地下工程施工特点精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇地下工程施工特点，期待它们能激发您的灵感。

篇1

关键词:城市地下工程；施工方法；适用条件；明(盖)挖法；浅埋暗挖法；盾构法；TBM法

中图分类号：U615 文献标识码：A

城市地下工程施工常用施工方法有明（盖）挖法、浅埋暗挖法、盾构法。

（一）明挖法。明挖法也称基坑法是从地表面向下开挖，在预定位置修筑结构物方法的总称。明挖法成本低但拆迁量大对城市交通、环境影响极大，若在市区一般不采用明挖法，在人少、交通不繁忙、埋深浅的地方首选明挖法。本文不予详细讨论。

（二）盖挖法。盖挖法是一种先施作围护桩或连续墙作为围护结构和支撑结构（如钢横撑、长锚索等组成支撑结构），在该结构保护下再做桩顶纵梁、盖顶板，恢复路面，然后在桩及盖板的支护下再从上往下或从下往上施工主体结构的方法。

根据开挖及结构施工顺序的不同，盖挖法可分为盖挖顺作法、盖挖逆作法和盖挖半逆作法。盖挖法的优缺点及适用条件

1.优缺点：优点和缺点与明挖法类似，不同就是盖挖法能最大程度上减少施工对地面交通和附近居民的干扰。

2.适用条件：盖挖顺作法：路面交通不能长期中断的道路下方修建地下车站，可采用盖挖顺作法；盖挖逆作法：地下构筑物顶板覆土较浅、沿线建筑物过于靠近的情况下，为防止因基坑长期开挖引起地表明显沉陷危及临近建筑物的安全，或者是为了避免盖挖顺作法两次占用道路的弊病，可以采用盖挖逆作法施工。

（三）浅埋暗挖法

浅埋暗挖法以新奥法为基础，采用复合式衬砌，初期支护刚度大承担全部荷载；采用多种辅助工法，超前支护，改善加固围岩；采用不同的开挖方法及时支护封闭成环，与围岩共同形成支护体系；采用信息化设计与施工。我国总结了一套浅埋暗挖法的施工要求，即“管超前，严注浆，短开挖，强支护，快封闭，勤测量”的总原则。

1.浅埋暗挖法施工方法

由于工程实际情况不同，浅埋暗挖法的施工方法各有不同。区间多采用台阶法施工。渡线等大断面段多采用隔墙台阶法、单侧壁导坑法、CD法（中隔墙法）、CRD法（交叉中隔墙法）或双侧壁导坑法（眼镜法）施工。地铁车站可采用柱洞法、侧洞法、中洞法、PRB法施工。

2.浅埋暗挖法的优缺点及适用条件

（1）优点：与明挖法比，浅埋暗挖法最大的优点就是避免了大量拆迁、改建工作，减少了对周围环境的粉尘污染和噪声影响，对城市交通的干扰小。缺点：施工速度慢，施工工艺受施工队伍的技术水平限制；浅埋暗挖法不允许带水作业并且要求开挖面具有一定的自立性和稳定性。（2）适用条件：浅埋暗挖法适用于不宜采用明、盖挖法施工，含水量较小的各种地下地层特别是软弱砂土地层，尤其是当城市城区地面建筑物密集、交通运输繁忙、地下管线密布，且对地面沉降有严格要求，修建埋置深度较浅的地下结构工程。

（四）盾构法

盾构法是使用所谓的“盾构”机械，在围岩中推进，既能作为临时支撑结构防止土砂的崩坍，同时又能在其内部进行开挖、衬砌作业修建隧道的方法。盾构基本由盾构壳体和开挖系统、推进系统、衬砌拼装系统等三大部分组成。

1.盾构分类：盾构按其构造和开挖方法可分为：手掘式盾构、半机械式盾构、机械式盾构、挤压式盾构、泥水加压式盾构、泥土压式盾构。

2.盾构法的优缺点：优点：能适用于任何水文地质条件；施工安全；暗挖方式施工时与地面工程及交通互不影响，振动和噪声小，可控制地表沉陷，对施工区域环境影响小。缺点：隧道曲线半径过小时，施工难度较大；施工时，沉降量难以控制.

（五）TBM（隧道掘进机）法

TBM法通常是指岩石隧道全断面掘进机，它是集掘进、出渣、支护和通风防尘等多功能为一体的大型高效隧道施工机械。

1.TBM类型及特点

根据对围岩的支护方式，可以将其分为有护盾式和无护盾式两类。护盾

掘进机又可以作开胸式掘进，也可以作闭胸式掘进。TBM不具备泥水压、土压等维护掌子面稳定的功能。其依靠支撑在岩壁上的撑靴撑在隧道侧面上提供反力，通过安装在预制仰拱块上的轨道行走，采用管棚、超前导管、锚杆、喷砼为初支，常规方法施作二衬。

2.TBM（隧道掘进机）的优缺点及适用条件

（1）优点:作业连续,施工效率高，速度快；开挖轮廓多为圆形,超挖量少,减少支护工作量；对围岩扰动小,避免爆破引起的围岩松动坍塌,施工安全性好；使用劳动力少，劳动强度低，作业环境好。缺点：对岩层最为敏感适用用范围不广；体积庞大，设备购置和施工费用较高。对于短隧道和中长隧道难发挥其优越性；不适用于小断面隧道；当遇到大断层、溶洞和涌水地层时将出现难以克服的困难。（2）适用条件：护盾式掘进机主要适用于含水的中硬岩层，抗压强度小于20MPa~30MPa较合适。无护盾式掘进机主要适用于均匀的硬质岩层，抗压强度大于30MPa。

二、小结

从上文可以看出,对于地下铁道车站，条件允许下明挖法仍是首选方法，盖挖法是修建车站的主要方法。暗挖法将会有很大的发展。对于城市隧道而言，浅埋暗挖法、盾构法、TBM法各有优缺点，应根据工程实际情况选择合适的、经济的施工方法。从施工技术上来看，只有不断提高机械化水平，才能提高施工效率。

参考文献：

篇2

【关键词】地下室 人防工程 结构设计

随着我国经济的不断发展，建筑事业也呈现出蒸蒸日上的趋势，作为保护工程安全的地下室也是如雨后春笋般得到了快速的发展，为了使其质量达到标准，对地下室人防工程结构设计的特点进行分析是不能忽视的，只有做好工程结构设计特点的分析工作，才能够使工程结构符合实际需求，从而使工程的质量被人们所认可。

一、地下人防工程结构设计的特点

1 建筑的使用功能――平战结合

就目前地下人防工程的建设现状来看，已经将平战结合作为了结构设计的一项根本原则。所谓平战结合，主要是将人防工程的平时使用和战争使用相结合，使其作用能够得到充分发挥。通常情况下，人防工程平时只作为储藏室和停车场，而在战争时期，则作为群众的避难所使用。这样一来，不仅使地下人防工程的作用得到了最大程度的发挥，而且还充分保证了群众的生命和财产安全。由此可见，平战结合已经成为了地下人防工程的主要特点之一。

2 钢筋混凝土的结构组成设计

就目前地下人防工程结构的整体设计情况来看，地下结构构件在塑性阶段和弹性阶段所吸收的能力是不相同的，前者往往要高于后者。因此，工程设计人员在对地下结构构件进行设计的时候，应该以弹性工作阶段的吸收能力为参考依据，以此来确保构件使用的安全性，延长构件的使用寿命。

二、地下人防工程结构设计的原则

1、在当前地下人防工程结构设计的过程中，施工人员通常都是采用等效静载计算方法，将其单个构件进行拆除计算，从而简化人防工程荷载的作用力计算的方法。

2、在对地下人防工程结构设计的时候，要采用平战相结合方法，利用相关可控制的条件，在人防工程设计结构进行基本的控制，从而提高建筑结构的使用价值。而且在对地板和侧墙进行施工的时候，施工人员还要根据工程管理施工的实际情况和实际要求来进行确定，从而使其到达有效的防护效果。

3、施工人员还可运用强度验算的方法，对其进行人防工程结构在荷载作用下的形变量进行有效的控制，从而使得人防工程结构施工符合工程施工的要求，提高建筑结构的可靠性和稳定性。

4、观察人防工程结构的各个部件的协调性也是十分中重要的，否则可能导致人防工程结构的某些部件提前损耗，使得人防工程使其本身存在的意义。

5、在对人防工程墙柱结构进行设计施工的时候，施工人员要尽量保证其墙柱和建筑承重结构的相互对应，使得地面建筑的荷载通过人防通常的作用直接转入地基当中，从而提高建筑结构的稳定性。

6、在对结构设计的过程中，施工人员要根据施工工程的实际情况对其进行设计，使得人防工程结构施工符合工程的要求。

三、 等效静荷载设计的概念

在地下人防工程结构设计过程中，最重要的一个问题就是对结构内力的计算，因此，为了进一步确保工程施工的强度符合要求，在对地下人防结构进行设计的时候，应该采取等效静荷载设计的方法，来对建筑结构的荷载进行准确计算。从整体设计程序来看，这种方法大致可以包括三项内容，即结构的方案、内力的分析和截面的设计。在以上三项内容中，内力的分析与其他类型建筑工程的内力分析有较大区别，其他两项内容则与其他类型建筑结构的设计方法相同。因此，工程设计人员在开展设计工作的时候，首先应该考虑的就是对工程抗力的等级进行确定，一旦抗力等级得到了确定，就可以根据相关规范中的要求，来对各种荷载作用的数值进行确定。

就目前地下人防工程的使用来看，主要分为日常使用和战争时期使用两个方面，在日常生活中，地下人防工程主要以静荷载为主，战争时期则以动荷载为主。那么，设计人员应该如何对荷载进行合理选择呢？为了将该问题有效解决，最好的办法就是将动荷载转换为等效静荷载，并在此基础上根据荷载的实际组合情况，对结构的背离进行准确计算，最后从整体到具体的构件进行结构整体分析。然而对于地下人防工程内力的分析，则主要是将工程的整体结构划分为多个独立构件，并根据各个构件的防护要求和防护等级，将其等效的静荷载计算出来，不再向另外的构件来传递所受荷载。

四、 几种人防结合在设计构件上荷载的取值办法

首先，在地下人防工程应用过程中，上部建筑的实际情况在一定程度上对人防地下室的顶板核爆炸动荷载产生影响。对于这种影响的分析，应该从两个方面分析，一方面是爆炸的冲击波，另一方面是建筑与地下室的相互作用。一旦冲击波在迎爆墙壁各个窗孔内冲进室内，冲击峰的数值便会降低，在经过室内各个方向的反射之后，会形成新的超压波形，这种超压波形会导致建筑一定程度的变形，严重的设置还会致使建筑倒塌。由此可见，想要对人防工程的等效静荷载中上部建筑自重作用有一个充分的了解，必须做好上部建筑自重的计算。在爆炸过程中，上部混凝土会出现倒塌，压在地下人防工程的顶板上，由于建筑受到抛掷，因此上部建筑自重不计或取半。

其次，为了确保地下人防工程建设的合理性，在对其结构进行设计的时候，应该充分考虑建筑的功能需求，并在此基础上构建合理的计算模型，将建筑构件和结构构件有效融为一体，合理选取设计参数，以此来确保结构设计的科学性与经济性。

最后，作为地下人防工程结构设计的重点内容，顶板、底板和侧墙设计必须被给予高度重视。在对其进行设计的时候，不仅要结合工程的实际情况来科学设计，而且还应该注重设计的经济性和合理性，确保工程整体建设质量。同时，还要做好各种管道的设计，设计工作必须全面开展，对于设计的要求也要具体明确，保证地下人防工程的质量与防护水平能够得到有效提升。

五、 结束语

综上所述，随着我国城市化进程的不断推进，地下人防工程建设也逐渐被人们重视起来，其不仅能够有效降低建筑工程的建设成本，而且还能够在一定程度上保护人们的生命和财产安全。但是，我国当前地下人防工程建设存在诸多影响因素，导致工程建设面临诸多问题，因此，在未来的时间里，工程建设单位必须总结实践经验，采取科学合理的措施将问题解决，从而保障工程建设质量，将地下人防工程的作用充分发挥出来。

参考文献：

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[3]袁二键，宋春晖.地下人防工程结构设计浅析[J].河南科技，2014（10）.

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关键词：地下工程；施工技术；实践性教学

中图分类号：G642.3；TU94 文献标志码：A 文章编号：1005-2909（2016）05-0105-04

地下工程是指深入地面以下，为开发利用地下空间资源所建造的建筑、构筑物。按照其用途和功能可分为：工业和民用建筑中的地下车间、电站、库房、地下商业街、人防与市政地下工程；交通运输中的地下铁道、公路隧道、水下隧道和过街地下通道等；军事上的指挥所、通信枢纽、掩蔽所、军火库等[1]。

地下工程的营造涉及可行性研究、初步设计、施工图设计、施工等全过程。其中，地下工程施工是地下工程从图纸到实物的成型过程，具有很大的复杂性、不确定性、危险性，因此其成为地下工程建造中最重要的阶段。

一、地下工程施工技术课程的特点

地下工程施工技术是理工大学建筑工程管理（人防）专业必修课，土木工程（人防）专业选修的一门专业课[2]，其以“明挖法”和“暗挖法”两项地下工程基本作业为主线。通过课程学习，可使学员掌握目前地下工程施工中成熟的技术、方法，培养学员的工程意识和分析实际问题的能力，为后续课程学习和岗位任职奠定必要的理论基础。从教学内容上看，该课程的主要特点有以下几个方面。

（一）学科交叉性强

地下工程施工技术课最大的特点就是先修课多，学科交叉性强。在“暗挖法”施工教学中，钻爆法施工涉及到爆破、通风、给排水方面的知识，支护施工涉及到岩石力学和工程地质方面的知识，TBM施工、盾构法施工、顶管法施工技术则更多的是施工技术与施工机械知识的结合。在“明挖法”施工教学中，土方工程、基础工程、基坑工程和土力学联系紧密，而要学好混凝土结构施工技术则必须要学习好土木工程材料、混凝土结构设计原理等课程。通常，地下工程施工技术课程安排在第三学年的下半学期，学生在学习本课程之前，至少应系统学

