城市地下工程施工测量

城市地下工程施工测量（精选5篇）

城市地下工程施工测量 篇1

地下工程施工测量责任重大、测量周期长、要求精度高, 准确度高, 各项测量工作一定要认真做好, 并采取多种措施反复核对, 若发现粗、差必须及时加以改正。

1 地面控制测量

在工程施工测量中, 按地下工程相向开挖的长度, 确定贯通误差的限差, 其限差在不同行业的规范中要求不同。通常按不同的长度段定出相应的限差, 并按地下工程、地面工程测量条件不同, 确定控制测量对贯通中误差的影响值的限差。地下工程长度、线路路形状和对贯通误差的要求, 以及地形状况是进行地下工程控制网设计的依据。

地下工程外平面控制网通常布设成自由网形式, 按线路测量的控制点进行定位和定向, 控制网的边长应投影到地下工程进、出口的平高程面上;并按长度、地形及现场和精度要求, 采用不同的布设方法, 高程控制网通常采用水准测量、三角高程测量等。

1.1 地面导线测量

在地下工程施工中, 地面导线测量应作为独立的地面控制, 也可用以进行三角网的加密, 把三角点的坐标传递到地下工程的入口处。在直线地下工程, 为减小导线量距对隧道横向贯通的影响, 尽可能把导线沿地下工程中线敷设, 导线点数不可太多, 以减小测角误差对横向贯通的影响。为提高导线测景精度, 通常导线应使其构成闭合环线、可采用主、副导线闭合环。其中副导线只观测水平角而不测距, 为便于检查, 确保导线测量精度, 要考虑每隔1-3条主导线边与副导线联系, 形成增加小闭合环系数, 以减少闭合环中的导线点数, 有利于把将闭合差限制在较小范围内。

1.2 地面GPS测量

采用GPS定位技术建立地下工程地面平面控制网已普遍应用, 它只需在地下工程出入口处布点。对于直线地下工程, 入口点应选在中线上。另外, 再在向出入口附近布设至少2个定向点, 并要求出入口点与定向点间通视, 以便全站仪观测, 而定向点间不要求通视, 对于曲线地下工程。除出入口点外, 还应把曲线上的主要控制点 (如曲线的起、终点) 包括在网中。GPS选点和埋石与常规方法相同, 应注意使所选的点位的周围环境适宜GPS接收机测量。采用GPS定位技术布设的地面平面控制网方案。该方案每个点均有三条独立基线相连, 可靠性较好。GPS定位技术是近代先进方法, 在平面精度方面高于常规方法, 由于不需要点位间通视, 经济节省、速度快、自动化程度高, 因此, 已广泛采用。要注意, 这种类型GPS网的基线长短差很大, 测量作业时应提高一个等级, 不然, 短基线的相对误差可能超限。

1.3 地面水准测量

地下工程地面高程控制测量主要采用水准测量的方法, 利用线路定测时的已知水准点作为高程起算数据, 沿着拟订的水准路线在每个洞口至少埋设两个水准点, 水准路线应构成闭合环线或两条独立的水准路线, 由已知水准点从一端测至另一端洞口。

2 地下控制测量

地下下工程内的施工控制测量包括地下导线测量和地下水准测量, 它们的目的是以必要的精度, 根据地面控制测量统一的坐标系统, 建立地下平面与高程控制, 用以指示地下工程开挖方向, 并作为地下工程施工放样的依据, 保证相向开挖在精度要求范围贯通。

2.1 地下导线测量

地下工程内平面控制测量有两种形式:在直线地下工程长度小于1000m, 曲线地下工程长度小于500m时, 可不作地下平面控制测量, 而是直接以地下工程控制桩为依据, 向地下工程内直接引测中线, 作为平面控制。但由于地下工程长度较长时, 要建立精密地下导线用作地下工程内平面控制。

地下导线观测及应注意的问题。 (1) 每次建立新导线点时, 都应检测前一个“旧点”, 确认未发生位移后, 再发展新点。 (2) 有条件地段, 主要导线点要埋设带有强制对中装置的观测墩的金属吊篮, 配有灯光照明, 以减小对中与照准误差的影响, 这对提高观测精度有利。 (3) 如导线长度较长, 为限制测角误差, 可使用陀螺经纬仪加测一定数量导线边的陀螺方位角。加测时, 宜加测在导线全长2/3处的某导线边上;如果加测两个以上陀螺方位角时, 应以导线长度均匀分布。按精度分析, 加测陀螺方位角数量以1~2个为宜, 对横向精度的增益较大。 (4) 对于布设主副导线环, 一般副导线仅测角度, 不测边长。对于螺旋形地下工程, 由于难以布设长边导线, 每次施工导线向前引申时, 都应从口外复测。对于长边导线的测量宜与竖井定向测量同步进行。重复点的重复测量坐标与原坐标较差不可大于10mm, 并取加权平均值作为长边导线引申的起算值。

