的准备工作学习施工组织设计和施工方案的制定4.2 施工技术与工艺掌握常用施工技术和工艺,如桩基、地下工程、混凝土浇筑等强调施工安全和质量控制4.3 施工管理学习施工进度管理、成本控制、合同管理等探讨项目管理软件和信息技术在施工中的应用4.4 工程实例分析分析具体的土木工程施工案例理解施工技术在实际工程中的应用和挑战第五章:土木工程可持续发展5.1 可持续发展概述了解可持续发展的概念和原则强调可持续发展在土木工程中的重要性5.2 绿色建筑设计学习绿色建筑的设计原则和方法探讨绿色建筑的评价体系和认证标准5.3 环境管理与保护掌握环境保护的原则和技术了解土木工程对环境的影响和应对措施5.4 工程实例分析分析具体的可持续发展土木工程案例理解可持续发展在实际工程中的应用和挑战第六章:土木工程经济与投资分析6.1 工程经济原理了解现金流、投资回报期、内部收益率等基本经济概念掌握成本估算、预算编制和财务分析的方法6.2 项目投资与融资学习项目投资的基本流程和融资方式探讨政府资金、私人投资和公私合营模式6.3 成本控制与风险管理掌握成本控制策略和风险识别、评估方法了解合同管理和争议解决的相关知识6.4 工程实例分析分析具体的土木工程经济与投资案例理解经济分析在实际工程中的应用和挑战第七章:土木工程项目管理7.1 项目管理概述了解项目管理的基本原理和方法掌握项目规划、执行、监控和收尾的流程7.2 项目组织与管理团队学习项目组织结构和管理角色的职责探讨团队建设、沟通和协调的技巧7.3 项目进度与资源管理掌握项目进度计划的制定和调整方法了解资源分配、优化和绩效评估的策略7.4 工程实例分析分析具体的土木工程项目管理案例理解项目管理在实际工程中的应用和挑战第八章:结构工程8.1 结构工程概述了解结构工程的研究对象和内容掌握结构设计的基本原则和方法8.2 常见结构类型学习梁、板、柱、框架等常见结构类型探讨不同结构类型的应用场景和设计要求8.3 结构分析与计算掌握结构受力分析、内力计算和变形控制的方法了解结构稳定性、屈曲和扭转的分析原理8.4 工程实例分析分析具体的结构工程案例理解结构工程在实际工程中的应用和挑战第九章:地质与岩土工程9.1 地质工程概述了解地质工程的研究对象和内容掌握地质调查、勘察和评价的方法9.2 岩土工程设计学习岩土工程的分类和设计原则探讨地基处理、边坡稳定和地下工程的设计方法9.3 岩土工程测试与监测掌握岩土工程测试的方法和设备强调监测在岩土工程中的重要性9.4 工程实例分析分析具体的地质与岩土工程案例理解地质工程在实际工程中的应用和挑战第十章:交通工程与道路设计10.1 交通工程概述了解交通工程的研究对象和内容掌握交通规划、设计和管理的基本原则10.2 道路工程设计学习道路工程的规划、设计和施工要求探讨道路几何设计、交通标志和信号系统的设计方法10.3 交通设施与服务学习桥梁、隧道、公交车站等交通设施的设计和施工了解交通信息服务、智能交通系统的发展趋势10.4 工程实例分析分析具体的交通工程与道路设计案例理解交通工程在实际工程中的应用和挑战第十一章:水利工程11.1 水利工程概述了解水利工程的研究对象和内容掌握水利工程的设计原则和方法11.2 水利工程类型学习河流治理、水库、水电站等水利工程类型探讨不同水利工程的应用场景和设计要求11.3 水利工程计算与分析掌握水文、水力计算和水库运行管理的方法了解水利工程的经济分析和环境影响评价11.4 工程实例分析分析具体的水利工程案例理解水利工程在实际工程中的应用和挑战第十二章:环境工程12.1 环境工程概述了解环境工程的研究对象和内容掌握环境工程的设计原则和方法12.2 污水处理与回收学习污水处理技术、设备及其运行管理探讨废水回收和再利用的方法和策略12.3 