地下工程与隧道精选(九篇)

前言：一篇好文章的诞生，需要你不断地搜集资料、整理思路，本站小编为你收集了丰富的地下工程与隧道主题范文，仅供参考，欢迎阅读并收藏。

第1篇：地下工程与隧道范文

0引言

对于具有防水要求的隧道与地下工程，如地铁隧道和车站、楼房地下室、人防工程等，防水的成败关系到建筑物的使用寿命和安全。隧道与地下工程渗漏水的形式多种多样，如按渗漏水部位的形状可分为孔洞渗漏水、裂缝渗漏水、大面积渗漏水；按渗漏水量多少，又可分为慢渗、快渗、急流和高压急流四种。注浆法是治理渗水和缺陷的有效方法。

1 堵漏注浆设计

堵漏注浆设计主要包括：注浆材料的选择、注浆孔和注浆嘴的布置、注浆压力和浆液凝胶时间的确定。注浆材料的选择与裂缝宽度、渗水量大小、注浆目的有关。

1.1注浆孔和注浆嘴的布置

注浆孔的位置及数量，需根据裂缝的形状和渗漏水情况进行合理安设。注浆孔的作用：

①非粘贴式注浆嘴安装固定的需要；

②引导浆液能更好地渗透到裂缝的深处。

布孔的一般原则如下：

注浆孔的位置选择应使注浆孔的底部与漏水缝隙相交，选在漏水量最大的部位，其具有较好的导水性，水平裂缝注浆孔一般从下向上大，垂直裂缝则对正裂缝打设。

注浆孔的间距应视漏水压力、裂缝大小、漏水量多少及浆液扩散半径而定。缝大、注水量大时孔距大，缝小则孔距小；浆液浓度大时孔距应小些。

每个非粘贴式注浆嘴应该打注浆孔，但对于粘贴式注浆嘴，也可以不打注浆孔。

在构筑物的表面，凡是有裂缝出露的地方都应安上注浆嘴。在靠近裂缝两端的地方必须各装设一个注浆嘴，然后沿着裂缝均匀地每隔一段距离装设一个注浆嘴。埋设注浆嘴一条裂缝不应少于2个，即一嘴注浆用，另一嘴排水、排气用。

注浆孔的深度不应穿透构筑物的厚度，应留10-20cm厚度为安全距离。对于复合式衬砌防水结构，尤其注意不能穿透结构的防水层。

对于隧道衬砌、地下建筑物（如地下仓库、地下厂房等）外墙的渗透注浆，由于混凝土构筑物厚度不大，注浆孔深度不可能太深，故上述布孔原则基本适用。

若是遇到厚度较大的混凝土构筑屋的裂缝注浆，须注意如下问题：

①首先因为构筑物厚度较大，打设的注浆孔可能很深，可通过注浆管注浆。这时可把注浆孔分为两类：一是深的，有时需要注浆管注浆的孔；二是浅的，用来固定非粘贴式注浆嘴的注浆孔，只起到浅层注浆封堵的作用。

②对于单条裂缝，要打设斜的深注浆孔，使其与裂缝面在裂面的深处相交，交点应位于裂缝深处末端附近；同时，如果裂缝是垂直的，或倾角较大时，必须要在裂缝的末端最低处布设斜的深注浆孔，最高处布设深排气孔。

③对于裂缝网，应把裂缝网当做一个整体来考虑。在裂缝网最低部位的附近应布设深注浆孔，在裂缝网的最高部位布设深排气孔；同时，深注浆孔的方向应该尽可能预缴多的裂缝面相交。深注浆孔的数量应根据裂缝网系统的规模大小和分布广度确定，原则上应使全部深注浆孔的扩散范围控制住整个裂缝网。

对于漏水点孔或者没有规律的渗漏水，一般可先堵大漏水点、大孔洞，后堵小漏点、小孔洞。一次处理完毕后，观察一段时间，再补钻孔处理，要反复多次，直至无渗漏水。

1.2 注浆压力

注浆压力与静水压力、结构性状、裂缝大小、浆液浓度、扩散距离及浆液固结时间长短等有关系。压力过高，会引起裂缝进一步扩大，或造成浆液损失，超越注浆范围；压力过低，进浆速度慢，前头的浆液凝固后堵塞通道，是后续浆液无法进入，以致达不到预期的渗透范围。此外若压力小于地下水压，还会导致倒流现象。

对于大体积混凝土结构可选用较高的压力（0.4~1.0MPa）；砖混结构选用压力要小（0.1~0.3MPa）。在混凝土结构中注浆，根据经验丙凝注浆压力一般选0.4~0.6MPa；聚氨酯和环氧树脂注浆选0.3~0.5MPa。注浆压力要根据实际情况调节。

1.3凝胶时间

凝胶时间的选用与渗水量大小、水的流速、混凝土裂缝大小、裂缝深度等有关。一般在没有漏水的细小裂缝中注浆，注浆的凝胶时间要大于压水时间（压水方法见11.5.5节的压水实验），当有漏水时，混凝土壁不厚时浆液凝胶时间要小于压水时间，进行现场小样试验时再进行凝胶时间的调节。

2堵漏注浆施工

注浆工艺程序如图1所示。

图1 堵漏注浆工艺

2.1基面处理

将混凝土结构物上的裂缝两侧剔成“V”形沟槽（一般槽宽2~3cm，深1~2cm也可视裂缝大小而定），并清理干净，以便封闭和观察水源。

2.2钻孔

钻孔可视施工条件采用手工或机械的方法，深度不可采用手工或风钻，深一些的孔则可采用机钻。

注浆孔眼大小需根据注浆嘴大小决定，一般钻孔孔径要比注浆嘴直径大1~2mm。

2.3埋设注浆嘴

埋设注浆嘴（可用自来水管代替）一般情况下一条裂缝不小于两个，一嘴注浆用，一嘴排水、排气用。单孔漏水可只埋设一个。

压环式注浆嘴插入钻孔后，用扳手转到螺帽，即压紧活动套管与压环，使弹性橡胶圈向孔壁四周膨胀并压紧，使注浆嘴与孔壁连结起来。

楔入式注浆嘴要在其插入部分外壁缠上麻丝，缠麻丝处直径应略大于注浆孔直径，用锤将注浆嘴打入孔内。

埋入式注浆嘴设置，应事先将孔洞清理干净（孔洞直径要比注浆嘴直径大3~4cm），用速凝水泥胶泥把注浆嘴埋于孔洞内，埋设深度应不小于5cm，见图11-2。

粘贴式注浆嘴，先在嘴的底盘对准裂缝，粘贴时可用插入细针的方法固定位置，见图11-3。注浆嘴宜置于裂缝最宽处。注浆嘴间距根据裂缝大小、走向、漏水情况和浆液扩散半径而定。一般宽0.5mm的裂缝，嘴距30~50cm；5mm宽的裂缝，嘴距50~100cm。

2.4 封缝

封缝是混凝土裂缝注浆中的一道重要工序，封缝的目的是为了防止浆液外漏，提高注浆压力，使浆液顺利地压入裂缝的深部。如果封缝不好，注浆将难以进行，封缝工作应该在注浆嘴安装完毕之后进行。封缝的对象是除注浆嘴以外的所有能发现的裂缝口，都必须加以封闭。

封缝的办法：先将裂缝表面赃物和表面灰皮除去，然后用封缝材料进行封堵，如果缝内有水流出时，应用力把封缝材料压住，待封缝材料凝固后才可将压力除去。

2.5压水（或压气）实验

压水（或压气）试验应在封闭裂缝和注浆嘴埋设具有一定强度后进行，其目的是检查封缝和埋设注浆嘴强度，如有漏水现象则给以修补；疏通裂缝，了解各条裂缝和各个注浆嘴之间的连通情况；选定注浆参数（凝胶时间、注浆压力、配浆量等）。

压水采用有颜色水，便于观察裂缝渗透水和贯通情况，确定浆液凝胶时间。浆液凝结时间可参照压水时间俩确定，压水时间是指从开始压水到最远一个注浆嘴出现颜色水的间隔时间。压水（或压气）的压力同注浆压力。