2.2 地下水准测量

地下水准测量要以通过水平坑道、斜井或竖井传递到地下洞内水准点作为起算依据, 随地下工程向前延伸, 测定布设在工程内的各水准点高程, 作为地下工程施工放样的依据, 并保证在高程 (竖向) 准确贯通。地下水准测量的等级和使用仪器主要按两开挖口间工程外水准路线长度确定。地下水准点可利用地下导线点位, 也可埋设在地下工程的顶板、底板或边墙上, 点位要稳固、便于保存。为施工方便, 要在导坑内拱部边墙至少每隔100m埋设一对临时水准点。

2.3 观测和应注意的问题。

(1) 地下水准测量的作业方法, 由于地下工程内通视条件差视距不宜大于50m, 保持前、后视距相等;水准仪可安置在三脚架上或安置在悬臂的支架上, 水准尺可直接立在洞内底板水准点上。 (2) 在开挖工作面向前推进中, 对布设的支水准路线, 要进行往返观测。 (3) 为检查地下水准点的稳定性, 要定期按地面近井水准点进行重复水准测量, 把高差成果进行分析比较。如果水准标志无变动, 所取全部高差平均值作为高差成果, 如果发现水准标志变动, 则应取最后一次的测量成果。 (4) 在地下工程贯通后, 要按相向工程布设的支水准路线, 测定贯通高程。要求对地下工程末衬砌地段的高程进行调整。开挖、衬砌工程都要以调整后高程指导施工。

参考文献

[1]张保民.工程测量技术[M].北京:中国水利水电出版社, 2012, 1.

[2]李朝奎.工程测量学[M].长沙:中南大学出版社, 2011, 12.

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[4]刘星, 吴斌.工程测量学[M].重庆:重庆大学出版社, 2004, 3.

[5]周建郑.工程测量[M].郑州:黄河水利出版社, 2006, 7.

城市地下工程施工测量 篇2

摘要：地下工程的建设不仅受到周围环境的限制,而且也对周围环境造成不同程度的影响,因此研究地下工程引起的`环境问题具有重要意义.根据城市地下工程的特点,列举了由城市地下工程引起的主要环境问题,如地表移动和变形、地下水环境变异以及在施工过程中产生的噪音等,将这些问题进行综合阐述和分析,并提出了针对这些环境问题的防治措施与建议.作 者：朱婷 郭建 Zhu Ting Guo Jian 作者单位：朱婷,Zhu Ting(三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室,湖北,宜昌,443002)

郭建,Guo Jian(中铁十七局集团有限公司,山西,太原,030006)

城市地下工程施工新技术发展研究 篇3

1 地下工程主要施工新技术

1.1 基坑开挖技术

基坑开挖技术也被称之为明挖法, 该技术适用于地质条件良好且地面比较平坦开阔的地段, 其主要流程为:首先铲除隧道部位的全部岩体, 然后将铲除后的隧道进行清理, 清理完毕后在隧道内部进行洞门和洞身的修建, 最后进行回填。该技术施工操作简单、施工周期相对较短、经济性和安全性较高, 基于此, 该技术在城市地下工程发展初期一度被置于首选位置。然而基坑开挖技术也具有一定的缺陷, 如在施工过程中会对周围的环境产生较大的影响等。

在地下工程实践中, 如出现大量的深基坑工程, 一般首选基坑开挖技术, 因其应用比较广泛, 逐渐发展成为多种类的基坑围护开挖技术。随着基坑工程的规划施工与建筑物设施的距离越来越靠近, 并且基坑的深度不断增加, 同时基坑工程涉及的范围和规模逐渐加大, 该技术被大力开发, 逐渐发展成熟, 并达到国际先进水平。

1.2 沉箱凿井技术

沉箱凿井技术又被称为沉井法, 在地下工程实践中, 如需要在稳定性差的含水地层中建造竖井, 一般会运用此技术。该技术的主要流程为:在掘进竖井之前, 制作一段特殊的井筒固定在主井筒的下端, 在该特殊井筒的下端固定刃脚, 然后利用主井筒的自身重力开始掘进竖井, 在必要的情况下需要借助外力, 增加主井筒的下沉力度和速度, 最后将井筒内的岩石挖掘出来, 并将井筒清理干净。该技术操作相对简单, 在整个施工过程中运用到的设备较容易操作, 占地面积小且挖土量少, 总体造价比较低, 基于这些优点, 沉箱凿井技术被广泛应用于地下仓库、取水构筑物、桥梁墩台基础的施工中, 随着该技术的不断发展与改进, 沉箱凿井因其具有内部空间被广泛用于地下构筑物的维护结构中。该技术存在一定的缺点, 主要缺点是施工周期长, 施工中包含的环节和工序比较复杂, 而且, 井筒下沉的速度和偏斜角度最难控制, 成为沉箱凿井技术中最大的难题, 因此, 一般情况下, 井筒的下沉深度不超过100m。