习三大力学、工程测量、工程地质、工程材料等专业基础课，以及钢筋混凝土结构、钢结构、地下结构设计等专业课，才能比较顺利地学完整个课程。

（二）课程实践性强

地下工程施工技术课是研究地下工程相关专业施工工艺、操作过程、施工设备机械的性能和操作等规律的一门课程[3]。某些基础课程如数学、英语等，知识的传授大部分都是依靠老师课堂上的讲解，授课水平的好坏很大程度上依赖于老师对课程知识掌握的熟悉程度。但是，地下工程施工技术这一类专业性很强的课程，其中关于施工工艺、施工过程、施工机械的性能及操作过程等内容很难单纯用语言来讲述[4]，光靠课堂的解说远远达不到教学效果。

（三）知识点更新快

随着地下空间开发如火如荼地开展，地下工程施工技术领域的新技术与新工艺不断涌现，而大学教材很难及时介绍这一方面的成果，使得教材的更新速度低于技术、工艺的更新速度。因此，在教学上应该结合实际情况，在讲授基本知识的基础上介绍一些最新的施工技术和做法，以跟上地下工程领域新技术、新工艺发展的步伐[5]。这些内容若只从概念上介绍，学生很难理解，因此需要教师结合工程实践进行说明，才能做到有的放矢。

二、施工课程实践性教学模式的现状

土木工程专业课程实践性非常强，其中尤其以施工课最为突出。我国高校教育一贯注重实践性教学环节的设置。1963年9月，“教育部直属高等工业学校教学工作座谈会”中就明确指出，在各门课程的教学中，贯彻“少而精”的原则，加强实践性教学环节[6]。改革开放初期的土木工程施工教材中，也明确了对有关实践教学环节如现场教学、习题和课程作业、教学参观、生产实习等给予足够的重视[7]。同时，土建各个专业也在实践性教学的方法、手段上不断进行尝试。凌田全认为，组织好施工实习，提高施工实习的效果，需要加强横向联合，建立长期稳定的施工生产实习基地，周密安排，加强考核[8]。株洲工学院在实践性教学实施过程中，精心挑选施工队伍正规、施工技术先进、结构类型和施工进度符合教学要求的施工现场[9]。华南理工大学和湖南科技大学在实践教学环节上，都采用了分散与集中相结合的办法[10-11]。目前工科类高级施工课也主要采取集中实习和分散实习两种方法。

从我国工科教学现状看，实践教学体系由实验、课程设计、实习、毕业设计等组成。实践性教学是培养、提高学生综合能力与素质的一个重要环节，是对理论教学的验证、补充和拓展[12]。

三、地下工程施工技术的“四维实践教学模式”

针对课程实践性强的特点，地下工程施工技术课程紧跟施工技术发展前沿，积极将地下工程施工中的新技术、新方法、新工艺、新设备知识引入课堂，同时在课程中加强了实践性教学环节。本课程实践内容的设置，其形式有“认识实践”、“操作实践”、“虚拟实践”、“生产实践”等4个方面，目的是使学生掌握基本的地下工程施工技能，学会实际操作规程和操作方法，熟悉工程现场施工组织与管理，具有能够综合运用专业知识解决地下工程施工管理问题的能力。

（一） 地下工程施工的认识实践

认识实践是地下工程施工技术课必设的一个环节。通过认识实践，可以对地下工程施工技术的流程建立感性认识，为本课程的后续实践环节打下基础。通过认识实践，可以使学生巩固和加深理解课堂所学，让他们的理论知识更加扎实，专业技能更加过硬，更加善于理论联系实际。具体来说分为以下几个方面。

1.地下工程施工视频认识实践

视频认识实践是地下工程施工认识实践的第一个方面。施工视频有着直观生动的情境，且不受时间的限制，可以对同一施工过程进行多次观察。随着多媒体技术的发展，各类视频资源十分丰富，为了更好地让视频服务于教学，课程组精选了钻爆法、初期支护、二次衬砌、辅助工法、盾构掘进、顶管施工、TBM施工、基坑开挖支护、钢筋混凝土施工等各类操作视频数百条，在课堂上结合相应的知识点给学员进行讲解。学生更好地介入课堂教学的内容，直接观察所展示的视频事件，并可以对视频事件进行多次的重复播放、解读与讨论，每次可集中于某个特殊的维度或侧重于教学组织、教学方法等[13]。该方法使学生认识施工、了解施工、熟悉施工，并在头脑里构建地下工程施工的场景，从而使学生对课本上的文字不再陌生和排斥，静下心来进行下一阶段的学习。

2.地下工程施工案例库认识实践

案例库教学能够培养学生的创新思维和分析问题、解决问题的能力，调动学生学习的积极性。通过案例进行教学，使学生能够在课堂上进行情景代入式学习，间接感受现场，使他们由被动听课变为积极思考，从而寻找解决问题的办法。兴趣是最好的老师，学生的积极性一旦被激发，教学效果就容易得到保证[14]。

按照地下工程不同施工方法构建案例库，课程组现已收集综合案例7个、专项案例10个。综合性案例包括城市浅埋大跨度坑道工程案例（南京九华山坑道工程）、大直径盾构过江坑道案例（南京纬七路过江坑道、南京纬三路过江通道）、盾构坑道突涌事故及恢复案例（常熟电厂取水坑道）、特大异性深基坑施工技术案例（南京青奥轴线地下交通工程、武汉王家墩地下工程）、地下工程施工事故案例等。

3.地下工程施工模型认识实践

我校国防工程学院为配合地下工程施工技术教学，花费百万余元建设了模拟坑道，内存放有各类地下工程施工所需要的设备、器材。同时，用剖面的形式向学生展现地下工程施工各分部分项工程成品、半成品的内外部结构；一些特殊的地下工程施工器具器材，实物无法展示的，则制作了仿真模型供教学使用。对于“暗挖法”施工技术，主要有：洞门、掘进爆破、初期支护、内部衬砌、新奥法监控量测、辅助工法展示等方面的仿真模型；对于“明挖法”施工技术，主要有深基坑开挖及支护沙盘、土方机械化施工沙盘、地下连续墙施工工艺流程（剖面）、SJB深层搅拌机施工工艺流程（剖面）等仿真模型；对于现在使用较多的TBM、盾构法、顶管法施工技术，制作了硬岩TBM仿真演示模型、土压（泥水）平衡盾构机仿真演示模型、泥水顶管机仿真演示模型。这些模型不仅仅给学员提供直观的认识，可供学员任意拆卸和组装，有的还能够进行声光电一体化演示，使学员更进一步了解地下工程施工的细节。

（二）地下工程施工的操作实践

操作实践是通过在地下工程施工现场操作技能训练等，来巩固学生理论知识和提高实际操作技能。实践操作法，更能体现理论联系实际这一基本原则[15]。这种现场操作可以在生产第一线，但由于地下工程施工现场较为分散，不利于集中教学，因此也可以采用模拟现场操作实践的方式进行。

为配合地下工程施工技术的教学，学院在模拟坑道场地周围建设了钢筋加工棚及混凝土拌合点，可以进行钢筋的现场加工、模板试拼、混凝土拌制、支护构件制作等施工操作。为了更加逼真地模拟出现场施工的效果，加工棚选用了可拆装的钢管及彩钢板搭设的形式。

通过现场实习和课堂授课，学生可以较全面、具体、灵活地学习和掌握地下工程的施工工艺和施工技术，学会理论结合实际解决问题的方法。同时，在操作场上学生和教师从书本到工程进行全方位的交流，拓宽了学生的知识面，也丰富了教学内容[16]。

（三） 地下工程施工的虚拟实践

虚拟实践是人类基本实践方式之一。虚拟实践本质上是各种可能性的实践，事物的可能性在虚拟实践中能同时平行地获得实现[17]。目前，建筑信息模型已经成为建筑领域信息技术研究和应用的热点，BIM的应用价值已经得到行业的普遍认可。为了能进一步给学生带来新鲜的学习体验，课程组还将BIM虚拟实践教学进入了课堂。

基于BIM的虚拟实践教学是将一个具体工程项目的一系列立项计划、勘察设计报告、建筑图（结构图、水暖图、电器图、施工流程图等）、重要事件、动态三维模型、成本计算等彻底融合，用一个“虚拟的实际工程”串联起来，全方位阐述建筑工程施工这一复杂的施工流程[18]。

同时，课程组还将BIM的施工实践教学从地下工程课程延伸到学生的毕业设计。通过协同式毕业设计，不仅使土建专业学生更加直观地了解地下工程的结构构造、施工流程，更加深了学生对其他相关知识的理解。

（四）地下工程施工的生产实践

土木工程是具有很强实践性的学科，为了让学生更好的掌握知识，对于地下工程施工技术的学习，不仅要让其注意知识的积累，更应该强调生产实践能力的培养，以达到学以致用的目的。

生产实践是人类最基本的实践活动[19]。地下工程施工技术课程注重教学实践环节的落实，努力增加实验室的投入，保证了基础教学和专业教学中学生应有的教学试验和实习；坚持理论与实践、课堂与工程相结合的教学模式，重视教学科研实习基地的建设，与人防单位、军队建设单位、项目管理公司、工程监理公司、地下矿业公司等不同类型的单位共建实习基地，以满足课程实践教学多样化需要，不断加强课程实习等实践环节的过程控制和动态管理。

四、结语

基于认识实践、操作实践、虚拟实践、生产实践的地下工程施工技术的“四维实践性教学模式”，是激发学生学习积极性、提高课程教学效率的有效方法，是多媒体时代工科专业课教学的典型范式。课程组经过多年的努力，已经具备了四维实践性教学的基本软硬件条件。在授课过程中如何有机融合课堂教学和实践教学，从而对四维实践性教学模式的教学效果进行评价，以及对地下工程施工技术考核模式的更新，则是下一步需要研究的问题。

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关键词：城市轨道交通；地下工程；施工技术；发展分析

Abstract: With the increasing of city construction and to accelerate the process of city population, many big city there are housing difficult, difficult employment and the problem of traffic, city underground engineering is produced and developed under this background. In this paper, the knowledge on the current situation of city rail transit construction of underground engineering technology, and development of underground engineering construction analysis.

Key words: city rail transit; underground engineering; construction technology; development analysis

中图分类号：D669.3文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）

城市轨道交通地下工程施工方法包括了盾构法、新奥法、非开挖施工办法、浅埋暗挖法、顶管法、明挖法以及盖挖法，地下工程施工技术发展迅速。城市经济科学技术的发展迅速，地下空间的开发前景广阔，在新技术和新材料的支撑下，我国城市轨道交通地下工程也将会面向科学化、国际化和现代化的方向发展，地下空间形态将会呈现多元化和立体化。

城市轨道交通地下工程施工技术现状

我国不同城市的地层特性存在着不同，就全国范围来讲，我国城市地层性质包括了以上海为代表的软弱土层、以广州和南京为代表的岩层与软弱地层交变的地层、以青岛和重庆为代表的岩层为主的地层以及以成都和北京为代表的以砂卵石为主的地层，不同地层的地下工程施工技术是不同的。

1、盾构法施工技术。盾构法具有起步较晚却发展迅速的特点，我国盾构法施工研究起于上世纪的60年代，上海隧道公司对上海的淤泥质土和粉土进行了试验，获得了地铁盾构隧道设计和施工的经验，先后使用了敞胸手掘式盾构施工技术、干出土网格式盾构施工技术、水力出土网格式盾构施工技术以及土压平衡式盾构施工技术。上海地铁一号是盾构施工技术的首次采用，为软土地区地铁施工提供了经验。盾构施工技术还包括了方向定位和纠偏的控制系统，网络技术、测量技术以及多媒体技术。盾构法施工还包括了工程的防水，包括管片结构和管片接缝的防水，目前我国盾构隧道多是采用的橡胶密封垫止水带。

2、浅埋暗挖法。我国首次应用钱买暗挖技术的是北京地铁复兴门折返线，浅埋暗挖法包括了大跨度浅埋暗挖技术、小间距浅埋暗挖技术以及非开挖技术。大跨度浅埋暗挖施工断面复杂多变，很难利用盾构掘进机进行施工，技术人员通过对注浆和管棚辅助工法的调整，减轻了隧道施工对周围建筑物的影响。小间距隧道浅埋暗挖施工会形成连跨式或者小间距隧道，施工的过程中要避免对小间隔土产生影响，该技术的施工难点在于控制管棚地施工精度，对间隔土进行加固和保留以及避免后挖隧道对先挖隧道造成影响。非开挖技术通过管棚的修建可以避免管棚成孔产生沉降，可以在软弱土层中进行应用。

3、明挖法。随着地下空间的发展，地下工程建设的规模和数量大幅度增加，深基坑开挖技术在地下工程施工中得到了重要的应用，重力式、土钉式、土锚式以及支撑式等多种技术得到了迅速的发展，木板桩法、地下连续墙、围护墙法也相继得到了应用。随着地下工程基坑工程规模的不断扩大，深基坑设计和施工水平都有了一定的进步和发展，基坑工法已经率先得到了国际先进水平。明挖法可以充分的利用土体自身能力，对地层位移潜力进行充分的挖掘，在考虑时空效应的基础上解决深基坑变形和稳定问题，实现工程设计和施工的密切结合。设计人员要根据工程施工现场反应来确定设计参数，按照分块、分步、分层、平衡和对称的原则来确定工程开挖和支撑的顺序，控制基坑变形。

4、城市轨道交通地下工程施工辅助技术。首先，岩土加固技术。该技术是在特殊建筑环境和地质条件下采取的，可以加固地基和围岩，该技术又包括了人工冻结技术、管棚支护技术、旋喷桩技术以及地下连续墙施工技术。其次，防水技术。地下工程防水关系到工程施工质量、使用功能、使用寿命和运营状况，目前我国防水规范和防水行业标准规范，地下防水要做到不渗不漏，保证排水的通畅，加强对防水混凝土的开发和利用。再次，信息技术。地下工程施工需要掌握地形结构特征、地下水和温度效应，通过理论分析和实验来对不同的施工方法进行试验。此外，在地下施工的过程中，还需要做好工程环保，避免地下工程对周围环境造成不良影响。

二、城市轨道交通地下工程施工技术的发展分析

随着经济的发展和城市化进程的加快，地下空间开发的力度越来越大，地下工程施工技术发展出现新的趋势。首先，技术的综合开发利用。城市地下空间开发需要满足多种使用功能，在立足城市整体建设的基础上发展交通和商业，地下空间不再是孤立的，空间组合形式将更加的灵活，空间整体将有机化和丰富化。其次，设计理论将得到进一步的发展。随着地下工程施工技术的发展，地下工程规划和设计理论也会得到不断的完善和发展，地下空间将会作为三维发展空间进行设计，技术人员将会在设计理论的基础上对城市地下空间进行更加合理和科学的设计。再次，开发技术将不断发展。目前我国地下空间土木开发技术较为先进，地下施工自动化技术和电气控制技术还和国外有一定的差距。城市轨道交通地下施工新工艺和新材料也会不断涌现，地下环保控制将会得到重视，地下空间设施会更加的高效、安全、舒适、美观。

结语：

随着城市化建设进程的加快和城市人口的增多，很多大城市都出现了住房难、就业难和出行难的问题，城市地下工程建设发展起来。目前我国很多城市相继建立了轨道交通地下工程，城市出行问题得到了很大程度的缓解。城市经济科学技术的发展迅速，地下空间的开发前景广阔，在新技术和新材料的支撑下，我国城市轨道交通地下工程也将会面向科学化、国际化和现代化的方向发展。

参考文献：

[1]周顺华,庄丽,杨永平,张栋梁.城市轨道交通防(反)恐措施探讨[J]. 城市轨道交通研究. 2010(06)

[2]刘艳凤,邵雪峰.地下工程的施工技术及其对未来的发展展望[J].黑龙江科技信息. 2011(16)

篇5

关键词: 地下工程；安全管理； 管理缺陷；措施建议Abstract:The construction of underground engineering complex, unpredictable risk factors and social impact, has the features of high risk. In recent years, the construction safety accidents in underground engineering is climbing, safe construction of underground engineering has attracted the attention of the whole society. Through the discussion of underground engineering safety status and safety management problems in practice, analyzes the causes of frequent accidents of underground engineering, the safety management of underground engineering to start from the design of intrinsically safe, take technical measures to reduce the risk, the behavior specification from the system, the unsafe factors unsafe behaviors and safety inspection and safety education correct people in education, to enhance the safety awareness of workers, continuously improve the safety emergency system of underground engineering construction point of view, promote the construction safety management system of underground engineering.