2.6 注浆

根据注浆量计算和压水实验时测定的注入水量，并考虑到注浆过程中浆液损失，即可结算出配制的浆液用量，一般配浆量大于注入有颜色水的数量。

第2篇：地下工程与隧道范文

本文以隧道工程为研究对象，针对相关问题展开了讨论。文章首先介绍了我国隧道工程的发展现状，在分析了隧道工程中存在病害问题的基础之上，最后提出了对于我国隧道工程健康研究的意义。本文旨在为隧道工程的相关问题研究提供一些参考和借鉴。

【关键词】隧道；病害；健康

一、我国隧道工程的发展现状

近年来，世界各国长大隧道的不断建成，无疑为世界隧道的大发展掀了起一股新的。我国是一个多山的国家，山区面积约占总面积的三分之二，铁路和公路一直是我国人民出行的主要交通方式。随着生活节奏的加快和科技的进步，人们对安全、快捷、舒适、方便、经济的运输方式的需求日益突出。过去的道路盘山越岭，既不经济也不安全，已不能适应时代要求。隧道以其自身具有的改善线路，缩短里程和行车时间、提高运营效益等方面的优势，在道路建设中的优越性越来越多地为道路建设者和设计者认可且被大量采用。

随着我国国民经济实力的不断增强，特别是西部开发的不断深入，公路和铁路建设步入了时期。在最近几十年间，我国的公路里程将大幅度增加。而在交通大力发展的同时，我国可耕土地与道路建设用地的日益矛盾凸现出来，为了解决这一问题，隧道工程在建设中所占线路长度比例迅速提高，而这在客观上极大的地促进了隧道工程的发展。

根据有关资料表明，我国大陆已建成铁路隧道超过七千座。从最近几年的建设规模和速度来看，铁路隧道和公路隧道分别约以每年300km和200km或更快的建设速度在增长。目前，我国的隧道建设技术水平也有了很大的提高，隧道对我国的经济建设与发展也起到了积极的推动作用。从隧道的数量、规模和建设速度来看，我国已成为世界上隧道和地下工程最多，最复杂、也将是今后发展最快的国家。

二、隧道工程中存在的病害问题

随着我国隧道工程的快速发展，隧道工程病害问题日益凸显。我国地域自然条件差异较大，隧道穿越的山体工程地质条件、气候条件、水文地质和设计、施工、运营等条件复杂多变，早期修建的隧道经常出现隧道拱顶开裂、边墙开裂、拱顶空洞、衬砌损坏、隧道渗漏水、隧道冻害、围岩大变形、衬砌厚度薄、混凝土强度低、隧道内空气污染等病害；另外，由于各方面的原因，隧道内部的照明设施不足等引发交通事故，也是可能引发灾难性火灾事故的隐患所在，甚至部分隧道在投入使用的前期就出现比较严重的隧道病害。因此，隧道的健康问题变得日益突出。

我国公路隧道的快速发展也经多年的经验，但是目前隧道的运营状况十分堪忧。隧道和其它地下建筑的维护与修缮问题是土木工程的主要任务。虽然我国目前多采用新奥法进行隧道设计与施工，隧道的建设成就世界瞩目，但是隧道施工单位的良莠不齐和“重建设、轻维护”的理念，使目前隧道及地下工程健康问题严重。另一方面，由于我国隧道建设与维护的经验相对国外来讲，目前尚存在一定的差距，对隧道及地下工程健康的认识存在着严重不足。从目前现有的资料来看，满足结构物功能要求的混凝土的耐久性可能只有60年左右，喷射混凝土就更低了，只能满足30年不维护的要求。而一般混凝土结构物的使用寿命，都应该在100年以上，对于高速公路和作为运输动脉的铁路来讲，隧道更应该成为道路的重中之重，成为隧道建设和维护的咽喉工程，延长隧道结构的寿命，将成为今后地下工程工作者的首要任务。

三、对于我国隧道工程健康研究的意义

1、隧道健康的提出

任何结构物都有其寿命，隧道和地下工程也是如此。为了尽可能延长其使用，我们必须要掌握在隧道使用过程中发生或可能发生的各种病害，并推进病害发生的原因，评价结构物的损失程度和研究是否采取相应的措施和对策，以延长其寿命，提高其服务功能。从结构物劣化曲线的意义我们可以清晰地认识到结构物及时维护的重要性和必要性，隧道和地下工程同样遵循这个规律。

既然隧道和地下工程都需要及时维护，那就存在一个问题――这些工程都是隐蔽工程，怎样才能知道此类结构物需要维护，到那种程度进行治理可最大程度延长隧道寿命，达到最佳效果。这就需要对此类工程病害的程度进行判定，需要一个判断依据，使工程技术人员据此可以决定此结构物是否需要及时维护。到目前为止，还没有一个较为权威的、被大家公认的可以接受的判断依据。因此，如何对现役营运隧道或新建隧道等地下建筑物进行病害与灾害预防和控制就显得极为重要，成为目前公路与铁路交通的研究重点和热点问题。

近年来，有学者对隧道和地下工程的健康诊断做了一些研究。健康诊断，就是指结构在受到自然的(如地震、强风、洪水、地下水压力与侵蚀等)、人为的破坏之后，后者经过长期使用之后，通过测定其关键性的指标，检查其是否受到损伤。在允许的条件下，结合损伤识别技术，确定损伤的部位，评估损伤的程度，预测剩余的有效寿命。其主要任务就是判断结构的损伤程度，可以从不同的层面进行理解。隧道健康诊断是指对影响隧道结构物安全性、耐久性的病害进行检查和调查，并对隧道的病害进行分析，评价隧道的安全状况，提出整治病害的对策和措施。隧道健康诊断主要包括对隧道病害的检查、调查、分析和隧道安全性的评价，以及提出隧道病害整治的措施。

2、隧道工程健康诊断研究的价值

目前在公路隧道及地下工程健康方面的研究，主要侧重于隧道病害，机理研究较少，处理方法探讨较多，研究成果始终停留在较低的科学层面，这可能是目前公路隧道病害日益发育的根本原因。鉴于此，隧道及地下工程健康问题研究应遵循下述原则或思路：

（1）从病害现象上升到公路隧道及地下工程健康理念，公路隧道现行、结构形式、结构材料及隧道危岩构成隧道及地下工程健康的有机系统，采用系统论、多学科耦合方法实施公路隧道及地下工程健康研究。

（2）高度重视公路隧道及地下工程健康诊断机理研究，宏观和微观结合，建立健康频谱，构建公路隧道及地下工程健康智能诊断机理。

（3）随着我国公路交通事业建设的快速发展，隧道及地下工程健康状况日益成为公路隧道养护中极其重要的环节，从公路隧道及地下工程健康因子、健康状况恶化原理、健康诊断及健康控制等方面，推动隧道研究的科学进展，具有紧迫的现实意义。