1.3 逆作法施工技术

逆作法施工技术主要在于开挖并构建地下结构体系, 将地下结构本身作为支撑体系, 同时又作为挡墙, 开挖的顺序是由上往下。该技术是先开挖后支挡, 引起施工顺序与传统的先支挡后开挖的顺序相反, 因此被称之为逆作法。逆作法施工技术的原理是将结构的本体作为支撑结构, 由于其支撑的刚度比较大, 所以在很大程度上将支护结构整体的变形几率降低。该技术的应用范围较广, 对于深度较大的地下工程, 如超过2层以上深度的工程, 一般该技术可以有效达到工程施工要求, 该技术同样适用于地下空间形状复杂、周边环境苛刻、作业空间较小的情况。逆作法施工技术的应用需要在施工前设置立柱桩, 除此之外, 在混凝土浇筑的每一个阶段都需要进行分浇和后浇工序, 这给施工的整体造价带来了压力, 同时给施工的交接处带来了困难。

1.4 顶管法施工技术

顶管法的操作主要借助千斤顶等类似具有顶进工程的机械设备, 该技术需要承压壁做支撑, 一般以顶管工作井作为承压壁的选择对象, 一边进行土体的开挖工序, 同时将预制好的地下管道向前推进, 推进需要按照设计的路线并以分节的形式进行。在地下工程施工中, 如需要地下管道或者隧道穿越建筑物、铁路、河流等障碍物, 一般采用该技术, 该技术属于暗挖式的一种施工技术。因该技术的地面作业工序较少, 同时对周遭环境的影响小, 不受季节和温度等影响, 除此之外, 该技术的施工过程中不影响水面航道和地面的交通, 是一种比较独立的技术。该技术的缺陷是在施工过程中需要注意接缝的防水处理, 同时需要对地表沉降进行严格的控制, 这些问题增加了施工的工序, 也为施工的造价带来了不小的负担和压力。

1.5 盾构法施工技术

盾构法施工技术需要应用到盾构机, 因此而得名, 在盾构机掘进隧道的同时需要对围岩及开挖面进行控制, 以使其稳定不发生坍塌现象, 然后需要在盾构机内利用管片的拼接构成衬砌, 随后在管壁内注入浆液, 以避免围岩发生振动。因该技术开挖的隧洞的形状比较准确, 施工的机械化程度较高, 同时整个施工过程对地面的影响较小, 被广泛应用于地层不稳和富含地下水的地层中, 并不会引起地层的塌陷或者断裂。而其缺点也是显而易见的, 主要在于:总体施工工艺比较复杂, 且需要盾构机的运用、准备阶段时间较长且耗费成本较高, 除此之外, 在地层条件变化而不能准确判断时, 该技术的实施具有一定的风险性。

2 城市地铁施工技术的应用于发展

2.1 城市地铁施工技术的发展

地铁发展初期主要应用浅埋暗挖法, 近些年, 城市地铁不断创新施工技术, 当前在城市地铁工程中, 主要运用的施工技术方法有: (1) 钻爆法。对于地铁施工遇到地层土体比较坚硬的地段, 钻爆法运用的比较多, 其优点在于施工成本低, 对地面影响比较小; (2) 明挖法。类似城市郊区场地比较开阔且土层较软的地段, 地铁施工技术首选明挖法, 该方法适合大量劳动力和大型机械投入的施工, 有点在于工作平面大, 施工进度较快。 (3) 顶管法和盾构法。如果在地铁修建的过程中, 需要跨越富含地下水的地层或者软地基地段, 顶管法和盾构法运用比较普遍, 该方法的优点是施工速度快, 工程造价低。

2.2 城市地铁施工技术的发展前景

城市地铁工程是今后我国城市交通的主要发展方向, 目前一些二线城市已经开始地铁的修建, 在不久的将来, 地铁工程必将普及大多数包括中小型的城市。地铁工程的施工技术必然会跟随社会经济和科学技术发展的脚步, 最终达到降低施工造价、缩短工期、提高工程质量的效果, 地铁施工技术的开发要适合当前我国国情及科学技术发展趋势, 以促进我国地铁交通事业的可持续发展。

3 结束语

随着城市化进程的加快, 城市人口越来越密集, 地下工程获得了良好的发展空间, 对城市地下工程施工新技术及其发展的研究是促进我国城市地下工程可持续发展的有效途径。

参考文献

[1]王梦恕, 张成平.城市地下工程建设的事故分析及控制对策[J].建筑科学与工程学报, 2008.

[2]方建勤.地下工程开挖灾害预警系统的研究[D].中南大学, 2004.

