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绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇城市地下工程概论，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
Abstract： Aiming at the chronic problems in the development of urban underground space （subway station）， such as， large investment， long construction period， low work efficiency， and so on， the author proposes a new idea of closed underground space development， constructs new structural system， technology and supporting construction methods of subway station， and strives to make the underground space development toward mechanization， industrialization and automation.
关键词： 地铁站；地下空间；连续墙；桩
Key words： subway station；underground space；continuous wall；pile
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）14-0134-02
0 引言
地铁技术自1843年发明以来，已经历了一百多年的工程实践和探索，目前地铁站间隧道技术无论硬岩和软岩均已达到较为理想的机械化、工业化和自动化水平，其掘进速度也是惊人的，处于技术成熟的状态。然而，目前地铁站的施工技术除个别发达国家采用三园盾构施工外，均还处于半机械化与机械化相结合的状态，施工效率低，工期长，费用高。本文结合目前的施工工艺研究开发了《多功能地铁换乘站综合体构筑方法》，并获得发明专利，专利号：200810230796.4。
1 地铁站施工技术现状
1.1 降水、放坡开挖 目前大多数地铁站施工均采用此法。这种方法的缺点是现场用地面积大，浪费水资源，受气象条件干扰大。
1.2 支撑钢管作基坑临时支撑，维持土体应力平衡，进行地铁站顺筑施工。这种方法的缺点是：①需不停抽水维持基坑作业条件，浪费大量水资源，造成地铁站附近地下水位下降，永久性造成地面下沉，给城市持续发展带来负面影响。②钢管支撑安装和拆除工作量大，分割基坑空间，不利于机械化作业。③大型机械无法进场作业，工效低。④不安全因素多，需要持续、严密的监控措施。
1.3 盖挖顺筑法 此法除地铁站顶板现浇，形成永久顶层支护层外，其内部与钢管支撑类同。这种方法的缺点是与钢管支撑法相比除受气象条件干扰较少外，其他类同。
1.4 盖挖逆筑法 地铁站顶板现场现浇，内部结构主体构件自上而下逐层分部构筑，完成地铁站主体施工。其主要优点是去掉钢管支撑，结构本身维持地应力平衡。不足之处是施工期间仍需不停抽水维持作业条件。由于地铁站原结构体系影响，大型机械仍无法进场作业，工效低、进度慢、工期长。
1.5 浅埋暗挖法 通过对地铁站地基的改良加固，使其具有大洞室的开挖施工条件，地铁站施工在原地面下进行作业，此法是我国工人的创造。
以上地铁站构筑的几种传统方法给地铁站施工带来极为沉重的负担，其主要标志是投资大、工期长、工效低，严重制约地铁事业的发展。
2 新理论的探索、确立及其要点
2.1 新理论的探索 目前，地铁站施工的诸多方法中，绝大多数属于地下空间开放式方法，在地基与封闭构筑物之间均存在物质交换，是造成地面永久性沉降、水资源浪费、工效低、投资大、工期长的根本原因。结合地铁站的构筑原理和国内外地铁站构筑先进技术成果，综合运用地下空间开发技术，水利工程施工技术，桥梁工程技术，地基处理技术，工业与民用建筑技术解决了地铁站构筑过程中多层次一系列技术难题，形成了《地铁站构筑方法》的独特技术和地下空间封闭式开发的新理念。其核心技术为在地下空间开挖体结合界面处（相应地层处）通过采取填充、压密、劈裂灌浆等方法，人为构筑地基内封闭隔水层，有效制止土体及封闭构筑物界面处的物质交换，为地铁站施工过程中保持地基稳定奠定了可靠的施工基础条件。
2.2 地下空间封闭式开发理念的技术要点 ①着重解决地下工程结构的应力平衡，以保障地下工程地基稳定和施工安全。②针对性解决地下工程施工中局部土体的水土分离问题，为机械化快速施工创造条件。③着重解决地下空间封闭式开发的作业空间条件问题，对传统地铁站结构体系进行优化。④按地下空间封闭式开发的要求对地铁站结构体系的工序进行拆解和调整，以保证地铁站工程安全、快速的推进。
3 新理论条件下构筑的多功能地铁换乘站综合体
3.1 综合体的构成及概况如图1。综合体为地下、地上圆形构筑物，地下三层，24m深，地上二层，16m高。直径约？准160m。总面积约160768m2（其中，车库、仓库面积：60228m2，为结构内部空间）。
3.2 综合体结构体系，见图2。
4 综合体主要构筑工序及方法
多功能地铁换乘站综合体是一个庞大的系统工程，涉及到多种技术，现仅就土建工程施工领域主要的工序简述如下（注：{1}～{16}为逆作法施工，以后为常规施工）：