【参考文献】

【1】新安，黄宏伟．隧道病害与防治[M]．上海：同济大学出版社，2011

第3篇：地下工程与隧道范文

[关键词]地下工程建设；BOT模式；必要性

[中图分类号]F282　[文献标识码]A　[文章编号]1008-2670(2009)06-0050-04

一、引　言

“91城市地下空间利用东京国际会议”形成共识：19世纪是桥的世纪，20世纪是高层建筑的世纪，21世纪是人类开发利用地下空间的世纪，发展利用地下空间是解决土地资源短缺和节省能源的最简单可行的办法之一。可见，地下工程建设是大势所趋。为解决城市交通拥挤和环境问题，提高土地集约化利用水平，我国许多特大和大城市也正在和即将结合地铁建设，旧城改造建设和新区建设建成大量大型城市地下综合体，这需要大量资金和先进的技术，但政府有限的资金难以满足众多地下工程建设巨额的资金要求，为了解决资金供求这一突出矛盾，让企业和私人参与地下工程投资建设，建立多元化的地下工程建设投入机制势在必行，而BOT模式的运行特点决定了它是解决地下工程建设资金短缺和国内技术落后的有效方式。BOT(Build-Operation-Transfer)，即建设-运营-转让，主要用于基础设施建设融资，通常是指承建者或发起人(非国有部门，可以是本国的，外国的或联合的企业集团)，通过契约从委托人(通常是政府)手中获得某些基础设施的建设特许权，成为项目特许专营者。由私人专营者或某国际财团自己融资、建设某项基础设施，并在一段时间内经营该设施，用所得收入清偿项目债务，并获得预期投资回报，在特许期满时，将该设施无偿转让给政府部门或其它公共机构。作为一种基础设施建设的投资的新型融资方式，BOT模式一经问世，便受到了高度重视，发达国家、尤其是一些发展中国家，运用BOT的成功范例，让人们看到了BOT项目融资的许多优点。例如可以弥补有效资金建设不足，减轻政府财政负担，带来国外先进的技术和管理经验，提高项目运作效率等。BOT投融资方式的特点决定了它是解决我国地下工程建设资金短缺的一种有效手段。因此借鉴BOT融方式在国内外的一些做法，探索其在地下工程建设中的应用，对解决地下工程建设资金短缺问题有着重要的意义。

二、我国地下工程建设现状及发展趋势

中国地下工程建设规模大、发展快。中国目前是世界上地下空间开发利用的大国，城市轨道交通建设速度位居世界首位，史无前例。据建设部统计，15个城市近期建设规划了61条线路，共长1700公里，目前已开工建设1000km线路，已建成营运581公里线路，按规划还有1200km线路在今后10内左右建成。据预测，至2010年，我国将有20个左右的城市发展以地铁为主的城市轨道交通，到2020年，我国将有30个左右的城市发展以地铁为主的城市轨道交通。按目前每年开工建设100-200公里的速度，到2020年，我国城市轨道交通线路规模可达2000-2500km。另外，中国城市地下空间的总体规模和总量即将据世界首位。以北京，沈阳为例，北京地下空间建成面积已达30km，全市地下空间今后平均每年将增加建筑面积约3km，占总建筑面积的10％，到2020年，北京地下空间总面积将达90km。沈阳市地下空间总面积已经超过1000万平方米。根据规划，至2020年，城市核心区地下空间开发总规模约为2700万平方米。今后为提高土地集约化利用水平，节约能源，解决城市交通和环境问题，中国许多大城市将建造众多大型城市地下综合体。如在建的上海世博园地下城面积约0.3km，杭州钱江新城地下城建成后地下空间将达2km等等。在隧道方面，中国已成为世界上隧道最多，建设发展最快的国家，据规划，中国在21世纪前20年要建设5000km隧道，10年内建设155km长的城市公路隧道，其中许多是长大和深埋隧道。可见今后的几十年内，我国的地下工程建设规模巨大，发展迅速。

三、中国地下工程建设采用BOT模式的必要性和意义

中国地下工程建设中采用BOT模式的必要性，是由以下三个方面决定的。一方面，从我国地铁、隧道等地下工程建设的发展趋势看，未来一、二十年内，我国需建大量的地下工程，而地下工程的造价一般都是非常昂贵的，就地铁来说，目前地铁的造价每公里约5亿至6亿元，从下面的表1大家就可了解一下各地地铁的造价情况。

隧道等其他地下工程的造价与地铁相比要低，但与地面建筑相比，也是比较高的，地下工程建设的造价与地面造价要相比，一般要高三到四倍，最少也在两倍以上。从以上数据可以看出地下工程建设要耗费巨额资金。另一方面，政府财力不足，难以单独承担建造这些地下工程所需的资金。地铁、隧道等地下工程，作为一种重要的基础设施产品，具有准公共产品的特征，在投融资领域，政府一直以来发挥着主导作用，但是政府作为单一的投融资主体，政府财力无法满足社会对地铁等地下工程产品和服务的需求。例如北京地铁“复八”线就是因为政府财力的阳制，长13.6公里的线路，却耗时10年才完成。不仅如此，为了维持这某基础设施的运转，政府还要进行补贴，这不仅进一步加重了政府的负担，而且使运营企业缺乏有效地激励机制，运营效率和服务水平较低。因此，为了满足地下工程建设所需的资金，需开辟新的投融资渠道，实现融资主体多元化。第三、BOT模式的投融资特征，决定了它是地下工程建设融资的最佳方式之一。BOT模式投资的项目必须是收费项目或可盈利的项目，必须有政府的参与，政府必须提供特许权和收费权，对BOT项目提供保证和支持。BOT项目实行风险分担，项目各参与方按照最适者原则承担各自最适得风险，并以一系列复杂协议、合同文本及担保确定其权利、责任和义务，有利于风险分摊。BOT项目一般操作复杂，准备周期长，法律文件较繁琐，前期费用高，适合融资规模较大，经营周期较长的项目，技术比较成熟，投资回报率比较稳定，风险比较高的中长期投资项目，而地铁隧道等地下工程项目，风险大，可收费，建设经营周期长，恰好符合BOT模式投融资项目的特征。

BOT在解决我国巨大资金缺口的同时，还能打破一些国际技术壁垒，引进国外先进的技术，为我国地下工程建设和管理带来新的技术方法和管理理念，BOT项目由政府保证公平，依靠承包商运营收回成本并获取利润，有利于提高项目的运作效率。所以采用BOT融资模式进行地下工程建设，是一个必然的选择，对解决我国地下工程建设存在的一些问题有着重要意义。

四、现阶段我国在地下工程建设中采用BOT融资的有利条件

目前，我国地下工程建设采用BOT方式已具备非常有利的条件。利用外资方面，我国政治经济稳

定，加入了WTO，人民币币值稳定，相关领域的法律法规也在逐步健全，这为利用外资进行BOT融资创造了良好的外部环境；利用内资方面，在地下工程建设中也有着广阔的空间，改革开放的30多年来，我国经济发展迅猛，为BOT融资创造了非常有利条件，具体包括：

1.国内资金宽裕，非国有经济尤其是民营经济成长迅速，已具相当实力。这可从我国的对外贸易状况、国内储蓄状况和非国有经济对经济增长的贡献上得到体现。在对外贸易方面，从1990年开始，中国国际收支由逆差转为顺差，外汇储备年年增加，现已达到1400多亿美元，成为世界外汇储备最多的国家之一。在国内储蓄方面，国有经济自1994年出现3000亿元存差开始，已连年出现存差，1996年已达7000亿元。全社会资金相对宽裕。在非国有经济发展方面，根据第三次全国工业普查，到1995年，在东部、中部和西部地区非国有工业对经济增长的贡献分别为70％、60％、50％。据统计，2002年仅民营经济在整个国内生产总值中所占的比重已达到48，5％，近两年来，呈稳定发展趋势。另外其技术水平，管理能力，市场竞争力也都有了长足发展，这为开展内资的BOT进行基础设施建设奠定了坚实的基础。

2.国内金融市场发展迅猛，日渐成熟，已具相当规模。BOT投融资的突出特点是负债比例高，它的发展需要有能够将充裕的资金有效的转化为投资的机制和市场。而近几年来中国金融市场发展迅速，人们投资意识空前高涨，市场运行的效率和效益不断提高，资本市场逐渐成熟规范，这些都为采用BOT方式建设地下工程行融资创造了有利条件。

3.有国外BOT项目的成功案例及国内BOT项目的尝试经验供我们借鉴。国外利用BOT方式建设的地下工程项目已经很多，如著名工英吉利海峡隧道工程、澳大利亚的悉尼过海隧道工程等，在我国的地下工程中建设中，也进行了BOT试点项目，如南京地铁二期工程，深圳地铁4号线，这为我们利用BOT进行地下工程建设做了良好的铺垫。