废气处理与控制掌握废气污染物的控制技术和设备了解大气污染防治和排放标准12.4 工程实例分析分析具体的环境工程案例理解环境工程在实际工程中的应用和挑战第十三章:建筑工程与室内设计13.1 建筑工程概述了解建筑工程的研究对象和内容掌握建筑物的设计原则和方法13.2 建筑结构设计学习建筑结构类型、设计要求和计算方法探讨建筑结构的安全性、可靠性和经济性13.3 室内设计与装修学习室内设计的基本原则和方法探讨室内装修的材料、工艺和趋势13.4 工程实例分析分析具体的建筑工程与室内设计案例理解建筑工程和室内设计在实际工程中的应用和挑战第十四章:园林景观工程14.1 园林景观工程概述了解园林景观工程的研究对象和内容掌握园林景观工程的设计原则和方法14.2 园林景观设计学习园林景观设计的基本原则和方法探讨园林景观的植物配置、空间布局和风格特点14.3 园林景观施工与养护掌握园林景观施工技术、材料和设备强调园林景观养护和管理的重要性14.4 工程实例分析分析具体的园林景观工程案例理解园林景观工程在实际工程中的应用和挑战第十五章:建筑工程管理与法规15.1 建筑工程管理概述了解建筑工程管理的任务和目标掌握建筑工程管理的流程和方法15.2 建筑工程法规与标准学习建筑工程相关的法律法规、规范和标准强调建筑工程法律意识和合规性15.3 建筑工程招投标管理掌握招投标的程序、要求和策略了解建筑工程合同管理和风险控制15.4 工程实例分析分析具体的建筑工程管理与法规案例理解建筑工程管理在实际工程中的应用和挑战重点和难点解析。
土木工程概论土木工程是一门研究土壤力学、结构力学以及建筑材料等相关学科的工程学科。
它的主要目标是通过设计、建造和维护基础设施,为人类社会提供各种各样的建筑物和工程项目。
本文将介绍土木工程的定义、历史背景、主要领域以及职业发展前景。
一、定义土木工程是应用自然科学原理和技术手段,在土地上建造、维护和改善人类居住、工作和生活环境的学科。
这些工程项目包括房屋、桥梁、道路、隧道、水利工程和污水处理等。
二、历史背景土木工程起源于古代文明时期,人们开始建造居住和防御设施,以满足其生活和安全的需求。
古代的土木工程主要集中在城市规划、水利工程和道路建设方面。
随着科学技术的进步,土木工程逐渐发展为一门系统的学科,并在现代社会中起到至关重要的作用。
三、主要领域1. 结构工程:结构工程是土木工程的核心领域,其主要研究并设计建筑物和工程结构的安全性、可靠性和稳定性。
结构工程师使用各种工程材料和方法,确保建筑物能够经受住自然和人为因素的影响。
2. 水利工程:水利工程关注水资源的管理和利用,包括灌溉系统、排水系统、水坝和水电站等。
水利工程师致力于保护和提供可持续的水资源,以满足农业、工业和城市的需求。
3. 交通工程:交通工程研究并设计道路、桥梁和交通系统,以确保人们能够高效地在城市和乡村之间移动。
交通工程师考虑流量和安全等因素,提供可靠的交通解决方案。
4. 土木工程技术:土木工程技术关注土地规划、建筑地质、土壤力学和结构分析等方面。
土木工程技术人员利用各种技术手段,为土木工程项目的设计和施工提供必要的支持和指导。
四、职业发展前景由于人口增长和城市化进程的推动,土木工程师的需求将持续增长。
在许多国家,土木工程师是高度受到重视的职业,他们在设计和建造各种基础设施项目中起到关键作用。
土木工程师可以在政府部门、咨询公司、建筑公司和大型工程项目中找到就业机会。
他们可以担任设计师、项目经理、监理工程师和研发人员等职位。
随着技术的不断进步,土木工程师还可以应用新的技术,例如计算机辅助设计(CAD)和建筑信息模型(BIM),提高工作效率和精确性。