{1}多功能地铁换乘站高压水泥灌浆防渗体（地铁站地基内隔水层）。{2}地铁换乘站钢筋砼连续墙（地铁站围护及承重构件）。{3}地铁换乘站连续墙顶部刚性压力环及环板（由钢管砼及型钢砼构成）。{4}地铁换乘站地下灌注桩群（含抗拔桩）。{5}地铁换乘站内土体中水分“疏干”（按需分阶段疏干）。{6}井格式双向预应力钢纤维型钢砼地铁换乘站顶板（±0.00，现场现浇）。{7}地铁换乘站地下负一层土方开挖（通过采光井机械出土）、负一层连续墙纵横加强肋施工、负一层桩间联系梁施工、负一层相应楼层钢桁架施工。{8}地铁换乘站负二层土方开挖、负二层连续墙纵横肋施工、负二层灌注桩群柱间联系梁施工、负二层相应楼层钢桁架施工。{9}地铁换乘站空中站台地铁隧道施工。{10}空中站台桥梁钢构施工（五跨连续钢构）。{11}地铁换乘站负三层土方开挖、负三层连续墙纵横肋施工、负三层灌注桩群柱间联系梁施工、负三层相应楼层钢桁架施工。{12}地铁换乘站底层站台盾构隧道施工。{13}地铁换乘站底层站台桥梁钢构施工（五跨连续钢构）。{14}底层站台下相应部位土方开挖。{15}连续墙底部扶壁环形地梁型钢砼施工。{16}综合体底部倒拱底板型钢砼施工（至此工序为自上而下施工方向）。{17}综合体中央采光井施工（自此工序由下而上施工方向）。{18}综合体型钢砼电梯井施工。{19}综合体负三层楼面施工。{20}综合体底层站台施工。{21}综合体负二层楼面施工。{22}综合体空中站台施工。{23}综合体地上一层施工。{24}综合体地上二层施工。{25}综合体抗震体系。{26}综合体三维预应力体系。{27}综合体各类管线及设备安装调试。
5 保证综合体地基和结构稳定的技术措施
本发明根据综合体的各项功能要求及工程结构的受力特点，构思创造了综合体的结构体系、工艺技术。为增大综合体围护及承重结构地下型钢砼连续墙的刚度和整体结构稳定性，具体采取了以下技术措施：
5.1 在连续墙顶端设置型钢砼压力环及环板，与连续墙顶端固接。
5.2 距连续墙5m，间距10～20m设型钢砼灌注桩群，与连续墙纵、横加强肋连为一体，形成厚5m的框架剪力圈层。
5.3 土方开挖前于地面按设计构筑井格式预应力钢纤维砼地面（±0.00）楼层，与连续墙刚性连为一体。
5.4 为确保综合体地基稳定，在地基内设置型钢砼支撑墙，抗拔桩。
5.5 根据地质情况，在综合体连续墙外土中设置钢筋砼减载桩。
通过以上技术措施，为综合体工程安全提供保证。
6 多功能地铁换乘站综合体无与伦比的优势
6.1 把位于两个以上方向的地铁线路换乘站集中建于地下，大大缩小了地面换乘站的规模，不仅节约投资，而且大幅度节约土地和地下空间资源。
6.2 把地下、地上工程有机结合起来，实现地铁站功能多元化，大幅度减轻地铁工程资金压力，而且收到节约土地和促进房地产事业的发展。
6.3 地基中“隔水层”的设置，使地铁站内土体可以“疏干”，进而实现水土分离，为地下站内机械化、工业化、自动化高效、快速施工提供作业平台，从而达到大幅缩短工期的目标。
6.4 采用盖挖逆筑法建设地铁站，自上而下逐层分部施工，既适应岩土工程环境，保证施工安全，又使各层结构在站内“地面”上作业，减少空中作业，提高工效，保证质量。
6.5 利用综合体空间钢桁架的内部空间设置车库和仓库，充分利用地下空间资源，增加可用建筑面积60288m2。
6.6 变传统法地铁站施工不停顿抽取地下水为间断“疏干”站内局部地基内水分，既可有效制止站周地面永久下沉，还可以节约水资源。
6.7 改善作业环境和条件，把工人从传统法繁重而条件恶劣的劳动中解放出来，减轻劳动强度，体现人本主义理念。
6.8 综合体作为现代城市轨道交通的重要节点，将有力加大现代城市的辐射力，促进城乡一体化和谐发展。
6.9 经测算，该专利技术实施后，同等规模工程可节约投资1/4，工期可缩短1/3。无疑是地铁工程效益的大跨越。
参考文献：
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一、该项教学改革的内容及其作用
该项教学改革的基本内容和发挥的重要作用如下。
1.寻找学科共性，深入分析存在问题，找准改革切入点
通过调查、分析、研究了采矿工程与岩土工程学科的知识体系、人才培养计划、工作性质、毕业生就业岗位的相通性，得出本科生所学的基础课95%相同、专业基础课80%相同、专业课60%相同、实习环节在广义上也是相同的结果。研究生完全可以从事采矿工程和岩土工程领域课题的研究。
2.征集多方意见，提出改革思想，创建复合型人才培养模式
通过倾听工业界、科技界、教育界及国外同行的意见；经过组织教师多次论证，提出将“采矿工程”专业拓宽为“采矿与岩土工程”专业的指导思想，以适应人才市场的需求。按照该指导方针，在近十年的时间里对原采矿工程专业的培养计划、教学大纲、教材内容、教学实践、实验室以及教师知识体系等进行了卓有成效的改革和建设。
3.拓宽教学内容，缩短知识学习流程，创新课程教学方法
在目标正确和优化原则确立的基础上，遵循教育规律，调整和重组专业课程结构、更新课程内容，科学协调各层次课程及其实践环节；改革部分知识体系从基础专业基础专业实践的传统长流程培养模式，保证在不増加教学课时的前提条件下实现培养目标。例如，将地下开采系统联系起来比较和讲授；将井巷工程和隧道工程联系起来比较和讲授。
4.指导思想明确，培养计划配套，系列教材建设同步
根据培养计划需要，先后开展了《矿山地质与工程地质》、《弹塑性力学》、《环境工程概论》、《工程机械》、《井巷与隧道工程》、《地下工程通风与空调》6门课程的整合和相关集中教学实践环节的调整，编写了《控制爆破与拆除爆破》、《施工组织与概预算》、《城市地下工程规划与设计》、《土力学地基基础》、《岩石地下建筑工程》等13门本科生教材和《岩石冲击动力学》、《AdvancedMiningTechn-lology》等7种研究生教材。
5.选定主干课程，有序组织教学试验，建立质量保障体系
