隧道施工新技术.pdf
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2022-05-21
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隧 道 施 工 新 技 术
第一节 概 述
一、地下空间的利用与发展
人类在地球上出现以来，已有300 万年以上的历史，在这段漫长的时期内，地下空间作
为人类防御自然和外敌侵袭的防御设施，而被利用。随着科学技术的发展和人类文明的进步，
这种利用，也从自然洞穴的利用向着人工洞室方向发展。到现在，地下空间利用的形态，已
千姿百态，远远超出为个人生活服务的利用领域，而扩大到作为集团的生活需要空间。尤其
是现代，人口向城市集中，使城市人口密集，城市功能恶化。为了保持城市功能及交通所需
的空间，也开始求助于地下空间。预计地下空间，作为人类在地球上安全而舒适生活的补充
空间，在经济可持续发展的战略中，将占据重要地位，其利用和规模将会日益扩展。科学预
测指出，21 世纪将是大力开发地下空间的世纪。
（一）地下空间利用发展的时代划分
地下空间利用的发展过程与人类的文明历史是相呼应的，大致可以分为4 个时代：
第一个时代是原始时代。从人类出现开始到纪元前3000 年的新石器时代，是人类利用
地下空间防御自然灾害威胁的穴居时代。这个时代主要用兽骨等工具开挖出洞穴而加以利
用。
第二个时代是古代时期。从纪元前3000 年到 5 世纪，是为城市生活而利用的时代，也
就是所说的文明黎明时代。例如，在修建埃及金字塔时就开始了地下空间的建设。纪元前2200
年间的古代，巴比伦王朝为了连接宫殿和寺院修建了长达1km 的、横断幼发拉底河的水底隧
道。在罗马时代也修筑了许多隧道工程，其中有的至今还在利用。
第三个时代是中世纪时代。约从5 世纪到14 世纪的1000 年左右的时期，这个时期正是
欧洲文明的低潮期，建设技术发展缓慢，但由于对铜、铁等金属的需求，开始进行矿石的开
采和利用。
第四个时代是近代和现代，也就是从16 世纪以后的产业革命开始的时代。这个时期由
于炸药的发明和应用，加速了地下工程技术的发展。例如，有益矿物等地下资源的开采和应
用，运河隧道的修建以及随着城市的发展开始修建地下铁道，上下水道等，使地下空间利用
的范围迅速扩大。
80 年代后期，国际隧协提出“大力开发地下空间，开始人类新的穴居时代”的倡仪，得
到了广泛的响应。日本也提出了利用地下空间，把国土扩大10 倍的设想。各国政府都把地
下空间的利用，作为一项国策，来推进其发展，使地下空间利用获得了迅速的发展。地下空
间的利用，已扩展到各个领域，发挥着重要的社会、经济的效益，成为国家重要的社会资源。
（二）地下空间的利用形态
地下空间的利用形态是多种多样的，归纳起来，大致有以下几种：
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赵鲁宾
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