土木工程概论知识点土木工程(Civil Engineering)是一门研究和应用土木工程学科原理和技术的学科。
它涵盖了城市规划、结构工程、地质工程、交通工程、水利工程等多个领域。
以下是土木工程概论的几个重要知识点。
1.基本原理和力学力学是土木工程的基础,包括静力学、动力学和力学性能等内容。
静力学研究物体平衡时的力和力矩关系,重要的概念包括平衡条件、受力分析和刚体转动等。
动力学研究物体在运动时的力和力学性能,如加速度、速度、位移等。
力学也涉及到材料力学,包括弹性力学、塑性力学和破坏力学等内容。
掌握力学知识对于设计和分析土木工程结构的稳定性和安全性至关重要。
2.结构工程结构工程是土木工程的一大分支,研究建筑物、桥梁、隧道等工程结构的设计、建造和维护等方面。
掌握结构分析、结构设计和结构施工的原理是结构工程的基础。
结构分析包括静力分析、动力分析和不确定性分析等内容。
结构设计涉及到结构材料的选择和尺寸计算等。
结构施工则需要了解施工工艺和施工方法等。
3.地理信息系统(GIS)地理信息系统是将地理空间信息与数据整合、分析和展示的技术系统。
在土木工程中,GIS可以用来分析和处理地理空间数据,如地形图、地下管线等。
利用GIS可以实现土地利用规划、道路交通规划和水资源管理等工作。
掌握GIS技术可以提高土木工程项目的规划和管理效率。
4.交通工程交通工程是研究交通规划、交通设计和交通管理等内容的学科。
交通工程涉及到道路、铁路、航空和水运等各个方面。
在交通工程中,需要掌握交通流理论、交通设施规划与设计和交通控制与管理等知识。
交通工程的目标是提高交通系统的效率和安全性,减少交通拥堵和事故发生率。
5.水利工程水利工程涵盖了水资源的开发利用、治理和保护等方面。
水利工程包括水库工程、水电工程、河流治理和水环境保护等内容。
水利工程需要掌握水文学、水力学和水资源规划等知识。
水利工程旨在提供安全可靠的供水和排水系统,保护水资源和水环境。
土木工程专业课程概述土木工程是一门关于土木建筑和工程的学科,涵盖了广泛的知识领域。
在土木工程专业学习过程中,学生需要修习各种专业课程,使他们能够掌握建筑设计、结构分析、工程施工等方面的知识和技能。
以下是土木工程专业常见的专业课程:一、土木工程概论土木工程概论是土木工程专业的基础课程,介绍了土木工程的定义、基本概念、发展历史、分类、主要任务和职能等内容,为学生打下扎实的基础。
二、土木工程材料土木工程材料课程主要介绍了土木工程中常用的材料,如混凝土、钢材、木材等,包括材料的性质、用途、特点、加工工艺等内容,使学生了解不同材料在工程中的应用。
三、结构力学结构力学是土木工程中非常重要的一门课程,主要介绍了静力学和弹性力学的基本原理,教授学生如何对结构承受的力学作用进行分析和计算,为后续的结构设计打下基础。
四、土木工程施工土木工程施工课程介绍了土木工程施工的基本流程、方法和技术,学生将学习到施工现场管理、人员配合、设备使用等实际操作技能,为将来从事工程实践打下基础。
五、土木工程设计土木工程设计是土木工程专业非常重要的一门课程,学生将学习到结构设计的基本原理、方法与工具,了解不同结构形式的设计要点和原则,培养学生独立进行土木工程设计的能力。
六、土木工程经济土木工程经济课程主要介绍了土木工程项目的经济学原理和方法,学生将学习到项目投资分析、成本核算、效益评估等内容,培养学生对土木工程项目经济可行性进行分析的能力。
结语以上是土木工程专业常见的专业课程,这些课程不仅涵盖了土木工程的各个方面,而且为学生提供了全面的土木工程知识和技能,帮助他们准备好迎接未来的工程挑战。
土木工程专业课程的学习将使学生深入了解土木工程的本质和实践,为他们未来的职业发展奠定坚实的基础。
