內容簡介
本書可作為土木工程專業高年級學生開設的選修課教材，它克服了原先小專業知識覆蓋面窄的缺點，適應社會對綜合素質複合型人才的需求，是地下建築專業方向為其他專業方向學生專門開設的一門精煉型課程。本書可以用作岩土工程、工民建、鐵路工程、道路工程、橋樑與隧道工程、水利水電工程等專業科技工作者及大專院校師生、培訓班學員的參考用書。
本書第一章概略介紹地下工程發展的歷史和前景、地下工程分類方法、地下工程設計計算理論的演變、地下工程施工、防災、計算機套用的新技術。第二章通過工程實例介紹地下工程規劃設計，建設及室內環境設計原理和方法，第三章重點闡述地下工程結構選型，荷載計算，計算模型、斷面設計及構造設計，並有工程實例。第四章簡要介紹地下工程施工組織設計，施工技術管理知識，對地下工程各種施工工法及工藝作了較詳細的論述，附帶介紹了與施工相關的施工監測和現場保護的方法及特點。第五章介紹地下工程監理的概念、內容和方法。第六章簡要介紹了地下工程施工、使用階段的供配電、照明、給排水及通風設備的設計。第七章介紹地下工程如何防禦各種自然災害、戰爭和人為破壞。第八章介紹地下工程CAD、結構計算軟體套用、施工多媒體信真監
作品目錄
前言
第一章 緒論
1.1 地下空間開發的歷史與發展前景
1.2 地下工程分類
1.3 地下工程設計計算方法的進展
1.4地下工程施工技術的進展
1.5 地下工程防災
1.6 計算機技術套用
複習思考題
第二章 地下工程的規劃與建築設計
2.1 概述
2.2 地下工程（城市地下空間）規劃設計
2.3 地下工程建築設計
2.4 地下工程室內環境和裝飾
複習思考題
第三章 地下結構的計算原理和設計方法
3.1 概述
3.2 地下結構的荷載
3.3 地下結構選型與構造
3.4地下結構設計模型與計算方法
3.5 地下結構計算原理和設計方法中的新進展
3.6 工程設計實例
複習思考題
第四章 地下工程的施工
4.1 概述
4.2施工組織設計
4.3施工技術管理
4.4 岩石地下工程施工方法
4.5 軟土地下工程施工方法
4.6 地下工程的輔助工法
4.7地下工程施工監測和環境保護
複習思考題
其他信息
全書共分10章，主要內容包括地下空間資源及開發利、用價值、地下工程的工程地質環境及圍岩分級、交通地下工程規劃、地下結構設計方法、地下結構計算理論、交通地下工程支護結構類型選擇及參數設計、地下工程施工、地下工程施工監控量測、地下工程結構防水等。
本書主要作為高等學校土木工程專業地下工程課程的教材或參考書，也可供從事地下工程研究、設計和施工的人員參考。
序
地下工程是北京交通大學的傳統強勢學科之一。在新世紀，面對國家工程建設的大發展，我校應該保持這一優勢，且更應有所作為。為達此目標，有賴於兩大方面的成就：一是優秀的教學質量，另一是突出的科研貢獻。
地下工程是理論性和實踐性俱強的學科。大學生要學好這門課程，我認為有3點最重要：一是教材，二是學生的興趣和努力，三是教師的布道功夫，且這三者是關聯和統一的。
教材是基礎，是學生學習和教師組織教學的綱。教師教學好比牧羊。一本好的教材好比一片肥美的草原，能不能把學生引領到這片肥美的草原，那要看牧羊人的功夫；但前提是要有這片草原。
地下工程是土木工程專業重要的必修課程，我校的培養計畫凸顯了這一點。但由於客觀的緣由，尚沒有一本正式出版的教材，而國內地下工程的高等學校教材很少，且大多內容陳舊、過時，不適應教學的需要。可喜的是，地下工程成為北京交通大學2004年出版基金資助的教材之一，這實為學校的遠見卓識之舉。我期待著這本教材儘快付梓。
主編賀少輝教授（博士生導師）是北京交通大學優秀主講教師，一直在本科生、研究生教學第一線，並作為地下工程課程群的負責人主持這一專業方向的教學。教研相長，他在科學研究和為重大工程提供技術服務方面，同樣出色。賀少輝、項彥勇、李兆平編寫的這本教材貫徹了這樣的編寫原則：貫穿地下工程是由圍岩和支護結構組成的結構體系這一主線，吸收地下工程學科領域的最新理論和工程技術成果，以基本原理、基本概念、基該方法的闡述為主，強調內容的系統性、完整性，在關鍵知識點上力求新、精、深。應該說，這是目前國內全面反映規範、標準修訂成果的一本地下工程學科的高等學校教材，也是本教材區別於其他同類教材的顯著特點之一。值得大學生、研究生、從事地下工程規劃、設計和施工的技術人員捧讀。
作為主審之一，審讀之餘，很自然地為這本教材的出版作了上述感言。
中國著名隧道與地下工程專家 張 彌
2006年2月
於北京交通大學紅果園
前 言