4.随着近十几年中国地铁、隧道的迅速发展，我国在建造地铁、隧道等地下工程方面，积累了一定的管理经验和先进技术，这为地下工程建设提供了技术保障。

五、我国在地下工程建设中采用BOT模式应注意的几个问题

目前，在地下工程建设中采用BOT模式，在我国还处于尝试阶段，我国地下工程建设发展迅速，规模巨大，而且地下工程建设技术复杂性，风险大，造价高，具有不可逆性，在使用BOT模式进行地下工程建设中，应特别注意以下几个问题

1.应特别加强对完工风险尤其是安全风险的控制

完工风险是指项目无法完工、延期完工，或完工后无法达到预期标准或建造成本超出预算。由于地下工程具有投资大、施工周期长、施工项目多、施工技术复杂、不可预见风险因素多和对社会环境影响大等特点，地下工程建设是一项高风险的建设工程。因此完工风险，尤其是安全风险，形式严峻，应特别注意。这可从下面的统计数字看出。仅2006年至今，宜万铁路隧道建设就发生两起重大事故，死亡21人,2007年北京、南京地铁施工分别死亡6人和2人；南京地铁2001年3月，发生地铁施工导致燃气断裂，引起爆炸事件；在经济损失上，以上海地铁4号线事故最为严重，损失人民币逾6亿元。事实上业内人员都了解，在长、大隧道施工中几乎每条隧道都有伤亡现象发生。由此可见加强对安全风险控制的重要性。由于地下工程建设的复杂性，地下工程发生的事故的原因是多方面的，安全风险管理责任主体有时很难界定，在采用BOT模式进行地下工程建设时，项目参与方较多，为了各自的利益，容易减少在安全风险管理方面的投入，忽视对安全风险的防范，因而有增大安全风险的可能性。所以在运用BOT模式进行地下工程建设时，应加强对安全风险管理费用的使用监督，提高对地下工程建设安全风险管理技术的要求，合理确定安全风险管理责任主体。

2.从长远的需要出发，在地下工程建设方面，应注重发展内资BOT

地下工程建设是未来的一个的趋势，不是一朝一夕的事情，为了从根本上改善和加强我国地下工程的现状，在地下工程建设方面更加主动，应注重发展内资BOT。与外资BOT相比，内资BOT风险较小，成本较低，具有更多的优势，具体说来主要包括以下几个方面：不存在汇率风险，在内资BOT中，作为基础设施的业主的政府，无需为特许商的外汇平衡问题提供担保或分摊风险；国内的民营企业更加了解中国的国情，对中国的社会稳定更有信心，可以弱化政治风险，所以有利于谈判的成功，降低谈判成本；利用内资BOT进行地下工程建设，可以吸纳更多中国劳动力，促进更多民间资本流动增值，缓解就业压力，提高国民收入水平；通过BOT项目，在政府的扶持引导下，促使民用企业走向联合发展的道路，有助于培养国内企业集团，增加国内企业的竞争力；可减少国际金融危机等的不良影响。为了从根本上改善和加强我国地下工程的现状，在地下工程建设方面更加主动，发展内资BOT势在必行。

3.注意培养BOT方面的专业人才

近年来，我国民营资本有了很大的发展，在地铁，隧道等基础设施的建设方面技术也有了很大的进步，经验更加丰富，管理更加科学，这为发展内资BOT进行地下工程建设，创作了良好的条件。但我们缺乏既了解地下工程建设，又能实施BOT模式的专门人才，BOT是一门融国际贸易，国际经济法、技术转让等多门学科知识于一体的综合学科，具有统一的谈判、签约、履约的运行机制，对人员的专业性、技术性和实践性要求很高，实施BOT要求专业的人才，而我国目前缺乏者方面的人才，所以应加强培养BOT方面的人才，这可通过请进来，走出去的方法进行培养。

4.在地下工程项目的经营上，处理好对投资者的合理回报

现阶段，我国在地铁、隧道等地下基础设施经营方面，还没有完全市场化，一直实行福利性低票价政策，定价原则基本上是按产品成本定价，有的甚至略低于成本，差额部分一般由政府财政补贴。这样的价格显然不能满足投资BOT项目获取利润回报的目的，挫伤BOT项目投资的积极性。但如果定价太高，则又有可能超过项目产品的消费者的承受能力，也不利于与同类产品的竞争，从而影响利润的回收，也损害消费者的利益。这就要求政府在项目经营服务收费和产品价格方面确定一个合理的定价机制，如确定一个基准价，和一个浮动上限，做到既不影响投资者的合理回报，又不至于价格失控而带来严重的市场风险，目前我国的地下工程方面BOT项目还没有一个到达期限，定价是否合理还没法考证，应多借鉴国外在此方面的定价管理机制。

5.在地下工程建设中，政府应处于主体地位

第4篇：地下工程与隧道范文

【关键词】冻结法；施工技术；城市地下工程；原理；应用

0.前言

冻结法是利用人工制冷技术，使地层中的水冻结，把天然岩土变成冻土，增加其强度和稳定性，隔绝地下水与地下工程的联系，以便在冻结壁的保护下进行隧道、竖井和地下工程的开挖与衬砌施工的特殊施工技术。其实质是利用人工制冷技术临时改变岩土的状态以固结地层。

在矿井建设、地基基础、水利工程、河底隧道、地下铁道和其它地下工程中，遇到不稳定地层或含水量丰富的裂隙岩层，只要其地下水含盐量不大，而且流速较小（小于6m/d），采用冻结法阻断地下水、固结地层，容易获得成功。

冻结法源于天然冻结，随人工制冷技术的发展，逐渐用于工程，形成了工程冻结技术。据统计，发达国家都有较早应用冻结法技术的先例。人工冻结技术在我国也已经得到了成功的应用：1955年我国首次在开滦煤矿成功地应用冻结法进行竖井施工。截止到1999年，我国煤炭系统已用冻结法建成竖井近500个，总长度超过70km，我国的水平孔冻结技术和斜井冻结技术也已经取得了很大的成功。

近些年来，随着城市地下工程的日益增多，特别是随着地下铁道建设的兴起，冻结技术已开始应用于城市地下铁道的隧道施工。在北京市、上海市、广州市的地下铁道建设过程中，已经分别采用了垂直孔冻结技术、水平孔冻结技术，并取得良好的效果。

1. 冻结法施工的原理和工艺要点

1.1 原理

采用人工冻结技术，首先需要在准备冻结的地层中钻孔铺管，安装冻结器和盐水循环系统，然后利用人工制冷手段（低温盐水，液氮或干冰）提供冷量，通过低温在冻结器中循环，带走岩土热量，使岩土中的水结冰，将天然岩土变成冻土，形成整体性好、强度高、不透水的临时固结体，达到加固和稳定地层、隔绝地下水与地下工程开挖面的联系，达到安全、无水的施工环境的目的。地层局部冻结完成后，在冻结体的保护下可以按部就班地进行竖井或隧道的开挖施工，待衬砌支护完成后，即可停止制冷，冻结地层逐步解冻，最后恢复岩土的原始状态。

冻土的形成过程，是土中自由水结冰，并将固体颗粒胶结成整体的物理状态与特性变化的过程，也是消耗冷量最多的过程。

1.2 冻结过程

土中自由水的冻结过程可划分为5个时间段（图1）：

图1 岩土中自由水冻结过程曲线

（1）冷却段：开始向土层供冷，土体温度逐渐降到冰点；

（2） 过冷段：土体温度达到0℃以下，但土层中的自由水尚未结冰，呈现出过冷现象；

（3） 突变段：水过冷后，一旦结晶就立即放出结冰潜热，出现升温现象；

（4） 冻结段：温度上升到接近0℃时稳定下来，土体中的自由水结冰过程，将矿物质颗粒胶结成整体，形成冻土；

（5） 继续冷却段：随着温度的降低，冻土的强度逐渐增大。

土壤冻结是随时间变化而变化的复杂的热过程。土中孔隙水是逐渐冻结的，实际上在任何负温下的冻土内部总有土颗粒薄膜水保持未冻状态与冰共存。在一定的温度范围内，土壤处于由融土经塑性过渡到坚硬的冻土的中间状态，而不同土壤的过渡状态的温度是不同的。