第一章1.土木工程的含义:土木工程是建造各类工程设施的科学技术的总称,它既指工程建设涉及的工程材料和设备相关的勘测、设计、施工和保养维修等技术活动,也指工程建设的对象,如房屋、道路、给水排水以及防护工程。
2.土木工程的分支:结构工程、水资源工程、环境工程、交通工程、测量工程、岩土工程。
3.结构工程:结构工程是与建筑和桥梁结构设计及建造相关的科学技术。
4.水资源工程:水资源工程涉及水供应和水系网络、洪水和洪涝灾害的控制、水利和水质相关的环境问题以及水质环境的遥感预测的规划、管理、设计和营运等。
5.环境工程:环境工程不仅涉及水的环境问题,还包括空气质量和土地的使用。
6.交通工程:交通工程是采用某种方式将人群或物体有序高效地从一个地方运送到另一个地方的科学技术。
7.测量工程:测量工程是对地表进行精密测量以获取工程项目所在位置的可靠信息。
8.岩土工程:岩土工程是土木工程中处理工程项目设计施工中与土、岩石和地下水相关的专门技术。
9.科学、技术与工程的关系:工程是创造性地应用科学原理来进行结构、机械、仪器设备或者整个制造工艺的设计和生产,其设计和生产的内容可以是其中单一个体,也可以是许多单体的组合,所有的东西都可依据设计重复制造生产出来,其在特定使用条件下的性能是可预知的,并符合产品的功用、经济性和安全性要求。
技术是人运用自己的知识,采用工具或其他方式使人们生活得更方便或舒适。
科学和技术常常是密切关联的,科学是技术得以存在的基础,技术是科学理论的应用,科学和技术进步相辅相成。
10.土木工程师的工作范围:1.丈量和测绘地表2.设计并指导桥梁、隧道、房屋、堤坝和海岸结构的施工3.道路、公路、铁路和机场的规划、设计和施工4.高效交通流程和控制的系统设计5.水利灌溉和防洪工程的设计和施工6.给水排水体系以及废弃物处置7.管理大型工程项目。
11.土木工程师的工作步骤:1.工程设计,包括收集资料、与业主交流、出图2.造价,对设计进行调整、限额设计3.施工,按图施工4.指导工程设施的正常使用和日常维护工作。
土木工程概论教案第一章:土木工程概述1.1 土木工程的定义1.2 土木工程的主要分支1.3 土木工程师的工作内容1.4 土木工程的历史发展1.5 本章小结第二章:土木工程材料2.1 常用建筑材料的特点和用途2.2 建筑钢材的性能和应用2.3 混凝土的组成和性质2.4 土木工程中其他重要材料2.5 本章小结第三章:土木工程测量3.1 测量学的基本概念3.2 测量仪器的使用和维护3.3 地形图的绘制和应用3.4 施工测量的方法和技术3.5 本章小结第四章:土木工程结构设计4.1 结构设计的基本原则4.2 常用结构材料的强度计算4.3 受力分析和内力计算4.4 结构设计和计算方法4.5 本章小结第五章:土木工程施工技术5.1 施工组织设计的基本内容5.2 施工工艺和方法的选择5.3 施工机械和设备的使用5.4 施工质量和安全管理5.5 本章小结第六章:土木工程规划与管理6.1 工程项目规划的基本步骤6.2 资源分配与时间管理6.3 成本估算与控制6.4 质量管理6.5 环境与可持续性考虑6.6 本章小结第七章:土木工程结构分析7.1 结构分析方法简介7.2 弹性理论7.3 塑性理论7.4 动力分析7.5 计算机在结构分析中的应用7.6 本章小结第八章:土木工程案例研究8.1 案例选择与分析方法8.2 案例一:大跨桥梁设计8.3 案例二:高层建筑施工8.4 案例三:水利工程规划8.5 案例四:地震灾区重建8.6 本章小结第九章:土木工程与可持续发展9.1 可持续发展的概念9.2 土木工程与环境的关系9.3 绿色建筑与节能技术9.4 生态环境保护与修复9.5 社会责任与伦理9.6 本章小结第十章:未来土木工程发展趋势10.1 技术进步与创新10.2 智能化与自动化10.3 跨学科研究与综合应用10.4 全球化的挑战与机遇10.5 教育与培训的重要性10.6 本章小结重点和难点解析重点环节1:土木工程的基本概念和分支补充和说明:确保学生能够理解土木工程的核心概念,并了解不同分支领域如结构工程、地质工程、交通工程等的基本原理和实际应用。