通过确定若干门主干课程为试验课，改革过去“不同层次课程”和“不同类型课程”相对分割独立的课程设置、课程安排和教学模式；改革课程体系实施过程中传统的教学手段和方法，应用多媒体工具増大单位时间内传递给学生的信息量；建立一套应用“故障树分析”评价教学质量和教学管理体系，为新的教学计划实施提供保障。
6.大胆起用青年教师，鼓励教师讲授新课，拓宽教学科研范围
对于青年教师，基本无所谓新课和老课，而且他们知识新颖，接受新知识能力强，在任务明确之后，很快进入角色。通过上述改革，很大程度拓宽了采矿工程专业教师的知识面，有20多名原采矿工程专业的教师能开出多门岩土工程的课程；同时，也使教师的研究领域有所拓宽和发展。
7.开拓现有仪器设备用途，大幅度提高实验室利用率
由于采矿与岩土工程实验室的相通性，其实验室和实验装备也有许多相通之处。例如，矿井通风的许多仪器都可以用于地下工程通风的实验，矿山岩石力学的许多仪器设备都可以用于岩土工程的实验。采矿与岩土工程的交融使实验室利用率提高20%以上。
8.复合型人才满足市场需要，有利于毕业生实现人生价值
近十年来，我校采矿与岩土工程专业毕业生约有20%服务于矿山，70%服务于涉及大量岩土工程建设项目的建筑、交通、水利、地下工程等部门，毕业生就业面宽，一次分配成功率接近100%，毕业生具有市场自适应性。实践证明了采矿工程人才和岩土工程人才可以双向流动，具有一定的等效性和可合并性。
9.十年改革不懈，结出丰硕成果
近十年来，我们培养了7届400多名复合型学士、硕士和博士，他们在矿山和涉及大量岩土工程项目的建筑、交通、水利、地下工程等选择职业，为我国现代化建设作出重要贡献。
10.教学改革稳定师资队伍，带动学科快速发展
由于上述改革保证了我校采矿工程学科的教学没有受到社会不利因素的影响而削弱，在较长时间里和大环境非常不利的形势下，采矿学科不仅得以生存而且得到较大的发展，使学科能够成功申请到国家重点学科，为我国采矿与岩土工程的建设作出了重要贡献。同时，采矿工程学科相继申请到岩土工程硕士和博士授予权。
11.及时鉴定所取得的成果，在全国范围推广应用
2000年元月，在我校召开了国家教育部拥有采矿工程专业的重点高校工作会议，与会专家对该成果给予高度评价；之后，国内10多所高校的采矿工程专业也相继开展了类似的改革。在2001年和2002年我校举办的两届国际采矿高级研讨班期间，该项改革成果也得到与会10多个国家的采矿专家和教授的认同。
二、该项教学改革的创新点
该项教学改革在以下5个方面有所创新。
1.提出和实现了采矿与岩土工程本科生和研究生培养计划、实验室及教师知识体系的有机交融，使采矿与岩土工程专业毕业生可在矿山和涉及大量岩土工程建设项目的建筑、交通、水利、地下工程等多部门选择职业，证明了采矿工程人才和岩土工程人才可以双向流动，具有一定的等效性和可合并性。
2.培养目标、要求和计划打破过去由教学单位单方（或为主）凭经验提出，未广泛征集工业界、科技界、教育界的综合意见和市场预测及国内外比较研究的结果而定的做法。
3.课程体系的优化紧密围绕优化目标而定，除了遵循教学规律、己有的教学经验成果以外，其优化过程还采用系统分析方法和数学手段，这比过去凭经验设定课程体系更科学，在研究方法上有所不同。
4.由于教学目标、教学计划面向市场和未来，更注重学生的创新能力、创业能力、自我完善提高能力和社会适应能力等。
5.在教材编写方面，研究了如何缩短一些“知识链”、“知识网”、“知识层次”模型的长流程问题，为采矿与岩土工程专业的综合教科书编撰积累了经验，具有实际意义。
三、成果应用
该项教学改革成果得到了较好的应用，取得了很好的效果。从1995年以来，己培养了8届“采矿与岩土工程”的本科毕业生、硕士生、博士生400多名。在校学生对此项改革表示出最大的支持，学习积极性大大提高：毕业生普遍受到社会的好评，一次就业率达100%，本科生考上研究生的比例也有所提高。国内10多所高等院校的采矿工程专业相继应用了采矿与岩土工程专业有机交融的改革方案。
关键词：项目教学法；支挡结构；教学观念
作者简介：杨庆光（1979-），男，江西黎川人，湖南工业大学土木工程学院，讲师；唐西娅（1972-），女，湖南株洲人，湖南工业大学土木工程学院，副教授。（湖南株洲412007）
基金项目：本文系湖南工业大学教学改革基金资助项目（项目编号：JG1114）的研究成果。
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）11-0080-01
对于一般教学型高校而言，大土木下城市地下工程专业人才培养的主要目标是培养具有较强素质的地下工程设计、施工和管理专门人才，使施工管理者具有较高的专业技术和技能水平。目前，我国大多具有城市地下工程专业的本专科院校都开设有“支挡结构设计”这门课程，而这门课程传统的教学方法仅局限于课堂，通过任课教师的课堂教学，辅助一些简单的案例分析来完成课程学习，忽略了课程本身的特殊性。从施工管理层面而言，该课程的实践性要远超前于理论性。从多年来的教学效果分析发现，学生毕业后需要一个较长的过渡期来将课堂上学到的理论知识与实际工程结合起来，因此传统教学法难以得到预期的教学效果，对学生今后从事专业技术工作和就业将产生较大的影响。[1-3]针对该课程的特点，探讨在传统教学法基础上，结合项目教学法来完成课程教学工作，以期取得更好的教学效果，为土木工程相关课程教学和人才培养提供参考。
一、项目教学法的必要性和可行性
1.项目教学法的含义
项目教学法是一种教和学的交互模式，[4-5]这种模式集中关注于某一学科的中心概念和原理，目的在于把学生融入到有意义的任务完成的过程中，让学生在积极地学习过程中，自主地对相关知识进行建构，从而达到掌握知识和培养实践能力的目的。将项目教学法应用到支挡结构设计课程中可以丰富学生的学习生活，能够巧妙地将基本理论，工程经验，相关软件和规范等多种知识的掌握和项目学习紧密联系起来，使学习和现实生活有机地统一起来，达到更佳的教学效果。
2.项目教学法的必要性和可行性