迄今為止，國內學者編著的地下工程學科的高等學校教材不出5種。與其他學科，尤其是一些土木工程基礎學科相比，顯得很不足，同時也與地下工程理論、技術和該學科的歷史、發展極不相稱。
20世紀50年代初，中國高等教育的學科、專業、課程的設定及教學要求學習前蘇聯和一些東歐國家的模式。大學生在校期間的專業課學得精、深，到工作崗位後很快就能獨立擔負起某一方面的技術工作。以近50年高等教育所積累的成功經驗為基礎，為適應國內外高等教育和經濟社會發展的形勢，自20世紀末至21世紀的最初幾年，中國對高等教育進行了大規模的調整和改革，實行寬口徑培養的模式，較多地壓縮了專業課教學課時；但強調採用先進的教學手段，對學生專業素質、技能的培養提出了新的、更高的要求。
本教材是為適應高等教育改革的新形勢，並針對北京交通大學土木工程專業新的培養計畫而編寫的。
最近幾年，中國對地下工程學科領域的設計規範、標準作了全面修訂，頒布實施了如下新的設計規範、標準：
⑴《工程岩體分級標準》（GB 50218-94）；
⑵《錨桿噴射混凝土支護技術規範》（GB 50086-2001）；
⑶《地下工程防水技術規範》（GB 50108-2001）；
⑷《鐵路隧道設計規範》（TB 10003-2005）；
⑸《公路隧道設計規範》（JTG D70-2004）；
⑹《捷運設計規範》（GB 50157-2003）；
⑺《水工隧洞設計規範》（SL 279-2002）；
⑻《新建時速200公里客貨共線鐵路設計暫行規定》（鐵建設函[2005]285號）；
⑼《京滬高速鐵路設計暫行規定（上、下）》（鐵建設[2004]157號）。
本教材完全做到了結合上述新修訂的規範、標準編寫，對規範、標準修訂的新成果進行充分吸收並加以解釋和闡述。同時，在地下工程施工方法方面，這是目前國內全面反映規範、標準修訂成果的唯一一本地下工程學科的高等學校教材，也是本教材區別於其他同類教材的顯著特點之一。
讀者在讀完、學生在學完本書內容後，可能有一個體會：我不僅了解了地下工程的基本概念、基本原理、基該方法，同時也會進行地下結構設計和指導地下工程施工。
眾所周知，地下工程種類繁多，本教材實難面面俱到。在地下工程規劃設計和支護參數設計兩部分內容，我們僅集中論述交通地下工程，這體現了內容有所側重。
高等學校的根本任務之一是培養學生的創新能力。編寫出具有創新精神的教材是實現這一根本任務的具體體現。本教材就是按照求反映最新成果和學術動態、求新的編寫思路和內容框架的宗旨編寫的，儘管它還有不盡完美之處。
本書由北京交通大學隧道與岩土工程研究所的幾位從事較長時間教學科研工作的教師集體編寫。賀少輝教授任主編，項彥勇副教授、李兆平副教授任副主編；張彌教授、劉維寧教授任主審。第1、2、3、7、10章由賀少輝編寫；第4、5、6章由項彥勇編寫，賀少輝編寫了這3章的部分內容；第8、9章由李兆平編寫。賀少輝負責全書的統稿。
兩位主審提出了許多寶貴的修改意見，為本教材添光加彩，在此深表謝意。
本書得到北京交通大學教材出版基金資助，在此表示由衷的感謝。
由於本書是3位編者合作的產物，又因主編水平有限，以及客觀條件和時間精力等限制，難以很好地履行上述基本思想，缺點與錯誤在所難免，希望廣大讀者不吝賜教。
郵政編碼：100044
賀少輝
2006年2月
目錄：第1章 緒論1
第2章 地下空間資源及開發利用價值4
2．1地下空間利用的基本概念4
2．1．1 地下空間的涵義4
2．1．2地下空間利用的歷史沿革4
2．1．3 地下空間發展的巨觀背景8
2．2 地下空間資源的潛在與實際價值9
2．2．1 地下空間資源9
2．2．2 開發地下空間的戰略意義11
2．2．3 地下空間的城市功能13
2．2．4 地下空間的開發價值與綜合效益14
2．3 地下空間的防災及環境特性16
2．3．1 地下空間抗禦外部災害的能力16
2．3．2 地下空間的內部防災要求19
2．3．3 地下空間與生態環境 20
2．3．4 地下空間的內部環境要求22
2．4 地下空間開發的法律與政策問題24
2．4．1 法律問題24
2．4．2 政策問題25
第3章 地下工程地質環境及圍岩分級（類）27
3．1 概述27
3．2 圍岩結構分類及其破壞特徵28
3．2．1 岩體結構分類29
3．2．2 地下工程圍岩失穩破壞性態29
3．3 圍岩的初始應力場30
3．3．1 圍岩初始應力場的組成--自重應力場和構造應力場31
3．3．2 圍岩初始應力場的變化規律與影響因素31
3．3．3 圍岩初始應力場的確定方法34
3．4 圍岩穩定性的影響因素及圍岩分級因素與指標的選擇38
