2020年一級造價工程師《土建工程》備考講義：第二章第三節(jié)

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第三節(jié)　地下工程的分類、組成及構(gòu)造

一、地下工程的分類

(一)按地下工程的用途分類

(二)按地下工程的存在環(huán)境及建造方式分類

1.巖石中的地下工程

2.土中地下工程

根據(jù)建造方式分為單建式和附建式兩類。

(三)按地下工程的開發(fā)深度分類

淺層地下工程，一般是指地表至-10m 深度空間建設(shè)的地下工程，主要用于商業(yè)、文娛和部分業(yè)務(wù)空間;

中層地下工程，是指-10～-30m 深度空間內(nèi)建設(shè)的地下工程，主要用于地下交通、地下污水處理場及城市水、電、氣、通信等公用設(shè)施;

深層地下工程，主要是指在-30m 以下建設(shè)的地下工程，如高速地下交通軌道，危險品倉庫、冷庫、油庫等。

二、主要地下工程組成及構(gòu)造

(一)地下交通工程

1.地下鐵路

凡以電能為動力，采用輪軌運行方式的交通系統(tǒng)，速度大于 30km/h，單向客運能力超過 1 萬人·次/h 的交通系統(tǒng)稱為城市快速軌道交通系統(tǒng)。

城市地鐵工程主要由土建工程和系統(tǒng)工程兩大部分構(gòu)成。

地下鐵路優(yōu)點：運行速度快、運送能力大;準(zhǔn)點、安全;對地面無太大影響(噪音小，無震動，不妨礙城市景觀);不存在人、車混流現(xiàn)象，沒有復(fù)雜的交通組織問題;不侵占地面空間;環(huán)境污染小。

地下鐵路缺點：地鐵建設(shè)在地下，施工條件困難，工期長，工程建設(shè)費用較地面高。因此，對地下鐵路建設(shè)必須做好可行性研究。

(1)地鐵建設(shè)的前提

真正制約地下鐵路建設(shè)的因素是經(jīng)濟性問題。

地鐵主要服務(wù)于城市中心城區(qū)和城市總體規(guī)劃確定的重點地區(qū)，申報建設(shè)地鐵的城市一般公共財政預(yù)算收入應(yīng)在 300 億元以上，地區(qū)生產(chǎn)總值在 3000 億元以上，市區(qū)常住人口在 300 萬人以上。

(2)地鐵車站

1)地鐵車站形式分類

地鐵車站根據(jù)其所處位置、埋深、運營性質(zhì)、結(jié)構(gòu)橫斷面、站臺形式等進行不同分類。

根據(jù)車站與地面的相對位置，可以分為高架車站、地面車站和地下車站。車站豎向布置根據(jù)線路敷設(shè)方式、周邊環(huán)境及城市景觀等因素，可選取地下一層、地下多層、路塹式、地面、高架一層、高架多層等形式。但地下車站宜淺，車站層數(shù)宜少。有條件的地下或高架車站應(yīng)盡量考慮站廳和設(shè)備及管理用房設(shè)于地面。車站設(shè)計宜考慮地下、地上空間綜合利用。車站應(yīng)建設(shè)無障礙設(shè)施。地下車站的土建工程宜一次建成。地面車站、高架車站及地面建筑可分期建設(shè)。

根據(jù)運營性質(zhì)，車站可以分為中間站、區(qū)域站、換乘站、樞紐站、聯(lián)運站、終點站等。換乘車站應(yīng)根據(jù)地鐵線網(wǎng)規(guī)劃、線路敷設(shè)方式、地上及地下周邊環(huán)境、換乘量的大小等因素，可選取同車站平行換乘、同站臺平面換乘、站臺上下平行換乘、站臺間的“十”字形、“T”形、“L”形、“H”形等換乘及通道換乘形式，且應(yīng)形成在付費區(qū)內(nèi)換乘。地鐵各線路之間及與其他軌道交通線路交會處的換乘站，換乘設(shè)施的通過能力應(yīng)滿足預(yù)測的遠期換乘客流量的需要。不能同步實施時，應(yīng)預(yù)留接口。