（1）项目教学法的应用可增强相关课程的关联性，[6]使学生对支挡结构设计形成较为完整的概念。要完成一个支挡结构设计项目，涉及的问题方方面面。以一个基坑支护工程为例，首先，设计者必须对所要设计项目场地条件做充分的了解。如对场地工程地质和水文地质条件、场地周边地形和建筑物分布情况、基坑开挖深度等做充分的了解，这些内容错综复杂，在有限的课堂上是无法用三言两语清晰地描述，必须通过自己的现场接触，在实践中去思考和总结规律，从而建立工程经验。其次，要根据现场的基本情况，结合业主在资金、施工单位现有生产技术和生产能力等方面的考虑，综合确定支挡结构的设计方案。最后才是根据勘察报告提供的岩土参数和已经确定的设计方案，进行详细的支挡结构参数设计。在整个支挡结构设计过程中，涉及岩土工程勘察、岩土工程概预算、土力学和支挡结构设计等多门课程的知识，知识点覆盖面十分广。把项目教学法应用到支挡结构设计课程教学中，使学生在完成项目设计的过程中，加深对上述相关知识的理解，找到这些课程之间的关联，并查找和最终解决课程相关部分的知识点之间存在薄弱环节或盲区，从而提高教学效果。只有牢牢掌握了这几门专业课程之间的内在联系，才具备完成整体结构设计的能力。
（2）项目教学法还能有效地提高学生工程设计的综合能力。项目教学法的实施，可将支挡结构的方案设计、参数选择、结构计算、构造措施及施工图设计合为一体，切实培养学生进行支挡结构设计和施工的综合能力。通过结合典型的工程实例，从现场的踏勘、支挡结构方案对比分析、土层参数选取、支挡结构参数设计计算、岩土设计软件复核和施工图绘制等能力进行系统培养。通过将学生的设计方案与实际施工采用的设计方案进行对比分析，找到自己的不足，用实际工程检验和改进自己的设计，使学生尽早直观、形象了解工程实际。此外，在项目教学中，育人于教学过程之中，加强学生爱岗敬业的精神。通过项目教学法，克服过去教学中课堂讲授过多实践过少、被动接受过多主动思考过少的弊端。只有经过深加工的知识才是自己的知识，才能掌握得更加牢固。因此，项目教学法能够让学生在完成项目过程中主动去分析问题和解决问题，充分启发学生思考，培养学生工程设计的综合能力。
二、项目教学法的实施
采用项目教学法进行“支挡结构设计”课程教学，可以通过以下四个方面来实现。
1.确定项目法教学所采用项目
该课程的实践性很强，需要有大量的专业基础准备知识，因此在培养方案制订阶段就要求提前做好准备，在该课程开设之前将前期准备知识学完，然后主讲教师根据教学大纲要求，结合工程实践，确立所用项目，让有关教师明确该项目内容并吃透精神，以后所有教学活动紧紧围绕该项目进行。[7]
2.改革教材，围绕所确立项目内容整编教材，使所用教材更有针对性
目前支挡结构设计方面的教材很多，但是都存在着一些共同点。这些教材的知识点覆盖面非常广，内容非常丰富，但是教材内容太注重于理论，对于教学型院校地下工程系学生培养并不十分实用。因此，可以结合项目教学法整编教材，增加更多的工程实践和行业规范方面的应用和讲解，提高教材的针对性。
3.教学计划的实施
项目教学法的实施分为三步走：首先通过课堂教学的方式，将围绕教学项目有关的基本理论知识讲清讲透；其次通过现场教学的方式，针对实际工程，对工程进行分析和讲解，然后安排设计任务，要求学生根据任务要求，自己查阅资料进行方案选择和设计计算；最后，将学生的设计方案同工程采用的方案进行对比分析，在分析中找不足，从而改进设计，使学生在项目设计过程中掌握一定的工程经验。
4.教学效果检查
项目教学法成效评估可从学生对项目方案选择、土层参数选取、支护结构设计、岩土软件应用和施工图绘制等方面进行自我评价，之后再由教师对项目工作成绩进行检查评分。分析学生在设计时对分析设计过程中出现的问题和改进的方法，加强项目教学法的改进。
三、项目教学法实施成功与否的保障
1.教师教学观念的改变
项目教学法要求教师将以自己为中心转变为以学生为中心；以课本为中心转变为以“项目”为中心；以课堂为中心转变为以实践教学为中心。只有教师观念的改变，才是项目教学法能否实现的重要保障。
2.学生学习观念的改变
项目教学法要求学生的学习发生巨大的转变，不在是静静地坐在课堂上听老师讲，更多的是要求学生到现场，到图书馆自己学，老师真正起到的是引导作用，而不是主导作用。
3.学校和企业的支持
项目教学法不同于传统的教学方法，需要学校和企业的配合，为项目教学营造学习的资源和协作学习的环境。
4.有效评价体系的建立
项目教学法的效果如何，需要有一套完整的评价体系。通过自我的评价来改善和提高教学效果。
参考文献：
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【关键词】环境维护；土木工程；全过程；可持续
在近一个世纪以来，人类在大规模改造自然，建设符合自己需要的基础设施过程中，逐渐开始面临自身活动对人类自我产生的挑战，这可能是前人未能料到的。由于生产力的发展，大规模的土木工程建设，比如公路，铁道建设，大坝建设，地下空间开发等等，虽然大大提高了人类的生活质量和生活水平，但却也是对自然环境的改造。土木工程建设对环境破坏的例子不胜枚举，包括：
1）地下工程建设中过量抽取地下水引起的区域性地面沉降，以及由此引起的海平面上升而造成的风暴潮加剧、海岸侵蚀加速与盐水入侵对沿海城市的影响；
2）不恰当的工业作用或工程作用在成岩土环境的失衡，如道路建设、采空区、大面积滑坡导致的灾难性后果；
3）若干老城市也相继出现了一些新的工程环境问题，如西安市区的地裂缝和武汉等地的地面塌陷；
4）交通建设中引起的环境问题 .其对生态环境的影响 ，主要包括占用土地、改变生态、对珍稀动植物的影响等。此外，线路工程建设（包括道路与铁道建设）对社会环境也会照成影响，比如高速公路的建设有可能分隔原有的居民村庄和土地，造成居民出行不便；公路，铁路的建设有时会造成居民拆迁、人文景观环境的改造和破坏等。