城市地下工程施工测量 篇4

一、城市地下工程建设人才培养的必要性与紧迫性

城市地下工程既有自身特定的内涵, 又是多个学科的结合点, 具有交叉性、边缘性的特征。传统的土木工程专业, 主要注重地面建筑、桥梁、交通、岩土等工程, 没有真正以城市地下空间利用为主线进行人才培养。城市地下空间工程涉及到城市规划、地下建筑学、地下结构、工程地质、水文地质和地下水力学、岩土力学、环境科学、地下通风以及城市交通等多领域、多学科, 所以, 地下工程建设人才的培养必将不同于传统的土木工程, 它必须要注重学科交叉与地下工程的自身特点。培养城市地下空间开发和利用的新型人才, 是适应我国城市现代化发展对人才的要求, 尽快提升我国城市地下空间开发和利用的水平, 使我国城市发展走上健康和繁荣的必由之路[2]。

目前, 我国开设有城市地下空间工程专业或者在土木工程专业下开设有地下工程方向的普通高校大约有十几所。2001年, 中南大学申报城市地下空间工程专业成功, 使其成为教育部高校招生的目录外专业, 随后又有山东大学、安徽理工大学等高校也相继申办了该专业。在土木工程专业下开设地下工程方向以同济大学、西南交通大学等高校为典型代表, 这些高校的地下工程办学历史相对较长。2010年, 中南林业科技大学首次在土木工程专业下开设了城市地下空间工程方向, 并同时向教育主管部门申请开办该专业。2010年11月, 在中南大学召开了“第一届全国城市地下空间工程专业研讨会”, 会议汇集了全国开办该专业的十几所高校, 与会人员在人才培养方案、教材建设、专业培养特色等方面进行了深入细致的讨论。从会议讨论的结果来看, 地下工程建设人才的培养方案在学分设置、课程设置、实践培养环节与毕业设计等方面存在较大的差异, 很多高校的地下工程专业脱胎于采矿工程专业、矿井建设专业或者铁道建设专业, 具有十分浓重的行业特点;采用的专业教材也是五花八门, 教材内容与课程设置也是重点不一, 教材建设也亟待加强;另外由于开设地下工程专业的学校有教育部高校, 也有省属地方院校, 由于学校的办学历史、层次与所属行业的不同, 办学效果参差不齐。自去年以来, 尽管教育部在高考招生目录调整上, 对于是否应该将城市地下空间工程专业设立成为招生目录内专业上存在严重分歧, 但是, 地下工程是城市发展的未来, 不管是作为新专业还是作为土木工程专业的一个办学方向, 地下工程建设人才的培养方案都是值得深入研究的。

二、切实制定好城市地下工程建设人才的培养方案

人才培养方案是培养城市地下空间开发和利用新型人才的前提与基础, 它的好坏直接决定着人才培养的质量。城市地下工程建设人才的培养方案分为两类, 一类是作为城市地下空间工程专业而制定的培养方案;另一类是作为土木工程专业地下工程方向的培养方案。目前, 国内高校的城市地下建设人才培养方案不仅在这两种培养方案之间存在着很大的差异, 而且在同一类培养方案之间也存在着较大的不同。主要表现为:专业核心课程不统一, 课程学分与内容设置、实践培养环节侧重点存在很大差异。造成这种差异的本质原因在于各个高校在城市地下工程的认知与定位、城市地下工程建设人才的培养规格与培养目标上存在着巨大差异。要培养大量合格的城市地下工程建设人才, 对于专业的定位与人才培养的目标还是应该有一个基本统一的标准, 只有这样, 才有利于地下工程的迅速发展。要弥补差异, 达成统一, 最有效的途径就是加强各个高校之间的交流与合作。2010年召开的“第一届全国城市地下空间工程专业研讨会”就是一个很好的开端, 这样的研讨会应该每隔1~2年开一次, 以此加强兄弟院校的了解与沟通。在本届研讨会上, 在人才培养规格与目标上基本达成一致, 认为本专业主要是面向土木工程施工和设计单位, 培养适应社会主义现代化建设需要, 掌握地下工程学科的基础理论和知识, 受到工程师素质的基础训练, 具备从事城市地下工程项目设计、施工管理、监理, 以及在投资和开发部门从事技术或管理工作的德、智、体、美全面发展的高级工程技术人才。在专业核心课程设置问题上也基本达成一致, 认为《地下空间规划》、《地下结构设计》、《地下工程施工》、《地下工程测试技术》与《地下工程灾害与防护》五门课程应该成为本专业核心课程。另外, 要制定好城市地下工程建设人才的培养方案, 必须切实理清该专业与传统土木工程专业的区别与联系, 整合相关学科, 构建以力学与土木工程为基础, 地下结构设计与施工为核心, 并兼顾城市规划、环境科学等学科的课程平台, 按学科大类平台设计全新的课程体系, 形成基于学科大类知识结构的“平台+模块式”课程体系[3]。