根據(jù)車站的結(jié)構(gòu)斷面可以分為矩形、拱形、圓形、馬蹄形、橢圓形等車站。

根據(jù)站臺形式，地鐵車站可以分類島式站臺、側(cè)式站臺、島側(cè)混合式站臺等。車站平面形式應(yīng)根據(jù)線路特征、營運要求、地上和地下環(huán)境及施工方法等條件確定。

車站間的距離應(yīng)根據(jù)現(xiàn)狀及規(guī)劃的城市道路布局和客流實際需要確定，一般在城市中心區(qū)和居民稠密地區(qū)宜為 1km 左右，在城市外圍區(qū)應(yīng)根據(jù)具體情況適當(dāng)加大車站間的距離。

2)地鐵車站構(gòu)造組成

地鐵車站通常由車站主體(站臺、站廳、設(shè)備用房、生活用房)，出入口及通道，通風(fēng)道及地面通風(fēng)亭等三大部分組成。

車站主體是列車在線路上的停車點，其作用既是供乘客集散、候車、換車及上、下車;又是地鐵運營設(shè)備設(shè)置的中心和辦理運營業(yè)務(wù)的地方。

出入口及通道(包括人行天橋)是供乘客進、出車站的建筑設(shè)施。

通風(fēng)道及地面通風(fēng)亭的作用是保證地下車站有一個舒適的地下環(huán)境。地鐵車站應(yīng)設(shè)公共廁所，并應(yīng)根據(jù)需要與可能在靠近車站位置設(shè)置停車場。

車站出入口與風(fēng)亭的位置，應(yīng)根據(jù)周邊環(huán)境及城市規(guī)劃要求進行合理布置。出入口位置應(yīng)有利于客流吸引和疏散;通風(fēng)亭位置在滿足功能要求的前提下，尚應(yīng)滿足規(guī)劃、環(huán)保和城市景觀的要求。車站的站廳、站臺、出入口通道、人行樓梯、自動扶梯、售檢票口(機)等部位的通過能力應(yīng)按該站遠期超高峰設(shè)計客流量確定。超高峰設(shè)計客流量為該站預(yù)測遠期高峰小時客流量(或客流控制時期的高峰小時客流量)的 1.1～1.4 倍。

車站的總體布局，應(yīng)符合城市規(guī)劃、城市交通規(guī)劃、環(huán)境保護和城市景觀的要求，妥善處理好與地面建筑、地下管線、地下構(gòu)筑物等之間的關(guān)系。車站設(shè)計必須滿足客流需求，保證乘降安全、疏導(dǎo)迅速、布置緊湊、便于管理，并具有良好的通風(fēng)、照明、衛(wèi)生、防災(zāi)等設(shè)施，為乘客提供舒適的乘車環(huán)境。

(3)區(qū)間隧道與地鐵線路

區(qū)間隧道是列車通行的通道，有單洞單線隧道和單洞雙線隧道之分，但以單洞單線隧道居多，按施工方法不同，主要分為明挖隧道、礦山法隧道和盾構(gòu)法隧道 3 種，另外，還有聯(lián)絡(luò)通道。

地鐵線路應(yīng)為右側(cè)行車的雙線線路，并應(yīng)采用 1435mm 標(biāo)準(zhǔn)軌距。線路縱斷面，正線的最大坡度不宜大于 30‰，困難地段可采用 35‰，聯(lián)絡(luò)線、出入線的最大坡度不宜大于 40‰(均不考慮各種坡度折減值)。隧道內(nèi)和路塹地段的正線最小坡度不宜小于 3‰，困難地段在確保排水的條件下，可采用小于3‰的坡度;地面和高架橋上正線最小坡度在采取了排水措施后不受限制。正線及輔助線鋼軌應(yīng)依據(jù)近、遠期客流量，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟綜合比較確定，宜采用 60kg/m 鋼軌。車場線宜采用 50kg/m 鋼軌。

(4)地下鐵路網(wǎng)