Keywords:Underground engineering; safety management; management; measures

中图分类号： TL372+.3文献标识码：A文章编号：

随着地下工程的高速建设， 全国地下工程施工安全事故频发， 这与地下工程复杂的地质﹑施工技术复杂﹑不可见的因素多和对社会环境影响大等特点有关。 地下工程容易引发人员伤亡﹑地面建筑物倒塌﹑经济损失巨大的安全事故倍受瞩目。 成为继矿山﹑ 交通之后的“杀手”当务之急要完善安全风险管理体系﹑制度, 推行项目工程精细化的安全管理, 以减少地下工程事故的机率。

地下工程施工特点及安全管理的现状

地下工程安全事故频发与其工程特点和建筑工程安全管理现状密不可分。地下工程建设周期长施工队伍流动大，大量没有经过专业培训的农民工参与建设； 工程施工受地层和地面环境影响大作业环境差, 再加上建设工程管理不规范，管理薄弱，安全投入不足等现状, 导致地下工程事故频发。

1.1地下工程的施工特点

1.1.1 工程环境对安全影响大

地下工程施工受岩土环境和地面环境影响极大。含水丰富的地层， 自稳差的淤泥层﹑沙层, 坚硬的花岗岩层﹑软硬不均的岩土交界地层﹑溶土洞﹑暗流﹑液化沙层﹑有毒气体等不良地层对地下工程施工的安全都极其不利。再加上地面上的建筑物﹑构造物，使工程增加了更大的安全风险。

1.1.2 地下工程施工作业环境差

地下工程一般都存在空气差供气不足粉尘大. 工作潮湿昏暗, 尤其在矿山法隧道内作业， 环境就更加恶劣。自90年代以来, 国内引进很多先进设备如盾构法隧道施工,顶管施工对作业环境有很大的改善但仍有很多工种劳动强度非常高如矿山法中钻孔﹑注浆﹑喷锚和结构施工中的模板﹑钢筋及浇筑混凝土的劳动强度都非常大。劳动繁重，体力消耗大，再加上作业环境差工人注意力不集中或心情烦躁，技术管理人员监管不到位, 违章作业非常普遍。

1.2 地下工程施工安全管理的现状

1.2.1 地下工程施工管理不规范

受整个建设市场环境影响, 地下工程施工也面临层层分包的问题。总包到各层分包的公司﹑老板层层抽取管理费﹑税金﹑利润, 约占60 % 一70 % 直接成本最终被各层瓜分和压缩， 最后的实施层仅能通过降低措施﹑偷工减料来获得报酬， 带来的就是工程质量和安全风险。同时在层层的分包中， 工程指令很难或很长时间才能得到落实， 最终使安全隐患演变为安全事故。

1.2.2 地下工程管理薄弱

地下工程事故发生的直接原因有设计缺陷, 施工不慎﹑人的不安全行为及物的不安全因素， 间接原因是管理缺失。管理得当， 可以弥补技术方面的瑕庇。因此, 事故发生的主因有时是管理缺失所致。 目前国内地下工程管理缺失最突

出的问题有如下两方面：一方面总承包商不诚信允许挂靠﹑工程直接转包﹑层层分包使工程管理不到包, 技术措施和安全措施无法落实；另一方面，赶工忽略安全和质量。很多大型的地下工程是“政治工程﹑明星工程及民心工程”。近年很多大工程都受阻于前期工作，征地﹑拆迁往往落后节点时间一两年, 但工程最后验收运行的时间不变要在施工中挖掘潜力进行赶工。因此, 工程中出现违背事物客观规律进行施工, 如明挖基坑开挖, 不及时架设支撑或优化少一道支撑: 暗挖隧道开挖不进行超前钻孔注浆；上一道结构混凝土没凝结，已安排进行下一道工序施工， 甚至明知交叉作业非常危险，迫于工期压力，强行增加工作面进行危险作业。赶进度诱发了很多工程事故的发生。

1.2.3 工程安全资金投入不足

国家为加强安全管理， 明确规定每个建设工程都专列的安全措施费。往往很多总承包商以一纸合同把很多安全责任强加于各分包单位， 安全措施费成为公司的利润增长点， 而各个队伍只能想方设法节约安全投入资金。除安全措施费很难落实到实处外, 承包商还通过“优化方案” 来降低成本，地下工程有如下普遍的现象: 如地层改良或加固， 把冷冻法改为旋喷或搅拌加固, 把三管旋喷桩改为两管或单管旋喷桩, 把三轴搅拌加固改为双轴或单轴加固；又如围护结构把连续墙支护改为钻孔桩+止水桩支护形式等等以上方案的改变, 承包商都以承担风险为代价来获取利润。 与现代的管理背道而行。

2. 加强地下工程安全管理和事故预防的对策及措施建议

针对地下工程施工的特点和安全管理的现状，我们要从本质安全的技术措施降低风险，从制度上规范承包商的行为, 用安全检查和安全教育手段来纠正人的不安全行为和物的不安全因素， 同时提高施工人员的安全意识和完善应急体系的措施来预防安全事故的发生。

2.1 强化地下工程的设计本质的安全管理, 以技术手段降低风险

地下工程在初步设计阶段, 设计人员要进行工程风险识别和评价，识别出工程施工风险。从设计手段入手降低工程风险。 尤其要结合地下工程特点。 有针对性措施进行地下水控制﹑改良不良地层﹑选用可靠的支撑体系要保证工程安全。地下水控制和地质加固措施是密不可分的。 设计要选用连续墙﹑三管旋喷桩﹑三轴搅拌桩和冷冻加固等施工领域较先进行的工法，来保证止水帷幕的整体性和加固体质量的可靠性, 以达到本质安全的目的。

2.2 强化企业诚信管理, 以促使企业重视安全, 从经济投入方面保证安全

目前国家正完善制度, 加强建筑企业的诚信管理。通过发生安全事故停止承包商的投标资格﹑停办资质升级，甚至降低企业资质等手段都行之有效，在一定程度上促使建筑企业加强安全管理。 但是现行的制度和手段仍然不够, 转包和层层分包的违法行为没有根本解决, 仍需有更严厉的制度使施工企业规范施工，自觉投入，以确保建设工程的安全。就施工投入而言， 现行国家的安全措施费管理条例中， 安全措施费用侧重于个人防护﹑临边防护及施工设备防护﹑仅能预防一般工程安全事故的发生。对于要预防重大安全事故发生，需更深层次是在施工前制订可靠程度更高的方案及投入来预防。因此, 安全投入更应反映在重大方案中措施费用的投入更能有效保证安全。

2.3 加强施工质量控制和保证工程安全

地下工程施工风险较大， 深基坑﹑暗挖及高大支模等分部工程, 要从根本上保证施工安全，必须加强过程施工质量控制。深基坑要重点抓围护结构和支撑体系的施工质量, 尤其是钢支撑体系，要从支撑材料至支撑架的全过程控制其质量, 要确保基坑支撑可靠。暗挖工程要重点按图进行锚杆﹑管棚﹑注浆及格栅喷锚支护等的工序施工质量, 略有疏忽，就有可能发生涌水﹑塌方事故。高大支模工程，要严格按方案计算结果进行脚手架设和模板安装，不能忽略钢管﹑扣件及模板原材的质量控制做地基﹑拉杆斜撑﹑扣件连接的等细节的质量，方能保证浇筑大体积混凝土的结构稳定和安全。

2.4 法规与管理维护越来越完善

不仅有完备的法规、政策及管理措施和先进的维护技术水平，还将形成一整套推动地下空间综合开发利用的实体和管理部门。

2.5 环境要求与环境控制将被更加重视，相应技术工艺日益成熟

无人的城市地下空间设施会更加安全、高效，有人的城市地下空间设施会更加舒适、美观，地下空间内环境中的造景、幻境及地面环境模拟等技术会大大发展。同时，将更多地从环境保护、城市景观保护和历史文物保护的角度开发利用城市地下空间。

3.结语：

地下工程管理要本着以人为本，重点研究本质安全理念，从设计和方案入手，提高工程设计的安全系数，制定可靠的措施，有可靠的投入使措施得以落实，以防止安全事故的发生。

参考文献：

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【关键词】建筑工程；地下工程；施工；展望

0.引言

在地下工程的过程中，我国就已经发生了多起非人为制造的工程事故，对国家经济造成巨大影响的同时也造成了人员的伤亡情况，并造成了不良的社会影响。而我们需要去研究的就是为什么这些事故会发生呢？有没有可能去提前预知这些事故或者事故有没有前兆性？采取什么措施可以规避这些事故所熬成的潜在风险？

1.地下工程施工的特点

地下工程作为一种较为特殊的工程，有其自身的施工特点，主要表现在以下几个方面：（1）受工程地质和水文地质条件的影响较大；（2）工作条件差、工作面少而狭窄；（3）暗挖法施工时对地面影响较小，但埋置较浅时可能导致地面沉陷；（4）防水、防渗漏显得异常重要。

地下工程无论是施工难度、施工技术、施工环境都与地上工程结构有很大不同，风险性和危险性均高于地上工程，对于建筑人员，我们一定要吸取国内杭州地铁一号线施工大面积塌陷事故的深刻教训，建筑好地下工程，督促施工好地下工程，精益求精，不要存有半点侥幸心理，对人民的生命和财产的安全高度负责。

2.地下工程所存在的主要问题

城市地下工程的安全性控制是城市轨道交通建设和地下空间开发所面临的核心技术难题，不仅要解决地层与结构变形控制的理论问题和关键技术，而且形成系统控制体系也非常重要。因为地下工程的复杂性，使得我们必须在工程的前期对施工区位进行严格的地质勘查，首先从地质环境上规避可能的风险，然后从理论技术上来说需要针对一些地质工程的意外中吸取教训，以经验作为载体去更新自己的施工技术，完善科技施工。而从现在看来我们的地下施工的主要问题有一下几点：

2.1缺乏系统理论支撑

这一点需要我们理论结合实际，不管是从前的经验还是理论的实际都无法单一的为我们解决地下工程的问题，我们更多的需要借鉴发达国家的经验，引进发达技术，结合我们在地下工程中的经验来结合理论，全面性的去建立起新的理论，从而为地下工程建立系统的学说。

2.2核心技术过于死板

我们现在的地下工程很多都是为了工程而工程，缺乏变通，一味的追求速度而忽略了效率在施工中的重要位置，因此我们的地下工程存在着一定程度的局限性使得我们的核心技术基本处于原地踏步的水平。俗话说磨刀不误砍柴工，我们在地下工程的过程中需要在前期的准备中做出更明确的计划，争取用科学的方式与角度去解决可能面对的疑难问题。

2.3缺乏细化处理

我们现在的地下工程通常只会对检测数据进行检测化处理，而对环境风险以及地质风险等都没有细化处理，合适的我们在工程中经常会面对一些不同领域的自然问题而无从下手解决，从而不能有针对性的解决自然环境给我们带来的问题甚至造成地质性的自然灾害，对风险的准备缺乏全面性与针对性。

2.4缺乏完整的工程体系

工程体系的却是使得工程中难以对各个部门形成有效的支配欲保护，大家以各自为战居多，也难以对工程形成有效的指导作用，也无法再工程之中形成各部门的协作关系，使得工程效率大大降低。

2.5自然环境的影响

这一点是我们宏观可见的，地下工程通常对地上的交通也会带来影响，而地上交通的压力本来就很大，在加上地下的工程就使得地质更加脆弱从而容易受到侵害而导致地质灾害。而地下的环境更是有很多不可预测性。这对我们的勘探特别是工程中的勘探以及数据的更新提成了更高的要求。

3.地下工程的主要施工方法

3.1基坑开挖技术

基坑开挖技术又称明挖法，该方法主要应用于深基坑工程，涵盖了多种基坑围护开挖技术。从支撑技术上来分，主要有重力式、支撑式、土锚式、土钉式等多种技术；从基坑围护上来分，主要有简易围护墙法、木板桩法、钢板桩法、钢管桩法、灌注桩法、地下连续墙法等多种施工方法。随着基坑规模的加大，深度加深，城市用地紧张使得基坑离已有建筑物的距离越来越近，促进了基坑工程建筑、施工技术向前发展，尤其是近10年来，表现尤为突出，在这期间，时空效应基坑开挖法是时代的产物，在我国得到了广泛的应用和发展，并达到了世界领先水平。

3.2沉井法

沉井法又称沉箱凿井法，适合于地下深基础施工，沉井施工时，先在地面上铺设砂垫层，设置支承垫木，制作钢板或角钢刃脚后浇筑第一节沉井，等待其达到一定重量和强度后，再抽去支承垫木，在井筒内边挖土边下沉，然后再加高沉井，分次浇筑，多次下沉，下沉到建筑标高后，用混凝土封底，浇筑钢筋混凝土底板便构成地下结构。

