地下工程(科技辑)/新世纪小学生文库 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:鲍正衷

出品人:

页数:96

译者:

出版时间:1999-5-1

价格:6.50

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787532063802

丛书系列:

图书标签:

• 科普读物
• 儿童文学
• 科技
• 工程
• 地下世界
• 小学生
• 文库
• 新世纪
• 知识拓展
• 趣味科普

探秘地壳之下：现代土木工程的宏伟与精巧 本书聚焦于人类工程史上的壮举，探讨我们如何在地球的深处开辟道路、构建基石，以及这一切背后的科学原理、技术革新与管理智慧。 第一章：深埋的挑战——地下工程的定义与历史沿革 地下工程，并非仅指挖掘一个简单的坑洞，它是一门结合了地质学、岩体力学、水文地质学和先进施工技术的综合性学科。本书将从基础概念入手，清晰界定地下工程的范畴——包括但不限于地铁、隧道、地下管网、核废料储存库、地下电站乃至城市综合管廊系统。 追溯历史，从古代的采矿竖井到罗马人的引水渠，地下空间的利用从未停歇。然而，现代地下工程的飞跃，得益于工业革命后的新材料（如钢筋混凝土）和新机械（如隧道掘进机TBM）的诞生。本章将详细梳理这一演变过程，重点分析关键历史节点，例如阿尔卑斯山脉隧道群的修建对欧洲交通格局的深远影响，以及早期工程事故如何推动安全标准的建立。我们将深入剖析早期工程对“涌水”和“片帮”等问题的朴素应对方式，与现代精密控制形成对比。 第二章：地质的秘密——地下环境的勘察与评估 在动工之前，工程的成败往往已定于对地下环境的认知深度。本章将系统介绍地下工程勘察的科学方法。 2.1 地质勘察的“透视眼”技术 我们如何“看穿”坚硬的岩层？勘察工作依赖于多学科交叉技术。地球物理勘探是核心手段之一，包括地震波法、电法勘探和探地雷达（GPR）。本书将详细解释这些方法如何通过测量介质的物理性质差异，推断出岩层分布、断层带位置和地下水位的变化。 2.2 岩石与土体的力学特性 岩石并非均质的固体，它们有节理、裂隙和结构面。本章将介绍岩石分类系统（如RMR、Q值系统）及其在隧道支护设计中的应用。对于软弱土层，如淤泥质粘土或砂层，我们将聚焦于其渗透性、抗剪强度和固结特性，这些是基坑深挖时防止失稳的关键参数。 2.3 水文地质的“隐形杀手” 地下水是地下工程中最难处理的因素之一。我们不仅要预测地下水流速和压力，更要理解其对岩土体的长期影响（如浸泡软化）。本章会专门讨论“止水与降水”技术，从传统的注浆堵水到现代的冻结法，以及如何在保证环境水平衡的前提下进行大规模排水作业。 第三章：掘进的艺术——地下空间开挖与支护技术 从“爆破-出渣”的传统模式，到自动化掘进，开挖技术是地下工程的核心。 3.1 隧道掘进机（TBM）的精密运行 TBM是现代大型隧道工程的标志。本章将详细解构TBM的工作原理，从开挖面的稳定到泥土的输送、管片的拼装。我们会分析不同地质条件（硬岩、软土、泥水、土压平衡）对TBM选型和参数设定的影响。特别是，如何通过监测TBM的扭矩、推力与地层反力之间的关系，实时微调盾体姿态，实现“零沉降”的精准穿越。 3.2 台阶法与CD法：钻爆法的优化 在无法使用TBM的狭窄或复杂区域，钻爆法依然是主流。我们将对比“台阶法”、“CD法”（循环作业法）等不同工法的优劣。重点将放在“超前地质预报”技术上，如何利用地质雷达提前探测前方异常体，指导精确爆破设计，以减少对围岩的扰动。 3.3 支护体系的演变与选择 支护是保护已开挖空间不坍塌的生命线。本章将深入探讨支护的层级理论： 初期支护： 喷射混凝土、锚杆、钢拱架的组合应用，它们如何共同形成一个主动承载的“临时性”结构。 二次衬砌： 钢筋混凝土二次衬砌，在提供永久荷载承载力的同时，兼顾防渗和耐久性。 特殊支护： 针对高水压、高围岩应力区域的超前管棚、SMW工法（水泥粉喷桩墙）等，用以在开挖前对围岩进行加固。 第四章：城市之下的脉络——城市地下空间的综合利用 随着城市化进程的加速，地下空间已不再是单纯的交通通道，而是城市功能的重要延伸。 4.1 地铁系统的系统工程 地铁建设是城市地下工程的集大成者。本书将探讨地铁线路的优化设计，包括线形的选择、车站的结构形式（明挖回填、盾构等）以及如何处理与其他地下既有构筑物（如燃气管线、既有隧道）的交叉问题。特殊难点在于浅埋隧道的建设，如何在密集的城市地上结构下，控制地面沉降在毫米级误差内。 4.2 地下综合管廊（UIG）的系统集成 综合管廊是现代城市基础设施的前瞻性布局。本章分析管廊在防火、防洪、检修维护方面的特殊要求。我们会对比不同形式的管廊结构（现浇式、预制装配式），探讨如何通过数字化模型（BIM）实现管线的最优化布局和未来的动态管理。 4.3 深层岩石储库与环境安全 从天然气调峰储库到核废料的深层地质处置，深层地下空间的应用对工程的长期稳定性提出了近乎苛刻的要求。本章将讨论深部工程的热力耦合效应和流固耦合效应，研究如何通过选择特定的岩体（如花岗岩、粘土层），确保储存物在数万年尺度上的安全隔离。 第五章：风险管理与智慧地下工程 地下工程的复杂性决定了风险管理至关重要。 5.1 突发事件的应急响应 本书详细分析了地下工程中最常见的几类风险：突涌、有毒有害气体侵入、结构失稳。应急预案并非事后补救，而是贯穿于整个设计与施工流程。例如，如何通过优化通风系统和气体监测网络，将风险降到最低。 5.2 监测技术与“数字孪生” 现代地下工程的“智慧”体现在其无时无刻不在进行的健康监测。应力、应变、孔隙水压、地面沉降的实时监测数据，通过光纤传感、物联网技术汇集到中央平台。本章将介绍如何利用这些大数据，建立工程的“数字孪生”模型，实现对结构状态的预测性维护和提前预警。 结语：面向未来的地下探索 地下工程是人类挑战自然、拓展生存空间的伟大实践。随着新材料（如超高性能混凝土）、智能化机器人技术和深层地热能开发需求的增加，地下工程的边界正被不断拓宽。本书旨在为读者描绘一个立体、动态且充满科技魅力的地下世界。

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