地下鐵路路網(wǎng)的基本類型有單線式、單環(huán)式、多線式、蛛網(wǎng)式、棋盤式等。

①單線式。僅在客運最繁忙的地段重點地修一、二條線路。

②單環(huán)式。在客流量集中的道路下面設(shè)置地鐵線路，并閉合成環(huán)，便于車輛運行，減少折返設(shè)備。

③多線式。城市具有幾條方向各異或客流量大的街道，可設(shè)置多線路網(wǎng)，這幾條線路往往在市中心區(qū)交匯，這樣，便于乘客自一條線路換乘另一條線路，也有利于線路的延長擴建。

④蛛網(wǎng)式。該路網(wǎng)由多條輻射狀線路與環(huán)形線路組合，其運送能力很大，可減少旅客的換乘次數(shù)，又能避免客流集中堵塞，還能減輕多線式存在的市中心區(qū)換乘的負擔(dān)。

⑤棋盤式。地鐵線路沿城市棋盤式的道路系統(tǒng)建設(shè)而成，線路網(wǎng)密度大，客流量分散，但乘客換乘次數(shù)增多，增加了車站設(shè)備的復(fù)雜性。

2.地下公路

(1)地下公路的形式

1)地下越江(海)公路。

2)地下立交公路。距離短，在我國較為常見。

3)地下快速公路。優(yōu)點：改善相鄰環(huán)境，有利于公路景觀的保護;利用街道與公路之間的地下空間，修建停車和其他公共設(shè)施，實現(xiàn)快速公路地下空間的多功能用途。

4)半地下公路。

(2)地下公路的線路與斷面特點

地下公路與普通道路一樣，根據(jù)公路規(guī)范設(shè)計。地下公路的平面線形，一般采用直線，避免曲線。綜合排水、通風(fēng)等各方面要求，地下公路隧道的縱坡通常應(yīng)不小于 0.3%，并不大于 3%。

3.地下停車場

(1)地下停車場

1)公路式地下停車場

2)公園式地下停車場

3)廣場式地下停車場

4)建筑物地下室式停車場

(二)地下市政管線工程

1.市政管線工程分類

市政管線工程一般應(yīng)包括供水、能源供應(yīng)、通信和廢棄物的排除等四大系統(tǒng)。市政管線工程按性能與用途、敷設(shè)方式、管線覆土深度和輸送方式的不同分為若干類型。

(1)按性能與用途分類

(2)按敷設(shè)形式分類

按管線的敷設(shè)形式分為架空架設(shè)線路;地下埋設(shè)線路。

(3)按管線覆土深度分類

一般以管線覆土深度超過 1.5m 作為劃分深埋和淺埋的分界線。在北方寒冷地區(qū)，由于冰凍線較深，給水、排水以及含有水分的煤氣管道，需深埋敷設(shè);而熱力管道、電力、電信線路不受冰凍的影響，可以采用淺埋敷設(shè)。在南方地區(qū)，由于冰凍線不存在或較淺，給水等管道也可以淺埋，而排水管道需要有一定的坡度要求，排水管道往往處于深埋狀況。

(4)按輸送方式分類

各種輸送管道，按承壓情況可分為：壓力管道，如給水、燃氣、熱力、灰渣等管道;重力流管道，如排水管道。

2.市政管線工程布置方式與布置原則

一些常規(guī)做法是：建筑線與紅線之間的地帶，用于敷設(shè)電纜;人行道用于敷設(shè)熱力管網(wǎng)或通行式綜合管道;分車帶用于敷設(shè)自來水、污水、煤氣管及照明電纜;街道寬度超過 60m 時，自來水和污水管道都應(yīng)設(shè)在街道內(nèi)兩側(cè);在小區(qū)范圍內(nèi)，地下工程管網(wǎng)多數(shù)應(yīng)走專門的地方。此外，地下管網(wǎng)的布置，還應(yīng)符合相應(yīng)的建筑規(guī)范要求。