在最近的十年里，大规模的土木工程建设，也引发了一系列的超过以往的严重环境问题。
水利港口工程的建设不仅会改造原有河床结构，打破原有河床环境，也会对地面环境照成巨大影响。三峡大坝的建设在缓解我国电力紧张，促进国家工业化水平提升上将发挥巨大作用。但是大坝的建设使得土地短缺矛盾突出，不合理的开发造成当地植被破坏，气候变化，使得生态退化，水土流失加剧。同时还影响了坝区上当地的地质基础的稳定。有地质学家称，三峡大坝拦截水量的庞大重力已开始在好几个地点侵蚀长江陡峭边岸。再加上水位波动频繁，因而引发了一系列的滑坡灾害，也使得大坝附近的地区的地质结构被破坏。此外，峡水库蓄水之后，三峡地区仪器可测到的地震次数明显增加。虽然到现在为止还没有发生破坏性的地震，但是地震专家认为有可能发生六级或六点五级地震。
地铁成为我国许多大城市解决城市交通问题，提高城市品味的一项重要工程，全国目前建设有地铁的城市已有30多个，大规模的地铁建设也带来一系列环境问题。比如线路规划全线拆迁房屋，施工中城市绿地被暂时破坏，施工打乱了城市正常交通秩序，但这些影响只是临时性的。而地铁建设对地下环境的影响，则是永久的，并且往往是难以恢复的。
地铁施工往往照成城市地面塌陷，引发建筑物的破坏。其引起地表的沉降是多方面的，各种因素之间相互影响的结果。国内比较典型案例包括：广州地铁6号线施工中照成沿线地表大面积沉陷，影响城市道路通行；深圳地铁5号线施工中也因基坑降水引发大面积地面沉降，照成地表建筑物出现大开裂，严重影响了城市环境。而施工工程中采取切实有效的措施应对沉降的发生，往往又造价偏高，效果不明显。
地铁建成运行时，车辆的行驶中的震动往往会引起周围土体的变形，最后将这种变形影响传递到地表面。为了减轻这种影响，国内地铁建设中往往采用减震铁轨（钢弹簧浮置板减震道床）等措施，典型的工程案例包括西安地铁2号线中钟楼的保护。钟楼位于西安市城中心，是国家一级重点保护文物，西安地铁二号线在下穿钟楼时为了尽量减轻对钟楼的影响，采取将隧道线路外撤18米的方案，避开从钟楼正下方穿行，同时在钟楼基础5米外采用水泥灌注一圈深20米的水泥桩的方法，每个水泥桩直径1米，水泥桩顶部设置宽1米高0.8米的冠梁，将水泥桩连接成一个整体，整个将钟楼“箍”起来。较好解决了地铁建设与城市土工环境保护问题。
除了城市地下铁道，我国高速铁路建设的步伐也在迅速加快。铁路干线大都贯穿很多城市，干线的布局要穿过很多耕地，旅游景区，保护区，而沿线的土地保护问题尤其突出。而施工过程中的桥梁建设，路基堆填，隧道建设等，都会对环境照成巨大影响。比如：隧道施工向环境中排出大量挖掘的岩石，会在一定程度改变原有环境的外貌，同时也会改变地下水文环境。路基填筑往往制造很多人工边坡，引发边坡的稳定问题，除此以外，高铁运行后也会对沿线环境排放废弃物，产生一定噪声污染。
高铁建设过程中，施工需要大量征地，对土地产生二次改造的不良后果，进过二次改造的土地哪怕在复耕之后，也难以达到改造前的状态。而京沪高铁在建设中就对耕地保护做了详细而细致的研究，对施工中的征地保护和复原都进行了周密计划，这对减少高铁施工对土地和对环境的破坏具有相当积极的意义。
土木工程建设与环境的相互作用问题，已经引起我国很多学者的高度重视。我国土木工程环境这一学科，就是是以土木工程学与环境科学，特别是环境生态学的基本理论为基础，研究人类工程活动对地球土木工程的环境作用和影响的学科。许多著作都科普性地介绍了土木工程中常见的环境问题，以及解决环境污染的预防措施及治理技术，帮助土木工程师更加全面地了解当代工程师的职责，从而建立适应时展需要的环境友好型土木工程知识结构。
基于环境保护的土木工程建设，做好以下几点非常重要：
1. 严格做好规划设计中的环境问题的处理。在工程设计中基于环境保护对工程进行优化。比如对于高速铁路线路选择要尽量绕过自然保护区以及大面积耕地区；选择高桥大跨的桥梁设计方案，减少对土地的占用。地铁线路规划中也要全面考虑建设期间的环境问题，并应编制详细的环境影响评估报告和环境问题的具体措施。
2. 施工期和运行初期加强对周围环境的监测。设立环境监测站，并将相应的配备配置齐全，并且区域内对水源，地质条件等进行观测，分析对比，对建设期环境的变化进行密切观察；进行环境工程监理，保护区内的工程必须经过相应管理部门的审查，并且接受相关部门的检查、监督。加强环境工程监理工作，加强各项保障措施的落实，从而减轻施工对环境造成的影响；强化环境管理，严格的遵照施工制度进行管理，严禁随意扩大工作面，对作业人数和作业时间也应该严格规定。
3.做好后期建设环境恢与保护措施。比如对于成型的路基边坡进行及时播植草皮或种植花草；对路线周边的环境进行全面修复治理，力求尽量达到建设前状态。同时在恢复初期加强对环境的保护，避免二次破坏。
只有在土木工程建设的全过程中恪守环境维护的原则，从工程立项，设计，施工到最后建成运营的全过程中，一切基于对环境保护的高度责任，才能真正实现土木工程技术的可持续和谐发展。
参考文献：
[1]《土木工程环境概论》 王利平著 科学出版社
[2]《 浅谈高速铁路工程建设环境环保》 伍林 铁道建设技术 2005.（2）
[关键词]城市地铁；浅埋暗挖；矩形隧道；四台阶分步开挖；临时支撑拆除代换
中图分类号：TU126 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）29-0202-01
1、工程概况
深圳地铁四号线上民区间下穿梅坳八路结构段为浅埋暗挖变断面矩形隧道，位于梅坳八路与中康路交叉路口下，全长68m，两端为明挖结构。暗挖结构覆土厚度5.4～7.57m。地面交通繁忙，其中厦深客专施工运土重载车必经该路口。线路左侧是居民生活小区，整栋楼为浅基础，距离隧道结构边界最近处约20m；隧道顶板上方有大量地下管线（雨水箱涵），该段隧道为典型的城市浅埋暗挖隧道。