1.3 工艺

冻结法的施工一般可分为三个阶段：

（1） 积极冻结阶段：在施工地层中开展冷冻作业，并将地层中的冻结壁扩展到设计厚度的阶段；

（2） 维护冻结阶段：维护施工所需要的冻结壁厚度，进行地下工程正常施工操作的阶段；

（3） 解冻（恢复）阶段：地下结构工程施工完成，停止制冷，地温恢复原状的阶段。

冻结法施工的一般分为一下四大工序：

（1） 冻结站安装

冻结站的位置以供冷、供电、供水、排水方便为原则，同时也要兼顾施工竖井的井口布置和进出材料、器材的方便。常把冻结站设在距井30m～50m的位置。

（2） 钻孔施工

为缩短施工周期，钻孔可与冻结站的安装同时进行。钻孔可分为冻结孔和观测孔两类。冻结孔大多分布在冻结壁的设计中心线上，用来安装冻结管；观测孔用于安装温度传感器、土压传感器、土层位移传感器等。

（3） 地层冻结

从开始冻结到冻结壁达到设计厚度为积极冻结期。在此期间应保证冻结站正常运行，以期尽快形成冻结壁，给后续的开挖和结构物施工创造条件。积极冻结期最好选在冬季，以便充分利用自然低温环境降低能耗、提高冻结站的制冷效率。

（4） 地下工程掘进施工

冻结法是地下工程施工方法中一种特殊的辅助工法，和常用的降、排水辅助工法不同，施工阶段特别需要注意控制地层含水率和地下水流速对冻结效果的影响、地层冻胀融沉对环境的影响、低温环境对混凝土浇筑施工的影响以及冻土壁蠕变的影响。

施工工艺流程如图2所示。了解了冻结法的施工要素，便可更有效地控制冻结法的实施。

2. 冻结法施工方案的确定

为保证冻结施工工程的顺利进行，施工前必须要进行多方面的细致调查。在确定冻结方案时所需要进行的工作主要包括：

2.1 水文地质条件调查

主要是了解施工场地及附近地区的地层分布、地层的土质情况、含水率、地下水的流速和合盐量等水文地质参数，确认冻结法是该工程的适用工法。

图2：冻结法施工的工艺流程

2.2 冻结壁的形式选择

根据地下构筑物的埋深、走向和形式，选择冻结壁的形式。常用冻结壁的形式有立式冻结、水平冻结和斜式冻结三种，它们的适用范围和特点见表1。

2.位于埋深较浅的含水地层中的水平隧道或倾斜度不大的隧道

水平冻结 冻结管在地层中围绕着隧道的前进方向水平排列，在含水的软弱地层中冻结形成水平的冻结体，覆盖或环绕待施隧道 适用于含水软弱地层中的水平隧道

斜式冻结 冷冻管在地层中围绕倾斜隧道前进的方向排列，在含水地层中形成倾斜的冻结体 适用于含水软弱地层中倾斜隧道

2.3 制冷系统的选用

除了在特殊的小型抢险工程中采用液氮冻结法速冻外，一般情况下均选用盐水制冷设备进行冻结施工。

2.4 钻孔孔位的配置

地层中的钻孔主要是为安装冻结管。冻结管的作用是：管体置于地层钻孔内，用来输送低温盐水与地层直接进行热交换，使冻结管周围的土体温度降低，自由水冻结，形成有足够强度的冻结壁。冻结管一般选用直径φ127～139mm，壁厚5～10mm的钢管。目前常选用φ127×7.5mm的无缝钢管，也可以根据城市地下工程的实际情况减小冻结管的直径。在城市浅层土体中进行施工，特别是在水平冻结的情况下，为保证所施工的地下构筑物的尺寸，避免对相邻建筑物造成损害和减少地面沉降，对孔的允许偏斜率的要求较高，钻孔的偏斜率一般小于5‰。

2.5 冻结时间的确定

冻结壁的交圈时间主要与冻结孔的间距、盐水温度、土层性质、冻结管直径、地层原始温度等因素有关。冻结时间随冻结方法的不同而不同，常用的冻结方法有恒温连续冻结、间隔冻结和温差连续冻结。

2.6 衔接工序安排

综上所述在城市地下工程中，积极冻结往往需要1个月以上的时间；维护冻结时间又需根据开挖和衬砌的施工时间来确定，所以无论是积极冻结还是维护冻结，每天的电能消耗都是可观的，因此衔接工序的合理安排显得尤为重要。因此冻结施工组织中就充分考虑了各工序的有机衔接，以充分利用现有设备和条件，既快又省地完成施工任务。

3. 城市地下工程冻结技术遇到的若干问题

3.1 冻胀和融降

城市地下工程冻结施工存在冻胀和融降问题，过量的冻胀和融降量会对地表建筑、交通和地下管线产生破坏作用。冻胀机理是土体中的水结冰时体积增大9%，土体中产生的水压差导致地下水向冻结峰面迁移，致使冻胀现象越来越显著。当冻土融化时，体积减小，又产生较大的土层沉降。不同土质条件冻胀和融降量也不同，粘土变形量大，粉砂、砂土次之，融降量一般大于冻胀量。虽然冻胀和融降对工程影响很大，但并不是不能控制的。实践证明，压力释放孔、注浆充填、工作面释放水和强制解冻等措施，可有效地解决冻胀和融降问题。

3.2 地下管线的保护

地下管线受到冻胀和融降产生较大的拉应力和剪切作用，导致地下管线过大的位移，从而对管线产生产重的破坏。

城市地下管线和市民生活息息相关，所以地下工程施工要对地下管线进行暴露悬吊、包扎保温材料等处理，尽可能减小冻胀力和冻胀、融降量，以确保地下管线的安全。

3.3 冻结系统的改造

城市交通繁忙，建筑密布，施工场地狭小，用水、用电受到一定限制，所以城市地下工程冻结施工首先要对冻结系统进行改造。上海延安东路越江隧道江西路段冻结加固工程，选用可移动的螺杆冷冻机组，辅机基础6.78m×2m，主机基础2.4m×2m，采用冷却水塔，和煤矿冻结站相比，冻结场地减少90%以上，冷却水节约80%～90%，耗电量节约30%～40%，降低了工程造价。

4.小结

综上所述，起源于煤矿的冻结法由于其独特的优点，在城市地下工程中得到了越来越广泛的应用。随着我国经济进入快速持续发展时期，城市地下铁道、城市轻轨交通和其它重要地下构筑物的建设对地下工程的设计和施工都已提出了更高的要求。从事城市地下工程设计和施工的单位必须要掌握更先进的地下施工的理论和技术，才能适应新要求，迎接新挑战。因此，掌握冻结法技术已成为生产发展的需要和社会竞争的需要。

参考文献

[1]井巷特殊施工[S]. 北京：煤炭工业出版社，1994.

[2]建井工程手册[S]. 北京：煤炭工业处版社，1986.

[3]刘建航，候学渊. 盾构法隧道[M]. 北京：铁道出版社，1990.

[4]翁家杰. 冻结技术在城市地下工程中的应用[M]. 北京：煤炭科学出版社，1997.

[5]陈敏. 冻结井管的发展. 钢管[J]，1994（4）.

[6]孙翔. 冻结施工技术分析. 建井技术[J]，1998.

[7]萧延. 城市地下工程冻结法施工技术及其应用[J]. 市政技术，2002（3）.

[8]陈湘生，陈朝辉，罗小刚. 岩土工程技术最新进展――全向冻结施工技术[J]. 地下空间. 1999，19（4）.

[9]周晓敏，王梦恕. 人工地层冻结技术在我国城市地下工程中的兴起[J]. 都市快轨交通. 2004，17（S1）.