3．4．1 影響圍岩穩定性的主要因素39
3．4．2 分級（類）的因素指標及其選擇42
3．5 國內外主要地下工程圍岩分級（類）標準44
3．5．1 國內主要地下工程圍岩分級（類）標準45
3．5．2 國外主要圍岩分類系統簡介60
第4章 交通地下工程規劃65
4．1 地下工程投資分析65
4．2 交通地下工程規劃66
4．2．1 山嶺隧道的規劃67
4．2．2 水底隧道的規劃72
4．2．3 城市地下鐵道的規劃74
4．3 交通隧道的限界與構造形式78
4．3．1 交通隧道結構的限界與淨空要求78
4．3．2 鐵路隧道曲線地段斷面加寬80
4．3．3 交通隧道結構的構造形式83
第5章 地下結構的設計方法88
5．1 地下結構的設計內容與目的88
5．2地下結構設計方法89
5．2．1 容許應力法90
5．2．2 破損階段法90
5．2．3 極限狀態法--按結構可靠度設計92
5．2．4 支護設計的特徵曲線法96
5．2．5 支護結構的工程類比設計法98
第6章 地下結構的力學計算理論99
6．1 地下結構的受力特點和力學計算模型99
6．2荷載結構模型中荷載的計算方法101
6．2．1 荷載（作用）及其組合101
6．2．2 主動圍岩壓力的計算104
6．2．3 圍岩被動反力的計算110
6．2．4 地下水壓力和浮力的計算112
6．2．5 地震力的計算113
6．3 地下結構內力的計算方法115
6．3．1 荷載結構法115
6．3．2 地層結構法126
第7章 交通地下工程支護結構類型及參數設計138
7．1 地下工程圍岩與支護結構的共同作用138
7．1．1 圍岩特徵曲線（支護抗力（支護阻力）對圍岩位移的影響）138
7．1．2 支護結構的補給曲線（支護特徵曲線）140
7．1．3 圍岩與支護結構的相互作用142
7．2 支護結構的設計原則143
7．2．1 對支護結構的基本要求143
7．2．2 支護結構類型的選擇和設計144
7．3 鐵路隧道支護類型的選擇和設計參數145
7．4 公路隧道支護類型的選擇和設計參數152
7．4．1 支護（襯砌）類型及其選擇152
7．4．2 分離式獨立雙洞隧道複合式襯砌設計參數152
7．4．3 小淨距及連拱隧道支護類型選擇及設計參數153
7．5 盾構隧道襯砌結構類型選擇與設計參數153
7．5．1 盾構隧道襯砌結構類型選擇153
7．5．2 橫截面內輪廓和結構尺寸擬定158
7．5．3 盾構法施工時特殊地段的襯砌160
第8章地下工程施工162
8．1 地下工程明挖法施工162
8．1．1 放坡開挖基坑的設計與施工162
8．1．2 有圍護結構的基坑設計與施工167
8．2 地下工程逆作法施工190
8．3 山嶺隧道新奧法施工193
8．3．1 山嶺隧道工程特點193
8．3．2 隧道施工方法及其選擇194
8．3．3 新奧地利隧道施工法--岩石地層的新奧法施工194
8．4城市地下工程淺埋暗挖法施工202
8．4．1 捷運區間隧道的淺埋暗挖法施工202
8．4．2 捷運車站的淺埋暗挖法施工207
8．4．3城市地下工程暗挖法施工控制地層沉降的主要措施214
8．5 盾構法施工214
8．5．1 盾構法施工、盾構概貌及其適用範圍215
8．5．2 盾構選型216
8．5．3 盾構法施工219
第9章地下工程施工監控量測224
9．1地下工程施工監測意義224
9．2 監測方案的編制224
9．3地下工程施工主要監測項目225
9．4 監測資料的整理分析與反饋231
第10章 地下工程防水237
10．1 地下工程防水的重要性237
10．2 地下工程中常遇的地下水237
10．3 地下工程防水設計原則和要求239
10．3．1 設計原則239
10．3．2 設計要求240
10．4 地下工程防水等級和設防要求241
10．4．1 地下工程的防水等級241
10．4．2 地下工程的防水設防要求242
10．5 地下工程防排水系統244
10．6 地下工程防水材料244
10．6．1 卷材防水層244
10．6．2 塗料防水層245
10．6．3 塑膠防水板防水層246
10．6．4 膨潤土（納米）板（毯）防水層246
10．7 地下工程混凝土結構細部構造防水248
10．7．1 變形縫防水248
10．7．2 施工縫防水構造250
10．7．3 後澆帶防水251
10．8 盾構法結構防水252
10．8．1 管片防水252
10．8．2 管片接縫防水253
參考文獻259