暗挖隧道的地质情况自上而下为：人工填土厚5.16m～8.75m，中砂层厚度2.0m～1.2m，砾砂层厚度1.3m～2.8m厚，有机质粉质粘土层厚度1.0m～1.3m，含粘性土粉砂层厚度1.2m～2.5m，以下依次是花岗岩残积土、全、强、中、风化粗粒花岗岩，隧道主体结构基本位于砾砂层、有机质粉质粘土层、含粘性土粉砂层中，地下水埋深2.5m左右，地下水丰富，砂层及粘性土粉砂层常年处于饱和状态。
由于前期隧道上方雨水箱涵施工破坏了原状土，使得隧道上方覆土变得松散，隧道又处于砾砂层，水源丰富，隧道开挖易引起掌子面和洞周土体坍塌、涌砂和塌顶等地质灾害[1]，造成开挖困难和地表沉降过大。
2、总体施工方案和施工工艺
2.1 总体施工方案
由于隧道穿越砾砂层，地下水位较高。同时隧道上部为梅坳八路，隧道顶板距雨水箱涵及各种管线较近，确定采用CRD工法[2]，四台阶分步平行开挖法，大断面分左中右三跨进行开挖。其中K7+300～326.5里程段，左洞跨度达6.0～4.5m，根据经验针对单个洞室开挖宽度大于4.2m时，对左洞分解为左右两个小洞开挖，因此整个断面分上下导八洞室开挖。如图3～4所示。
⑴隧道开挖前，利用隧道南北端基坑做管棚工作井，从南北两端沿隧道结构外50cm、环向间距30cm，打设Φ159×8mm超前大管棚并注浆，从而提高围岩整体强度与稳定性，减小地面沉降，确保道路正常通车。
⑵隧道开挖采取多导洞分台阶法。开挖前，沿隧道拱部和边墙打设Φ42×3.5mm@0.3m，L=3m超前小导管，纵向间距1.5m，注浆加固，确保隧道拱部围岩稳定。
⑶格栅钢架间距布置为0.5m，设双层Φ8@0.1×0.1m钢筋网，喷C25混凝土0.3m厚。
⑷围岩较差地段采用洞内全断面注浆加固。注浆花管：Φ42×3.5，L=5m；采用水泥-水玻璃双液浆，间隔3m封闭一次进行全断面注浆。
⑸施做结构时，保留部分临时中立柱（即间隔三榀保留一榀临时中立柱），将临时立柱埋在结构底板中，同时对防水卷材施工做相应的变动，待施工侧墙及顶板时再将其拆除，减少顶板下沉量。
2.2 主要施工工艺
2.2.1 隧道开挖
超前管棚施工完成后，即可进行隧道开挖施工。按照总体方案，隧道采用CRD法开挖，工序及步骤：打设超前小导管、注浆加固、分四台阶预留核心土开挖、钢格栅架设及临时型钢支撑、钢筋网搭接、纵向联系钢筋焊接、喷射砼、封闭后回填注浆。隧道开挖顺序横断面图见图3～4。
3.2.2 结构施工及技术措施
总体施工顺序为：。
3.2.3.1 底板结构施工
底板结构按6m一段进行施工，采用水平型钢代换法和保留部分临时型钢。
水平型钢代换法：间隔1榀截断3榀竖向临时型钢支撑，在中隔墙1.5m高度位置安设一根水平I25a型钢，两端与临时型钢焊接牵固，铺设空隙内防水层，在铺设好的防水层上垫2层无纺布及一块钢板，恢复一榀竖向支撑，截断未拆除的竖向临时型钢，铺设剩余部位底板防水层，确保每2m有一根竖向型钢支撑到底板初期支护上，之后绑扎钢筋，浇筑底板混凝土，最后在每个空隙位置内恢复1根竖向型钢至底板混凝土面，减少拱顶下沉。如图5。
3.2.3.2 中隔墙施工
中隔墙6m一板。由于是平顶隧道，存在顶部混凝土填充不密实的情况。对顶部混凝土的浇筑做特殊设计。在中隔墙顶部沿隧道纵向预埋混凝土输送管，采用后退式浇筑。变更为用流动性更好、粒径更小的C30细石防水混泥土。中隔墙浇筑示意图见图7。折模后安设临时支撑。
3.2.3.3 侧墙顶板施工
侧墙顶板每6m一板。中隔墙达到设计强度后，及时增加型钢回撑（见图7）。之后拆除中隔墙一侧的临时型钢立柱，以便施做侧墙顶板。本工程右线为标准断面，采用模版台车进行二次施工，左线为渐变断面，采用模板满堂脚手架法。
这样进行受力转换后，及时施做侧墙顶板，确保了拱顶沉降在限值范围内，实际监测发现采用分步施做二次结构是安全可行的。
4、监控量测
因该段隧道的特殊性，对监测累计沉降值进行阶段性分解，根据地表及管线沉降布点和洞内布点的监测数据，结合注浆检查结果，如发现地表沉降量超出设计值时，实施跟踪动态注浆。隧道开挖完毕，初期支护处于稳定状态，在二次结构施工时临时支撑体系代换拆除前进行第一次量测，收集初始数据，通过监测及时反馈信息，判断支撑拆除代换过程中原支护体系是否处于稳定状态。监测结果表明，二次结构施工临时支撑拆除代换过程中的沉降基本控制在10mm以内，其中中隔墙施工支撑代换后中隔墙支撑本身沉降5mm，拱顶沉降基本控制在6mm以内。隧道开挖到初期支护完成，直到二次结构施工完毕，地表沉降基本在30mm以下。
5、结论
过梅坳八路暗挖隧道为大跨度浅埋平顶隧道，采用CRD工法，四台阶分步平行法开挖。通过打设大管棚注浆，开挖加密小导管注浆及全断面注浆加固保证了很好的开挖条件。分导洞开挖，临时支护体系繁多，二次衬砌施工时临时支护体系拆除代换过程中结构受力转换复杂，支撑拆除代换是否合理、安全对浅埋暗挖隧道的安全至关重要。
通过监测信息反馈及施工质量评定，过二次衬砌分步施工及支撑体系拆除代换是切实可行的。施工过程中通过支撑代换确保了原初期支护结构的稳定，保证了安全。施工过程中严格监测量控，对止水钢板与防水板的焊接质量的控制，使隧道二衬防水质量得到了保证。尤其是二衬背后及时注浆，填补了二衬混凝土浇筑不密实的空洞，有效减少了二衬之后隧道拱顶沉降。
通过对过梅坳八路浅埋暗挖隧道的开挖及二次衬砌施工实践研究，使特殊条件下城市浅埋暗挖复杂矩形隧道施工技术更加丰富、成熟，保证施工生产的顺利进行。
参考文献
[1] Fluder，A.，Otto，B.Proceedings of the 3rd Internationnal Symposium on Field Measurements in Geomechanics[M].A.A.Balkema，Rotterdam，Neth，1991：9-11，809-819.