“地下”宝藏随着世界经济的发展和人口密度的不断增大,城市发展与土地资源之间的矛盾日益激化,要持续城市化必然要选择一种新的城市建设方式。
于是,不免看到城市中间高层林立,海洋开发争先恐后,沙漠生态化前赴后继,太空战略比比皆是。
城市建设走向高层,走向海洋,走向沙漠,走向太空,走向地下,这其中是否有一个发展方向是既节约成本,又能使空间最大化的好的走向呢?在我的观点中,向地下发展是城市持续发展的最优方案。
向地下开发可归结为:地下资源开发、地下能源开发和地下空间开发三个方面。
地下空间的利用也正由“线”的利用向大断面、大距离的“空间”利用进展。
如果说,19世纪是桥的世纪,20世纪是高层建筑的世纪,那么,未来的21世纪必将是人类开发利用地下空间的世纪。
1991年在东京召开的城市地下空间国际学术会议通过了《东方宣言》,提出了“21世纪是人类开发利用地下空间的世纪”。
20世纪80年代国际隧道协会(ITA)提出“大力开发地下空间,开始人类新的穴居时代”的口号。
顺应于时代的潮流,许多国家将地下开发作为一种国策,如日本提出了向地下发展,将国土扩大十倍的设想。
从某种意义上来讲,地下空间的利用历史是与人类文明史相呼应的。
一、开发地下空间的优势相比于向高层、海洋、沙漠乃至宇宙要生存空间,开发利用地下空间拥有更多优势:1.地下空间更广阔,面积大且适用于效用更大的公共设施,方便更多的人而不是将人“束之楼阁”。
2.地下空间由于岩土具有良好的隔热性,地面以下1米,日温几乎不变。
常年的气温恒定会使得地下建筑明显比地面建筑少消耗能量。
3.较强的抗灾特性,由于地下结构的特殊性,对于地震和战争等天灾人祸有其他地面建筑无法比拟的安全性能,必要时可作为民防工程。
4.缓解交通堵塞和解决静态交通“停车难”的问题。
二、国外现状和发展趋势如今,国外许多国家在城市地下空间利用领域已达到相当的水平和规模。
向地下要土地、要空间已经成为城市历史发展的必然和世界性的发展趋势,并以此作为衡量城市现代化的重要标志。
国外城市地下空间开发现状:注重立体开发,充分利用地下空间的多功能性,建设四通五达的地下城,从地铁交通工程、大型建筑物向地下自然的延伸发展,到复合型地下综合体,再到地下城,形成了地下交通、地下商业、地下疏散干道、地下共同管沟建设的有机融合。
同时,公共建筑也向地下发展,如公共图书馆、展览中心、体育馆、音乐厅、大型的科研实验室等文化体育设施。
国外的地下建筑的内部空间环境质量、应急系统和运营管理都达到了较高的水平。
下面介绍几个国家的实例:日本:日本国土狭小,城市用地紧张,地下空间的综合利用虽然比北欧国家起步晚,但是地下街道、地下车站、地下铁道,地下商场已经居世界领先地位,日本最具特色是地下商业街的建设规模大,抗灾能力强,从80年代以后,日本单个的地下街的规模越来越大,设计指标越来越高,抗灾能力越来越强,同时国家在立法、规划、设计质量方面形成了一整套较健全的地下商业街开发利用体系,据统计日本已经在26个城市建设地下商业街146所,每日进入地下商业街的人数达到1200万人,占国民总数9/1。
