土木工程专业地下工程课程学习总结

本学期在带领下，我们学习了《地下结构工程》这门课程，对地下空间及地下工程方面都有了一定的认识。简单了解了地下结构的用途，型式及设计内容。同时还学习了多种地下工程的施工方法，以及多种隧道结构形式等等，收益良多。

由于现代城市的立体化组合，要求地上和地下空间的综合利用。只有开发利用城市地下空间才能缓解城市空间发展的突出矛盾与问题。再者是开发利用城市地下空间可以为创造一个最适宜创业发展和居住生活的现代化中心城市提供良好条件。接着是开发利用城市地下空间才能增强城市的总体防灾减灾能力。因此，地下空间的开发利用对于现代城市的发展来说刻不容缓。

地下空间的开发的主要优点是：节省空间有效的解决了地面土地紧张的问题，提高了城市的入地利用率，缓解了地面交通拥挤的现象，有效的减少了地面噪音以及固体废物污染，空出的地面用于绿化，提高了城市的美化程度。

但是地下工程的开发造价高,技术难度大对通风和防水要求严格，施工时对环境影响大。而且施工过程中地质条件和破坏形式的不确定性，则大大增加了施工的危险性。因此对物质和技术的要求较高。

世界上各个国家对地下空间开发利用的水平及现状也不尽相同。比如：我国城市开发利用地下空间的发展,是建国以后,随着国防战备建设和城市建设实践发展而不断发展的。当前，我国地下商业空间开发项目主要由三部分组成：一是商业地产开发按国家要求必须修建的附着于地面商业建筑的地下室；二是按照国家规定和人防建设与城市建设相结合规划单独修建的战时用于防空，平时兼用于商业的人防工程；三是将已建成的人防工程开发利用于商业。

商业地下空间开发兼顾人防要求将成为热点、新的增长点。房地产投资开发商将转入城市地下空间商业地产开发，成为一支新军。地下商业街、购物中心、交易批发市场等新点建设项目增多。

人防工程建设任重道远，按城市人均一平方米要求，建设面积总量尚缺乏70%。

另外，就日本而言，日本国土狭小，城市用地紧张，地下空间的综合利用虽比北欧等国起步晚，但是地下街道、地下车站、地下铁道、地下商场、地下共同沟的建设规模，成熟程度已居世界领先地位。日本的地下街建设规模大，抗灾能力强。日本的地下共同沟建设经验成熟，建设数量居于世界前列的国家之一。

其次，俄罗斯属于地下空间开发利用的先进国家，其特点是地铁系统、城市共同沟系统发达。俄罗斯的地下共同沟也相当发达，莫斯科地下有130公里的共同沟，用于敷设各种管、线。战后修建的纪念馆、博物馆、商业中心多数利用市中心广场的地下空间。

欧美的一些国家，例如美国，国土辽阔，但因城市高度集中，城市矛盾仍十分尖锐。道路交通地下化。纽约市的大型供水系统，完全布置在地下岩层中。同时学校、图书馆、办公、实验中心、工业建筑充分利用地下空间。

还有瑞典，瑞典的地质条件良好，是地下空间开发利用的先进地区，地下空间的利用与民防工程的结合，实现平战兼容是其突出特点。瑞典城市大型地下排水系统居世界上领先地位，不论是在数量上还是处理率上。

因此，相对来说，西方国家及日本的地下工程技术较为发达。

除此以外，地下工程课程还介绍了一些常见的基坑支护形式：

1、排桩或地下连续墙：适用条件：适用于基坑侧壁安全等级一、二、三级；悬臂式结构在软土场地中不宜大于

5m；当地下水位高于及基坑底面时，宜采用降水、排桩加截水帷幕或地下连续墙。

2、水泥土墙：适用条件基坑侧壁安全等级宜为二、三级；水泥土桩施工范围内地基土承载力不宜大于150kpa；基坑深度不宜大于6m。

3、土钉墙：适用条件基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地； 基坑深度不宜大于12m；当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施。