（延安大学 西安创新学院，陕西 西安 710100）
摘 要：在迈入21世纪以后，伴随科学技术的快速发展，土木工程获得了极大的进步和提高，为人类社会营造了非常优越的物质条件.本文探讨了土木工程行业的现状及未来发展趋势.
关键词 ：土木工程；空间开发；进步；方向
中图分类号：TU7文献标识码：A文章编号：1673-260X（2015）02-0039-03
从人类发展的过程我们可以了解到，土木工程建设就是人类同自然在进行斗争的过程，然而与此同时土木工程建筑也获得了长足的发展与进步，土木工程建设这个行业在我国社会主义现代化建设过程中成为了国民经济发展的支柱性产业.随着科技进步和社会需求的不断提升，对建筑物面积、功能、形状等方面的技术要求越来越规模化、多样化和复杂化，对所采用的建材、设备、建筑构造技术和施工技术也一直在不断提高，建筑行业的节能、信息控制、生态化等技术也逐渐与建筑技术相结合而寻求多元化发展，形成了建筑行业新技术与新能源的复合载体.在现代化建筑行业，特大跨度建筑、超高层和超大跨度桥梁是大型繁琐布局的主要形式，这样一来，这种大型繁琐布局核心的现代结构技术也就成为了衡量一个国家建筑科学技术水平的重要标志.综上所述，技术进步和创新应用在土木工程中的同步发展在建筑行业的发展过程中发挥了至关重要的作用，只有了解了土木工程行业的发展趋势,才能够在现代社会经济的发展中开创出土木工程学科的新篇章.
1 土木工程的必要性
土木工程科目很庞大，它与生活是紧密相连的，其意义很大，历史长久，提升较快.当今社会是信息社会，力学的提升，建材的不断更换，土木工程技术领域的进步也在更加完善，突飞猛进.土木工程是一项综合式的艺术，包含了很多方面，有着社会性、实践性、综合性多个属性，同人类社会的成长密切相关，形影不离，对人类的发展做出了极大的贡献.到现今为止，土木工程可划分成建筑类、铁路类、道路类、桥梁类、结构给水排水类、港口类、水渠类、环境类等工程，不计其数，提升空间十分宽广，有着十分可观的未来.
就拿桥梁工程举例来说，随着桥梁工程类型的不断创新,主跨跨度的一次次突破，桥梁工程的发展取得了长足的进步，尤其是斜拉挢的复兴成为了桥梁工程发展的又一个闪光点.20世纪首屈一指的桥梁代表作主要有日本的时石海峡大桥(1991m悬索桥)、丹麦的海带桥(1624m悬索桥)、多多罗大桥(890m斜拉桥)、法国诺曼底桥(856m斜拉桥)等等.国内一大批大跨桥梁的建成标志着我国大跨度结构建筑技术达到了新的高度，跻身世界先进行列，这批大跨结构桥梁主要有：杨浦大桥、南浦大桥、芜湖长江大桥、南京长江二桥等.迄今为止，国内已建1000米以上大桥3座、800m以上大桥8座、600m以上大桥15座、400m以上大桥40座，这些都证明了我国的土木工程建筑行业得到了长足的发展.
2 土木工程发展现况
如今,土木工程领域的研究热点主要汇集在高层建筑、结构设计、研发建造地下项目等工程中,使高层建筑建设进入了一个崭新的阶段.与此同时，伴随着各种新设备、新技术、新施工方式，以及新工艺的不断涌现和实践运用，尤其是多种跨学科和自动化技术的广泛运用，人类进行的土木工程建筑所创建的面积不断扩大，所创建的高层建筑数量也在迅速增多,并且在高度层面上也在不断地提高,从而使中国在建设高层建筑领域内的科技水平也在不断进步并跻身世界领先行列，同时国内土木建筑行业在结构设计方面也实现了土木工程的可持续发展.在大多数情况下地震荷载和风荷载是影响设计结构的控制性元素,每项大型工程的复杂体系结构在抗震抗风等有关问题和设计原理方面都获得了人们的广泛关注.现今最普遍的课题便是探讨风荷载与地震荷载设计原理作用、大跨度大面积桥梁工程抗震和抗风体系结构设计等等.与此同时,以柔性结构来防御地震，这种以柔克刚想法进一步体现在控制结构震动技术方面的科学中,与现代震动技术相联系的一系列问题正逐渐向智能控制、自主适应和减震吸震等方向的技术不断拓展和开发，土木建筑行业最基本的结构检验和灾害控制等调研工作也正在进行且逐渐地强化.随着土木工程的跨时性进步，社会人口数目的不断增多,不同种类的空间资源也越来越短缺，为处理土地资源和空间资源的短缺问题,土木工程慢慢开始发展地下工程，对其进行开发和建设,且逐渐使其成为科学处理以上问题的有效方法.如今世界规模最大的地下街工程便是东京地下街,其深度是100m左右，而中国大多数的一线城市也渐渐构建了地铁服务体系并步入了具体的项目动工阶段，地下空间的建筑技术取得了非常巨大的进步和发展.现今，国内绝大多数城市地下空间工程建设的重点方式包括暗挖、明挖、盾构、盖挖、注浆、冻结和沉管法等等，此类技术也渐渐地步入了国际领域的先进行列，地下空间的建筑工程开发实现了实践环节的不断进步.土木建筑行业的技术提升同时也促进了预应力技术的普遍应用，其影响已扩大到大型预应力储液池、高层和多层建筑、斜拉桥和连续桥结构、堆栈、管桩、预应力地锚等多项预应力应用构造方面.同时预应力技术也渐渐成了大型公共建筑、开间住宅的重点使用技术,很好地处理了高、大、新、重建筑工程的建造设计问题,且展现出了独有性的影响力.
目前，国际上排名前10位的最高建筑有高382.2m的马来西亚PlzazRakya,高381m的美国纽约帝国大厦，高417m和415m的原美国纽约世界贸易中心,高452m的吉隆坡石油双塔楼，高442m的芝加哥Sears塔楼,高374m的香港中环广场大厦,高368.5m的香港中国银行大厦,高347.5m的高雄T&C塔楼,高346.3m的芝加哥Amoco大厦及上海浦东金茂大厦.