3.3沉管法

沉管法也称预制管段沉放法，它适用于水底建筑隧道的施工，施工时，先在隧址以外的干坞中或船台上预制隧道管段，并在两端用临时隔墙封闭，然后进行拖运、定位、沉放等工序，将其拖运至隧址位置，沉放到江河中预先挖好的沟槽中，并连接起来，最后充填基础和回填砂石将管段埋入原河床中。

3.4顶管法

主要适用于特殊地质条件下的管道工程施工，包括穿越江河、湖泊、港湾水体下的供水、输气、输油管道工程；穿越城市建筑群、繁华街道地下的上下水、煤气管道工程；穿越重要公路、铁路路基下的通讯、电力电缆管道工程；水库坝体涵管重建工程等。

4.地下工程施工技术发展趋势和展望

4.1信息化方向

信息化是当今社会发展趋势，地下工程施工也不例外，地下施工技术与原有的计算模型、计算方法相结合，充分发挥各自的长处，构成以施工监测和信息为显著特征的地下工程信息化施工，是地下工程施工的发展趋势之一，相信在以后的地下基础施工中会担当大任。

4.2加强勘探工作

勘探工作是地下工程施工的必备环节，尤其是地下隧道的建筑和施工，地质勘察工作对制定方案尤为重要，目前，大多施工单位只是对隧址地质情况概括性的描述，还不能形成有效的指导价值，就要求我们在以后的施工中，必务打开地层后进一步对地质进行勘探。为此，加强施工中的地质超前预报技术的开发、研究，发展和利用多种勘探手段，准确而及时获得大量多而有用的地质信息资料，对地下基础施工非常重要。

4.3加强应用施工新技术的开发研究

加强新技术的开发研究，是我们推进地下工程高效施工的长效办法和措施，主要需要做好几个方面的工作：一是研究优化爆破建筑，经编程后由计算机控制钻孔，提高爆破能力。二是加强对湿喷混凝土及喷射钢纤维混凝土的应用研究，完善施工工艺。三是加强对预制拼装式衬砌的研究应用，使预制混凝土向尺寸误差小、拼装密封条件好的方向发展。

5.结语

综上所述，地下工程建筑在城市化进程中扮演着重要的角色，是解决城市建筑面积狭小、交通阻塞等城市通病的较好的建筑形式，优点突出、特色鲜明，但是因其施工难度、施工条件等因素的影响，目前仍然有一定的局限性，作为建筑人员，我们有责任，有义务搞好地下工程施工技术的研究和开发工作，为我国地下工程的高效科学施工做贡献，希望通过本文的研究，能为结构建筑人员尤其是地下工程结构建筑人员提供一些理论依据和参考，也希望为研究本课题的同行起到抛砖引玉的作用。

参考文献：

[1]冯卫星.浅谈隧道及地下工程施工安全[J].河北交通科技，2013（6）.

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【关键词】冻结法;应用特点;地下工程;展望

冻结法是一种使用人工制冷的方法，将待开挖的地下空间周围的土地中的水冻结为冰，并且与土体胶结在一起，形成一个按照设计轮廓的冻土墙或密闭的冻土体，用于抵抗土压力，隔绝地下水并在冻土墙的保护下，进行地下工程施工的一种岩土特殊施工方法。作为一种成熟的施工方法，冻结法施工技术，在国际上，被广泛应用于城市建设和煤矿建设中。我国采用冻结法施工技术至今已有四十多年的历史，早先一般应用于竖井工程，后来冻结法工艺被广泛应用于我国特大城市的城市地铁工程施工中，由于如今超级高层建筑和地下工程的不断增多，冻结法施工在深基坑支护中也开始了广泛的应用。

1、使用人工冻结法进行地下工程施工的基本原理和特点

人工冻结法施工是利用人工制冷技术，使地层中的水变成冰，然后把岩土变成冻土，使其增加强度还有稳定性，隔绝地下水与地下工程之间的联系，从而方便在冻结壁的保护下进行地下工程的施工的技术。冻结壁是一种临时支护的结构，永久支护形成后，停止冻结，冻结壁就会融化。岩土工程的冻结还有制冷技术通常情况下，都是利用物质由液态变为气态，就是液体气化过程中吸收热的现象来完成的。

使用冻结法进行地下工程施工适用于各类地层，特别是在，城市地下管线密布施工条件困难地段的施工，经过多年来国内外施工的实践经验证明使用冻结法进行地下工程施工有以下特点：

1.1、冻结法进行地下工程施工可有效隔绝地下水，其抗渗透性能是其他任何方法不能相比的，对于含水量大于10%的任何含水松散，不稳定地层均可采用冻结法施工技术。

1.2、冻结法进行地下工程施工时，冻土帷幕的形状和强度，可视施工现场条件，地质条件灵活布置和调整，冻土强度一般可达五到十兆帕，能够有效的提高工效。

1.3、使用冻结法进行地下工程施工比较环保对周围环境无污染，没有异物进入土壤中，噪音比较小，冻结结束之后，冻土墙会融化掉，不会影响建筑物周围地下的结构。

1.4、使用冻结法进行地下工程施工由于其便捷性，能够有效地缩短施工的工期，从而可以降低建筑成本。

2、使用人工冻结法进行施工的原则和方案

2.1冻结法施工的设计原则。要保障冻结壁的厚度、强度还有密封性满足人工冻结法的要求;在能够保障冻结壁的强度的前提下，需要尽量减小冻结壁的体积来减少施工量。

2.2冻结法施工方案。为解决大流速下的地层冻结的施工难度，需要采取一定的措施：a.缩小冻结孔之间的间距，这样可以提高冻结胶圈的能力;b.加强制冷的能力，积极降温;c.增大冻结管的直径;d.防止冻结孔偏斜。

3、使用人工冻结法地下施工的技术措施

3.1严格控制冻结孔成孔的质量。在冻结过程中， 冻结壁的厚度和温度取决于冻结孔的实际成孔情况， 因此冻结孔的成孔质量决定着冻结法凿井的顺利与否。施工中对冻结孔的成孔质量要进行严格的控制。

3.2尽量减小地下水的抽排。

3.3要通过控制冻结盐水流量和温度， 来严格控制冻结速度和冻结壁厚。

3.4运用信息化的施工技术。对测温孔数据进行分析计算是确定冻结壁强度及其稳定性的前提， 对合理设计施工参数、 正确解决冻结与掘砌关系等具有十分重要的意义。另外， 进行冻结温度场信息化分析也是冻结法凿井安全、 快速、 经济的重要技术保障。

4、运用人工冻结法在地下施工中应注意的问题

4.1冻结后的冻胀和解冻后的下沉问题。在维护冻结壁阶段，采用周期性维持制冷（间歇冻结）的方法，可有效地稳定冻结壁的边界，减少冻胀量和下沉量。采用注浆法充填冻结-解冻周期形成的空洞，可将解冻引起的地表下沉量减至最小。

4.2混凝土的灌注问题。灌注混凝土与冻结壁的影响是相互的。一方面，冻结壁的低温降低了混凝土的物理化学反应速度，但延长了其凝结时间，通过加热骨料、热水搅拌、添加速凝剂及减少混凝土灌注量等方法来解决;另一方面，混凝土凝结时释放的水化热导致冻结壁融解，影响了冻结壁的整体性，可采用在的冻结壁上铺一层隔热层等方法来解决。

4.3冻土蠕变问题。每一种土的蠕变与温度和时间有关。多数情况下，未支护的暴露期相当短，而且温度低于冰点很多，蠕变的松驰量不显著。

4.4施工计划力求严谨。采用冻结法施工需要连续进行，除积极冻结期形成冻土壁以外。在开挖和基础施工过程中还需坚持冻结，若施工安排不当或中途变更施工方案，都将大大延长冻结时间，增加施工费用。此外，若能安排冬季施工，则更有利降低造价。

5、 应用人工冻结法在地下施工中会受到的影响因素

5.1冻结范围内的管线防止冻裂的影响。应查清地下管线的种类、数量和位置，对易冻结的水管和重要管线（如煤气管道），为防止冻结造成停水或管材破裂，应预先在管外包裹绝热材料。

5.2地层含水率与地下水流速对冻结的影响。一般情况下，只要地层含水率>10%、地下水流速<6m/d时，冻结壁就可形成。地下水流速>6m/d时，可采用较低的制冷温度，加密被保护区上流侧冻结管的布置，或采取措施降低地下水流速。降低地下水流速的最实用办法是注水泥浆或化学浆液来部分充填空洞，从而减小地下水的通过系数。

5.3水质对冻结时的影响。水中含有一定盐份时，水溶液的结冰温度会降低。当地层含盐或受到盐水侵害时，都会降低到结冰点，其程度与溶解物质的数量成正比例关系。采用冻结法时，首先要测量出地层中水溶液的低融冰盐共晶点。

6、冻结法进行地下施工的展望

使用冻结法进行地下施工，对于深厚冲积层和含水层地层立井、斜井井筒施工、以及松软地层的隧道、地铁和地铁车站、排水泵房、地铁主干道间的联系通道、盾构施工的端头井施工，有着非常广阔的应用前景。特别是这些年来我国北京、上海等大型城市的地铁建设，高层建筑地下施工建设，为人工冻结法地下施工开辟了广阔的前景。系统化的总结和发展取得的理论研究成果和施工实践经验，对推动人工冻结法地下施工建设更加经济安全可靠的应用，拓宽人工冻结法在地下工程施工中应用的领域具有长远的意义。人工冻结法地下施工，在应用于地下隧道和，地铁施工时，可以实现不影响地面的建筑，甚至可以在原有一条地铁的下面，在修建一条新的地铁快车。可以预测，在二十一世纪里，人工冻结法地下施工技术将在我国的地下工程建设领域中发挥更大的作用，为我国的现代化建设作出更大的贡献

参考文献

[1] 陈湘生， 徐兵壮. 我国人工冻土物理力学性质试验研究的现状与展望. 见： 中国地层冻结工程 40 周年论文集. 1995

[2] 余占奎. 人工冻结技术在上海地铁施工中的应用[ J] . 冰川冻土， 2005（ 8） ： 77 -78.

篇8

Abstract: With the development of construction industry, the application and development of underground space of various uses and urban underground railway construction are developing rapidly in China. The construction of underground engineering will cause the surface subsidence which will form a groove at a certain area. The buildings located within the groove will be subjected to the influence of various degrees. The paper analyzes the reasons of underground project's causing of surface deformation and discusses the damage types to the existing buildings.

关键词：地下工程；地表变形；损害形式

Key words: underground project；surface deformation；damage types

中图分类号：TU91 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2010）33-0072-01

1地下工程施工引起地表变形的原因

1.1 地层损失地层损失是指地下工程施工过程中，实际开挖土体体积与竣工地下建筑物体积之差。地下建筑物作为土体在弥补地层损失的过程中，必然导致地层移动，从而引起地表沉降。地下工程开挖施工所引起的地层损失是多种因素作用的结果，基坑开挖卸载时开挖面岩土体会向基坑内移动，支护结构刚度偏低从而在围岩压力的作用下产生变形，支护结构的未及时闭合造成的围岩的挤入，支护结构背后存在一定的空隙，地下工程施工方法不当造成的围岩失稳以及地下工程结构的整体下沉等都会产生地层损失，并最终导致地层发生移动和变形。

1.2 孔隙水压力及固结压密土体是由土颗粒、气体和水所组成的三相体系，土体介质的力学行为受土体颗粒间压力、孔隙水压力及气压力的控制。在含水地层中进行地下工程施工时，地层中的地下水位会产生变化，当土体颗粒骨架之间的孔隙水逐渐被排出，地层中的地下水位降低时，会引起土体内部孔隙水压力的降低，使土体颗粒间的有效应力相应会增加。

1.3 次固结沉降基坑开挖以及降水必然会对地层产生或大或小的扰动，在这种扰动作用后，土体骨架还会发生持续很长时间的压密变形，在土体蠕变过程中产生的沉降称为次固结沉降。在孔隙比和灵敏度较大的软塑和流塑性粘土中，次固结沉降往往要持续几年以上，且其所占总沉降的比例也较大；而在一般性地层中，次固结沉降所占比例较小。

2地表移动与变形对既有建筑物的损害形式

地下工程开挖施工中伴随着地层应力状态的改变和调整，因而相应地引起地层和地表位移与变形。这种位移和变形与土的自重以及附加应力作用引起的上的固结沉降在沉降速度和空间分布上有着不同的特点。

地下工程开挖施工引起的对开挖面上部既有建筑物的损害可以分为直接开挖损害和间接开挖损害两种情况。位于主要影响范围内的建筑物（还有管线）所受的损害称为直接开挖损害；在主要影响范围以外比较远的地方，也可发现开挖影响的存在，这种影响也与基坑开挖施工有关，称为间接开挖损害，如开挖引起的大范围的地下水的变化对环境的影响等。常见的开挖损害可以下列形式表现出来。

2.1 地表均匀沉降损害地表的均匀沉降使建筑物产生整体下沉，一般说来，这种均匀沉降对于建筑物的稳定性和使用条件并不会产生太大的影响，但是过量的地表下沉，即使是均匀的，也有可能从另一方面带来严重问题，如下沉量较大，地下水位又较浅时，会造成地面积水，不但影响建筑物的使用，而且使地基土长期浸水，强度降低。

2.2 地表倾斜损害虽然地层沉降本身对结构物不至于产生严重的损害，但是地层不均匀的沉降所导致的地表倾斜改变了地面的原始坡度，将可能对建筑物产生危害。地表倾斜对于高度大而底面积小的高耸建筑物，如烟囱、水塔、高压线塔等的影响较大。它使高耸建筑物的重心发生偏斜，引起附加应力重新分布，建筑物的均匀荷重将变成非均匀荷重，导致建筑物结构内应力发生变化而引起破坏。对于普通楼房，即使不丧失稳定性，过量倾斜会使建筑物的使用条件恶化。

2.3 地表曲率损害由于曲率使得地表形成曲面，地表曲率对建筑物有较大影响。在负曲率（地表相对下陷）的作用下，建筑物的中央部分悬空，使墙体产生正八字裂缝和水平裂缝。如果建筑物长度过大，则在重力作用下，建筑物将会从底部断裂，使建筑物破坏；在正曲率（地表相对上凸）的作用下，建筑物的两端将会部分悬空，使建筑物墙体产生倒八字裂缝，严重时会出现屋架或梁的端部从墙体或柱内抽出，造成建筑物倒塌。

2.4 地表水平变形损害地表水平变形有拉伸和压缩两种，它对建筑物的破坏作用很大，尤其是拉伸变形的影响，建筑物抵抗拉伸变形的能力远小于抵抗压缩变形的能力，压缩变形使墙体产生水平裂缝，并使纵墙褶曲，屋顶鼓起。由于建筑物对于地表拉伸变形非常敏感，位于地表拉伸区的建筑物，其基础底面受有来自地基的外向摩擦力，基础侧面受有来自地基的外向水平推力的作用，而一般建筑物抵抗拉伸作用的能力很小，不大的拉伸变形足以使建筑物开裂。

地表压缩变形对于其上部建筑物作用的方式也是通过地基对基础侧面的推力与底面摩擦力施加的，但力的方向与拉伸时相反。一般的建筑物对压缩具有较大的抗力，即建筑物对压缩作用不如拉伸作用敏感，但是如果压缩变形过大，同样可以对建筑物造成损害，而且，过量的压缩作用将使建筑物发生挤碎性的破坏。其破坏程度可以比拉伸破坏更为严重，这种破坏往往集中在结构薄弱处爆发，例如夹在两坚固建筑物之间的附加建筑物便有可能因为地基的压缩变形而导致严重破坏。

以上分析了开挖损害的几种表现形式，实际上，地表移动和变形对于建筑物的破坏作用，绝不是只受单一种类的地表变形的影响，往往是几种变形同时作用的结果。在一般情况下，地表的拉伸和正曲率同时出现，而地表的压缩和负曲率同时发生。

3结语

本文通过综合考虑地下工程施工中引起地表沉降的多种因素，论述了地下施工对既有建筑物的损害形式，有利于施工监控。但地下工程施工复杂多变，受地下建筑物与周围地层相互作用的影响，其结构受力十分复杂，具体控制措施有待进一步研究。

参考文献：

[1]姜玉松．地下工程施工技术[M]．武汉：武汉理工大学出版社，2008.