第5篇：地下工程与隧道范文

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

第6篇：地下工程与隧道范文

关键词：地下工程施工技术发展探讨

城市化进程的加快以及城市建筑的不断发展，使得我国很多城市的建设规模不断扩大，城市人口急剧膨胀，这造成了城市建筑用地紧张、交通拥挤、出行困难、环境污染等问题。在此背景下。地下工程技术应运而生，在我国很多城市中得到了广泛的应用，并得了到逐步的发展和创新。

地下工程施工技术发展现状分析

我国的地下工程施工可追溯到90年代，经过不断的探索和创新，我国的地下工程施工技术已经日渐成熟和规范，其中较为常见的主要有以下几种：

1.1明挖技术(基挖技术)

随着我国地下工程数量的增加和规模的扩大，产生了越来越多的深基工程，因而各种基坑维护及开挖技术也逐步被发展个完善起来。从支持技术方面来看，形成了重力式、土钉式、土锚式、支撑式等多种技术；从维护方法方面看形成了简易围护墙法、钢板桩法、木板桩法、钢管桩法、地下连续法、逆作法等多种方法。在此基础之上，基坑工程的施工方法、设计方法、计算方法在近年来得到了不断的创新和完善。

近年来，基挖技术的发展呈现规模不断扩大、深度不断增加的趋势，而为了适应城市建设对于地下工程施工技术越来越高的要求，基挖技术的设计及施工水平也相应的向着更高的水平发展。

1.2暗挖技术

1.2.1盾构法

盾构法在我国始于二十世纪六十年代，如今已经被多次成功地运用到地下工程的施工中，这些地下工程以水工隧道和车行隧道为主。从机械装备方面来看，盾构机械装备已经从最初的网格挤压式盾构、机械式盾构发展到今天的压平衡盾构以及泥水加压式平衡盾构法；从隧道衬的设计以及计算机设计 的发展阶段来看，已经由最初的起步阶段，发展为今天的探索和发展阶段。

1.2.2从矿山法到新奥法

在硬岩的开挖技术方面，我国已经取得了不小的成就，值得一提的是，我国已经拥有世界上最多的山岭隧道，这说明我国在硬岩开发地下空间这一领域已经达到了世界领先的水平。从设计方法来看，我国的硬岩开发设计方法已经从最初的矿山法发展到今天的新奥法，控制重点也已经从岩体疏散压力的控制转移到岩体变形压力的控制上来，而随着计算机数值法的运用，我们对岩体的受力形变机理的分析也变得越来越准确；从施工工艺上来说，已经由最初的钻孔爆破法发展为今天的TMB机施工法，随着新技术的应用和新设备的开发，硬岩开挖的施工呈现出机械化程度越来越高的发展趋势。

1.3托换技术

在城市的地下空间开发过程中，我们难免遇到新旧设施冲突、空间交叉等问题，托换技术由此应运而生。托换技术的产生，不但有效解决了原有建筑设施与新施工的地下工程之间的矛盾，还实现了对原有建筑设施的地基或者其他需要处理的部分进行加固和修缮。经过多年的实践探索，我国的已经形成了种类齐全的托换技术，其中包括：基础扩大托换、预式桩托换、坑式托换、压入桩托换、树根桩托换、打入桩或灌注桩托换、错杆静压桩托换、基础减压和加强刚度托换、地下铁道穿越托换、化学加固法托换等等。根据地下工程的具体施工条件和施工要求，选择或组合不同的托换施工技术，能够实现对原有建筑设施的保护和对新的地下工程的科学施工。

地下工程施工技术发展趋势

随着我国经济水平的不断提高和科学技术的飞速发展，我国的地下工程施工技术也得到了一定的发展和创新，纵观我国近年来的城市地下空间开发活动和地下工程施工活动，我们可以发现我国地下工程施工技术的以下发展趋势：

2.1新材料和新工艺的运用

近年来，地下工程的规模越来越到，对施工质量的要求也越来越高，陈旧的施工材料和施工工艺已经无法满足这样的要求。因而，我们对地下工程的施工材料和施工工艺进行了不断的研究和创新，这使得地下工程施工材料向着更经济、更可靠的方向不断发展，地下工程施工工艺也向着更高效、更科学的方向发展。

2.2设计理论的发展

数量越来越多的地下工程，以及地下工程施工技术的不断发展和完善，促进了我国地下施工设计理论的发展。而越来越完善越来越科学的施工设计理论，也对我国地下工程施工技术的发展起到了良好的反作用。

2.3综合开发利用

为了满足城市建设的整体要求和多功能要求，我们对城市地下空间的开发利用已经从单一项目的开发转化为多项目综合的开发利用。对需要施工的地下工程种类进行整合并进行科学的综合设计，把它们结合为一个整体，不但消除了不同项目的施工中容易出现的各种矛盾，还能实现不同项目之间的有机结合和相互促进。

2.4环保要求

近年来，人们对环境保护的要求越来越高，地下工程的施工也要符合这一要求。而达到环境保护要求的基础是成熟的施工工艺和可靠的工程施工质量，经过不懈的努力，我们在地下工程的施工技术方面已经取得了一定的进步，这也为施工过程中的环境保护工作的开展奠定了基础。城市建设的发展一方面离不开地下空间的开发利用，另一方面也离不开对城市环境的保护。因而，我们在开发新技术，研发新材料，使用新方法，不断提高地下工程施工质量和技术含量的同时，也要注重在施工过程中对环境的保护。

总而言之，九十年代以来，我国的地下工程施工技术已经得到了一定程度的发展，并在今天的城市地下空间的开发利用中得到了广泛的运用。而大量的实践经验，又促进了我国地下工程施工材料的研发，施工技术的创新、设计理论的发展。不断增加的城市人口数量和越来越紧张的城市空间，要求我们加大对地下空间的开发和利用力度，因而地下工程施工技术的不断发展和创新就成为了城市建设发展的必然要求。鉴于此，我们应该在认清地下工程施工技术发展趋势的基础之上，在地下工程施工实践中不断积累经验，以实现地下工程施工技术的不断创新，和实现地下工程施工在施工规模和施工质量上的不断提高。

参考文献：

[1]皮安文.浅谈地下工程施工技术.[J].黑龙江科技信息. 263

[2]刘文刚.浅谈地下工程施工技术及其展望.[J].

[3]梁波、洪开荣、梁庆国.我国城市地下工程施工技术分类及其发展趋势.[J].公路隧道.2008(4):1

第7篇：地下工程与隧道范文

关键词：城市地下工程 ， 病害原因，安全问题

Abstract: the engineering example on the basis of the city underground engineering safety hazards disease cause and the related safety problems of the comprehensive and detailed analysis are summarized, and put forward the corresponding index to evaluate the safety of underground engineering; The disease causes for underground engineering, from monitoring, construction and design of the proposes some countermeasures and methods to solve the problem of safety in underground engineering.

Key words: the city underground engineering, the reasons of these diseases, and security problems

中图分类号：P624.8文献标识码：A 文章编号：

飞速发展的国民经济进一步加快了城市化进程，随着不断扩大的城市规模和急剧膨胀的人口数量，环境恶化、生态失衡、基础设施落后、交通拥挤以及建设用地紧张等情况，均不同程度地在全国各大城市出现。作为实现城市可持续发展的有效途径之一，对地下空间资源的充分利用和开发逐渐引起了人们的重视。除了上世纪5、60年代建设的人防工程外，城市建设不断地增加地下工程项目。