3.共同溝

(1)共同溝概念

共同溝也稱“地下城市管道綜合走廊”。

共同溝的優(yōu)點包括：減少挖掘道路頻率與次數(shù)，降低對城市交通和居民生活的干擾;容易并能在必要時期收容物件，方便擴容;能在共同溝內(nèi)巡視、檢查，容易維修管理;結(jié)構(gòu)安全性高，有利于城市防災(zāi);由于管線不接觸土壤和地下水，避免了酸堿物質(zhì)的侵蝕，延長了使用壽命;對城市景觀有利，為規(guī)劃發(fā)展需要預(yù)留了寶貴的空間。另外，對共同溝中管線的管理部門來說，設(shè)施設(shè)計、保養(yǎng)、管理容易，安全性高，與相關(guān)單位協(xié)調(diào)容易，手續(xù)簡單。

(2)共同溝系統(tǒng)組成

1)共同溝本體。共同溝的本體是以鋼筋混凝土為材料，采用現(xiàn)澆或預(yù)制方式建設(shè)的地下構(gòu)筑物，其主要作用是為收容各種城市管線提供物質(zhì)載體。

2)管線。共同溝中收容的各種管線是共同溝的核心和關(guān)鍵，共同溝發(fā)展的早期，以收容電力、電訊、煤氣、供水、污水為主，目前原則上各種城市管線都可以進入共同溝，如空調(diào)管線、垃圾真空運輸管線等，但對于雨水管、污水管等各種重力流管線，進入共同溝將增加共同溝的造價，應(yīng)慎重對待。

3)地面設(shè)施。包括地面控制中心、人員出入口、通風(fēng)井、材料投入口等地面設(shè)施。

4)標(biāo)識系統(tǒng)。標(biāo)識系統(tǒng)的主要作用是標(biāo)識共同溝內(nèi)各種管線的管徑、性能以及各種出入口在地面的位置等，標(biāo)識系統(tǒng)在共同溝的日常維護、管理中具有非常重要的作用。

此外，共同溝組成中還包括監(jiān)控、通風(fēng)、供電、排水、通訊等其它系統(tǒng)。

(3)共同溝建設(shè)常用形式

按照其功能定位，可以分為干線共同溝、支線共同溝、纜線共同溝等。

1)干線共同溝。主要收容城市中的各種供給主干線，但不直接為周邊用戶提供服務(wù)。設(shè)置于道路中央下方，向支線共同溝提供配送服務(wù)，管線為通信、有線電視、電力、燃氣、自來水等。特點為結(jié)構(gòu)斷面尺寸大、覆土深、系統(tǒng)穩(wěn)定而輸送量大，具有高度的安全性，維修及檢測要求高，

2)支線共同溝。主要收容城市中的各種供給支線，為干線共同溝和終端用戶之間聯(lián)系的通道，設(shè)于人行道下，管線為通信、有線電視、電力、燃氣、自來水等，結(jié)構(gòu)斷面以矩形居多。特點為有效斷面較小，施工費用較少，系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性較高。

3)纜線共同溝。埋設(shè)在人行道下，管線有電力、通信、有線電視等，直接供應(yīng)各終端用戶。其特點為空間斷面較小，埋深淺，建設(shè)施工費用較少，不設(shè)通風(fēng)、監(jiān)控等設(shè)備，在維護及管理上較為簡單。

(三)地下工業(yè)工程

1.地下工業(yè)工程分類

(1)地下輕工業(yè)與機械工業(yè)工程

(2)地下能源工業(yè)工程

(3)地下食品工業(yè)工程

(4)地下電力工業(yè)工程

(四)地下公共建筑工程

1.地下公共建筑工程的種類

2.城市地下綜合體

在我國應(yīng)優(yōu)先發(fā)展以下幾種類型的地下綜合體：

1)道路交叉口型。即在城市中心區(qū)路面交通繁忙的道路交叉地帶，以解決人行過街交通為主，適當(dāng)設(shè)置一些商業(yè)設(shè)施，考慮民防因素，綜合市政道路的改造，建設(shè)中小型初級的地下綜合體。同時，應(yīng)適當(dāng)考慮城市的發(fā)展與未來地下網(wǎng)絡(luò)體系連接的可能。

2)車站型。我國部分城市正在規(guī)劃和建設(shè)地鐵，結(jié)合少量重點地鐵車站的建設(shè)，把部分商業(yè)、貯存、人行過街交通道、市政管線工程，以及災(zāi)害時的人員疏散、掩蔽等功能結(jié)合起來，并與地面的改造相結(jié)合，進行整體規(guī)劃與設(shè)計，實施聯(lián)合開發(fā)。