篇9

关键词：城市地下工程；环境的影响；对策

中图分类号：B82文献标识码： A

引言

地下工程施工经常会引起地面的沉降、地下水的污染以及土层刚度的下降。为此，做好地下施工中的优化设计、控制地下水位以及防止水污染等相关工作，对于提高施工质量，降低环境污染具有重要的意义。

一、城市地下施工条件的概述

1、土质的不同

城市的分布范围比较广，河流和植被的分布在一定程度上使土质存在着很大的差异性，对于一些含水量较高的土质，就会为排水工作带来难度；对于土质较为松垮的土质，其安全性就会令人担忧。因此，在进行地下工程施工之前，需要对施工的具体环境进行考查。

2、限制性因素较多

由于地下环境的不确定性，对工程施工提出了很大的挑战。这类工程大多受环境的影响，施工速度较为缓慢，建成时间较长；建筑物、管道、电缆等地下设施层出不穷，对施工单位的沟通和调度能力是一个考验。

二、城市地下工程施工对环境的影响

1、地下水影响

建筑地下结构施工操作极易对岩土体之中的水质――地下水形成破坏与影响。由于地下结构的工程施工操作极易因对地下土层的触动、破坏而改变岩土体原有的地应力，直接、间接地破坏岩土体中的地下水，破坏了岩土体与地下水之间的物理作用及相互之间的化学作用，阻碍了岩土体正常情况下对地下水质的化学组成成分及物理性质的影响与约束。在对岩土体的破坏过程中，岩土体正常环境下对地下水质的渗流介质作用逐渐遭到破坏，施工操作破坏了原有的空隙结构分布，间接改变了地下水产生、运动的环境，最终阻碍了地下水正常径流、产生及循环；同时，由于地下岩土体结构的改变，岩土体的渗透压、渗流边界特点也随之转移，其中温度场的变化也同时加重了上述特性的变化，最终严重破坏岩土体结构及地下水活动，引发地质灾害、加大地质灾害发生几率。工程施工对地下水的影响也间接影响了周边地区土体、岩石、道路及建筑物的稳定。

2、地表移动变形影响

地层在长久的自然作用下已经形成了比较固定的力的走向，在进行地下工程建设施工中，如果贸然将某块岩体脱离，就容易造成局部范围力的失调，这种情况不仅对土层的原有状况造成了改变，而且也为地下工程的施工留下了安全隐患。这种岩层的变形在较为空旷的地域影响比较小，如果在建筑物较为密集、人口较多的地段，土层可能会因承载力不够，造成塌陷。但是，土层变形是伴随着地下施工全程的，也就是说，只要地下施工还在进行，那么土层变形的情况就难以避免，施工单位只能对施工技术进行优化，将土层影响的范围降低到最小的限度。

3、对临近管线及建筑影响

此类问题在建筑工程较多的城区较为多见。城市建筑地下施工的同时，往往有其他的建设工程也在进行，或建设施工区域涉及周边多个建筑及地下管线、道路影响，此外，施工过程还极易出现周边植被负面影响。施工规划不当、勘探失误或操作不当都会引起对周边道路、建筑物的影响，还会触及地下管线，影响城市正常水电供应或处理。很大程度上，施工对建筑物的影响因地表变形、移动而起，同一工程不同区域因地表建筑、道路及植被分布不同、地质情况不尽相同、施工操作不同而产生不同程度的沉降、形变，此种情况下的建筑物极易遭受严重损害。施工对地下管线的影响与施工性质、地表情况、管线类型等有直接关联，刚性管线有较好韧性，一般可正常运行，也会承受不了过大影响而断裂；柔性管线同刚性管线一样有一定的应力变化承受范围，超出承受范围的应力变化会引起管线的泄露或断裂，最终都增加了管线不必要的维护、更换成本。

4、地下工程施工对城市环境的影响

城市经济的发展推动了城市基础设施的建设。特别是近几年来，管道、电缆等基础设施已经占据了很大的地下空间。在进行地下工程施工时，就会受到管线铺设的影响，如果不能做好合理有效的沟通，就会出现挖坏电缆或者管道的情况。城市地下工程的施工，会产生很强的噪音，对人们的日常生活带来了很大的困扰。

5、地下工程对空气的污染

地下工程在施工时会产生大量的工程废渣，大量的废渣积攒在地表不仅占用大量的地表空间，而且一遇大风天气就容易造成小规模的沙尘暴，无论是对行人呼吸还是晾晒衣服都会有一定的影响。由于废渣量过大，而施工单位又不想占用过大的土地空间，就会使废渣被叠的越来越高、越来越陡，一旦遭遇暴雨天气，就很容易出现滑坡、泥石流等灾害，如果没有相关的防护措施，就会导致回填，延缓了生产进度的同时，也为员工的安全生产留下了很大的安全隐患。

三、城市地下工程施工对环境影响的对策研究

1、制定完善的施工计划

在施工之前，需要对现场的实际情况进行大致的巡查，根据现场条件，例如地表建筑物的位置、周围有无水塘等，找出施工中比较容易出现的难点和重点问题，做到大致的掌握。派遣相关的技术人员对现场进行细致的勘察，勘察的主要内容包括土质、水位、受力、污染情况等等，根据测定而来的数据制定一个大致的设计图，初步定完设计图纸后就需要与其他部门进行联系，看看工程建设范围之内是否有管道、电缆设施，并及时地做好沟通工作。对现场的条件进行复查，找出不足的地方，对设计图进行优化。

2、材料的选择

施工材料伴随着地下施工的全程，如果从施工材料出发，就能够很好地避免环境污染情况的发生。用绿色环保的施工材料代替传统的有毒化合物，用先进的技术工艺取代传统的施工技术，从而防止因材料问题对环境造成污染。

3、施工进程中的控制

根据周围的水文状况测算出施工过程的涌水量，技术人员需要时刻关注涌水的实时状况，如果发现大面积的漏水，应及时对涌口做封堵处理。为了避免地下水位下降引起的地面下沉，需要施工单位将基坑内部抽取的地下水及时地返还到土层之中，以保证地下水平衡。在施工过程中，尽量进行封闭式施工，保证施工之后的污染物能够及时地排到地面。

4、施工进程后的维护工作

施工完成之后，需要将施工中产生的杂物、垃圾、废料收集起来，将地面土层铺设完整，针对水位下降的问题，可以通过基坑降水技术中回灌井的使用，将地下水位控制在合理的范围之内。在废渣、杂物周围围上一层防护网，防止大风天气下造成的空气污染。对施工环境周围进行细致的检查，包括居民用电、用水状况是否受到影响，周围建筑物是否出现裂缝。如果发现有地表沉降的状况，就需要施工单位及时对其进行填补、压实。

结束语

总之，随着国民经济的发展及建筑工程规模的不断扩大、工程种类的增多，工程施工对环境影响也越来越复杂、严重。建筑物的地下结构施工主要会引起环境中的地下水循环变化、地表移动、建筑及管线破坏及一般的噪音、空气污染。新时期的地下结构施工应从施工前期、实际施工两个方面全面改善施工规划与操作，还应积极引入逆作法等新型施工技术，降低施工操作对环境的影响。

参考文献

[1]李冰,李建琦.地下结构施工对环境的影响[J].建材发展导向(下),2012,08(1):23,78.

篇10

关键词： 高职专业建设改革

中图分类号：G619文献标识码： A

随着我国经济的发展，土建交通事业发展迅速，地下工程与隧道工程技术专业迎来了前所未有的发展机遇，为给社会输送高端技能型专门人才，专业建设显得尤为重要。

一.专业建设背景与定位

1.专业建设背景

重庆市多山，人口密集、城市建设用地较少，城市轨道交通发展有效缓解了核心地区地面交通拥堵的迫切需要，面临新的战略任务。地下工程与隧道工程的施工企业急需施工技术及施工管理人才，这就促使各专业院校积极培养这一方面的人才。

2.专业定位

本专业主要培养适应社会主义现代化建设，具有良好的职业道德和吃苦耐劳精神，掌握地下工程与隧道工程技术基本理论和专业知识，具备地下工程与隧道工程的相关的基本技能，能胜任地下工程与隧道工程一线工作的高端技能型专门人才。

二.专业建设与改革

1.人才培养模式

(1)建设思路

根据地下工程与隧道工程施工项目实施过程特点，以专业建设指导委员会为保障，密切与企业的合作，以“服务为宗旨，就业为导向，产学研结合”的专业办学思想，及时调整专业人才培养模式。

(2)建设内容

坚持育人为本，德育为先把社会主义核心价值体系融入到人才培养的全过程，在培养方案中融入成功心理、团队建设、沟通技巧等关键能力课程，培养学生的社会适应性、交流沟通能力和团队协作精神。

探索任务驱动、项目导向等教学模式，保证在校生到用人单位顶岗实习时间不少于半年。改革教学组织和教学管理，为学生提供更多的生产实践机会，促进学生专业能力的提高。

进一步深化产学合作机制，注重培养学生的实践能力、创新能力和创业能力，突出职业综合能力培养，实现专业内涵和企业需求相一致。技能训练与岗位要求相一致。注重“创业”培养，结合行业的特点，注重加强学生的创业意识教育和创业能力培养，使学生毕业后能够很快适应市场需求，抓住机遇，主动创业。

2.课程体系与教学内容

(1)建设思路

以提高学生的职业实践能力和职业素养为中心，建立多样性与专业个性培养相统一的教学机制，突出职业能力培养，以工学结合的专业核心课程建设为重点，构建与高素质技能型专门人才培养目标相适应的工学结合的课程体系。

(2)建设内容

地下工程与隧道工程技术专业根据职业岗位能力的需求，确定《地下工程施工》、《地下工程施工组织与管理》、《基础工程施工》等三门课程作为专业优质课程进行重点建设。

由专业带头人和教学业务骨干积极发动，集思广益，带领本专业教师，大力开展精品课程建设，集体备课，制作多媒体课件，做到优质教学资源共享，共同提高教学水平努力将优质专业课程建成为市级、院级精品课程。

实验实训中心开展钢筋工、砌筑工、抹灰工以及质检员、施工员、造价员等职业工种和上岗证书的技能鉴定和培训工作，将地下工程与隧道工程施工实训环节与职业技能训练结合起来，通过职业技能鉴定来提高和考核学生学习效果，更加注重学生的“双证书”培养，毕业生在完成学业获取毕业证的同时，还能通过考核获取本专业相关的技能或从业资格证书，为就业奠定良好的基础，提高就业率。

大力开展启发式教学，强化理论-实践一体化教学、案例教学、现场教学等方法的应用；强化计算机教学软件和多媒体教学课件、模型、实物、虚拟、仿真等现代化教学手段的综合运用，培养学生创新思维能力和分析问题、解决问题的能力。

3.实验实训条件建设

实训基地的建设要遵循职业能力的形成规律，力求具有真实的职业氛围，按专业群对教学资源进行重组、整合、配套、扩大规模，提高教学资源的共享率。实训中心建设土工、力学、材料实验室；地下工程与隧道工程（典型工法）施工工艺、构造展示中心；钢筋、模板、抹灰、砌筑工种实训区；聘请企业技术骨干和学院专业教师共同组成实验实训管理机构，建立健全实验实训运行、管理制度，根据生产实际进行实验实训改革，并依据岗位要求确定实训实习标准，开发实训实习指导书。

4.师资队伍建设

重点培养地下工程与隧道工程技术及所在专业群专业带头人。根据师资梯队建设发展的需要，加大专业骨干教师和双师素质教师的培养力度。聘请一定数量的行业技术专家，建设一支在年龄结构、学历结构、职称结构等方面更加合理，基础理论扎实、实际操作能力强、教学水平高、师德高尚、具有一定科研能力的专兼结合的“双师型”专业教学团队，为专业持续快速发展提供保证。

5.专业群建设

以培养具有高等职业教育特色的地下工程与隧道工程行业紧缺的高技能人才为目标，以专业技术应用能力和基本素质培养为主线，突出理论、实践教学体系和素质教育体系改革，强化职业技能、职业素质能力的训练和培养，搞好课程建设、师资队伍建设、实验室建设和教材建设。

6.多元化教学质量评价体系建立

建立校内教学质量评价制度；建立毕业生评价制度；建立用人单位评价制度，这样初步构成了多元化的教学质量评价体系，可以实现对专业的教学质量评价。

三.结束语

现今，高职院校专业建设还需按职业教育的特点和规律，通过专业建设与改革，将全面提升学院地下工程与隧道工程技术专业的办学实力和社会服务能力，成为集教学、人才培训、社会服务于一体的地下工程与隧道工程企业的技术人员输出基地。

在实践能力培养、教学方法、教学手段改进等方面形成办学特色，达到“工学结合、交替渐进”的地下工程与隧道工程专业人才培养模式，一切以一线服务为目标，以培养实用人才为宗旨，建设特色更加鲜明的专业。

参考文献:

[1]朱雪梅.高职师资队伍建设研究的现状与特点分析[J].职业技术教育.2006.(4):58-60.