三、加强核心教材建设, 多出精品教材

有了核心课程, 就应该有核心教材作为支撑。在城市地下空间工程专业成立以后的这十年间, 各个高校在地下工程的教材建设方面也做了一些工作, 主编出版了不少有代表性的教材, 如同济大学主编的《地下建筑结构》、《地下工程测试技术》、《隧道与地下工程灾害与防护》、《地铁与轻轨》等。尽管教材建设取得了不错的成绩, 但是还存在着很多不足, 比如《地下结构设计》与《地下工程施工》这两门课程, 不少教材将其统一编写在一本教材上, 而另外一些教材又将其分开编写, 而且在内容上、知识点上存在着较大的差异;又比如《地下工程施工》, 虽然市面上有教材, 但是行业特色较为明显, 内容不够齐全, 再加上地下工程施工技术复杂、涉及面十分广泛, 发展又十分迅速, 所以, 即使是同济大学, 即使是《地下工程施工》已经成为精品课程的条件下, 也依然没有自己的教材, 采用的依然是教师自编的讲义。教材的编写应该整合各个高校的优势资源, 精诚合作, 争出精品, 在“第一届全国城市地下空间工程专业研讨会”上与会高校代表达成一致, 决定共同编写一套由中南大学出版社出版的核心教材系列。当然, 各高校也应该积极加强与出版社和兄弟院校的合作, 多出教材, 出好教材, 中南林业科技大学与北京大学出版社已经签订合作协议, 合作编写和出版《地下工程施工》[4]。

四、深化教学研究以及教学改革, 切实提高人才培养质量

充分调动广大教师教学研究与教学改革的积极性, 深入课堂与学生宿舍, 加强教师与学生的交流, 切实选好教研教改课题, 认真踏实地做好研究并将成果应用于教学实践, 这是一条提高教师教学水平、提高教学质量的有效途径, 然而, 现在不少高校教师对教研教改课题不感兴趣, 缺少热情, 究其原因, 一方面在于教师在职称晋升时, 学校只考核科研课题与论文, 对教学课题与论文没有要求;另一方面在于很多高校的科技奖励政策只奖励科研成果与论文, 不奖励教学成果与论文。广大教师没有参加教研教改活动的压力与动力。为此, 中南林业科技大学在2010年出台了《教学工作奖励办法》, 对各级各类教学成果奖与教材进行大幅度的奖励, 并对教师职称晋升提出了教学论文的要求, 切实调动了广大教师从事教研教改的热情。针对城市地下工程的专业特点, 可以从以下几个方面加强教学研究与教学改革:

1. 推动教学内容和方式的改革, 提升城市地下工程人才培养的水平

根据每个学生自身特点和发展方向, 发挥指导教师的作用, 为学生量身定做适合学生个性发展的学习计划, 着重选择一些特别拔尖的学生因材施教, 专门为他们制定个性化培养方案, 增加特殊训练环节;有条件的高校可以采用国外原版教材和采取双语授课, 大量采用研讨式、启发式、案例式等探究式教学方式, 通过开设专门的科研训练课、尽早进入教师实验室或课题组等途径, 更多地将科研活动与社会实践引入教学过程, 积极探索科研训练课程教学的新方式。

2. 改革教学方法, 引入“PBL”教学新模式

在教学方法上协调传统教学手段和现代教育技术应用的关系, 在普及多媒体教学的基础上, 充分利用互联网为基础的现代化教学手段, 扩展教学资源, 激发学生在教学中的参与意识, 扩展教学时空, 进而有效地提高教学质量。如建立校内网络教学平台, 建设、引进教育部新世纪网络课程优秀教学课件;学生也借助网站设留言板, 建立网络学习园地, 作为师生沟通和交流的渠道。另外在实验教学中引入Problem-Based Learning (简称PBL, 也称作问题式学习) 教学法, 打破传统的灌输式教学模式。由教师确定与实验有关的问题, 这些问题一般要求具有开放性和真实性, 学生则通过查询资料、动手做事、相互讨论以及自我反思而理解实验原理与操作, 教师则起到启发引导作用。在此类实验学习中学生以一个主动参与者的身份进行学习, 学习兴趣获得极大的提高, 并可培养学生多方面的素质, 例如:解决问题技能, 团队合作能力, 获取和评价信息的能力[5]。

3. 倾力打造精品课程, 加强特色课程的培育与建设

利用土木工程与力学学院的学科专业的优势, 加强课程体系规划建设, 在原有基础之上, 打造一批精品课程和优质课程, 争创省级精品课程。此外, 在精品课程建设的实践中发现、创造并持之以恒地培育具有“地下工程”特色的特色课程, 为城市地下工程建设人才培养提供支撑。

五、构建多模块立体式实践教学体系

明确学科大类平台课程之后, 必须强化学科平台课程的实践环节。可以构建由实验教学、毕业专题实践、课外科技实践活动、实践教学基地建设、课外社会实践活动五个模块组成的实践教学体系, 并注重在具体的实践环节中落实人才培养特色。

1. 创建新型实验教学中心平台

改变实验教学以验证性实验为主、创新性实验内容缺乏的现状, 改进实验教学方法, 转变教学观念, 走出计划性、封闭式实验教学模式, 建立以学生为中心的实验教学模式, 形成自主性、合作性、研究式的学习方式。促进高水平的科研项目转化为实验教学内容, 积极开设一些高水平的、紧跟学科前沿的综合性、开放性、创新性实验, 且将每个实验分为基本部分和提高部分, 丰富和充实基地的实验项目, 并鼓励学生在现有实验项目下进行大胆创新, 开拓新的实验项目或课题, 形成一系列多层次、递进式的教学实验内容。并针对不同层次学生的要求, 进行分层次培养, 避免传统实验教学一刀切的缺陷, 使得能力较强的学生的创新潜能得以充分发挥, 能力较弱的学生也不会因为完不成任务而心急气馁, 更好地发展每个学生的个性和特长。