4、逆作拱墙：适用条件基坑侧壁安全等级宜为二、三级；淤泥和淤泥质土场地不宜采用；拱墙轴线的矢跨比不宜小于1/8；基坑深度不宜大于12m；

地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施。

5、放坡：适用条件 基坑侧壁安全等级宜为三级；施工场地应满足放坡条件；可或与上述其他结合使用；当地下水位高于坡脚时，应采取降水措施。

同时，孙老师还向我们介绍了几种地下工程施工方法：沉井式施工，顶管式施工等。

所谓沉井是以沉井作为基础结构，将上部荷载传至地基的一种深基础。沉井是一个无底无盖的井筒，一般由刃脚、井壁、隔墙、井孔、凹槽、射水管组和探测管、封底混凝土、顶盖诸部分组成。在沉井内挖土使其下沉，达到设计标高后，进行混凝土封底、填心、修建顶盖，构成沉井基础。其主要特点包括埋深较大，整体性好，稳定性好，具有较大的承载面积，能承受较大的垂直和水平荷载，施工工艺简便，技术稳妥可靠，无需特殊专业设备，并可做成补偿性基础，避免过大沉降，在深基础或地下结构中应用较为广泛等特点。

后半学期中，还向我们介绍了多种隧道结构，其中包括盖挖式隧道结构，盾构式隧道结构，新奥式隧道结构，隧道掘进机（TBM）法隧道结构，整体式隧道结构，沉管结构等。

其中最让我感兴趣的便是盾构式隧道结构，盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。盾构隧道施工法是指使用盾构机，一边控制开挖面及周围土体不发生坍塌失稳，一边进行隧道掘进、出渣，并在机内拼装管片形成衬砌、实施壁后注浆，从而不扰动周围土体而修筑隧道的方法。盾构机的所谓”盾“是指保持开挖面稳定性的刀盘和压力舱、支护周围土体的盾构钢壳，所谓“构”是指构成隧道衬砌的管片和壁后注浆体。

盾构法施工是一个非常复杂的工程过程，它对周围环境的影响与施工技术环节密切相关。早在1969年Peck就指出盾构法施工引起的地层损失以及对相邻结构的影响与施工的具体细节是分不开的。因此，理论分析时只有准确把握盾构施工的主要因素才能得出符合实际情况的结果。盾构施工阶段主要包括以下几个主要的技术环节：土体开挖与开挖面支护；盾构推进与衬砌拼装；盾尾脱空与壁后注浆等。

盾构法的优点主要是：安全开挖和衬砌，掘进速度快；盾构的推进、出土、拼装衬砌等全过程可实现自动化作业，施工劳动强度低。不影响地面交通与设施，同时不影响地下管线等设施；穿越河道时不影响航运，施工中不受季节、风雨等气候条件影响，施工中没有噪音和扰动；在松软含水地层中修建埋深较大的长隧道往往具有技术和经济方面的优越性。

但是其同时还有价格昂贵且针对性很强，对每一条用隧道施工的隧道，都需要根据工程地质、水文地质条件以及结构断面尺寸专门进行设计制造，一般不能简单地在其他隧道中重复使用；隧道曲率半径过小或隧道顶覆土太浅时施工难度较大；在富水松软土层中，地表沉降难以控制，对衬砌整体防水技术要求很高；对水底隧道，覆土太浅时施工不够安全；采用全气压法疏干和稳定地层时，施工条件差，对劳动保护要求较高等缺点。

随着我国城市化进程的不断加快和现代化水平的不断提高，城市地下空间作为承担城市功能的重要场所，对其进行大面积的开发利用就显得非常的必要和迫切。但是在开发利用过程中有很多问题应在开发利用之前就做好详细的调查，进行充分论证，做好规划，慎重决策。同时。我们应该充分借鉴国外成功的开发经验，使我国城市地下空间开发利用尽快达到较高的水平。

总的来说，本学期对《地下结构工程》的学习让我对地下空间及地下工程结构形式，施工方法等都有了全新的认识。因此，非常感谢一学期的辛苦教学。