[2]杜美萍.高职院校如何提高人才培养质量[J];办公自动化;2011.(6):53-54.

篇11

[关键词]地下工程;冻土;水下工程;隧道;施工技术

青藏铁路的开工建设和顺利实施，为解决高原冻土区地下工程的施工提供了良好的试验基础;同时，城市地铁工程的建设也对解决复杂城市地质环境条件下地下工程施工提出了新的挑战;而大型桥梁、跨江隧道和海上设施的建设使水下的地下工程施工面临更高的技术要求。一系列大型基础设施的建设并完工极大地促进了地下工程施工技术水平，及时总结和完善这些地下工程施工新工艺和其他技术成果将为今后的地下工程施工提供良好的技术支持和保证，对推动我国地下工程的施工带来巨大的促进作用。本文结合近年来我国一些大型基础设施建设工程，如青藏铁路、深圳地铁、上海跨江隧道等施工过程中取得的地下工程施工技术成果，对新工艺进行介绍，以便为今后类似工程的施工提供借鉴。

1冻土区地下工程施工新工艺

青藏铁路格尔木至拉萨段全长1100多km，穿越世界海拔最高、有世界屋脊之称、施工条件恶劣的青藏高原。在高海拔多年冻土区修建铁路在世界上也是第1次，无成熟的施工经验，技术含量高。

1.1 多年冻土区钻孔灌注桩施工工艺

其关键工艺是减少施工过程产生的各种热量，如钻孔的摩擦热、回填料的热量、灌注桩混凝土的水化热等，避免桩周地基土温度场急剧变化，引起桩周地基土一定范围升温和融化。同时由于冻土区有季节的变化，表层的季节融化层随季节的变化将产生冻胀力，消除这些冻胀力也是钻孔灌注桩的一个重点。

为减少施工热量对冻土区的影响，尽快形成新的热平衡状态，多年冻土区钻孔灌注桩桩身混凝土浇筑后，须经过一个阶段的热交换过程后方可进行承台以上部分施工，一般热交换的时间为60d，60d后方可认为桩基已基本稳定。

桩基在使用过程中由于冻土季节的变化将产生冻胀力。根据冻胀力作用于基础表面的部位和方向，可划分为3种:切向冻胀力、水平冻胀力和法向冻胀力(见图1)。水平冻胀力相互抵消，对工程造成破坏的主要是冻胀产生的切向力和法向力。在工程建设中，采取以下措施可以防止桩基础冻胀:①为避免桩基础受到法向冻胀力，将桩基础嵌入多年冻土天然上限以下一定深度;②将钢制扩筒埋入多年冻土上限以下至少0.5m，护筒内径比桩径大10cm，并于护筒外围涂渣油，成桩后不拆除护筒，减少外表面的亲水程度;③尽量采用高桩承台，冻胀严重地区采用钻孔扩底桩;④在护筒外侧、低桩承台底部采用渣油拌制粗颗粒土回填。以上措施能有效地减小切向冻胀力，降低冻土对护筒的上拔冻胀力(见图2);⑤钻孔采用旋挖钻机干法成孔保证孔位置正确和钻孔的垂直度;⑥采用低温早强耐久混凝土，避免了混凝土低温浇筑带来的强度增长慢的问题。

1.2 多年冻土隧道施工工艺

高原多年冻土隧道工程施工可借鉴的经验较少，其核心在于尽量减少气温升高对冻土的影响，避免冻土融化压缩下沉和冻胀力造成施工灾害和运营隐患。

冻土的抗压强度很高，其极限抗压强度甚至与混凝土相当。冻土融化后的抗压强度急剧降低，所形成的热融沉陷和下一个寒季的冻胀作用常常造成工程建筑物失稳而难以修复。

含水的松散岩石和土体，温度降低到0℃时，伴随有冰体的产生，这是冻结状态的主要标志。水结成冰时，体积增加约9%，使土体发生冻胀。土冻结时不仅原位置的水冻结成冰，而且在渗透力(抽吸力)作用下，水分将从未冻区向冻结锋面转移并在那里冻结成冰，使土的冻胀更加强烈。

土在冻结过程中由于水变冰体积增大，并引起水分迁移、析冰、冻胀、土骨架位移，因而改变土的结构。在融化过程则必然伴随着土颗粒的位移，充填冰融化排出的空间，产生融化固结，从而引起局部地面的向下运动，即热融沉陷(热融下沉)。

为避免隧道施工中热融沉陷，冻土隧道施工的关键工艺是作好保温措施。

隧道保温施工工艺主要包括:优选寒季施工明洞及洞口工程，开挖施工时增设遮阳保温棚，阻隔太阳辐射能量对冻土的影响。正洞采用弱爆破及光面爆破技术减少对冻土的扰动和超欠挖，开挖后清除拱(墙)夹层散碎冰块，迅速喷混凝土封闭岩面;采用有轨运输减少洞内废气污染，减少通风次数和风量;暖季采用夜间放炮通风和冷风机通风等措施将洞内掌子面温度控制在5℃以下，尽量缩小洞室开挖断面外的冻土融化圈。隧道全长全断面铺设“防水层+保温板+防水层”，阻隔隧道竣工后洞内温度变化对冻土的扰动，确保运营安全。

影响土体冻胀的主要因素是土体类型、含水状况和冻结条件。冻土学家经过长期的试验证明:粗颗粒土冻胀小甚至不冻胀，而细颗粒土一般冻胀较大。土体含水量大则冻胀严重，当土体含水量小于某一值时，土的冻胀率为零。为防止冻胀对明洞及洞口工程结构的影响，将明洞及洞口仰坡周边冻胀影响范围内的富冰冻土、饱冰冻土和含土冰层挖除，用粗颗粒土换填，严格控制粗颗粒土的含水量，换填后作好防排水设施。

工程实例:青藏铁路风火山多年冻土隧道全长1338m，是世界上海拔最高的冻土隧道，多年冻土上限1～1.8m，冻土层厚达100～150m。洞身全部位于冻土之中。在施工过程中充分把握冻土的工程性质，采用注浆管棚、注浆锚杆、洞内光面爆破等开挖技术并综合运用粗颗粒土换填明洞覆盖层，全长、全断面设置多重保温层，以及保温、控温、供氧、喷射混凝土、信息监控等多项技术，尽量缩小冻土融化圈，使冻土隧道重建新的热量平衡系统，满足了安全、优质、高效的建设要求。

此外冻土区防温措施还有倾填片石通风路基施工工艺，高温细粒土铺设保温板路基施工技术，高温细粒土热棒路基施工技术等，这些措施都可以大大减少路基承载后对冻土的热融影响。

2 地铁和过江隧道施工新工艺

随着我国城市化快速发展，大城市的交通压力日益增大，大规模的城市地铁建设势成必然。对于沿江规划的城市过江隧道的建设也越来越多。这类工程建设往往规模大，施工环境恶劣，施工技术复杂，下面简单介绍几种施工新工艺。

2.1 地铁施工中的桩基托换技术

地铁建设中不可避免遇到桩基托换工程。深圳地铁百货广场大轴力桩基托换技术研究，解决了大轴力桩基托换的主要关键技术问题，丰富了桩基托换工程的施工工艺。

桩基托换形式是我国托换技术应用的常见形式。桩基托换的核心技术在于新桩和旧桩荷载的转换，要求在转换过程中托换结构和新桩的变形限制在上部结构允许范围内。针对上述变形的控制，托换的机制可分为主动和被动托换。主动托换主要是在旧桩截桩之前，对新桩和托换结构加载，消除部分新桩和托换结构的变形，使得托换后桩和结构的变形限制在允许范围内。该技术应用于大轴力、结构物对变形要求严的情况。被动托换是在旧桩切除过程中，将荷载传递到新桩，托换后的桩和结构变形难以控制，该技术适用于小吨位和对结构变形控制不严的情况。深圳地铁国贸 老街区间百货广场大厦桩基托换工程具有托换桩多(6根)、轴力大(18000kN)、桩径大(2000mm)、地质条件差、地下水头高、托换位置深(地下2层)、使用环境复杂(中间穿越地铁，振动影响)等特点，目前国内外尚无类似大轴力托换施工经验(国外日本类似托换最大轴力8750kN，国内5900kN)可借鉴。

深圳地铁一期工程线路由于受走向及最小半径(Rmin=300m)等条件限制，必须从百货广场大厦裙楼下穿越。由此产生桩基础托换问题。百货广场主楼22层，裙楼9层，地下室3层，为框梁 剪力墙结构，基础为独立桩基端承桩。桩端持力层(强风化层)承载力标准值2700kPa，桩身直径最大2000mm的人工挖孔桩(C25)，根据楼层估算托换桩最大设计轴力约18900kN。

区间隧道通过百货广场、深南东路、华中酒店，由于暗挖隧道位置及其上部建筑物的影响，部分桩在隧道内或紧靠隧道，须托换百货广场9层裙楼桩6根(桩径2000mm，桩基持力层均在隧道结构面以下基岩)，最大轴力18000kN。

根据百货广场的结构、基础形式及操作空间，百货广场桩基托换采用梁式托换结构柱的形式，托换新桩采用人工挖孔桩，整个托换工程在地下3层室内进行。

根据高层结构变形要求，裙楼桩基采用主动托换。托换时，在托换梁和新桩之间设置加载千斤顶，利用千斤顶加载，使上部结构有微量顶升位移，同时使新桩的大部分沉降位移在顶升时预压完成，从而通过主动加载实现作用在原结构桩上的荷载经托换大梁转移至新桩上，且原桩(柱)顶升值和新桩沉降也得到有效控制。截桩在开凿人工孔至托换梁底下后逐步进行。截桩后隧道暗挖、衬砌变形稳定后(期间千斤顶装置及时调整)，托换梁与新桩连接形成永久结构，托换完成。桩基托换及隧道施工全过程都实行严格的全过程监控、量测，确保了结构安全。

通过严格的计算和施工操作，通过技术攻关，解决了软弱地层桩基开挖支护、托换梁以及截桩、力的转换等技术难题，保证了百货广场等高层建筑物、地下管线的安全和正常使用。

该工程桩基托换原理如图3所示。

转贴于 2.2 过江隧道施工中的水平冻结法

地下隧道之间的连接通道冻结法施工是利用人工制冷技术，使地层中的水变冰，把天然土变成冻土，增加其强度和稳定性，隔绝地下水与地下结构的联系，以便在冻结壁的保护下进行联络通道施工的一种特殊施工方法。

制冷技术是用氟里昂作制冷剂的三大循环系统完成的。三大循环系统分别为氟里昂循环系统、盐水循环系统和冷却水循环系统。制冷三大循环系统构成热泵，将地热通过冻结孔由低温盐水传给氟里昂循环系统，再由氟里昂循环系统传给冷却水循环系统，最后由冷却水循环系统排入大气。随着低温盐水在地层中的不断流动，地层中的水逐渐结冰，形成以冻结管为中心的冻土圆柱，冻土圆柱不断扩展，最后相邻的冻结圆柱连为一体并形成具有一定厚度和强度的冻土墙或冻土帷幕。水平冻结加固原理如图4所示。

在实际施工中，通过水平钻进冻结孔，设置冷冻管，并利用盐水为热传导媒介进行冻结。一般是在工地现场内设置冻结设备，冷却不冻液(一般为盐水)至-22～-32℃。其主要特点有:

(1)可有效隔绝地下水，对于含水量>10%的含水、松散、不稳定地层均可采用冻结法施工。

(2)冻土帷幕的形状和强度可视施工现场条件、地质条件灵活布置和调整，冻土强度可达4～10MPa，能有效提高工效。

(3)冻结法施工对周围环境无污染，无异物进入土壤，噪声小。

(4)影响冻土强度的因素多，冻土属于流变体，其强度既与冻土的成因有关，也与受力的特征有关，影响冻土的主要因素有冻结温度、土体含水率、土的颗粒组成、荷载作用时间和冻结速度等。

冻结法的关键施工技术包括:

(1)确定冻结主要技术指标，即根据实际工况，确定积极冻结期和维护冻结期的盐水温度、冻土墙平均温度和冻土强度。

(2)冻结孔布置和施工，即根据连接通道平面尺寸和结构受力特征，设计布置冻结孔，同时冻结孔布置应根据管片配筋图微调冻结孔偏斜，控制孔径向外的偏角在0.5°～1 0°范围。

(3)冻结站设计、积极冻结和维护冻结施工，计算冻结冷量，根据冷量需要选择冷冻机组。

(4)连接通道开挖与构筑施工方法及其顺序。

(5)施工监测监控。

上海市大连路越江隧道工程由东、西2条隧道组成，2条隧道之间设有连接通道，均位于黄浦江底下，相距约400m。位于浦西岸边的连接通道(一)，东西线隧道中心间距35.705m，隧道间高差3.565m，连接通道净距约25.665m;位于浦东岸边的连接通道(二)，东西线隧道中心间距27.575m，隧道间高差0.345m，连接通道净距为17.175m。2条连接通道所处地层为砂质粉土和粘质粉土，渗透系数大、承压水头高，为满足通道的施工安全采用冻结法施工。工程实践表明，连接通道冻结施工技术具有冻结速度快、冻土强度高、帷幕均匀性好、抗渗漏性能高、与隧道管片结合严密、施工安全可靠的优点。对于长距离、大深度、高承压水条件下的江底连接通道的施工，其安全可靠性较能保证。融沉作为冻结法施工中不可避免的情况，可通过隧道及连接通道预留的注浆孔，及时地对地层进行补偿注浆，减小融沉量。在数条连接通道的施工中，已经充分显示出其优越性和社会经济价值。

2.3 地铁车站三拱两柱结构暗挖中洞施工工艺

随着我国城市地铁和交通快速轨道的发展，修建地铁的大城市也越来越多。由于地铁所经过的地段大部分为繁华的商业区，有些地段受拆改费用、交通占道、地下管线保护、古文物保护、环境保护等方面的影响，明挖(盖挖)地铁车站受到限制，只能采用暗挖法施工，从而出现了暗挖地铁车站。