地下工程的相关安全性问题

在新建的地下工程项目施工过程中，开挖大量土方和在地层中施工是必须进行的重要环节，而由此可能引发一系列的地下工程病害问题，如：大幅度降低地下水位、地层变形过量或失稳等等，对周围和地面的建筑物以及煤气管线、供电供水、通讯和交通在内的各种城市生命线安全造成危害，其严重后果难以估计。只有以评估地下工程安全性为基础，使防止病害的措施落到实处，才能顺利实施地下空间的开发项目。随着地下工程项目的不断开发和上马，越来越多的土木工程人员意识到，较大的风险性是地下工程的特点之一，地下工程作为系统工程，其结构和实施过程非常复杂，涉及到施工技术、原位测试、基础工程、结构力学以及岩土力学等诸多学科。地下工程建设作为利用开发地下空间的主要依托，其内在有着不确定性的项目特点，因为施工过程中不完善的安全管理以及缺乏足够重视各种安全风险，导致地下工程在施工过程中因为固有的一些问题：如支护局部遭破坏、搅拌桩墙体倒塌造成桩顶支撑断裂等，直接影响了整体工程施工质量，致使工程遭受经济损失。在现阶段，盲目性和随意性依然是地下工程施工的痼疾，往往使财产和经济因安全失效而出现巨大损失。通过对城市地下工程相关安全性问题进行深入研究，根据上海、广州等一些一线城市进行地下工程施工的实例，对地下工程施工过程中所普遍存在的问题进行归纳总结，并通过分析研究，提出相应的解决问题的一些方法和手段。其中，广州荔湾区的一处深基坑工程，地面因施工而出现裂缝，致使附近一栋四层楼房发生严重倾斜，遭到严重破坏，其主要原因是地下水位因地层中所含的粗砂层裂隙发育而大幅下降造成，导致了300万元的直接经济损失；另外，广州中山八路的富力计量商品房在基坑工程开挖过程中，地下水载荷因下雨而增加，导致抗倾覆能力较差的支护桩发生倾覆、断裂，严重破坏了基坑，损坏了地下电缆，由此造成工期被延误，并大量撤离邻近住户，经济损失较为巨大；此外，上海浦东张杨路商业购物服务中心的深基坑工程，在施工过程中因邻近基坑施工干扰、速度过快的预制桩施工，大大降低了地层强度，致使破坏了局部支护，坑顶开裂、沉陷现象严重，坑底严重隆土，整个施工不得不进行停工抢险，造成了重大经济损失。由此可见，地下工程在施工过程中所存在的问题，主要可以从监测、施工和设计三方面进行总结研究。设计方面，对场地地质情况的掌握不够全面，未能深入了解地质问题，如洞穴、松软夹层、易产生流砂地层和承压水等，导致错误取值地层参数，出现不合理的设计方案，不正确的设计计算，尤其是计算土压力等；施工方面，主要是未能符合要求的支护结构施工质量，地层强度因施工速度过快——尤其是过快的开挖速度——的扰动而被大大降低，常见的超挖情况，未能及时或适当处理渗水、流砂等事故等；监测方面，未能合理布置监测线（点）错误取值的报警标准或错误设置的监测参数，不准确的监测数据以及未能及时报警灯。只有从监测、施工、设计三方面同时入手，才能从整体上对地下工程的病害进行防治。

地下工程结构耐久性问题

地下工程结构的耐久性，直接关系到地下工程的施工质量、使用寿命和安全系数，是地下工程在施工阶段进行之前、进行过程中以及完工之后需要全程考虑的重点问题。由于地下工程多为民防设施、基础设施和交通工程，因此实质上人们的正常工作和生活与地下工程结构耐久性密切相关。结构耐久性严重不足是地下工程在施工过程中被忽略、忽视的一个突出问题。地下工程结构耐久性的强弱直接决定着整体工程的施工质量。在我国，一些地下混凝土工程由于处在地下潮湿环境，其工程结构的耐久性问题愈发突出严重。比如：天津市高新技术经济开发区在半年时间内，就发现起皮开裂现象在地下混凝土排水管道表面已然普遍存在；仅1994年，我国在加固铁路隧道的耐久问题上就投入人民币超过4亿元；在2003年春对铁路进行突查时发现，出现不同程度损伤的隧道高达68.6%，其中有3345孔混凝土梁体发生开裂顺筋，约有3300孔出现大面积锈蚀，有1763座隧道出现严重漏水，1948座隧道的锈蚀情况非常严重。这对当年及之后的铁路运行安全产生了非常大的隐患。由此可见，如果在地下工程施工阶段没有对结构耐久性方面的专项技术研究和支持，漠视工程结构耐久的问题和现状，将对工程的投资和使用寿命等造成非常严重的影响。

地下工程病害防治办法

由于地下工程较为复杂的施工过程和工程设计，尤其是尚未成熟的包括土压力理论在内的设计计算理论，致使诸多不确定因素存在于整个施工过程中，安全隐患如影随形。为了使病害不再发生，使工程的可靠性得到提高，从监测、施工和设计三方面入手采取对病害的防治措施。

3.1 建立可靠的安全监测系统

为了避免事故发生，建立一套安全的监测系统以及时进行正确指导是必要措施。为了节约费用而对安全检测系统的建立敷衍了事甚至是干脆完全忽视，结果造成出现重大事故导致巨大经济损失，是一种因小失大，只顾眼前不顾长远的错误行为。可靠有效的安全监测系统不仅是有用的，更是必须的。在设置安全监测系统的安全报警标准和监测参数时，一般支护结构的位移，如建筑物沉降和倾斜、各种管线位移、水平位移等，均直接影响到安全控制，因此应设为重要监测参数。

3.2 信息化规范化施工

由于施工过程中多发生安全性问题，因此应提高施工过程的信息化、规范化程度。首先进行规范化施工，对质量的管理进一步加强，使施工质量得到保证；其次是提高施工技术的信息化程度，以安全监测反馈信息为依据，对施工过程及时进行优化和调整，包括对施工参数进行优化和对施工顺序进行调整，使施工效率得以提高，同时也保证了施工安全。最后是防患未然，做好应对事故的措施。

3.3 紧密贴合工程实际

作为一项异常复杂的系统工程，场地地质资料是地下工程设计最重要的依据，每个场地地质情况的特殊性比较明显，因此要求紧密结合工程实际与工程设计。首先需要掌握完整的地质资料，包括各种设施、地下管线、周围建筑物和场地地质等；其次是充分考虑土层参数、当地经验和施工因素；最后是对施工参数进行及时、不断地调整，以及时对工程施工进行及时准确的数据支持。

结束语

通过分析地下工程的施工实例，对城市地下工程安全性的病害原因进行总结，提出安全性评价指标及相应的评估系统，从监测、施工、设计方面提出防治病害的方法和措施，从而提高地下工程结构的耐久性、安全性和可靠性，提高城市发展建设对地下空间资源的利用率。防治病害的具体方法和安全评估系统，对于地下工程的施工和设计具有一定的参考实用价值。

参考文献：

第8篇：地下工程与隧道范文

[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。

第9篇：地下工程与隧道范文

关键词：地下工程；全英文教学；教学方式；考核方式

中图分类号：G642文献标志码：A文章编号：10052909（2012）06009603目前，中国以高速铁路、城市轨道交通、高层建筑和高速公路等为代表的基础设施建设正在如火如荼地进行，这就需要大批从事地下工程建设的土木工程师。在全球化的影响下，国内外大中型建设项目在勘测、设计、施工、顾问咨询和管理等领域内普遍采用全球范围内的招投标与合作方式，行业内的各种学术交流如出国进修、技术论文的发表、国际研讨会的召开也越来越频繁。麦肯锡2008年的研究表明，国际化人才的短缺已经成为中国企业适应国内挑战，实现全球抱负的最大障碍，中国高校应致力于提高学生的英语水平［1］。土木工程专业英语作为专业知识传播、交流的媒介，已成为既有土木工程专业方面知识，又具有全球视野和国际交往能力的复合型人才的必备工具。

同济大学一直注重具有国际视野的土木工程师的培养［2-3］。为了实现这一目标，同济大学在国际化办学和办学国际化方面做了大量的工作，前者旨在扩大对欧美西方国家的招生，后者旨在改变当今绝大多数本科课程仅用中文教学的现状，近来开设的英文课程地下工程（Underground　Engineering）正是同济大学推行“英文授课课程体系”中的重要一环。在学校的大力支持和授课教师的努力下，英文课程地下工程的教学取得了良好的教学效果。