开放实验教学中心, 鼓励学生自主创新。以学院局域网为支撑、教务管理系统为平台, 实现开放式实验教学管理网络化, 所有实验室仪器设备、开放式课题、科研人员研究方向全部在网上公布, 对学生进行全面开放, 学生可以随时登录实验平台网页, 浏览和下载网络教学课件和多媒体影像资料。学生可以在网上预约实验, 根据自己感兴趣的方向, 申请自己的开放式创新实验课题和指导教师[6]。

2. 强化毕业专题实践, 注重创新能力培养

在学生进行毕业实践前, 组织学生进行为期两周的强化训练, 引导学生对大学阶段所学专业课程进行回顾与总结, 并根据学生的实践单位性质将学生进行分组, 每一小组配备一定数量教师对学生进行“模拟实践”。可以根据现实情况调整教学计划, 比如:可以将毕业实习、毕业论文 (设计) 提前一学期进行, 一是避开学生频繁参加各类人才交流会的时段, 学生可以安心进行毕业实践与设计;二是学生有充足的时间为毕业设计做准备, 做出高质量的毕业设计。

3. 开展课外科技实践活动, 积极挖掘开发创新性实践教学的有效载体

为了更加有效地实施创新人才的培养, 应该积极挖掘开发创新性实践教学的有效载体, 形成以“挑战杯”学生科技作品展、“力学竞赛”、“结构模型竞赛”为龙头, 以创业计划大赛、大学生研究性学习与创新性试验等为主体的课外科技实践活动体系, 并在一系列的科技实践活动过程中, 充分发挥学生独立思考、探索和渴望解决问题的主动性, 激发学生学习、研究、实践的兴趣, 培养学生的创新意识和创新能力[7]。

4. 结合科研、面向社会, 加强实践基地建设

加大资金投入, 建立和完善生产实习基地, 创建“零距离”产学研结合示范实践教育基地。根据专业特点, 在已有的“中铁五局城市轨道工程公司”实习基地的基础上, 继续拓展新的实践教学基地, 定期组织学生更广泛地开展实践教学工作。加强与施工企业、设计院和科研院所的沟通、联合与共建, 将实践教学真正延伸到社会, 实现实践与创新并举, 为创新型人才的培养, 建立稳固的的产学研结合实践基地。

六、加大师资队伍建设力度, 建设一支高水平的城市地下工程教师队伍

没有一流的专业师资队伍就不可能把城市地下工程专业建设好, 把学生培养好。在现有师资队伍的基础上, 应该有针对性地充实和发展专业师资力量, 建设一支专业技术过硬、具有开拓进取和勇于创新的教师群体。师资队伍的建设可以从以下几个方面来实施:

1. 自我培养与引进并举

鼓励教师在国内高水平大学攻读博士学位, 学校与学院出台了相关政策, 并对攻读博士学位的教师在教学安排、日常管理、目标考核等方面提供了便利与政策倾斜。另外, 要大力引进专业建设所需的国内外高水平大学的博士毕业生, 引进时要注意学院现有教师的学缘结构, 避免过多地引进同一所大学毕业的博士生。

2. 鼓励教师出国进修或从事博士后研究, 开阔科研视野

以国家留学基金委与省教育厅出国留学项目为依托, 鼓励教师在国外高水平大学从事访问学者与博士后研究, 了解国外本学科、本专业的最前沿的科研动态, 加强与国外导师的交流与联络, 密切本校与国外高水平大学的联系与交流。

七、结语

开发利用城市地下空间是实现城市可持续发展的有效途径, 是城市发展的重要方向, 这是不言而喻的。目前, 城市地下工程还是一个新专业, 虽然近二十年来城市地下工程建设方兴未艾, 城市地下工程专业的办学也取得了不错的成绩, 但是它与其他历史悠久的专业相比还很幼小, 虽然发展潜力与空间巨大, 但是在其发展过程中也出现了不少问题。笔者就城市地下工程建设人才培养中出现的问题提出了自己的一些思考, 期待与国内同行交流, 以促进城市地下工程专业的发展。

[编辑:胡兴华]

摘要：针对全国开办有地下工程专业或专业方向的各个高校的人才培养实践, 论述了城市地下工程建设人才培养的必要性与紧迫性, 从人才培养方案、核心教材建设、教学研究与教学改革、实践教学体系与师资队伍建设几个方面分析了存在的问题, 并提出了相应的措施。

关键词：城市地下工程,人才培养,教学改革,教材建设,师资队伍建设

参考文献

[1]唐礼忠.城市地下空间工程新专业的设置与建设[J].理工高教研究, 2002, 21 (5) :88-90.

[2]霍润科.土木工程专业中设置隧道与地下工程方向的可行性探讨[J].西安建筑科技大学学报, 2007, 26 (3) :119-121.