北京地铁五号线磁器口车站、天坛东门站、崇文门站工程，采用三拱两柱暗挖车站中洞法综合配套施工技术，保证了工程质量和安全，按期完成了施工任务，取得了良好的社会效益。该技术适用于围岩自稳能力较差的地铁大跨双层暗挖车站及多连拱等地下停车场、地下商场、大跨公路、铁路隧道的施工。

暗挖车站中洞法施工的技术特点:

(1)采用CRD(CrossDiaphragm)施工方法完成中洞开挖，形成安全中洞初期支护体系。

(2)在中洞内完成底板、底梁、钢管柱、中板、顶梁和中拱，形成稳定中洞支撑体系，承受围岩主要荷载，为边洞开挖提供安全条件。

(3)采用CRD法对称完成边洞开挖。

(4)拆除临时初期支护体系，完成边洞二衬施工。

(5)体系转换过程中，合理确定分段长度，同时加设钢支撑。

(6)充分发挥监控量测作用，信息化指导施工。

暗挖车站中洞法施工的工艺原理:把大跨地质较差的隧道分成三部分，各部分条块分割，保证开挖期间安全，先形成中洞初期临时结构，在临时结构内施做永久衬砌结构，形成中部稳定支撑，承受围岩主要荷载，然后对称开挖边洞部分的各分块，最后形成整体结构。体系转换过程中，结合监测情况加设钢支撑。其工艺流程为:施工准备超前管棚注浆加固中洞各部开挖防水层铺设中洞底板、底梁立柱中洞中板顶梁、中拱超前管棚注浆加固边洞各部开挖临时隔壁拆除防水层铺设边洞底板边墙、中板边拱二次衬砌背后注浆。地铁车站三拱两柱结构暗挖中洞法施工如图5所示。

磁器口车站是北京地铁5号线与规划北京地铁7号线的换乘站，车站全长180m，宽21.87m，高14.933m。车站建筑面积为12244.2m2，车站主体覆土深度为9.8～10.3m。车站为双层岛式三拱两柱结构，车站地下1层为站厅层，预留通道实现与七号线换乘，地下2层为站台层。车站施工采用本法，保证了工程施工安全和质量，获得了成功。

3 水下基础施工工艺

3.1 海上基础工程施工

随着基础设施的建设，跨海大桥等海上工程逐渐增多，一批规划和在建的大桥，如渤海湾跨海工程、长江口跨江工程、杭州湾跨海工程(在建)、珠江口伶仃洋跨海工程以及琼州海峡工程等对海上基础施工带来了新的挑战。大型跨海、跨江工程基础采用大直径、长基桩是必然的趋势，结构钢管桩、临时钢护筒及海上平台临时钢管桩将大量采用。这些都对打桩船提出了新的要求。而配有高桩架，强大吊桩动力系统，大能量打桩锤及先进的海上沉桩GPS测量定位系统的打桩船能出色的完成海上锤击沉桩的任务。

从大的方面来看，海上沉桩系统包括打桩船、运桩船、抛锚艇、拖轮及交通船等船舶组合。单从钢管桩的沉入工序来看，打桩船为钢管桩沉入的主体，其主要由以下几个部分组成:船体系统(包括船体、锚位系统、动力系统)、桩架及其吊桩系统、锤击沉桩系统(包括打桩锤、替打)、海上沉桩GPS测量定位系统等。尤其是GPS能实现远离岸边施工船的定位和定位过程中数据的自动采集与处理，并以图形和数字的形式反映施打桩的当前和设计位置，便于操作人员调整船位进行施工打桩，同时还能自动生成打桩报表以及进行数据的回放，从而给海上沉桩带来便利。

海上沉桩定位采用“海上沉桩GPS RTK测量定位系统”来实现，如图6所示。

安装在打桩船上的3个GPS接收机接收建立在陆地的基准站及海中参考站发射的固定频率数据链，以此作为定位的基准数据。其工作原理:定位时，由固定在打桩船上的GPS流动站以RTK方式控制船体的位置、方向和姿态，同时配合2台固定在船上的免棱镜测距仪测定桩身在一定标高上的相对于船体桩架的位置，由此可推算出桩身在设计标高上的实际位置，并显示在系统计算机屏幕上。通过与设计坐标比较，进行移船纠位，直至偏位满足要求。桩身的倾斜坡度由桩架控制。桩顶标高根据由免棱镜测距仪发出的红色水平光束所指涂画在桩身上的刻度，通过系统计算得出。具体定位前，将所要定位桩的设计中心坐标、高程、平面扭角等参数输入计算机内，定位时，可在显示屏上显示实时桩位数据与图形，同时也显示设计沉桩位置和偏差，打桩船指挥人员根据显示的有关信息指挥打桩船正确就位。

本工艺适用于海洋、大江中的桥梁、码头的结构钢管桩、临时钢护筒及水中平台临时钢管桩的沉入施工，有以下明显的优点:①能在海况恶劣的海域中进行作业;②能够适应超长、大直径钢管桩的沉桩施工;③能满足不同倾斜度和平面偏角斜桩的沉桩施工;④能使钢管桩穿过不同的土层;⑤测量定位简单快捷，精度满足要求;⑥施工周期短(单根直径1.6m，长80m左右的钢管桩沉桩施工全过程仅为2.5h)。这在在建的杭州湾大桥工程中得到了实践。

3.2 无导向船双壁钢围堰下沉施工技术

基础施工中，传统采用的钢板桩围堰钻孔桩基础和沉井沉至基层的基础，存在着影响工程进度的2个薄弱环节:①钢板桩围堰钻孔桩基础采用单层钢板桩， 沉井沉至基层的基础在沉井顶上安设的防水围堰，一般强度较小，围堰内抽水工序的安排受到施工水位的限制;②沉井基础嵌入岩层清除风化岩的消基工作非常费工费时，特别是在深水急流中工程进度直接制约着整个基础的安全渡洪。相比而言，双壁钢围堰钻孔桩基础采用双壁钢围堰防水结构，该结构吸收了上述2种施工结构的优点，实质上就是一个圆形浮式井筒和防水围堰结合起来的施工结构，能够承受较大的向内或向外的水压力，一般情况下，基础施工工序的安排不受外界季节性水位变化的影响。

双壁钢围堰由内外两板壁组成，板壁间以刚性支撑予以连接，由于两板壁之间为空腔，底部以环形刃脚封闭，使其具有自浮能力，在底节处于浮起的情况下可以根据设备起重能力逐节加高板壁，在空腔内注水配重并通过吸泥机吸泥促使其下沉，直至将钢围堰下沉至设计指定位置，并通过灌注水下封底混凝土使其保持稳定，而后根据设计要求进行钻孔桩施工，钻孔平台可直接搭设在钢围堰顶面。

采用无导向船双壁钢围堰下沉施工，由于取消了庞大的导向船、联结梁体系等，锚碇系统所承受的风力和水流作用力大大减少，从而简化了锚碇设备的配置与施工，加快了施工进度，节省了钢料和水上设备。同时双壁钢围堰结构为浮式沉井，既便于浮运就位又能够承受较大的水压力，还可以克服下沉时底部翻砂的弊病，而且围堰吸泥下沉就位时间短，施工安全。特别适用于通航条件要求高，施工区域狭窄，砂粘土及卵石土地层，无法设置导向船的水上施工项目。

该工艺应用于四川隆纳铁路泸州长江大桥水中基础施工，顺利完成了深水基础施工任务，确保大桥按期完工。对于类似的深水基础施工，有广泛的推广应用价值。

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摘要：随着城市建设的大力发展，地下工程建设越来越多，由此引发的各类工程地质问题也逐渐显现出来，根据城市地下工程的特点，对地下工程开挖引起的工程地质问题进行了分析并提出了预防措施。

关键词：地下工程；工程地质问题；预防

城市地下工程具有现场环境条件复杂、施工难度大、技术要求高、工期长、对环境影响控制要求高等特点，是一项相当复杂的高风险性系统工程。但是，地下工程建设一般都在市区内，在其施工过程中常常会引起周围地层的位移、变形、沉降与塌陷等环境地质效应，对周围地面建筑物及基础、地下早期人防和其他构筑物、公共地下管线和各种地下设施以及城市道路的路基、路面等都可能构成不同程度的危害，已经出现并且孕育诸多工程地质问题。

1地下工程开挖引起的工程地质问题

1.1地面沉降

1.1.1地层初始应力状态的改变引起的地表沉降：地下工程开挖是在存在初始应力场的地层中进行的，开挖引起地层初始应力状态的改变，即二次应力场，它是由地层初始应力场与开挖引起的附加应力场的叠加应力场，对应二次应力场开挖的位移场仅是由开挖引起的附加应力场。地表沉降的主要机理是由开挖面的应力释放，附加应力等引起地层的弹塑性变形。引起初始地应力状态改变的主要原因有：

（1）地下工程开挖引起的附加应力；

（2）地下工程施工对地层的扰动和地层损；

（3）地下水渗流引起的地下水位的变化。

1.1.2土体的固结沉降：地下工程施工引起的地表沉降与时间有关。土体内部含水渗出，体积逐渐减少，这一现象成为土的“固结”。随着土体的固结，土体的压缩变形和强度逐渐增长。因此，土的固结所产生的沉降是城市地下工程施工中最值得注意的问题之一。根据地下工程施工的特点总结固结沉降的主要原因有：

（1）地下水位下降引起的固结沉降；

（2）土体空隙水压力变化，引起土体的固结沉降；

（3）土体扰动后，重新固结后产生沉降；

（4）土体的次固结和流变。

1.2洞室围岩失稳

地下开挖后，洞壁围岩由于失去了原有的岩体的支持而向洞内产生松胀变形，如果变形超过了围岩所能承受的能力，围岩就会被破坏。围岩的变形破坏程度常取决于围岩的应力状态、岩体结构和洞室的断面形状等。洞室开挖使地下原来的应力状态被破坏，围岩应力重分布，产生变形位移。

均质岩土体中应力未达到或未超过其强度以前，在开挖过程中的变形，以弹性变形为主，变形速度快，变量小，瞬时完成，一般不易察觉；当应力达到或超过岩土体强度时，塑性变形十分明显，发生压碎、拉裂或剪破。当岩体强度主要由结构面控制时，与上述情况基本一样，但当结构面组合构成围岩不稳定条件时，岩体除了弹性变形外，塑性变形也比较明显，它表现为围岩分离体（岩块）的相互错动，围岩松动时围岩稳定性降低，为进一步松动创造了条件。

1.3斜坡破坏

斜坡破坏主要发生在山区城市，除直接经济损失外，还可能造成人员伤亡，其原因主要是:由于自然地质作用和工程地质作用引发的，而工程地质作用造成的斜坡破坏较自然地质作用频率大。当然决非任何斜坡破坏都能称为地质灾害，但斜坡破坏确属重大的地质灾害类型之一。

斜坡破坏主要形式为滑坡，其影响因素主要有岩性、构造、地形、地震、降雨及人类活动等。其中，许多山体滑坡现象是由地下工程活动引发的，即主要是由于地下工程的开挖或采掘影响到了上部的山体，使岩体开裂，地面倾斜，并在一定条件的配合下，导致山体失稳形成滑坡。在隧道建设中，滑坡现象主要发生在浅埋、偏压及进出口等地段，其危害常常比较严重。为评价斜坡岩土的稳定性，预防斜坡破坏导致的地质灾害，认识引起斜坡破坏的内在原因与外部条件，掌握其运动发展规律显得非常重要，尤其是当前在城市这个人类经济活动的密集区，斜坡破坏造成的经济损失和人员伤亡都是巨大的，都是由于工程活动不合理造成的。

1.4地下水污染

在城市环境地质中地下水的不良作用主要表现为地下水的侵蚀。地下水的不良作用和地下水污染主要由人为引起。随着经济持续稳定发展，人类活动加剧，对地下水的污染越来越严重，主要表现为：多数城市垃圾随意堆放；工业废水和废液不经处理或初步处理后任意排放。首先污染地表水，经地表水补给地下水或渗入地下水，再污染地下水，使地下水具有侵蚀性，对城市的建筑物基础及地下工程不断侵蚀破坏。

2防治措施

2.1开展详尽的工程地质勘察

工程地质勘察资料是地下工程施工的重要依据，通过详细的工程地质勘察，为设计施工提供需要的参数和指标，确定合理的开挖方案、开挖步骤，如果地下工程建设所涉及勘察资料不详细、不准确，势必给支护工程带来事故隐患。

2.2做好开挖方案的优化选择

地下工程的开挖方法很多，以基坑工程为例，有分层全开挖、中心岛式开挖等等。开挖顺序不同，引起的位移不同，中心岛法的开挖顺序就比从一个方向按顺序向另一个方向的开挖方法，对基底隆起和桩后地面沉降有一定程度地减少。因此，基坑开挖时应做好开挖方案的优化选择。

2.3实行科学的降水设计

水是影响基坑工程稳定的重要因素之一，从实际统计资料来看，约有70%的基坑事故与地下水有关，因此，地下工程建设中应特别注意地下水的影响。地下工程建设绝大多数都需要进行人工降低地下水。要降低地下水位，就要合理地选择降水方法，在此基础上进行人工降水的方案设计，以及进行降水方案的水位预测，通过预测进行降水方案的优化，从而达到最佳的降水方案。

2.4做好现场监测，开展信息化施工技术

地下工程是土体与围护结构体相互共同作用的一个动态变化的复杂系统，仅依靠理论分析和经验估计是难以把握在复杂的开挖和降雨等条件下支护结构与土体的变形破坏，也难以完成可靠而经济的开挖设计。通过施工时对整个工程进行系统的监测，可以了解变化的态势，利用监测信息的反馈分析，就能较好地预测系统的变化趋势。当出现险情预兆时，可做出预警，及时采取措施，保证施工和环境的安全；当安全储备过大时，可及时修改设计，削减围护措施。

2.5积极采用新技术、新方法

工程实践证明，采用基坑内降水、坑内侧土体加固（化学灌浆、石灰桩加固等）、及时支撑并预加轴力、增加挡墙的入土深度、墙外地层中筑帷幕、坑内降水坑外注水、分步开挖、逆作法施工、信息反馈施工法的采用等，对改善基坑变形、提高其稳定性有重要意义。计算机技术方法应广泛地应用到地下工程建设中，如进行数据分析与计算、计算机制图、计算机辅助深基坑设计、信息施工与管理等领域具有十分广阔的前景。