美国:美国基本上是实行道路交通的地下化,比如波士顿中央大道就是经历了城市由高架道路转入地下的过程,验证了城市道路及高架道路走进地下化的发展趋势,美国的地铁建设在世界上运营最长,纽约有443公里,车站达504个,每天有510多万人在地铁里面运行,每年将近20亿人次,真正的市中心曼哈顿地区常住人口只有10万,但白天进入该地区是300万,多数是乘坐地铁的人员。
瑞典:瑞典大型的地下排水系统在世界上是领先地位,城市排水系统、污水处理系统都在地下,埋深30-90米,特别是瑞典南部整个地下排水系统达到80多公里长。
法国:法国也是城市地下空间开发较早国家,一是对废弃的矿井进行再开发利用,改变为城市的下水道和防空设施,巴黎市早在18世纪末就开发利用了几个世纪之前的废弃矿井,于1890年成功用于巴黎世博会中国馆和印度馆的设计,取得成功。
二是大力建设地下车库。
三是用于保护历史文化景观,比如卢浮宫改造,地上已经没有空间利用,就在地下扩建,成功对古典建筑进行了现代化改造。
俄罗斯:俄罗斯属于地下空间开发利用的先进国家,特点是地铁系统和城市共同沟系统发达。
莫斯科地铁,分为三层,纵横交错,埋深达80多米,地铁以其建筑和运营的高质量而闻名于世。
观察和分析以上国家地下空间发展的经典案例,不难发现地下空间的利用都有着一些必然的发展趋势,如由独立向联合,由单用途向多用途,由单层次向多层次等等,总结国外先进的科技发展趋势,有助于还处在初期的我国地下空间利用的发展:1.综合化国外地下空间利用发展的主要趋势是综合化,其表现首先是地下综合体的出现,欧洲、北美和日本等一些大城市,在新城区的建设和旧城区的再开发过程中,都建设了不同规模的地下综合体,成为具有大城市现代化象征的建筑类型之一。
其次综合化表现在地下步行道系统和地下快速轨道系统、地下高速道路系统的结合,以及地下综合体和地下交通换乘枢纽的结合。
第三综合化表现在地上、地下空间功能既有区分,更有协调发展的相互结合模式。
2.分层化与深层化随着一些发达国家地下空间利用先进城市的地下浅层部分已基本利用完毕,以及深层开挖技术和装备的逐步完善,为了综合利用地下空间资源,地下空间开发逐步向深层发展。
如加拿大温哥华修建的地下车库多达14层,总面积72324平方米。
以日本学者为主正在研究30米以下的深层地下空间利用的规划。
深层地下空间资源的开发利用已成为未来城市现代化建设的主要课题。
在地下空间深层化的同时,各空间层面分化趋势越来越强。
这种分层面的地下空间,以人及为其服务的功能区为中心,人、车分流,市政管线、污水和垃圾的处理分置于不同的层次,各种地下交通也分层设置,以减少相互干扰,保证了地下空间利用的充分性和完整性。
3.城市交通和城市间交通的地下化城市交通和“高密度、高城市化地区”城市间交通的地下化,将成为未来地下空间开发利用的重点。
二十一世纪人类对环境、美化和舒适的要求越来越严格。
人们的环境意识和对城市的环境要求将越来越加强和提高,以前修建的高架路,如美国波士顿1950年建成的中央干道将转入地下。
地下高速轨道交通将成为大城市和高密度、高城市化地区城市间交通的最佳选择。
4.各种联合掘进机(TBM)和盾构将成为地下隧道快速开挖的主要趋势随着地下空间开发利用程度不断扩展,长大隧道开挖以及遇到不良地层机会的增多,要求隧道开挖速度及开挖安全越来越高,预计在硬岩采用TBM开挖,软岩中采用各种盾构的趋势将更加明显。
5.微型隧道工程将加速发展微型隧道是人进不去的隧道,直径一般在25~30厘米,最大可达2米。
在隧道表面入口处采用遥控进行开挖和支护。
这种方法快速、准确、经济、安全。
所以适宜在高层建筑下,历史文化名胜古迹下,高速公路和铁路下,河道下安设管道。
目前世界采用微型隧道技术已修建了5000公里管道。
由于地下管线不断增多,这种工程的应用将越来越广。