3)站前廣場型。即在大城市的大型交通樞紐地帶，結(jié)合該區(qū)域的改造、更新，進行整體設(shè)計、聯(lián)合開發(fā)建設(shè)的大中型地下綜合體。在綜合體內(nèi)，可將地面交通樞紐與地下交通樞紐有機組合，適當(dāng)增設(shè)商業(yè)設(shè)施，充分利用商業(yè)贏利來補貼其他市政公用設(shè)施，通過加設(shè)一些供乘客休息、娛樂、觀賞、小型防災(zāi)廣場等，以滿足地下活動人員的各種需要。

4)副都心型。為了達到大城市中心職能疏解的目的，往往需在城市的部分重點地區(qū)新建一些反磁力中心(亦稱分中心、副都心)這種新建設(shè)反磁力中心的地下空間體系，幾乎涵蓋了市中心的所有職能，如商業(yè)、文化、娛樂、行政、事務(wù)、金融、貿(mào)易、交通等，與上部空間的再建，共同構(gòu)成現(xiàn)代城市的繁榮。

5)中心廣場型。市中心廣場稱為城市的起居室，但在土地效益寸土寸金的市中心，留出大片空地，單層次利用空間，其效益不能得到全面發(fā)揮。為此，許多城市在整頓城市空間的同時，充分利用地下空間資源，建設(shè)大型地下綜合體，以補充地面功能的單一化。保護廣場周圍的傳統(tǒng)風(fēng)貌。

(五)地下貯庫工程

1.地下貯庫工程的類型

2.城市地下貯庫工程的布局與要求

(1)城市地下貯庫工程的布局

城市地下貯庫的布局，應(yīng)處理好貯庫與交通、貯庫與居住區(qū)及工業(yè)區(qū)的關(guān)系。

1)貯庫布置與交通的關(guān)系。貯庫最好布置在居住用地之外，離車站不遠，以便把鐵路支線引至貯庫所在地。對小城市的貯庫布置，起決定作用的是對外運輸設(shè)備(如車站、碼頭)的位置;大城市除了要考慮對外交通外，還要考慮市內(nèi)供應(yīng)線的長短問題。大庫區(qū)以及批發(fā)和燃料總庫，必須要考慮鐵路運輸。貯庫不應(yīng)直接沿鐵路干線兩側(cè)布置，尤其是地下部分，最好布置在生活居住區(qū)的邊緣地帶，同鐵路干線有一定的距離。

2)貯庫的分布與居住區(qū)、工業(yè)區(qū)的關(guān)系。一般危險品貯庫應(yīng)布置在離城 10km 以外的地上與地下;

一般貯庫都布置在城市外圍。

一般食品庫布置的基本要求是：應(yīng)布置在城市交通干道上，不要在居住區(qū)內(nèi)設(shè)置;地下貯庫洞口(或出入口)的周圍，不能設(shè)置對環(huán)境有污染的各種貯庫;性質(zhì)類似的食品貯庫，盡量集中布置在一起;冷庫的設(shè)備多、容積大，需要鐵路運輸，一般多設(shè)在郊區(qū)或碼頭附近。

(2)城市地下貯庫工程布局的基本要求

1)地下貯庫應(yīng)設(shè)置在地質(zhì)條件較好的地區(qū)。

2)靠近市中心的一般性地下貯庫，出入口的設(shè)置，除滿足貨物的進出方便外，在建筑形式上應(yīng)與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。

3)布置在郊區(qū)的大型貯能庫、軍事用地下貯存庫等，應(yīng)注意對洞口的隱蔽性，多布置一些綠化用地。

4)與城市無多大關(guān)系的轉(zhuǎn)運貯庫，應(yīng)布置在城市的下游，以免干擾城市居民的生活。

5)由于水運是一種最經(jīng)濟的運輸方式，因此，有條件的城市，應(yīng)沿江河多布置一些貯庫，但應(yīng)保證堤岸的工程穩(wěn)定性。

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