同济大学为了鼓励教师用英语授课，实行英语授课获得3倍讲课津贴的政策。为了保证英语授课质量，校方专门组织考官团队，对所有申请英语授课的教师进行资格面试，最后只有1/3的申请教师获得英语授课准许，其中英文课程地下工程的讲课教授得到了评委的最高评价。学校领导高度重视英语授课，授课期间派遣了督导和专家听课，并在网站的教学专栏给出了听课后的评价、意见和建议。该课程不但得到了学生的高度认可，而且获得了督导和专家的高度评价，被称为是同济大学最精彩的英语课程，听课的学生更是给出了9.97的高分（满分为10）。一、教学方法与手段

（一）教学素材的选择

地下工程课程涵盖了地下工程的勘测、设计、施工、监理、风险管理、运营安全等内容，授课采用的PPT的素材和阅读材料均取材于国际隧道行业的主要期刊杂志、国际隧道行业会议论文集和外国名牌大学的课程教材和教案。教学素材不仅要确保课程用语的规范，而且在内容上也应能涵盖国际上最先进的地下工程技术，并能及时反映国际地下工程界最新研究成果。

要提高学生的学习兴趣，上课时就要重视师生间的互动，不能照本宣科。在每一次授课时，都提出一些后续课程内容相关的问题，让学生先思考，这对学生牢固掌握知识很有助益。为了实现基本脱稿讲课，而不是照着PPT读给学生听，教师必须充分备课。

（二）教学方式的选择

由于该课程知识面广，课程不可避免地涉及到很多专业词汇，为了使学生更好地理解讲课内容，在上课前将PPT和阅读材料发到公共邮箱，让学生课前做针对性预习。教授新的内容时，不论是PPT还是讲述，均采用英语，但对于特别难懂的教学内容，在下节课一开始时用中文作简要回顾。刚开始大部分学生不太适应全英文授课方式，希望采用双语教学，我们鼓励学生迎接挑战，渡过听力难关。过了一段时间后，学生逐渐适应了英语教学，体会到了更多的收获。期末课程教学评估时，该课程得到学生的好评。学生认为教师讲课极富热情，讲解张弛有度，既能联系工程实际又不失幽默，学生也经历了一个从不适应纯英语授课到逐渐习惯的过程。

12高等建筑教育2012年第21卷第6期

白云，等地下工程课程英语教学探讨

（三）教学效果的检验方式

检验该课程教学效果的方式主要包含大作业、课堂表现和期末考试3个途径。

大作业注重学生对隧道设计理论知识的掌握和利用英语表述公式推导过程的能力。所选作业内容为地下工程中最经典、最基本的岩石隧道弹塑性变形问题中公式的推导，推导内容涵盖弹性力学、土力学、塑性力学、高等数学等学科的知识，能反映学生的专业知识和综合能力掌握情况。作业要求提交电子版文件，且作业中的图形需自己绘制；表达方式应尽量参考借鉴英文版微积分、力学等基础学科教材公式推导的格式；另外对作业的版面设计也有一定要求。电子版经教师批改后，学生可方便地完善和改正，这样学生将来做科学研究，或从事实践工程，都能用到自己推导的公式。

给课堂表现优秀的学生适当加分。教师通过提问可以了解学生的学习效果，把握教学内容的深度。

期末考试不仅仅只是给学生一个分数，更重要的是通过期末考试，综合、全面、详细地了解英语课程地下工程的教授效果。为此，我们设计了一对一的口语面试题库，考试题目全部出自该题库。每个人的题目可能不一样，其中包含规划和设计一题、施工二选一、运营与管理一题。题目的答案基本是开放式的，主要考查学生对专业知识的理解和用英语口头表达技术观点的能力。

（四）优越的师资

对于专业英语课程而言，教师扎实的专业英语基础和丰富的工程经验同等重要，两者缺一不可。由于地下工程课程的理论性和实践性要求都很高，对教师专业知识和工程经验以及英语口语水平要求很高，真正能胜任该课程的教师为数不多。学校该课程的教师由国际隧道协会的副主席、中国特级设计施工企业的总工程师担任，他主持和参与了十多个国家的工程设计、施工、投标和项目前期研究等工作，为课程的成功提供了最有力的保障。

另外，利用国外专家来上海或者同济大学进行学术交流的机会，学院邀请隧道领域新闻报道专业门户网站TunnelTalk的主编Shani　Wallis、国际隧道协会教育与培训委员会的4位专家为学生授课，使学生有机会接触不同国家的地下工程专家、了解国外同行的最新研究成果及他们对中国基础设施建设的看法。学生对这些学术交流给予了高度评价，并希望学校多邀请国外学者前来交流。

二、经验与体会

（一）高质量的教学素材和活跃的课堂气氛

该课程选用的高质量的PPT和阅读资料为学生提供了原汁原味的专业英语，对学生学习效果的提高起到事半功倍的作用；活跃的课堂气氛提升了学生学习兴趣和参与课程教学的热情，进而促进学生理解专业知识，从而使师生教学相长，共同进步。

（二）与时俱进的答疑方式

由于该课程面向不同年级、不同专业和不同班级，教师将问题集中在特定时间、特定地点给予解答的传统答疑方式未必适用。根据当今学生习惯和频繁地使用网络渠道的特点，我们建立了QQ群，在QQ群里上传PPT和辅助阅读材料方便学生下载，学生也可即时在群里提出问题。教授和助教会每天检查学生的疑问，并给予解答。事实证明，这种方式取得了十分理想的教学效果。

（三）灵活的考核方式

学生的作业可以在学期当中任意时间提交，较早提交作业有助于教师发现和改正推导过程中存在的问题，并针对作业中普遍存在的问题进行指正与评讲。教师对学生每个阶段提交的作业都给予评价，最终的成绩取决于学生最后提交的版本。这有利于鼓励学生不断提高自己、不断追求完美。期末考试采用英语面试的方式，提高学生英语口头表达能力。

（四）严明的纪律

学校规定无故旷课超过2/3的学生不能参加考试。由于本次课程包括少数留学生，对待留学生一定要一视同仁，不能区别对待，不能让他们觉得随便混一下就能拿到学分，这对他们自己、对学校都是极端不负责任的。对有缺席记录的学生根据缺席次数适当扣分。

三、建议

（一）更合适的开课时机

该课程设置在秋季，主要针对大三和大四的学生。大三上学期的学生由于刚刚开始学习土力学和弹性力学，没有接触塑性力学，这给他们学习地下结构设计带来了不少困难；而大四的学生忙于找工作或考研，同样压力比较大。因此，建议将地下工程课程安排在春季学期开设，主要针对大三下学期的学生，而内容方面很好地将弹性力学、土力学等基础课程做了反馈，有助于学生夯实基础，同时又能为学生进一步学习地下建筑结构、地下建筑施工、岩体力学等专业课程做铺垫，很好地完成基础课程到专业课程的衔接。

（二）设立专家临时讲学基金

虽然同济大学目前有光华基金等多种基金支持国际交流，但这些基金一般需要至少半年以上的申请时间。而很多国际知名专家来上海的信息往往是临时获知的，在这时要求他们顺便讲学的成本往往是很低的，一般只负责食宿和市内交通费即可。因此，建议学校设立专家临时讲学基金。

（三）大学应逐步建立英语课程教学链

对于工科大学，学校应逐步建立起英语课程链，以便国外留学生和国内英语基础较好的学生能用英语修完主要课程。

（四）根据学生的英语能力分班实施英语课程教学

由于教师在授课时无法兼顾不同的学生要求，学生的英语水平参差不齐将会影响英语教学效果，因此建议根据学生的英语水平分班实施英语课程教学。

四、结语

开设土木工程专业的英语教学课程，是培养学生具有国际化视野和国际交往能力的有效手段。文章结合笔者所授的英文课程地下工程的教学经验和体会，提出了工科大学采用英语教学的建议，可为其他类似课程的开设提供参考。

参考文献：

［1］　Lane　K，　Pollner　F.　How　to　address　China’s　growing　talent　shortage［J］.　The　McKinsey　Quarterly，2008（3）：32-40.