[3]李兴高.地下工程课程教学改革的思考与分析[J].高等建筑教育, 2010, 19 (6) :92-94.

[4]鲍先凯, 薛刚.土木工程专业岩土与地下方向毕业设计教学改革研究[J].中国电力教育, 2010 (32) :121-122.

[5]李明华, 雷晓燕, 童谷生.土木工程特色专业建设规划与效果分析[J].华东交通大学学报, 2008, 25 (3) :127-130.

[6]彭大文, 丁文胜, 孙雨.应用型本科院校土木工程专业特色建设的思考[J].高等建筑教育, 2008, 17 (4) :1-5.

城市地下工程施工测量 篇5

城市地下建设工程的环境地质效应随着城市地下空间的建设开发, 必然会引起社会的广泛关注, 同时也会影响城市的开发建设, 因此, 研究地下工程的环境地质效应及其防治技术, 有助于进~步开发地下空间资源, 大力推进现代化的城市建设。

2 环境地质效应的表现形式分析

地下工程主要有隧道工程、沉井工程、基坑工程等, 施工工法主要有盾构法、沉井法、顶管法、沉管法、地下连续墙法、矿山法、新奥法等, 地下工程在施工中或施工后都会对地质环境产生影响。

2.1 基坑开挖引起的变形与失稳

地下工程建设中, 地铁车站、高层建筑的地下室、地下商场和车库、地下蓄水库、地下电站和水泵房等, 常常要进行深大基坑开挖, 开挖深度常常达到12 18m或以上。在开挖基坑过程中, 改变了原土体的应力场, 必然会导致周围地层的移动, 引起周围支挡结构的变形破坏、基坑周围地表沉降、基坑失稳和基底隆起等问题。

2.2 地下水环境变异

地下工程建设不可避免的会对地下水环境造成一定的影响, 一般来说, 地铁、水底交通隧道等大跨度的地下工程对地下水环境的影响形式有两个方面, 一是隧道施工期间产生的影响, 一是隧道建成后潜在的影响。地下工程施工中, 为保证开挖面的稳定, 往往需要人工降水, 如在地下水较浅的地区进行深基坑开挖, 用盾构法在饱和土体中进行隧道施工, 都需要进行大面积的人工降水, 将导致地下水漏斗式下沉, 使地下水的动力场和化学场发生变化, 引起地下水中某些物理化学组分和微生物含量的变化, 可能导致地下水的污染逐步加剧。施工中为提高土体的防渗性能和增强土体的强度所进行的化学注浆, 可能引起地下水的化学污染;施工中产生的废水f洞内漏水、洗刷水、排水) 、废浆以及施工机械漏油等, 将影响地下水水质。地下工程运营中对地下水环境的影响是大范围的, 时间上具有滞后性, 具有潜在的影响。

2.3 洞室围岩失稳

地下工程洞室开挖后, 地下形成了自由空间, 原来处于积压状态的围岩, 由于解除束缚, 而向洞室空间松胀变形。当围岩应力超过了岩土体强度时, 便失稳破坏, 有的显著而突然, 有的变形和破坏不易划分。洞室围岩的变形与破坏, 是发展的连续过程。弹脆性岩石构成的围岩, 变形尺寸小, 发展速度快, 肉眼不易察觉, 而一旦失稳, 突然破坏, 其强度、规模和影响都极显著。弹塑性岩石和塑性土构成的围岩, 变形尺寸大, 甚至堵塞整个洞室空间, 但其发展速度缓慢。

2.4 地质生态环境恶化

地下施工往往要挖出大量的岩石和土体堆积于隧道顶部或门口附近, 有的可高达6m、7m, 不仅对周围环境有影响, 而且若弃土超荷, 还可能引起隧道下沉。基坑开挖使大量地面裸露, 在开挖或运输过程中, 如不及时围护和车辆密闭运输, 容易造成城市的扬尘污染。地下工程中采用化学灌浆来实现加强扩壁或堵漏处理。化学灌浆材料多数具有不同程度的毒性, 特别是有机高分子化合物氧树脂、乙二胺、苯酚) 毒性复杂, 浆液注入构筑物裂缝与地层之中, 然后通过溶滤、离子交换、负分解沉淀、聚合等反应;不同度的污染地下水, 导致公害。

3 环境地质效应的机理分析

以基坑工程为例, 基坑工程的环境地质效应机理分析如下:

3.1 基坑开挖对地下水状态的改变

基坑开挖过程中, 为保证土方开挖及基础施工处于适宜的工作条件下进行, 大多数都要采用人工降低地下水, 这样就会引起基坑内外产生地下水渗透, 地下水状态也随之改变。深基坑周围的地下水渗透特征与场地的水文地质条件、防渗帷幕的埋入深度、基坑抽水反灌的层位有关。

3.2 地下水渗透对土压力的影响

坑开挖过程中, 为了保证基底干燥, 便于施工, 要采用一些降水措施。基坑降水会引起地下水渗透, 地下水状态随之改变, 同时也会引起土的物理力学性质、土体应力状态以及土的强度的改变, 并直接影响着土压力的大小。

