隧道式埋置于地層中的工程建筑物,是人類利用地下空間的一種形式。1970年國際經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織召開的隧道會議綜合了各種因素,對隧道所下的定義為:“以某種用途、在地面下用任何方法按規(guī)定形狀和尺寸修筑的斷面積超過2m2的洞室。”其主要有以下特點(diǎn)。
基礎(chǔ)理論體系尚未建成
中國是隧道及地下工程建設(shè)大國,但還不是建設(shè)理論強(qiáng)國,許多現(xiàn)代設(shè)計理論仍然來自西方,我國原始創(chuàng)新的地下工程建設(shè)理論需要得到系統(tǒng)的總結(jié)與發(fā)揚(yáng),每一個隧道及地下工程的建設(shè)者都應(yīng)肩負(fù)起這個重任,建立中國自己的隧道及地下工程建設(shè)理論體系。
隧道工程建設(shè)涉及的學(xué)科范圍很廣,學(xué)科的科學(xué)思想體系、研究對象、服務(wù)領(lǐng)域及在工程技術(shù)上的廣泛應(yīng)用,使其具有地學(xué)、力學(xué)、技術(shù)學(xué)科的特征和顯著的多學(xué)科交融的性質(zhì),既具有基礎(chǔ)研究的內(nèi)容,又帶有強(qiáng)烈的實(shí)踐性特點(diǎn)。隧道工程的基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究幾乎是同步進(jìn)行的,至今尚未成熟。
建設(shè)過程具有復(fù)雜性
地下工程受地理與地質(zhì)環(huán)境、工程情況、經(jīng)濟(jì)水平、材料科學(xué)發(fā)展水平、施工過程控制水平以及地下工程在國民經(jīng)濟(jì)中的地位等因素的影響,其建設(shè)過程具有復(fù)雜性。地理與地質(zhì)環(huán)境本身就是復(fù)雜的,它是天然的介質(zhì)(涉及地應(yīng)力、地下水、巖性、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造等),幾乎沒有地質(zhì)條件完全相同的兩個工程。工程情況則是指工程規(guī)模、斷面形狀與尺寸、施工技術(shù)、過程控制、環(huán)境控制、工程材料和人機(jī)料的協(xié)調(diào)水平等,這些因素又具有顯著的歷史特征與動態(tài)特征。工作面狀態(tài)在時間和空間上的動態(tài)性、技術(shù)發(fā)展的歷史性均增加了地下工程的復(fù)雜性。這也是我們特別強(qiáng)調(diào)的動態(tài)信息化施工、動態(tài)信息化設(shè)計、結(jié)合實(shí)際的動態(tài)信息化管理在地下工程建設(shè)中的重要性和特別性。
要想解決巖石力學(xué)在隧道工程設(shè)計與施工中的普及問題,單純應(yīng)用力學(xué)、數(shù)學(xué)的理論分斤是行不通的,必須從隧道工程實(shí)際出發(fā),以系統(tǒng)概念為指導(dǎo),依靠原型觀測的驗(yàn)證修改,走理論分析、經(jīng)驗(yàn)分析、工程類比相結(jié)合的道路。
體現(xiàn)人文、自然和諧性
隧道及地下工程應(yīng)能順應(yīng)自然與人文環(huán)境,與自然和諧共存,而不是對自然的掠奪;應(yīng)能為子孫后代留下一片綠蔭,而不是一片灰白和荒漠。城市建設(shè)不能失掉風(fēng)貌,歐洲一些城市就采用地下立交形式突出其城市特色。采用摩天大樓、大型高架立交橋、穿河跨海大橋等地面建筑的做法,在使用中已出現(xiàn)了污染城市環(huán)境、增加安全隱患的負(fù)面影響。美國城市基本放棄了高架高速路;波士頓從1999年開始拆除高架路,恢復(fù)地面,發(fā)展地下鐵道和地下公共交通,讓步行者擁有城市。
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