6.市政公用隧道(共同沟)在21世纪将得到更广泛的应用和发展随着城市和生活现代化程度的提高,各种管线种类和密度、长度将快速增加,共同沟的发展将成为必然。
7.三S技术在地下空间开发中的作用将得到加强由于地下空间开挖中定位和地质地理信息、勘察现代化的需要,GPS(卫星全球定位)、RS(遥感)和GIS(地理信息系统)技术在地下空间开发中的应用将会得到越来越大的推广。
三、国内地下空间开发现状虽然我国城市地下空间开发尚处于初级阶段,但地下空间、地下交通和地下资源等方面的发展速度惊人,特大城市地下空间开发利用的总体规模和发展速度已居世界同类城市的先进前列。
中国已经成为世界城市地下空间开发利用的大国。
主要成就有:●城市轨道交通建设速度已居世界首位;●城市地下快速道路建设已经起步并将加速发展;●城市地下物流系统正在研究;●特大城市和大城市地下空间专项规划已经和正在普遍开展;●多城市中心区结合改造和新区建设已经编制和正在编制详细规划;●城市大型地下综合体的建设已经成为许多大城市地下空间开发利用的亮点,并达到了国际先进水平。
同样起步阶段的地下空间开发也有不足之处:●地下空间的综合利用效益尚得改进;●市政综合管廊(共同沟)建设刚刚起步;●深层地下空间开发利用还基本处于空白;●在法律、政策、运作管理以及自主产权的核心技术的地下施工装备等方面和发达国家仍有一定的差距。
四、国外著名地下工程之我见英吉利海峡隧道(The Channel Tunnel)又称欧洲隧道(Eurotunnel),由三条长51km的平行隧洞组成,总长度153km,其中海底段的隧洞长度为3×38km,是目前世界上最长的海底隧道。
它是现实版的“天堑变通途”。
在我看来,一个伟大的工程之所以可以称为伟大,其根本是要在世界发展和为人谋利上体现工程的巨大价值。
英吉利海峡隧道便是工程史上的一个奇迹,它联通了欧洲公路网,大大缩短了欧洲各大城市往来时间。
更重要的是,其中隧道工程的经验和教训很多,如果未来中国要修建台湾海峡隧道,这些非常值得我们借鉴。
1.充分的地质工作和正确的判断地质钻探工作从58年做到87年,重要的钻孔达94个。
浅层勘探在海底以下150m之内,考虑隧道布置的范围;深层勘探在海底以下800m之内,主要为评价地震风险提供数据。
勘探发现海底有一层泥灰质白垩岩(Chalk Marl),厚度约30m,该岩层抗渗性好,硬度不大,裂隙也较少,易于掘进,隧道线路就布置在它的下部,距海底25~40m。
工程专家们认为,充分的地质资料和正确的判断,使欧洲隧道找到了理想的岩层。
2.精心、合理的安全设计海底隧道的规划设计把施工和运行安全放在极重要的地位。
之所以不采用一条大跨度双线铁路共用隧洞,是为了减小海底施工的风险和提高运行、维护的可靠性。
在两条单线铁路洞之间是后勤服务洞,每间距375m设置直径为3.3m的横向通道与两个主洞连接,连接处有防火撤离门。
后勤服务洞的主要功能是在隧道全长范围内提供正常维护和紧急撤离的通道。
它还向主洞提供新鲜空气,并保持其气压始终高于主洞,使主洞中的烟气在任何情况下都不能侵入后勤服务洞。
3.较好地解决了某些特殊的工程技术问题列车在很长的隧洞中高速行驶时会产生压差和空气动力阻抗。
特别是欧洲隧道列车的阻塞比(列车与隧道断面之比)很高,为此隧道沿线每250m设一个2m直径的卸压管,从后勤服务洞的顶上跨过,把两个铁路主洞连接起来。
铁路隧道和列车要承受车辆震动的长期反复荷载。
为此铁道路轨采用了一种称作松那飞(Sonneville)的系统。
一系列连续焊接的铁轨下面设弹性减振装置,使车辆在轨道上行驶非常平稳。
长隧洞掘进时的通风往往是施工中的一个难题。
欧洲隧道对空气循环的途径和风机的布置都作了详细的规划和研究。