3.3 基坑开挖中水、土压力变异与地质环境效应关系

基坑开挖时, 在解除竖向自重应力的同时, 水平向自重应力亦相应有所解除。坑底以上的土体, 因受到具有较大水平压力的外侧土体的挤压, 便产生水平压缩, 于是板桩内移, 并伴随出现坑外地面沉降;另一方面, 人工降低地下水位, 会增大坑外土体的竖向和水平向自重应力, 造成更大的坑外地面沉降和板桩内移。板桩内移不仅可能破坏坑壁围护系统, 而且使基坑尺寸缩小。坑外地面沉降, 将对临近建筑物构成威胁。

3.4 基坑开挖的实际应力状态对土压力的影响

由于基坑开挖, 在基坑的外侧, 如果不考虑地下水位的变化, 铅方向的自重应力保持不变, 水平方向的地基内应力减少。随着挖掘深度的增加, 坑壁的水平位移也不断增加, 当水平方向的内应力达到最小值的时候, 土体达到主动土压力状态。在基坑底部以下的地基, 如果不考虑地下水位的变化, 铅垂方向自重应力减少, 开挖面以下的支扩结构挤压基底下部地基, 使下部地基水平受压。

4 环境地质效应的系统防治分析

4.1 开展有效的工程地质勘察

通过详细的勘察为设计施工提供相关的参数和指标, 确定合理的挖方案、步骤。如果勘察工作所提供的数据不详细, 势必给支护工作留下隐患。对深基坑注意查明以下几个方面:场地位置、地形地貌、地质构造、不良地质现象等:对场地地层进行划分:调查地下水的类型、埋藏条件、侵蚀性及土层的冻结深度;测定土的物理力学性质指标;调查基坑周围地质环境。

4.2 优化开挖方案

地下工程的开挖方法很多, 大型地下工程施工不可能全断面一次成洞, 实际上是根据出渣运输洞不同、施工机械类别和岩石特性等条件, 选择开挖施工方法。这样就决定了大型地下洞室是分层分块开挖, 逐步形成洞室设计体系的特点。

4.3 科学的降水设计方案

要降低地下水位, 就要合理的选择降水方法, 并在此基础上进行工降水的方案设计。人工降水方法的选择是人工降水成败的关键在降水技术方法的选择时, 应注意考虑以下几点:降水场地的水地质条件;含水层的透水性:地下工程开挖的深度及技术要求;水场地的施工条件和施工设备的能力范围;选用的方法是否经济理便于施工;可根据条件将多种方法组合使用, 充分发挥不同方之间的互补性。

4.4 推行地下工程建设系统管理与防御技术

地下工程的建设是一项系统工程, 必须从勘察、设计、施工、监测全方位实施工程防御体系。勘察设计方面, 首先了解地质情况, 查明周围各种地下管线和建筑物的要求, 设计时要对地质资料了解清楚, 精心设计并做到优化:施工方面, 必须严格按照设计进行施工, 对于有支撑的围护结构, 必须遵守先撑后挖, 严禁超挖, 尽量缩短墙体暴露时间以及分层开挖。

4.5 加强对临近建筑物的保护

在已有建筑物或构筑物附近设置新的基础和开挖基坑时, 应考虑有建筑物的影响。在设计和施工前, 应对以下情况进行调查:质原有建筑物基础、上部结构可靠度和地基基础变形的要求。据情况制定以下对策: (1) 对已有建筑物进行变形和裂缝的观测, 需要采取特殊的施工方法; (2) 设计方面不需要特殊考虑, 但施工法要采取有效对策: (3) 设计和施工都要采取有效的特殊对策, 工程计划开始就要采取对已有建筑物不产生有害影响的对策和护工程, 同时要进行变形和裂缝观测。

4.6 加强岩土体变形的理论研究

由于地下工程建设的复杂性, 实践中有超出理论的现象, 也有现论不能有效指导工程实践的现象。因此, 针对工程实践的具体况, 加强这方面的理论研究, 显得尤为重要。对于深基坑工程, 要应进行如下一些研究:地基中卸荷一再加载的变形特性以及土的蠕变、应力松弛特性;支护结构的变形原理;基底的隆起规律基坑的失稳和演算方法;支扩结构变形、基底隆起和地表沉降之的关系;地基加固效应;水土相互作用等理论问题。

摘要：随着城市经济的增长和人口的迅速膨胀, 城市用地明显短缺。从而开始在各大城市形成了一轮向地下争取空间的热潮。在地下空间进行工程开发的过程中会遇到一系列的工程、水文、环境地质问题, 同时工程开发也对当地的地质环境造成了一定的影响甚至破坏。本文以地下工程开发中可能遇到的地质问题提出应变对策, 相应的也就地下工程开发对水文、环境地质等造成的影响和破坏提出预防措施。

关键词：城市地下空间,环境地质,地质效应

参考文献