通常来说,人们总是习惯于使用安全系数作为土木工程标准的客观评价,实际上，其仅仅是由精准性信息实现的定值所获取的,并未综合性地考虑到相关设计变量之中所包含的变异性,其特定的某一安全系数数值在各种项目工程中所代表的意义不一定相同.所以根据现实土木工程中所包含的很多不确定性，对其进行随机的可靠度衡量评估和力学解析也十分关键，也就是说土木工程应继续进行可靠度有关原理的应用探讨.
3 土木工程在未来的发展空间
3.1 土木工程虚拟技术将被大面积的应用
传统土木工程探索过程中人们仅仅能使用特殊的符号、平面图纸进行更多信息的传送，此类方式常被接收信息者的知识结构、行业经验等所束缚和阻碍.随着土木工程项目在新时代中复杂程度日益强化，这样的沟通方式变得更加困难，所以虚拟现实技术渐渐出现，并通过在工程建设中的大量、交叉交流创建了新的实践方式且开拓了其应用前景.虚拟现实技术的重点是把多媒体技术、电脑技术、传感技术和网络技术结合在一起，将抽象的符号和图纸科学地转变成人们的直观立体感受，是一种人机交互的新型科技，这种技术为人们创建了贴近实际、身临其境的仿真性的虚拟环境，人们就如同在现实世界之中一样.在日后的土木工程领域中，这项技术的优势和特点不但会被使用在各类项目工程的投标招标领域中，也会通过仿真虚拟环境把施工方式和过程都良好地体现出来.同时它在设计结构中对施工、核算等复杂过程的仿真模拟也具备了良好的优势.可通过三维图形计算机技术来将可视化计算做完，通过改变设计参数的结果进行直观地观察，有助于缩减施工设计空间，选取更好的策划方案来获取最好的工期和最有用的能源，从而有效且精准地掌握土木工程的整体建造水准和质量.
3.2 建筑工业化
在中国改革开放后，快速提升的新型技术改善了建筑业的机械化水平，特别是在重点工程建造中获得了很大程度的提升.但不能否认的是，相比于其他的工业部门仍然停留在较为落后的阶段.所以建筑业的工业化是中国建筑发展的必然走向.应不断的拓展新建材、新工艺和新技术.同时应创建科学的能满足于社会化大生产方式和新时代社会需求的管理制度和科学体制，来实现区域化、专业化、统一化和跨领域的施工组织模式.
3.3 环境工程的进步
走进新世纪后，环境问题已逐渐成为了社会生活的主题，气候条件的变化更是给人们的生活工作带来了更大的影响.为了更好地创建和谐社会，走可持续发展路线，土木工程和环境工程需要不断磨合和交互影响，努力形成一体整合发展.另外，我们已无法忽视的城市综合症、冰川融化、气候变迁、土地沙漠化以及各种环境要素的污染等问题都已成为与人们的生活水平和生存质量密切相关的负面条件，这些问题自然也同土木工程建设紧密相连.土木工程建造当别是大型甚至超大型工程建造对环境的影响都将成为土木工程师首要考虑且亟待解决的难题.
3.4 空间的开发运用
随着城市的快速进步，城市规模在持续增大，城市人口也在持续增多，大多数城市都面临着不同程度的生存空间拥挤、交通密集、用地短缺等一系列严重的问题，对人们的居住生活产生了很大的影响，同时也是现代城市可持续发展的最大阻碍.所以，为了处理好这一系列难题，土木工程的提升趋势也在逐渐向高空与地下发展.按照不完全统计，中国现已建造了高于20层的高层建筑10000多栋，高于100m的建筑500多栋.通过不断地营建高层建筑，大大地缓解了人们的居住问题，更大幅度地使用了空间.
人们可通过建造高层建筑来利用高空空间，那是否能通过某个渠道来利用更大的太空空间呢？实际上早在1984年，美籍华裔博士林铜柱就勇敢地提出了在月球上加工水泥并创建混凝土构件来构建太空实验站的想法.虽然这一想法在现今的条件下很难实现，但这并不表示在不久的的未来就不会实现.这就是说，土木工程在往后的活动场所也许会超过地球的范围拓展至太空.
相比于高空，地下空间也是土木工程发展的远景之一.城市地下空间也具备了很好的发展空间，一旦取得合理地研发，对于节省土地能源乃至减缓城市交通压力都有着不可估量的影响.因此，地下空间的开掘和应用，是现今城市开发的必然趋势.在中国的一些大型城市如北京、上海、广州等，都创建了相对完整的地铁干线，大大地舒缓了交通压力.
地下空间项目的开发和实现已在如火如荼的进行，现今世界最大的地下街是日本东京八重洲地下街，共3层,建筑面积70km2；最深的地下街是莫斯科切尔坦沃住宅小区地下商业街，深度在70~ 100m；最大的地下娱乐中心是苏格兰Varis-su市地下娱乐中心，战时可掩蔽1.1万人.与此同时，国内也有大约20个城市进行了地铁系统的规划和施工建设.
海底建筑也在快速增长，实际上，中国的香港澳门一直在推进填海造地工程，以此来扩大城市建设与工业生产用地，而日本的青函海底隧道的中部不但建立了车站，也建造了博物馆.
3.5 高性能新型建材的开发与使用
毋庸置疑，钢结构将是以后大型建筑结构的主流模式.与此同时，钢结构在强度、可塑性、韧性以及可焊性等方面的发展也取得了进步.以美、日、俄为首的很多国家已着手把屈服点高于700N/mm2的钢材划入范例.高性能混凝土以及其它新式复合建材也会向轻质量、高强度、较好韧性与工作性能方向提升.如铝合金和玻璃纤维增强塑料的产生和应用，便是现今土木建材进步的良好典范.
总体而言，中国现今仍是一个发展中国家，即使土木工程取得了较快的发展，可是经济、基础设备等各方面条件都不能完全满足于人们的需求，所以中国土木工程在基础建设方面还是有很多问题亟待解决.能够预想的是，通过对中国土木工程现况以及发展方向的解析，中国土木工程建设在日后必将获得更好的发展.
参考文献：
〔1〕段树金.土木工程概论[M].北京:中国铁道出版社,2012.
〔2〕刘西拉,袁马四,宋二祥.关于我国工程建设技术发展的战略思考[J].土木工程学报，2013，8（12）.
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