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关键词：风险评估；地下工程；风险管理

日益发展的经济带动着我国基础设施建设的步伐，在城市中各种用途及规模的地下工程项目纷纷上马，加快了城市化的进程，同时也带来了一定的风险。不完善的施工管理和不断增加的规模和数量，导致在施工建设地下工程项目时事故频发，造成人员伤亡，使经济遭受重大损失。

1 分析地下工程中的风险因素

影响社会范围较大、较多的不可预见风险因素、较多的施工项目、较长的施工周期以及投资规模较大是地下工程建设的特点。风险的发生包括外在和内在因素两个方面，主要包括有：人为因素、复杂的工程建设周边环境，以及工艺水平和工程施工技术、水文地质和工程地质条件的复杂性等。

1.1 水文地质和工程地质条件的复杂性

水文地质和工程地质条件主要指：水的腐蚀性、岩土的渗水性、地下水的发育和分布情况，以及岩土体的力学性质、岩性和地层分布等。地质勘探由于所固有的局限性，分析水文地质和工程地质条件的工作，只能以个别测试点对场地情况进行测试分析，且由于室内和现场试验设备条件的限制，误差对岩土体力学参数的影响往往很大。通过实践可知，较大的空间变异性和不连续性，是场地的水文地质和工程地质条件的特性，地下工程由于这些复杂因素，从而在定性上具备了极大的风险。

1.2 工艺水平和工程施工技术

施工队伍的业务水平和施工机械设备的精度，都直接影响到地下工程的工程建设风险。由于较为复杂的地下工程工艺水平和工程施工技术，因此最为重要的一点即是如何把握好工艺和理解透施工方案，不同的施工方法应对不同的地质条件，工程建设的风险系数会因为任何一点的失误或不足操作大大增加。此外，工程建设风险系统也收到施工人员的安全情况，以及较差的施工条件和较长的工程周期影响。

1.3 施工周边环境的影响

施工现场周围的建筑物和周边环境，无论在地下工程施工建设时采取何种工艺和手段，都会不可避免地收到一定程度的影响。周边环境包括：周边社会群体和环境、周围道路和管线状况、具有文物价值的建筑物、地下工程与建筑物的距离以及地面建筑物的类型等，工程建设的风险系数会因各种因素而上升。

1.4 施工组织、项目管理和工程建设决策的复杂性

在地下工程运营期、施工、设计和规划的全寿命周期内，施工组织安排、工程项目管理以及工程建设的决策是最为重要的环节。比之于其他项目，地下工程具有较大的风险投资和极强的隐蔽性等特点，任何一个阶段都会在组织、管理和决策上遇到困难。因此从立项开始，如何合理选择施工工艺、设计方案、工程场地；如何使环境所受到的工程影响降至最低限度；如何使工程建设的社会效益和经济效益得到提高，以及如何使“可持续性”和“和谐”因素贯穿整个工程建设，每一个步骤的执行和决策都影响着工程建设的风险系数。由此可见，种类繁杂和多样性，是地下工程项目风险因素的特点。较大的风险始终存在于工程运营、实施和决策等各个阶段，同时整个工程项目的寿命周期也都有风险贯穿其中，为了保证顺利实现工程建设项目，引入风险管理理论指导实际施工过程的做法迫在眉睫。

2 地下工程的风险管理办法

作为一种上世纪50年代起，从德、美等国诞生出的管理办法，是组成项目管理的重要部分。风险机理在隧道等地下工程中对于风险环境的孕育，以城市软土地区盾构隧道工程施工为例，其承险体有生态环境、地下管线、地面建筑物和盾构隧道等等，不同的环境情况又会造成不同的损失模式。其中直接损失包括施工人员和盾构隧道构成的承险体；间接损失则包括破坏生态环境以及造成的对社会和环境的影响等。为避免因风险机理造成的直接或间接的损失而进行的风险管理，其过程主要分为风险监控、风险应对、风险评价和风向分析4步骤，其中又包括风险辨识、风险估计、风险评价、风险应对、风险追踪和风险控制6部分。第一是风险辨识。对潜在于地下工程中所有的风险因素进行整理归类和筛选，当部分风险因素严重影响到目标时，应给予重点考虑。风险辨识的方法包括流程图分析法、事故树分析法、现场调查法和风险清单分析法等。第二是风险估计。估计和分析风险因素发生的后果和概率。第三是风险评价。评价的基础为风险分析，以相应的风险标准为根据，对可否接受地下工程中的风险进行判断，以及安全措施是否需要更进一步。第四是风险应对。将实际情况和风险大小相结合，使处理风险的对策的提出更具有针对性和合理性。常用的手段包括：风险修正、风险合并、风险分散、风险自担、风险转移、损失控制和风险回避等。第五是风险追踪。对风险采取应对措施后，跟踪观察风险的变化发展情况，督促实施风险应对措施。第六是风险控制。以风险追踪为基础，以风险的变化情况为根据，使风险应对措施能够及时进行调整。

3 地下工程风险管理研究现状及问题

我国的地下工程风险管理比之于发达国家，仍然处于起步阶段。相对比较短的工程实践和研究时间，较晚起步的地下工程安全风险管理研究应用，而且研究在管理方面的进展也是初步的。不过我国已经在上世纪末陆续开展了相关学科的研究工作。上世纪90年代，丁士昭教授对我国的上海、广州地铁隧道工程中的保险模式及建设风险进行了研究；黄宏伟等人所开展的风险管理研究，其研究重点在地铁运营和建设阶段，在整体上给出如何控制、分析地铁不同阶段中风险因素的思路；分析基坑工程风险方面，毛金萍、仲景冰和李惠强等人在分析深基坑支护结构方案风险时采用了事故树的模式；以同济大学为主，对沪崇通道的财务分析、运营事故控制以及施工风险管理等各个方面所进行的风险评估研究，是国内第一个大型项目中应用到风险分析技术。近些年，实际工程领域中，安全风险管理的发展较为迅速，尤其是在地下工程项目中，风险评估与分析得到了大量的应用。地下工程在实际应用安全风险管理时，其实施负责的主体是各个岩土工程咨询公司和科研单位。一些工程科技公司自主研发的管理系统软件已经在建筑工程、越江隧道和地铁工程等多个领域得到了广泛应用。目前地下工程的安全风险管理实践与研究在我国的发展已经取得了实质性的突破，但风险评估与分析扔是目前侧重的主要方向，监测系统是布置和开展较多的方面，未能深入研究控制方法和风险预警，安全风险管理系统的整合尚不统一，已经开发的安全风险管理系统，其功能较为简单，对基础数据和地理信息系统的支持不够，且较低的信息化水平，使信息化风险管理平台的建设不足，适合地下工程建设实际和符合安全风险管理体系的系统平台极度缺乏。目前我国地下工程风险管理依然存在着如下问题：风险管理体系仍然较为被动；缺乏有效规范的风险管理及风险接受等级和准则；相对分散的风险管理系统以及错误认识风险评估标准和对风险的定义等。

4 结束语

较差的施工条件、较多条件对施工的制约、复杂的周边与地质环境以及难度较高的施工技术都是地下工程施工过程中的不确定因素，地下工程建设施工所面临的技术核心难题即是地下工程的风险管理。对该系统和管理办法的不断研究和完善，对于规避地下工程施工时所面临的风险具有非常重要的作用。

参考文献

[1]航.姜树元.风险管理[M].台北：中华企业管理发展中心,1998

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关键词：地下工程；岩石地下工程；掘进机施工法；施工特点

全断面隧道掘进机，又简称为TBM，它是一种特制的大型切削设备，主要用于隧道等岩石地下工程的施工建造中。掘进机法的工作原理是主机和相应的配套设备一起协同工作，并形成一条可移动的机械化施工作业线，对隧道工程施工中所遇到的大块岩石进行剪切、挤压，使岩石破碎，然后通过配套的运输设备将碎石运出隧道。在掘进机工作的时候，其主机主要负责破碎岩石和盛装岩石碎渣，而运输等其他工作则交由相应的配套设备来完成。就目前而言，我国大多数公路隧道和地下通道等工程的施工都是采用的掘进机施工法。

一、什么是岩石地下工程

地下工程是指地表下面的建筑物工程，比如公路隧道、水下隧道以及地下通道等等。地下工程是为了开发和利用地下空间，而在地表之下所建造的土木工程，这类工程大多具有着良好的热稳定性和密闭性，且由于是修筑在地下，不占据地球表面的土地资源，所以工程还具有着良好的社会效益和环境效益。但这类工程也有着施工难度大、施工周期长以及一次性投资较高等缺点。

综合地下工程的概念，我们可以得知，所谓岩石地下工程，其实就是指在地下岩石中挖设和建造的各种建筑工程。一般来说，岩石地下工程的建造都是通过机械来实现的，目前我国常用的岩石地下工程的施工方法有两种：一种是钻爆法，另一种则是隧道掘进机施工法。本篇文章主要对岩石地下工程的掘进机施工技术。

二、掘进机的种类

一般而言，岩石隧道工程的开挖和施工多采用隧道掘进机械来完成，而隧道掘进机械的种类有很多，比较常见的主要有全断面隧道掘进机和臂式掘进机两种。在我国的隧道工程施工中，使用最多的还是全断面隧道掘进机。截至目前，我国已成功采用过岩石掘进机单T型支撑敞开式、双X型支撑敞开式、双护盾三种掘进机械来进行地下工程的施工。总的来说，地下工程的施工可以采用多种的、不同的施工机械和施工手段，而对于岩石地下工程的施工，我们最常用到的，也最为适宜的施工机械还是全断面隧道掘进机中的岩石掘进机。

二、岩石掘进机的功能

岩石掘进机在使用时，主要具有四种功能，即掘进、出渣、导向和支护，且这四个功能是岩石掘进机所具有基本功能。在这四个基本功能中，掘进、出渣、和导向这三个功能是贯穿于掘进机施工全过程的，而掘进机的支护功能则仅仅只是在必要时候才会用到。

三、岩石掘进机的施工特点

1、快速

掘进机施工的核心优点是掘进速度快。掘进机可以实现连续掘进、能同时完成破岩、出渣、通风除尘、支护衬砌等作业，并一次成洞，掘进速度快，效率高。一般速率为常规钻爆法的3～10倍。

2、优质

掘进机施工，由刀具挤压和切洞壁岩石，避免了爆破作业，成洞周围岩层不受爆破震动而破坏；洞壁完整、光滑、美观。掘进机开挖隧道糙率一般为0.019，比钻爆法的光面爆破的糙率小17%；开挖的洞泾尺寸精确，误差可以控制在±2cm范围内；开挖隧道的洞线与预期洞线误差也小，可以控制在±cm范围内。

3、安全

岩石地下工程使用岩石掘进机进行开挖和施工，比起采用其他施工机械更加安全。因为掘进机在工作时，它对隧洞洞壁外面的围岩的影响较小，不容易对围岩造成破坏和干扰，所以能够保持围岩的稳定性；用于地下工程施工的岩石掘进机一般都带有护盾，施工人员可以在护盾的保护下进行隧道开挖操作；另外，相比于钻爆法，掘进机施工法没有炸药等化学物质的爆炸和污染，且其操作的自动化水平高，更加有利于保护施工人员的安全。

四、TBM的施工技术

1、开挖原理

在推力作用下，安装在刀盘上的盘形滚刀紧压岩面，随着刀盘的旋转，盘形滚刀绕刀盘中心轴公转的同时绕自身轴线自转，在刀盘强大的推力、扭矩作用下，滚刀在掌子面固定的同心圆切缝上滚动，当推力超过岩石的抗压强度时，盘形滚刀下的岩石直接破碎，盘形滚刀贯入岩石，掌子面被盘形滚刀挤压碎裂而形成同心圆沟槽，随着沟槽深度的增加，掩体表面裂纹加深扩大，当超过岩石的剪切强度和拉伸强度时，相邻同心圆沟槽间的岩石成片剥落。

2、TBM施工前期准备工作

（1）洞外场地布置。TBM施工主要的洞外配套设施有：混凝土拌和系统，抑拱预制厂，修理车间，各种配件、材料库，供水、电、风系统，运渣和翻渣系统，装卸调运系统，进场场区道路，掘进机的组装场地等。根据TBM掘进机不同阶段的施工需求和现场的实际情况，科学合理地统筹布置，是充分发挥掘进机的性能，确保掘进机顺利施工的前提。

（2）预备洞、出发洞开挖。由于一般隧道洞口处覆盖层薄（30～40m），另有可能石质风化等原因，通常不适合敞开式TBN施工，为确保TBM早日投入正常掘进施工，一般采用人工开挖至围岩条件较好的洞段（此时TBN依靠自身步行装量进洞），成为预备洞。出发洞石质TBM步行至预备洞工作面开始掘进时，由于TBM本身要求最早掘进的辅助洞室，施工长度根据TBM的自身结构尺寸而定。

3、TBM的掘进操作

（1）启动准备。隧道施工中电、水、风是三大主要因素，对于TBM也是如此，在试运转或经长期停机后，启动器要考虑电、水、风是否以安全争取地输送到机器上，首先核实洞外中压电源是否输送到机器的变压器上，变压器的一次侧短路是否已经接通。电源接通后还要确认洞外的净水是否已经接通并送入洞内，同时确认洞外新鲜风机是否启动并把新鲜风送到机器尾部。

（2）启动。在确定控制电压接通后，启动净水泵（正常水压应在0.7MPa左右），启动风机。启动时，可接通组成启动按钮成组启动，亦可单独启动。在风机启动完毕后启动液压动力站。

（3）掘进。开始掘进前，确认一下工作：风机启动，泵站启动，点击启动，输送带启动，水系统正常，刀盘由、脂张楚；外机架已经前移并撑紧，后支承已经手气并前移，护盾夹紧，后配套系统已经拖拉完毕（以上工作在换步是完成）。

五、结束语

在不同地质条件下，TBM的推力、刀盘转速和刀盘扭矩等掘进参数是不同的。根据实际情况合理调整和设置TBM掘进参数，才能保证TBM高效、安全的通过不同地质地段并顺利施工。

参考文献

[1] 崔玖江. 提高我国隧道与地下工程施工技术水平[J]. 西部探矿工程. 2001（01）

[2] 吴成三. 隧道施工的新方法[J]. 铁道工程学报. 1988（01）